茶葉總黃酮類物質(zhì)的微波輔助提取研究

張澤志，李玉，高霞，李成未，林鈺

(1.河南教育學(xué)院應(yīng)用化學(xué)重點(diǎn)學(xué)科組，河南鄭州450046;2.鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院，河南鄭州 450001)

茶葉總黃酮類物質(zhì)的微波輔助提取研究

張澤志1，李玉2，高霞1，李成未1，林鈺1

(1.河南教育學(xué)院應(yīng)用化學(xué)重點(diǎn)學(xué)科組，河南鄭州450046;2.鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院，河南鄭州 450001)

采用微波輔助提取茶葉總黃酮類物質(zhì)，通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，對(duì)影響微波輔助提取總黃酮提取率的因素進(jìn)行探討.結(jié)果表明:以80%乙醇為提取溶劑，最佳提取工藝條件為:A3B2C3，即微波功率648 W，微波提取時(shí)間為4 min，料液比為1∶45(g/mL)，測(cè)得茶葉總黃酮提取率為9.54 mg/g，各因素對(duì)總黃酮提取率的影響程度為提取功率＞提取時(shí)間＞料液比.

茶葉;黃酮類物質(zhì);微波輔助提取;正交實(shí)驗(yàn)

茶葉中不僅含有磷、鉀、鎂、錳等多種無機(jī)礦物質(zhì)，還含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、氨基酸、生物堿、茶多酚等多種有機(jī)化合物，茶多酚包括兒茶素、黃酮類物質(zhì)，含量在10%～25%.黃酮類物質(zhì)具有抗氧化、消除自由基、抗菌抗病毒、抗癌抗突變、抑制動(dòng)脈粥樣硬化、降血脂、降血壓等作用［1－5］.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

茶葉(翠影香茗，商品名，市售)、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、乙醇溶液(80%)、Al(NO3)3、NaOH、NaNO2等，均為分析純，水為石英亞沸兩次蒸餾水.

微波爐，格蘭仕電器實(shí)業(yè)公司;TU－1901紫外－可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 茶葉樣品制備

茶葉置于80℃恒溫干燥箱中干燥1 h，取出后用高速粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，過40目篩，備用.

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

按照文獻(xiàn)［6］所述方法制作黃酮化合物吸光度A與其濃度c之間標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到二者關(guān)系為A= 0.016 82 c+0.019 45，相關(guān)系數(shù)為0.995 8.

1.2.3 茶葉總黃酮提取率的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取1.2.1方法處理的茶葉樣品1.0 g，置于150 mL平底燒瓶中，以一定料液比加入80%乙醇溶液作為提取液.設(shè)定微波功率和提取時(shí)間，經(jīng)微波提取后取出冷卻靜置，準(zhǔn)確移取上層清液1.0 mL于10 mL容量瓶中，用乙醇補(bǔ)充至3.0 mL，加入5%NaNO2溶液0.5 mL，搖勻后放置6 min;然后加入10% Al(NO3)3溶液0.5 mL，搖勻后放置6 min;最后加入1 mol/mL NaOH溶液4 mL，用80%乙醇補(bǔ)充至刻度，搖勻后放置15 min～20 min，以相應(yīng)試劑做空白測(cè)試，于510 nm處測(cè)定其吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線轉(zhuǎn)換計(jì)算即可求得茶葉總黃酮的提取率［6－7］.

2 結(jié)果與討論

2.1 微波輔助提取對(duì)茶葉總黃酮提取率影響的單因素實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)以80%乙醇作為提取溶劑，選擇微波功率、微波提取時(shí)間和料液比等因素做單因素實(shí)驗(yàn)，考查其對(duì)茶葉總黃酮提取率的影響.

2.1.1微波功率

在料液比為1∶40(g/mL)，微波加熱4 min的條件下，做不同微波功率的單因素實(shí)驗(yàn)，微波功率分別為144 W、288 W、464 W、648 W，結(jié)果見圖1.由圖1可知，微波功率在144 W～464 W之間時(shí)，茶葉總黃酮提取率呈上升趨勢(shì)，隨后提取率有所下降.因此取微波功率為464 W.

2.1.2 微波提取時(shí)間

在微波功率為464 W，料液比為1∶40(g/mL)的條件下，考查微波提取時(shí)間對(duì)茶葉總黃酮提取影響，結(jié)果如圖2所示.

可以看出，微波提取時(shí)間在2 min～4 min范圍內(nèi)，隨著微波提取時(shí)間的延長(zhǎng)，茶葉總黃酮提取率逐漸增加;提取時(shí)間從4 min～10 min，茶葉總黃酮提取率卻逐漸下降.因此，取微波提取時(shí)間為4 min.

2.1.3 料液比

在微波功率為464 W，微波提取時(shí)間為4 min的條件下，考查不同料液比對(duì)茶葉總黃酮提取率的影響.考慮到提取溶劑太少時(shí)無法浸沒茶葉樣品，故取料液比分別為1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50 (g/mL)，影響結(jié)果如圖3所示.

