茯磚茶中茶多酚的提取工藝研究

宋莎莎，李 媛，劉石泉，黃 春，易仕榮

(湖南城市學(xué)院 黑茶金花湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 益陽(yáng) 413000)

茯磚茶中茶多酚的提取工藝研究

宋莎莎，李 媛*，劉石泉，黃 春，易仕榮

(湖南城市學(xué)院 黑茶金花湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 益陽(yáng) 413000)

為了提高茯磚茶中茶多酚的提取率，本實(shí)驗(yàn)以茯磚茶為原料，選用超聲波輔助水浴浸提法，通過(guò)控制溶劑濃度、提取時(shí)間、提取溫度及超聲波功率等因素，設(shè)計(jì)一種高效率、低損耗的提取方法來(lái)提取茯磚茶中的茶多酚類物質(zhì)﹒通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)確定了茶多酚的最佳提取條件：在乙醇濃度為55%，溫度為80 ℃，浸提時(shí)間為60 min，超聲波功率為300 W的酸性條件下浸提所得到的茶多酚提取率最大﹒

茯磚茶；茶多酚；超聲波提??；單因素實(shí)驗(yàn)

茯磚茶是黑茶的一種，因其味道像中藥茯苓，被稱為“茯茶”﹒為便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，生產(chǎn)商將它制成磚塊狀，故又名“茯磚茶”[1]﹒茯磚茶發(fā)花茂盛，香氣純正，湯色橙黃，無(wú)澀味﹒研究發(fā)現(xiàn)茯磚茶具有補(bǔ)充維生素和微量元素的功能﹒

茶多酚(Tea Polyphenols)是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱，包括黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等[2]﹒粉末顏色為淺黃色或淺綠色，易溶于乙醇、水、醋酸乙酯﹒在酸性和中性條件下比較穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的抗氧化能力﹒它能清除有害自由基，阻斷脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程，提高人體內(nèi)酶的活性，從而起到抗突變、抗癌癥的功效，在食品和保健領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[3-5]；還有防治心血管疾病、降血脂、預(yù)防肝臟及冠狀動(dòng)脈粥樣硬化等功效﹒此外，茶多酚還具有消炎殺菌、沉淀金屬和增強(qiáng)免疫力等特殊藥理功能[6]﹒

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)茶多酚粗品的提取方法包括：溶劑萃取法、離子沉淀法、超臨界萃取法、超聲波輔助浸提法、微波浸提法等6種主要方法；此外還有低溫純化酶提取法和鹽吸法等，但由于工藝不成熟、成本高等原因，所以應(yīng)用較少[4,7-11]﹒本文以茯磚茶為原料，選用超聲波輔助水浴浸提法，通過(guò)控制溶劑濃度、提取時(shí)間、提取溫度和超聲波功率等因素，設(shè)計(jì)一種高效率、低損耗的提取方法來(lái)提取茯磚茶中的茶多酚類物質(zhì)﹒

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

茯磚茶，湖南湘峰茶業(yè)有限公司；無(wú)水乙醇(分析純)；七水合硫酸亞鐵(分析純)；酒石酸鉀鈉(分析純)；磷酸氫二鈉(分析純)；磷酸二氫鈉(分析純)﹒

723PC可見分光光度計(jì)，上海欣茂儀器有限公司；KQ-500DE型超聲儀，昆山市超聲儀器有限公司；HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋；SHZ-DⅢ循環(huán)水真空泵；FA1004N電子天平(1/10 000)﹒

1.2 酒石酸亞鐵法測(cè)定茶多酚

1.2.1 酒石酸亞鐵試樣的制備

(1)酒石酸亞鐵溶液：準(zhǔn)確稱量1.000 g的硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)和 5.000 g的酒石酸鉀鈉(C4H4O6KNa·4H2O)，用水溶解，在容量瓶中定容至1 000 mL(低溫、避光保存，有效期1個(gè)月)﹒

(2)pH=7.5的磷酸鹽緩沖液：稱取60.20 g磷酸氫二鈉(Na2HPO4·12H2O)，用蒸餾水溶解；稱取 5.00 g磷酸二氫鈉(NaH2PO4·12H2O)，用蒸餾水溶解﹒兩者混合后加蒸餾水定容至1 000 mL﹒

