綠茶中茶多酚提取工藝的優(yōu)化

（遼寧石油化工大學(xué)，遼寧撫順113001）

茶是我國傳統(tǒng)飲料，先人很早就發(fā)現(xiàn)了茶的優(yōu)點，并開始利用，陸羽的《茶經(jīng)》記載：“茶之為飲，發(fā)乎神農(nóng)氏，聞于周魯公”。隨著茶文化的傳播，越來越多的國內(nèi)外學(xué)者對茶葉的有效成分進行了深入的研究。茶多酚是茶葉的主要有效成分，其主要化學(xué)成分為兒茶素（黃烷醇）、黃酮及黃酮醇、花青素、聚合酚、酚酸及縮酚酸等。茶多酚是一種很好的天然抗氧化劑，能清除有害自由基，阻斷脂質(zhì)的過氧化過程，提高人體內(nèi)酶的活性，具有抗突變、抗癌等功效，廣泛應(yīng)用于食品、油脂、保健、醫(yī)藥、日化、精細(xì)化工等領(lǐng)域。

我國茶葉生產(chǎn)消費量巨大，若能從生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢料及陳茶中有效提取出茶多酚，經(jīng)濟效益將十分可觀。為此，作者采用有機溶劑提取綠茶中的茶多酚，并對提取工藝進行了優(yōu)化，擬為綠茶的綜合利用及茶多酚提取方法的完善［1－2］提供幫助。

1 實驗

1.1 材料、試劑與儀器

綠茶，市售。

無水乙醇，蒸餾水，Na2CO3，CaCl2，酒石酸亞鐵溶液，磷酸緩沖溶液（pH 值7.5）。所用試劑均為分析純。

加熱套、YXYQ 型循環(huán)水式多用真空泵，山東城華魯電熱儀器有限公司；CS101型電熱鼓風(fēng)干燥箱，重慶設(shè)備廠；FA224型分析天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；酸度計－pH 測定儀，江蘇大地自動化儀器廠；UV－7502PC型紫外分光光度儀，上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；減壓蒸餾裝置、回流裝置，自制。

1.2 方法

1.2.1 綠茶中茶多酚的提取

將茶葉洗凈、烘干、粉碎，過30目篩。以乙醇水溶液作為提取溶劑，在一定料液比、一定溫度下提取一定時間，過濾，濾液減壓回收乙醇，濃縮液即為茶多酚提取液。

1.2.2 茶多酚提取液的沉淀

取茶多酚提取液，加入一定量的CaCl2，待溶解均勻后，用1 mol·L－1的Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH 值，過濾，抽提，得到茶多酚和鈣鹽沉淀。

1.2.3 提取條件及沉淀條件的優(yōu)化

首先以茶多酚提取率為考核指標(biāo)，以提取溫度、提取次數(shù)、乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時間、料液比為考察因素進行正交實驗，確定最優(yōu)提取條件；然后考察pH 值和CaCl2添加量對沉淀的影響，確定最優(yōu)的沉淀條件。

1.3 茶多酚含量的測定

參照GB／T 8313－2002［3］，用紫外分光光度法測定茶多酚含量。測定原理：茶多酚與亞鐵離子在溶液中會形成藍紫色的絡(luò)合物，利用該絡(luò)合物的吸光性來測定茶多酚含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取條件的優(yōu)化

采用正交實驗優(yōu)化綠茶中茶多酚的提取條件。正交實驗因素與水平見表1，結(jié)果與分析見表2。

表1 正交實驗因素與水平Tab.1 Factors and levels of orthogonal experiment

由表2可知，各因素對茶多酚提取率的影響大小依次為C＞B＞E＞A＞D，最優(yōu)條件為A3B3C4D3E3，即：提取溫度70 ℃、提取3次、每次40min、乙醇體積分?jǐn)?shù)65%、料液比1∶20（g∶mL，下同）。各因素對茶多酚提取率的影響效應(yīng)曲線見圖1。

由圖1可以看出：

（1）提取溫度升高，有利于茶多酚的提取。但茶多酚為多羥基酚類物質(zhì)，熱穩(wěn)定性不好，高溫下易氧化，造成損失。從圖1a可看出，提取溫度從60 ℃升高到70 ℃，提取率顯著上升，超過70 ℃后，提取率略微下降。綜合考慮提取時間和能耗，提取溫度以70 ℃為宜。

表2 正交實驗的結(jié)果與分析Tab.2 Results and analysis of orthogonal experiment

圖1 各因素對茶多酚提取率的影響Fig.1 Effects of different factors on extraction rate of tea polyphenols

（2）在一定范圍內(nèi)，隨著提取次數(shù)的增加，茶多酚提取率上升。從圖1b可看出，提取3次的提取率達到最高；繼續(xù)提取，由于茶多酚含量低、提取液體積增大，加上過濾濃縮操作中造成的損失，茶多酚提取率反而下降。因此，提取次數(shù)以3次為宜。

