響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)法優(yōu)化復(fù)方藥茶飲料提取工藝參數(shù)

肖作為，陳光宇，葛云鵬，譚琥，陳子碩，羅堃，2，彭思源，何群,2*

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙410208；2.湖南省藥學(xué)“十二五”重點(diǎn)學(xué)科，湖南長(zhǎng)沙410208）

·中藥制劑與分析·

響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)法優(yōu)化復(fù)方藥茶飲料提取工藝參數(shù)

肖作為1，陳光宇1，葛云鵬1，譚琥1，陳子碩1，羅堃1，2，彭思源1，何群1,2*

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙410208；2.湖南省藥學(xué)“十二五”重點(diǎn)學(xué)科，湖南長(zhǎng)沙410208）

目的優(yōu)選復(fù)方藥茶飲料的最佳提取工藝，為工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。方法采用福林酚法測(cè)定藥茶中茶多酚的含量并作為評(píng)價(jià)工藝的指標(biāo)，響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)法優(yōu)選復(fù)方藥茶飲料最優(yōu)提取工藝參數(shù)，單因素考察提取次數(shù)。結(jié)果藥茶粉碎成20目，92℃熱浸法提取2次，第1次加水量為藥茶量的16倍，提取時(shí)間25 min；第2次加水量為藥茶量的12倍，提取時(shí)間25 min。結(jié)論按此工藝制備復(fù)方藥茶飲料可最大限度的保存茶香，提取工藝科學(xué)、合理、可行。

復(fù)方藥茶飲料；響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)法；福林酚法；茶多酚；熱浸法

黑茶是六大茶類之一，屬后發(fā)酵茶，尤其以湖南安化黑茶全國(guó)聞名[1]。野尖茯磚黑茶是黑茶中的一種高檔品種，具有降脂、降膽固醇、抗氧化及降血脂的作用，茯磚茶提取物具有治療腹瀉的作用[2-5]。茶中的多酚類、茶多糖類、茶皂素類、氨基酸生物堿類和無(wú)機(jī)元素等皆具有保健功能，茶多酚(Tea polyphenols，TP)又名茶丹寧、茶鞣質(zhì)，是從茶葉中提取出來(lái)的一種生物活性物質(zhì)，以兒茶素類為主，由大約30種酚性物質(zhì)組成的羥基酚類化合物[6]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，具有天然、方便、健康、快捷等特點(diǎn)的茶飲料產(chǎn)品受到消費(fèi)者的歡迎和青睞，已成為國(guó)際軟飲料市場(chǎng)上的生力軍。

本課題研制的復(fù)方藥茶飲料系以黑茶為主，加入金銀花等藥材以增強(qiáng)降血壓、降血糖、降膽固醇、抗氧化及降血脂的作用，藥茶結(jié)合，為生活節(jié)奏快的人群提供能夠方便飲用含有中藥的復(fù)方藥茶飲料保健食品。前期研究曾采用單因素和正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)法提取復(fù)方藥茶飲料，但發(fā)現(xiàn)中藥材提取的常規(guī)工藝不適用于提取藥茶，因黑茶中茶香受熱溫度高、時(shí)間長(zhǎng)很易損失，藥茶的提取不但要求提取活性成分，更主要的是應(yīng)設(shè)法保留茶香，提高口感。已知粉碎程度、提取次數(shù)、加水量、熱浸溫度、熱浸時(shí)間參數(shù)的改變，對(duì)茶香損失影響很大，因處方中最易損失的成分是茶多酚，雖然茶多酚不是茶香的成分，但茶多酚的含量與茶香的含量成正相關(guān)[2,6]，可以代表制備過(guò)程中茶香的損失指標(biāo)，故本試驗(yàn)以茶多酚含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)法優(yōu)選減少茶多酚損失的工藝方法與參數(shù)。

1　材料

1.1實(shí)驗(yàn)材料

野尖茯磚黑茶購(gòu)于湖南安化茶廠；金銀花、決明子購(gòu)于隆回藥材公司，仙草購(gòu)于廣東省進(jìn)出口貿(mào)易公司（產(chǎn)地：印度尼西亞）。