由圖3可知，當(dāng)料液比為1∶40(對(duì)應(yīng)圖中0.025)g/mL時(shí)，茶葉總黃酮提取率達(dá)到9.45 mg/g，繼續(xù)增大料液比至1∶50 g/mL時(shí)，總黃酮提取率反而降低到9.40 mg/g，即料液比增大到一定值后，黃酮提取率會(huì)降低，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是提取液乙醇對(duì)微波產(chǎn)生了雙重影響:一方面，較多的乙醇提取液可以增大總黃酮的濃度差，有利于茶葉細(xì)胞內(nèi)黃酮物質(zhì)的溶出及擴(kuò)散，這有利于黃酮物質(zhì)的提取;另一方面，過多的乙醇會(huì)吸收較多的微波能，在同樣的提取條件下會(huì)減少細(xì)胞對(duì)微波能的吸收，導(dǎo)致細(xì)胞破裂不完全，黃酮溶出不充分，從而降低提取黃酮的能力.故選取料液比為1∶40(g/mL).

圖3 料液比對(duì)茶葉總黃酮提取率的影響Fig.3Effect of the solid to liquid ratio on extract rate of tea total flavonoid

2.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素提取基礎(chǔ)上，對(duì)影響茶葉總黃酮提取率的因素:微波功率(A)、微波提取時(shí)間(B)、料液比(C)進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，以優(yōu)化其最佳提取條件，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平見表1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2.

由表2的數(shù)據(jù)分析RA(4.37)＞RB(1.34)＞RC(0.95)可知，各因素對(duì)茶葉總黃酮提取率的影響主次順序?yàn)锳＞B＞C，即微波功率＞提取時(shí)間＞料液比.微波輔助提取最佳實(shí)驗(yàn)條件組合為A3B2C3，即微波功率648 W，提取時(shí)間4 min，料液比1∶45(g/mL).

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平Tab.1Factor level of orthogonal experiment

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

基于所得微波提取茶葉總黃酮最佳提取條件，即微波功率648 W、微波提取時(shí)間為4 min、料液比為1∶45 (g/mL)，在此條件下進(jìn)行了3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，所得茶葉總黃酮提取率平均值為9.54 mg/g，說明實(shí)驗(yàn)提取條件可靠，黃酮提取率高，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好.

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.2Result of orthogonal experiment

3 結(jié)論

以80%的乙醇為提取液，在單因素提取基礎(chǔ)上，正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得到茶葉總黃酮的微波輔助提取最佳條件為A3B2C3，即微波功率648 W，提取時(shí)間4 min，料液比1∶45(g/mL)，該條件下茶葉總黃酮提取率為9.54 mg/g.各因素對(duì)茶葉總黃酮提取率的影響主次順序?yàn)锳＞B＞C，即微波功率＞提取時(shí)間＞料液比.

［1］程啟坤.茶讓城市生活更美好［J］.福建茶葉，2010(10):3－7.

［2］肖俊松，張愛雪，曹艷平，等.茶葉中茶多酚和生物堿的測(cè)定及聚類和線性判別分析［J］.食品科學(xué)，2010(22):343－348.

［3］句海松，趙保路，侯京武，等.沙棘總黃酮對(duì)活性氧自由基的消除作用［J］.中國(guó)藥理學(xué)通報(bào)，1990，6(2):97－101.

［4］延璽，劉會(huì)青，鄒永青，等.黃酮類化合物生理活性及合成研究進(jìn)展［J］.有機(jī)化學(xué)，2008，28(9):1534－1544.

［5］唐浩國(guó).黃酮類化合物研究［M］.北京:科學(xué)出版社，2008:37－49.

［6］張澤志，高霞，林鈺，等.用響應(yīng)面法優(yōu)化微波提取花生殼總黃酮工藝［J］.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010，31(4):32－36.

［7］張澤志，王福安，高霞，等.響應(yīng)面法優(yōu)化芹菜總黃酮的微波提取工藝研究［J］.鄭州大學(xué)學(xué)報(bào):工學(xué)版，2010，31(6):95－99.

Research on the Total Flavonoid of Tea by Microwave-Assisted Extraction

ZHANG Ze-zhi1，LI Yu2，GAO Xia1，LI Cheng-wei1，LIN Yu1
(1.Group of Applied Chemistry Key Discipline，Henan Institute of Education，Zhengzhou 450046，China;
2.School of Chemical and Energy Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China)

The microwave-assisted extraction of tea flavonoid，through the single factor and orthogonal experiments，was investigated to optimize the factors affecting the extraction rate of total flavonoid.The results showed that extract rate of tea total flavonoid reached to 9.54 mg/g under the optimum extraction conditions A3B2C3:80%ethanol aqueous solution as the extracting solvent，the microwave power of 648 W，the microwave extraction time of 4 min，the solid to liquid ratio of 1∶45(g/mL).The effects of factors on the extraction rate of total flavonoid were extract power＞extraction time＞solid-liquid ratio.

tea;flavonoid;microwave-assisted extraction;orthogonal experiment

TQ028.7

A

1007－0834(2012)02－0005－03

10.3969/j.issn.1007－0834.2012.02.002

2012－03－20

河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(092102310348)

張澤志(1971—)，男，河南柘城人，河南教育學(xué)院應(yīng)用化學(xué)重點(diǎn)學(xué)科組講師.