什麼是兒茶素？其化學結構為何？

Question

什麼是兒茶素？其化學結構為何？

我要問化學結構為何？為什麼沒有結構呢？

Answer 1

兒茶素類(Catechins，俗稱茶單寧，佔乾重10~30%)及咖啡因(Ｃaffeine，佔乾重2~4%)是茶中最重要的兩種生理性成分。有些研究報告認為它們已具有藥效功能，其中又以兒茶素為茶湯中的主要成份(佔可溶分40~50%)，對人體的功效近來頗受世人重視。　　兒茶素類為多元酚類(Polyphenol)之一種，具有苦澀味，在茶湯中對滋味的影響頗大。茶中的兒茶素類可分為游離型的三種(包括 Catechin， C； Epicatechin，EC及Epigallocatechin， EGC)、與沒食子酸(gallic acid)酯化的兩種(Epicatechin gallate，ECG及Epigallocatechin gallate，EGCg)，其中以後者(ECg及EGCg)含量較多。 茶素—人體的自然保護神
圖片參考：http://www.wangtea.com.tw/graphics/cate222.gif
活性氧分子及自由基是動脈硬化和癌症的發生原因之一在人體新陳代謝下，會產生許多不同活性氧分子及自由基，這些會持續企圖傷害細胞防禦力，使細胞受到氧化性傷害，甚至破壞蛋白質，使正常細胞死亡，產生疾病。兒茶素類是茶葉中比例占最高的多酚類，其主要成分有：EGCg(epigallocatechin gallate),EGC(epigallocatechin),ECg(epicatechin gallate),EC(epicatechin),和catechin。經中外學者實驗報告兒茶素類以其化學結構中含有的氫氧基 (0H)(見附表)愈多，愈能阻止自由基在生物系統中所造成的傷害。所以兒茶素具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤、抗病毒、消臭、抑制低密度脂蛋白與血糖上升等功效。從目前已發表文獻中，兒茶素對人體的功效如下：1.      油脂抗氧化劑：其功效優於維他命E及人工合成BHA,BHT。2.      自由基清除劑：可保護細胞膜，減緩人體老化、抗衰老。3.      色素保護劑：防止天然食品著色劑的降解退色，效果比維他命C高。4.    天然除臭劑：日本人用兒茶素對豬、雞及人體實驗，服用兒茶素二週後，糞便臭味顯著減輕。5.    抗菌、抗病毒及改變人體腸內微生物分佈相：中國大陸及蘇聯，有以茶汁治療痢疾的紀錄。日本有以兒茶素提煉治療陰部皮膚黏膜之皮膚病。6.       防止感冒：經實驗結果茶中的多酚類對流行性感冒病毒〈Influenza virus〉有極強的不活化作用，建議流行感冒期間要多喝茶。7.       防齲齒，臨床證明兒茶素類可減少菌斑及牙周指數。8.      抑制血壓上升：根據人體實驗，每天攝取500毫克兒茶素類，經三個月測定其飲食前後之血壓，發現舒張壓與收縮壓均明顯降低。

Answer 2

兒茶素類(Catechins，俗稱茶單寧，佔乾重10~30%)及咖啡因(Ｃaffeine，佔乾重2~4%)是茶中最重要的兩種生理性成分。有些研究報告認為它們已具有藥效功能，其中又以兒茶素為茶湯中的主要成份(佔可溶分40~50%)，對人體的功效近來頗受世人重視。
　　兒茶素類為多元酚類(Polyphenol)之一種，具有苦澀味，在茶湯中對滋味的影響頗大。茶中的兒茶素類可分為游離型的三種(包括 Catechin， C； Epicatechin，EC及Epigallocatechin， EGC)、與沒食子酸(gallic acid)酯化的兩種(Epicatechin gallate，ECG及Epigallocatechin gallate，EGCg)，其中以後者(ECg及EGCg)含量較多。目前國外已將各種兒茶素由茶湯中分離純化出來，作不同方式的運用。筆者根據國內外學術刊物將兒茶素類可能的利用方式及其他對人體的生理效應整理歸納如下：

1.優良的抗氧化自由基清除劑：
I.油脂抗氧化劑：
兒茶素是天然的油脂抗氧化劑，且其抗氧化活性優於BHA、 BHT（人工合成抗氧化劑）及維他命E。因此頗具有開發潛力。
II.色素保護劑：
兒茶素類可防止天然食品著色劑（β-胡蘿蔔素）的降解退色，其效困較傳統保護劑-維他命C高出20倍。目前尚未商品化。
III.清除自由基：
兒茶素類可清除人體產生過多的自由基以保護細胞膜的結構，可減緩人體衰老。在中國大陸及日本已有利用兒茶素類發展出抗衰老的藥物。