1.2儀器

PW135型中草藥粉碎機(jī)(天津泰斯特儀器有限公司)；LD型電子天平(沈陽(yáng)龍騰店子有限公司)；HH-600型三用恒溫水箱(金壇市神科儀器廠)；SP-756型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海光譜儀器有限公司)；DW-F351型超低溫冷凍儲(chǔ)存箱（中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司）；HG53-P型水分測(cè)定儀（瑞士，梅特勒-托利多儀器有限公司）；LGJ-12冷凍干燥機(jī)（北京松源華興科技發(fā)展有限公司）；YC—015噴霧干燥儀（上海雅程儀器設(shè)備有限公司）。

1.3試劑

BM0548福林酚試劑(高純，合肥博美生物科技有限責(zé)任公司)；無(wú)水Na2CO3(分析純，廣東汕頭市西隴化工廠)；其他試劑皆為分析純；蒸餾水(自制)。

2　方法與結(jié)果

2.1茶多酚的含量測(cè)定方法[7-8]

2.1.1對(duì)照品溶液的配制取沒(méi)食子酸對(duì)照品0.050 0 g，精密稱定，用蒸餾水溶解并定容至500 mL，搖勻，即得0.098 6 mg/mL沒(méi)食子酸對(duì)照品儲(chǔ)備液。

2.1.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立分別移取0.098 6 mg/mL的沒(méi)食子酸對(duì)照品溶液0.50、1.00、2.00、3.00、4.00和5.00 mL于6個(gè)100 mL的容量瓶中，加甲醇稀釋并定容，分別配制成4.93、9.86、19.72、29.58、39.44和49.30μg/mL的沒(méi)食子酸對(duì)照品溶液，再分別移取1 mL對(duì)照品溶液和1 mL蒸餾水混合，加入5 mL 0.2 mol/L福林酚試劑。振蕩5 min混勻，再分別加入4 mL 7.5%的Na2CO3，振蕩30 s，室溫反應(yīng)1 h后.于765 nm處測(cè)定吸光值，以沒(méi)食子酸濃度C對(duì)吸光度A作標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程為A=0.010 3 C+0.001 1（r=0.998 8），說(shuō)明線性關(guān)系良好。

2.1.3供試品溶液的制備（1）0.2 mol/L福林酚試劑：精密吸取10 mL福林酚試劑轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容并搖勻;（2）7.5%碳酸鈉（質(zhì)量濃度）溶液：稱取37.50 g碳酸鈉加適量蒸餾水溶解并轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，用蒸餾水定容并搖勻;（3）藥茶液的制備：分別移取3 mL提取液于10 mL容量瓶中，用甲醇稀釋至刻度;（4）測(cè)試液的制備：分別取適量藥茶液，用0.45μm的微孔濾膜過(guò)濾，取1 mL濾液于100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度，搖勻，備用。

2.1.4含量的測(cè)定分別移取沒(méi)食子酸對(duì)照品溶液、蒸餾水及供試液各1.0 mL于10 mL刻度試管內(nèi)，在每個(gè)試管中分別加入5.0 mL的0.2 mol/L福林酚試劑，搖勻，反應(yīng)3～8 min內(nèi)，加入4.0 mL 7.5%Na2CO3溶液，加蒸餾水定容至刻度，搖勻，室溫下放置60 min，在765 nm波長(zhǎng)條件下用紫外分光光度計(jì)測(cè)定吸光度(A)。

2.2響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)法優(yōu)化藥茶熱浸法提取工藝參數(shù)

2.2.1響應(yīng)曲面工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)采用Box-Bebnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以加水量（A）、熱浸溫度（B）、熱浸時(shí)間（C）、粉碎程度（D）4個(gè)影響因素為自變量，每個(gè)因素取3個(gè)水平，以-1、0、+1編碼，以茶多酚含量為響應(yīng)值，考察上述4種因素對(duì)復(fù)方藥茶提取工藝的影響，試驗(yàn)因素水平及編碼設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。依據(jù)因素水平表，分別測(cè)定不同條件下的茶多酚含量，結(jié)果見(jiàn)表2。

