茶綠色素

茶綠色素（Tea Green Pigment，簡稱TGP）是從茶鮮葉或綠茶中提取的一種天然色素。主要成分為葉綠素，還含有黃酮醇及其甙、兒茶素聚合/縮合產物、和芬酸及縮酚酸等物質，且還含有胺基酸、維生素、微量元素等，顏色豐富鮮艷，屬優質營養保健天然色素，符合國家食品添加劑GB3262-82的標準。茶綠色素的提取製備方法簡單、成本低廉、色澤鮮艷，可套用於果蔬汁飲料、配製酒、糖果、糕點、果茶等得生產。

組成成分

茶綠色素是系列茶色素中的重要組分，其主體成分為葉綠素。茶綠色素包括脂溶性茶綠色素和水溶性茶綠色素兩種。脂溶性茶綠色素是以葉綠素為色素主體成分，還含有大量生物活性物質，如茶多酚、胺基酸、咖啡鹼、維生素及各種微量元素。水溶性茶綠色素主要包括葉綠素銅鈉鹽（TGP₁）和葉綠素鋅鈉鹽（TGP₂）。

葉綠素

葉綠素（Chlorophyll）屬於四吡咯類色素，是由四個吡咯環的α-碳原子通過次甲基相連而構成的複雜共軛體系，該共軛體系與M g²⁺結合。葉綠素由卟啉環和葉醇尾構成，卟啉環決定葉綠素顏色，吸收可見光，以誘導共振方式傳遞光能。葉醇尾是由四個異戊二烯單位組成的雙萜，具有親脂性。卟啉頭部因呈極性，具有親水性。葉綠素分為葉綠素a 和葉綠素b( 如下圖中) ，卟啉環上的R 基團分別為-CH₃和-CHO，而使得葉綠素a 呈藍綠色，葉綠素b 呈黃綠色。

卟吩環、脫鎂葉綠素a、及葉綠素分子結構

葉綠素銅鈉鹽

別名葉綠酸銅鈉（chlorophyllincopper complex sodium salt）

CAS：65963-40-8

成分：銅葉綠酸三鈉、銅葉綠酸二鈉

分子式及相對分子質量：

銅葉綠酸三鈉：C₃₄H₃₁O₆N₄CuNa₃ 724.17

銅葉綠酸二鈉：C₃₄H₃₀O₅N₄CuNa₂ 684.16

葉綠素銅鈉鹽具有天然綠色植物得色調，著色力強，對光、熱穩定性稍差，但在固體食品中穩定性較好，在pH<6的溶液中有沉澱產生，比較適用於中性或鹼性（pH7~12）食品中。

製作與技術要求：以葉綠素為原料經科學方法加工提純得到色素。

技術要求：

感官要求

項目	要求	檢驗方法
色澤	墨綠色至黑色	取適量樣品置於清潔、乾燥的白瓷盤中，在自然光澤下觀察其色澤和狀態。
組織狀態	粉末

理化指標

項目		指標	項目		指標
pH		9.5~11.0	游離銅（Cu）w/%	≦	0.025
吸光度（405nm±3nm）	≥	568	乾燥減量w/%	≦	5.0
吸光度比值		3.2~4.0	總砷（以As計）/（mg/kg）	≦	2
總銅（Cu）w/%	≦	8.0	鉛（mg/kg）	≦	5

葉綠素鋅鈉鹽

CAS：11006-34-1

葉綠素鋅鈉鹽(三鈉)C₃₄H₃₁O₆N₄ZnNa₃ 725.99

葉綠素鋅鈉鹽(二鈉) C₃₄H₃₀O₅N₄ZnNa₂ 685.99

葉綠素鋅鈉鹽（Sodiunlzinccmorophyllin）是葉綠素經皂化、酸化、鋅代和成鹽反應製備而成。葉綠素鋅鈉鹽一般為墨綠色粉末，易溶於水，微溶於乙醇和氯仿，溶液透明無沉澱，其主要用作醫藥、日用化工、食品、除臭等工業的原料，用量根據不同產品的要求一般控制在萬分之一到千分之一不等。

提取製作

茶綠色素的提取屬於茶葉有效成分提取中的綜合提取法。脂溶性茶綠色素未經人工修飾、改性，完全符合純天然食用色素的要求，但由於葉綠素中心金屬離子鎂與卟吩環螯合結構易受光、熱、酸等作用而降解，綠色隨之消失。因此，工業上多將脂溶性茶綠色素提取後，改為水溶性茶綠色素。一定條件下其他金屬離子取代葉綠素中的鎂離子，使之形成更穩定的配合物，溶解性增大，穩定性提高。

通常將葉綠素轉化為葉綠素銅鈉鹽和葉綠素鋅鈉鹽。由於Cu 具有生理毒性, 葉綠素銅鈉鹽的顏色偏藍，使得葉綠素銅鈉鹽的套用大受限制；而Zn 置換後的葉綠素顏色鮮艷明亮，與植物原綠色一致；並且由於人體對鋅的需求量大，而我國耕地多半缺鋅，國民缺鋅達50% ，所以，將脂溶性TGP改性為葉綠素鋅鈉鹽具有著色劑和補鋅劑的雙重意義。