（3）茶多酚是白色無定形粉末，在水、乙醇、甲醇、丙酮和乙酸等溶劑中溶解度較高，不溶于氯仿。選擇乙醇作為茶多酚的提取溶劑，提高乙醇體積分?jǐn)?shù)可以提高茶多酚的提取率。從圖1c可看出，當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為65%時，提取率最高。

（4）在一定范圍內(nèi)，隨著提取時間的延長，茶多酚提取率上升。但茶多酚熱穩(wěn)定性不好，提取時間過長，易發(fā)生氧化，導(dǎo)致提取率下降。從圖1d可看出，在提取40min時提取率達到最高，繼續(xù)延長提取時間，茶多酚提取率反而下降。因此，提取時間以40 min 為宜。

（5）從圖1e可看出，減小料液比，即增加提取溶劑用量有利于提取出更多的茶多酚；但料液比達到1∶20后，繼續(xù)增加提取溶劑用量，提取率反而下降。因此，料液比以1∶20為宜。

2.2 沉淀條件的優(yōu)化

2.2.1 pH 值對沉淀的影響

茶多酚可與金屬鹽作用生成絡(luò)合物形成沉淀，該絡(luò)合物的生成受pH 值的影響。理論上最佳pH 值為8.5，但由于茶多酚在堿性條件下易氧化，所以操作過程比較嚴(yán)格。pH 值對沉淀的影響見表3。

表3 pH 值對沉淀的影響Tab.3 Effect of pH value on precipitation

由表3可知：茶多酚含量（吸光度）隨pH 值的升高先增加后減少，在pH 值為8.0 時，茶多酚含量最多。這是因為，當(dāng)pH 值較低時，茶多酚鈣鹽沉淀量少，茶多酚含量相應(yīng)較少；當(dāng)pH 值升高時，沉淀量增加，茶多酚含量相應(yīng)增加；但當(dāng)pH 值繼續(xù)升高時，氧化反應(yīng)加劇，導(dǎo)致吸光度降低，茶多酚含量減少。因此，pH 值以8.0較為適宜。

2.2.2 CaCl2添加量對沉淀的影響（表4）

由表4可知，茶多酚含量（吸光度）隨CaCl2添加量的增加先增加后減少，在CaCl2添加量為2.0g時，茶多酚含量最多。這是因為，CaCl2添加量較少，有部分茶多酚沒有形成絡(luò)合物沉淀；CaCl2添加量過多則對茶多酚的提純有影響，使產(chǎn)品品質(zhì)下降，且CaCl2添加量過多對pH 值也會產(chǎn)生一定影響。因此，CaCl2添加量以2.0g較為適宜。

表4 CaCl2 添加量對沉淀的影響Tab.4 Effect of CaCl2amount on precipitation

2.3 驗證實驗

在70 ℃、料液比為1∶20、乙醇體積分?jǐn)?shù)為65%的條件下提取3次，每次40min，加入2.0g CaCl2，在pH 值為8.0條件下進行沉淀，茶多酚提取率可達到25.24%。

3 結(jié)論

采用有機溶劑提取綠茶中的茶多酚，通過正交實驗確定最優(yōu)提取工藝為：以體積分?jǐn)?shù)為65%的乙醇為提取溶劑，在料液比為1∶20（g∶mL）、提取溫度為70 ℃的條件下提取3次，每次40min，在提取液中加入2.0g CaCl2在pH 值為8.0時進行沉淀，茶多酚提取率可達到25.24%。有機溶劑提取與沉淀相結(jié)合提取綠茶中的茶多酚是一條有效途徑，提取率較高，與文獻［4－8］報道的微波及超聲波提取法差距不大。該方法操作簡單、成本低、提取率高，對工業(yè)生產(chǎn)具有一定指導(dǎo)意義。

［1］劉慧.綠茶及茶多酚藥理作用研究進展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（28）：9926－9927，9929.

［2］郭宇姝，張沂，朱新生.茶多酚的提取分離與含量測定方法進展［J］.解放軍藥學(xué)學(xué)報，2007，23（2）：121－124.

［3］GB／T 8313－2002，茶多酚測定［S］.

［4］何泊為，趙培城.龍井綠茶茶多酚提取工藝研究［J］.江蘇調(diào)味副食品，2009，26（6）：11－14.

［5］何曉梅，曹偉.茶多酚超聲波輔助提取工藝條件優(yōu)化研究［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，（9）：111－113.

［6］邵云飛，傅力，許明君，等.速溶鳳凰單叢茶超聲波輔助浸提工藝優(yōu)化［J］.食品與機械，2013，29（2）：113－116.

［7］鄧雪，黃惠華.微波輔助萃取中茶多酚的傳質(zhì)機理和非熱效應(yīng)的初步研究［J］.現(xiàn)代食品科技，2011，27（6）：626－629.

［8］葉兆偉，李洵，李盡哲.信陽毛尖夏茶鮮葉中茶多酚的微波提取及抑菌活性［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（6）：164－167.