表1　復(fù)方藥茶提取Box-Bebnken設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素水平及編碼

2.2.2模型的建立及顯著性分析利用Design Expert 8.0軟件對(duì)表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次回歸擬合，得茶多酚含量（Y）對(duì)加水量（A）、熱浸溫度（B）、熱浸時(shí)間（C）、粉碎程度（D）二次多項(xiàng)回歸模型方程為：Y=-74.510 68+2.608 63×A+1.069 12×B+0.660 31×C+0.099 408×D-0.027 625×A×B-5.125 00×10-3× A×C-1.464 29×10-3×A×D+6.000 00×10-4×B×C-5.857 14×10-4×B×D-8.428 57×10-4×C×D+0.014 844× A2-3.900 00×B2-0.012 20×C2-6.122 45×10-5×D2。

表2　復(fù)方藥茶提取Box-Bebnken設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，實(shí)驗(yàn)選用的模型P=0.0256＜0.05具有顯著性。從回歸方程各項(xiàng)方差的進(jìn)一步檢驗(yàn)也可知，一次項(xiàng)中影響顯著因素為A，二次項(xiàng)中A、B的偏回歸系數(shù)達(dá)極顯著水平。模型精度為7.830＞4，說(shuō)明模型具有一定的精密度。綜上所述，該模型的擬合程度比較好，試驗(yàn)誤差小，可用此模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)復(fù)方藥茶提取工藝結(jié)果。

2.2.3復(fù)方藥茶提取工藝各因素對(duì)加強(qiáng)指數(shù)影響的曲面分析結(jié)果利用Design-Expert 8.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到曲面分析結(jié)果（見(jiàn)圖1），從回歸方程各項(xiàng)方差的進(jìn)一步檢驗(yàn)也可看出，一次項(xiàng)中影響顯著因素為A，二次項(xiàng)中A、B的偏回歸系數(shù)達(dá)極顯著水平。在所選的各因素水平范圍內(nèi)，按照對(duì)結(jié)果的影響排序：A＞B＞D＞C，即加水量＞熱浸溫度＞粉碎程度＞熱浸時(shí)間。4個(gè)因素中，加水量與熱浸溫度之間具顯著的交互作用。

2.2.4復(fù)方藥茶提取工藝參數(shù)優(yōu)化結(jié)果采用程序Design-Expert 8.0軟件對(duì)方程Y求解，得到復(fù)方藥茶提取的最優(yōu)工藝參數(shù)為：加水量15.6倍，熱浸溫度91.8℃，熱浸時(shí)間25.39 min，粉碎程度為20目，理論茶多酚含量應(yīng)達(dá)到4.08 mg/mL。

表3　回歸模型方差分析

2.2.5驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果對(duì)工藝所得到的優(yōu)化條件進(jìn)行微調(diào)：加水量16倍，熱浸溫度92℃，熱浸時(shí)間25.4 min，粉碎程度為20目，采用上述優(yōu)化的復(fù)方藥茶飲料提取工藝參數(shù)重復(fù)試驗(yàn)3次，實(shí)際測(cè)得茶多酚平均含量為4.25 mg/mL，與理論值相接近，所以基于響應(yīng)曲面法所得到的優(yōu)化提取工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠。

2.3復(fù)方藥茶提取次數(shù)的單因素試驗(yàn)