2.除臭劑：
由於兒茶素類對除去甲硫醇臭味有良好效果，日本已利用兒茶素類製成商品化之除臭口香糖、香煙濾嘴，以除去抽煙者之口臭。此外日人進行豬、雞及人體試驗顯示餵食兒茶素二週後，排泄糞臭味有顯著減輕，此原因在兒茶素類對腸內產生惡臭細菌有抗菌效果。
　
3.抗菌、抗病毒及改變人體腸內微生物之分佈：
兒茶素類抗菌及抗病毒之功能，早在中國唐宋時期的醫孳書籍中已有記載，並早已用茶入藥來治療炎症。近代科學研究確認兒茶素類對很多引起人體致之細菌（如肉毒桿菌）有抑制的效果，同時又不致傷害腸內有益細菌族群（如乳酸菌）的繁衍，因此具有整的功能。中國大陸及前蘇聯在臨床上有應用茶汁抑制病原菌的繁殖，以治療赤痢的紀錄。
對於引起人類皮膚病的多種病菌，兒茶素類亦有很強的抑制作用。日本臨床試驗以提煉出的兒茶素類來治療濕癃（Cobdyloma，一種在陰部皮膚粘膜之皮膚病），有很好的療效，目前該項實驗尚在進行中。
紅茶中提煉出的多元酚類對流行性感冒病毒（Influenza virus）有極強的不活化作用，此點在動物細胞體外培養試驗中已獲證實，但若細胞已被病毒感染後才接觸兒茶素類，則抗病毒之效果很差。由此推論兒茶素類的抗病毒功效係屬於預防性質，並建議應在感冒流行期間喝茶以預防感染。
利用兒茶素類抗菌抗病毒的功能，國外有將兒茶素併裝於空氣清淨機內以清除空氣中浮游病毒的計。自1996年此一裝置上市以來深獲好評；目前台灣市面上新推出的國際牌冷氣機即強調使用「剋菌清」，具有除菌及除病毒的效果，也是利用此一原理而設計。
　
4.防齲作用：
茶葉具防齲作用，一般多認為是茶中「氟」的功能，當然氟元素可以取代牙齒中羥磷灰石的羥基成為氟磷灰石，使牙釉質對酸的侵蝕具有強抵抗力。然而兒茶素類能強烈制生齲菌（Streptococcus mutans），臨床上也證明兒茶素類可明顯減少菌斑及牙周指數，但對口腔中其他微生物沒有影響。目前日本已有將兒茶素類添加於砂糖中以「鳥龍糖」方式出售。

5.抑制血壓上昇：
根據人體試驗報導：健康人每日攝取500毫克兒茶素類，經三個月測定其飲食前後之血壓，發現攝取後的擴張壓與收縮壓都顯著下降，因此證明長期攝取兒茶素類有抑制血壓上昇的功用。

6.抑制血糖上昇：
兒茶素類對部份的醣分解酵素（如α-amylase及sucrase）有抑制作用，因此當人體攝取醣類時能扺制醣類的分解，降低血糖。

7.抑制血液中膽固醇濃度上昇：
日人竹尾忠－以動物試驗證實含EGCg0.5~0.1%之食物能降低血漿中總膽固醇、游離膽固醇、LDL膽固醇及三甘油脂之量，同時增加好的HDL膽固醇含量。中國大陸曾對120位高血脂病人進行試驗顯示具有抑制血小板凝集，並有治療動脈硬化的效果。
如將兒茶素類加入飼料中給蛋雞攝食，其所生產之雞蛋亦比一般雞蛋之膽固醇濃度低，此種蛋的全脂量及過氧化脂質亦比一般的蛋低。目前日本已有兒茶素蛋（catechin egg）販賣且深受好評。

8.抗癌及抗突變：
很多研究報告顯示茶抽出液或茶多酚有抗癌及抗突變的活性，其作用原理都僅限於推論階段。唯獨值得注意的是針對日本靜岡縣某地區的調查，該地區胃癌的死亡率比全國低很多，其原因為該地為日本著名的茶區，其居民每日都飲用大量的。茶多元酚在體外50-100ppm下有阻止Pyroli菌的增殖，以34名帶 pyroli菌的帶原者有每日給予700毫純兒茶素（約10杯）茶攝取一個月，幾乎所人的菌數都減少，其中有6名真除。因此相信兒茶素類對某些癌症有抑制作用。由於引起人類致癌因子非常複雜，有關此點尚待進一步研究。
抗突變在微生物已有許多試驗獲得證實，在人體尚無具體報告。

9.抗輻射及紫外線：
由調查發現二次大戰時居住廣島遭受原子彈輻射感染的日本人移居產茶區長期飲茶後，比末移居產茶區者其壽命較長，且健康狀況亦較好。同一時期法國與前蘇聯之研究者證實茶中之多元酚類對照鍶90（Sr90）的小白鼠有防護效果，認為兒茶素類有防輻射之功能。在中國大陸於進行放射治療時有以茶濃縮液作為白血球增加劑使用。又根據動物試驗中發現兒茶素類能抗UV-B所引發之皮膚癌。美國Aubrey Original公司根據此原理研發出一種綠茶加工而製成的粉底霜化妝品，所標示的功能為預防紫外線輻射此引起的皮膚癌以及皮膚的早期衰老，並已於 1997年上市。
由於兒茶素類有多種用途及生理功效，因此美國、日本及中國大陸已積極探討兒茶素類之生產工作，目前已步入商品化階段，國內對此項研究起步很晚，尚待努力以擴大茶葉的利用價值。