提取工藝

製備茶綠色素的方法主要有溶劑法和鹼液法。溶劑法是用有機溶劑抽提，而鹼液法則用鹼液抽提。溶劑法套用廣泛，適合大規模連續化生產。

脂溶性茶綠色素工藝流程：

茶葉→粉碎→乙醇提取→回收乙醇→糊狀葉綠素→真空乾燥→脂溶性TGP粗品

脂溶性茶綠色素轉化為水溶性茶綠色素的工藝流程：

茶鮮葉→預處理→茶葉粉末→浸提（乙醇）→抽濾棄渣→浸提液→皂化（NaOH）→減壓回收乙醇→萃取（石油醚）→皂化液→酸化→脫鎂葉綠酸→鋅代反應（ZnSO₄）→鋅代產物：鋅葉綠酸→溶解（乙醇）→成鹽（NaOH）→抽濾乾燥→茶葉葉綠素鋅鈉鹽

水溶性茶綠色素製備過程中的反應

右圖為水溶性茶綠色素製備過程中的皂化反應、成酸反應、鋅代反應和成鹽反應。

影響因素

茶綠色素的提取率與提取原料、提取方法、提取參數等很多因素有關。選取的原料，如不同加工工藝的成品乾茶、鮮葉還是加工程度不同的鮮葉，或品種、季節、部位不同的鮮葉；提取方法，如溶劑提取法、微波萃取法、超臨界萃取法等；確定提取方法後，同一方法中，提取過程中的溫度、時間、溶劑、料液比、浸提次數等參數的不同都會對茶綠色素的提取產生很大影響。

性質影響

茶綠色素的不穩定性主要源自葉綠素中心離子的置換、葉綠素的分解和茶褐素的不斷生成等原因。茶綠色素的穩定性受金屬離子、pH值、溫度、光照、外加食品添加劑等因素影響。

1 金屬離子對茶綠色素的影響

金屬離子對茶綠色素的影響主要取決於金屬離子與卟啉配位化合物的穩定性，即金屬卟啉的穩定性取決於金屬離子的成鍵能力（電荷和電負性的大小）和空間結構（金屬離子半徑的大小） 。根據路易斯酸鹼理論和軟硬酸鹼（HSAB）原則，作為交界鹼的卟啉環與硬酸的Ca 、M g 結合較不穩定，而與屬於交界酸的Cu 、Fe 、Zn 等結合較穩定。

2 pH值對茶綠色素的影響

在偏鹼和酸性下茶綠色素中的葉綠素不穩定，而使得茶綠色素出現褐變。茶多酚在鹼性溶液中發生部分脫氫氧化聚合，生成茶褐素；在酸性情況下，葉綠素卟啉環中心位置的Mg易被H 取代，發生格林反應而脫色降解。

3 溫度對茶綠色素的影響

溫度過高會加劇葉綠素的分解和兒茶素類物質的氧化聚合、Vc 氧化等。溫度過低會影響茶綠色素等各類物質的浸出率及其浸出物的品質。

4 光照對茶綠色素的影響

光照對茶綠色素穩定性的影響主要是促使葉綠素降解，葉綠素多不飽和雙鍵結構決定了它的易被氧化性。氧氣存在下，葉綠素進行光氧化時會產生羥自由基，最終導致葉綠素降解。

5 常見食品添加劑對茶綠色素的影響

在強還原劑Na₂ SO₃、Vc 存在下，茶綠色素穩定。研究發現蔗糖、葡萄糖、食鹽、檸檬酸等食品添加劑對葉綠素鋅鈉鹽的穩定性幾無影響；且Vc有助於提高茶綠色素的穩定性。

作用爭議

一種觀點認為：做為由各種功能成分組成的茶綠色素同時具有其各個組分的保健作用，如：抗氧化、抗衰老、消炎抑菌、降血壓、降血脂、降血糖、抗輻射、抗癌等。

有研究發現：居民胰腺癌與飲茶有關，每天飲茶3杯以上的人患胰腺癌得危險度是對照組得兩倍以上；茶可引起人和動物的致畸作用，孕婦每天飲茶3杯以上，胎兒發生無腦兒和腦死的機會明顯加大。因此，另一種觀點認為：茶葉中含有的誘變劑在由茶葉中提取出來得茶綠色素中同樣存在，即茶綠色素對人體具有致突變作用，做為食品添加劑具有一定的安全隱患。

工業套用

人工合成得色素副作用大，不利於人體健康。隨著經濟的發展，消費者健康意識逐漸增強，安全優質的天然色素是食品著色劑得必然發展方向。茶綠色素作為一種色素，具有安全可靠，無毒副作用，著色自然，來源豐富等優點，是一種具有營養保健作用的天然食品添加劑。用於改善食品色澤，開發新產品，我國規定可用於果汁（味）飲料類、配製酒、奶茶、果茶、糖果、糕點上彩裝和綠絲，按生產需要適量使用。

葉綠素銅鈉鹽可套用於青豌豆罐頭、果蔬汁、果肉飲料、果汁（味）飲料、碳酸飲料、配製酒、冰淇淋、冰棍、果凍、糕點上彩裝、餅乾、糖果，一般用量為0.2‰~1‰。