取藥茶20目粗粉3份，每份100 g，每份熱浸溫度皆為92℃，第1份加水量16倍，熱浸時(shí)間25.4 min，提取1次，過(guò)濾，得提取液；第2份第1次提取加水量16倍，熱浸時(shí)間25 min，第2次提取加水量12倍，熱浸時(shí)間25 min，合并2次提取液；第3份第1次提取加水量16倍，熱浸時(shí)間25 min，第2次提取加水量12倍，熱浸時(shí)間25 min，第3次提取加水量8倍，熱浸時(shí)間25 min，合并3次提取液。每次提取液制備3份供試品溶液，測(cè)定各份供試品溶液中茶多酚的含量，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4結(jié)果可知，提取2次茶多酚累計(jì)值占總數(shù)的90.99%，兩次轉(zhuǎn)移率達(dá)到90%以上，故藥茶提取2次基本達(dá)到要求。

圖1　兩兩因素交互作用對(duì)茶多酚含量影響的曲面圖（左）和等高線圖（右）

表4　各次藥茶提取液的茶多酚含量

3　小結(jié)與討論

3.1復(fù)方藥茶提取工藝研究思路是以速溶茶制法[9-10]為參照，雖然處方中含有金銀花等藥材，但不能按藥材提取常用方法提取藥茶，否側(cè)，茶香損失太多，口感很差，無(wú)實(shí)用價(jià)值和實(shí)際意義。

3.2保健食品需長(zhǎng)期服用，制備工藝應(yīng)以提高使用者順應(yīng)性為主要目的，故評(píng)價(jià)指標(biāo)以口感為主，兼顧有效成分含量，茶多酚雖然不是茶香的成分，但茶多酚的含量與茶香的含量成正相關(guān)，可以代表制備過(guò)程中茶香的損失指標(biāo)，比選擇金銀花中的綠原酸作為評(píng)價(jià)工藝的指標(biāo)更具有代表性。

3.3本項(xiàng)研究表明，復(fù)方藥茶粉碎成20目，提取2次，第1次加16倍量水，92℃熱浸25 min，第2次加12倍量水，熱浸25 min，不斷攪拌，合并濾液定容?？勺畲笙薅鹊乇Ａ舨柘悖に嚳茖W(xué)、合理、可行。

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（本文編輯 蘇維）

Optimization of Extraction Process of Com pound Herb Tea Drink by Response Surface Methodology

XIAO Zuowei1,CHEN Guangyu1,GE Yunpeng1，TAN Hu1，CHEN Zishuo1,LUO Kun1,2,PENG Siyuan1，HE Qun1,2*
(1.Hunan University of Chinese Medicine;2.The 12 th Five-Year Plan Key Subject of Pharmacy in Hunan Province, Changsha,Hunan 410208,China)

Objective To optimize the extraction process of Compound Herb Tea Drink,provide the basis for industrial production.Methods The tea polyphenols in tea as the evaluation index was determined by Folin phenol method.The extraction parameters of Compound Herb Tea Drink were optimized by the response surface design method,and the extraction times were investigated by single factor.Results The herb tea is crushed into 20 meshes,92℃hot dipping method for 2 times.The amount of water for first time is 16 times of tea,extraction time for 25 min.The amount of water second time is 12 times of tea,extraction time for 25 min.Conclusion According to the preparation process of c Compound Herb Tea Drink can get the most of keeping the smell of tea,and the extraction process is feasible,scientific and reasonable.

Compound Herb Tea Drink;response surface methodology;Folin-phenol reagent method;tea polyphenol; hot dipping method

R284.2

A

10.3969/j.issn.1674－070X.2016.11.015

2016-05-06

湖南中醫(yī)藥大學(xué)校企合作科研項(xiàng)目（50010026）；湖南省科技廳軟科學(xué)研究計(jì)劃（2013ZK3006）；湖南省教育廳一般項(xiàng)目（12C0257）；湖南省教育廳科研項(xiàng)目（13c671）；湖南省“中藥學(xué)”重點(diǎn)學(xué)科資助（湘教通[2011]76號(hào)）；湖南大學(xué)生創(chuàng)新課題（0110-0901002016）。

肖作為，男，講師，主要研究方向：中藥保健食品研究與開(kāi)發(fā)。

〔通迅作者〕*何群，女，教授，碩士研究生導(dǎo)師，E-mail:hequn88@126.com。