1.2.2 樣品多酚提取液的多酚總量測(cè)定

吸取2 mL茶多酚樣品于50 mL容量瓶中，加入10 mL酒石酸亞鐵溶液和8 mL蒸餾水，搖勻，再用已配置好的緩沖液稀釋至刻度，混勻﹒按照同樣的步驟制備空白樣品，用0.5 cm比色皿在540 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度﹒

1.3 茶葉的預(yù)處理

為了將茶葉中的茶多酚盡可能的提取出來(lái)，又盡量讓其中的大分子物質(zhì)不干擾提取過(guò)程，我們將茯磚茶去塵凈化并晾干，適當(dāng)粉碎后放置到干燥器中保存?zhèn)溆茅q

1.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.4.1 乙醇濃度

取茶葉樣品 15份，每份 0.25 g，浸提溫度70 ℃，浸提時(shí)間60 min，浸提次數(shù)1次，浸提劑分別為15%，35%，55%，75%，95%乙醇水溶液各10 mL；將所得提取液用酒石酸亞鐵比色法測(cè)定茶多酚的含量﹒實(shí)驗(yàn)平行測(cè)3次并取其平均值，分析乙醇濃度對(duì)茶多酚提取率的影響，找出最佳乙醇濃度A﹒

1.4.2 浸提時(shí)間

取茶葉樣品15份，每份0.25 g，10 mL乙醇水溶液A，浸提溫度70 ℃，浸提次數(shù)1次，浸提時(shí)間分別為40 min，50 min，60 min，70 min，80 min；同樣利用比色法測(cè)定茶多酚含量﹒分析時(shí)間對(duì)茶多酚提取率的影響，找出最佳浸提時(shí)間B﹒

1.4.3 溫度

取茶葉樣品15份，每份0.25 g，10 mL乙醇水溶液A，浸提時(shí)間B，浸提次數(shù)1次，浸提溫度分別為 50 ℃，60 ℃，70 ℃，80 ℃，90 ℃；其它操作與前步相同﹒分析溫度對(duì)茶多酚提取率的影響，并找出最佳浸提溫度C﹒

1.4.4 超聲波功率

取茶樣品15份，每份0.25 g，10 mL乙醇水溶液A，提取時(shí)間為B，溫度為C，浸提次數(shù)1次，分別在功率為40%，50%，60%，70%，80%的條件下提?。黄渌僮髋c前步相同﹒分析超聲波功率對(duì)茶多酚提取率的影響，并找出最佳超聲波功率D﹒

1.4.5 酸堿度

取茶葉樣品9份，每份0.25 g，10 mL乙醇水溶液A，浸提時(shí)間B，浸提溫度為C，浸提次數(shù)1次，在酸性、中性和堿性條件下分別測(cè)定吸光度﹒其它操作與前步相同﹒分析酸堿度對(duì)茶多酚提取率的影響﹒

2 結(jié)果與討論

2.1 乙醇濃度的選擇

當(dāng)乙醇百分含量的增加，茶多酚的吸光度值也在不斷地增加，直至乙醇濃度超過(guò)55%時(shí)，吸光度開始呈下降趨勢(shì)，如圖1所示﹒

圖1 乙醇濃度對(duì)茶多酚浸出吸光度的影響

這種現(xiàn)象說(shuō)明高濃度的乙醇不利于茶多酚的溶出，而且有可能在高濃度的乙醇環(huán)境中茶多酚開始發(fā)生變性，從而使實(shí)驗(yàn)中茶多酚提取液的吸光度下降﹒同時(shí)，在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著乙醇濃度的升高，茶多酚提取液的顏色也在加深，這說(shuō)明有更多的色素雜質(zhì)(葉綠素等)被浸提出來(lái)，這將對(duì)后續(xù)茶多酚的精制很不利，因此選用55%乙醇溶液作為最佳的浸提液濃度[12]﹒

2.2 浸提時(shí)間的選擇

茶多酚的吸光度在60 min前是隨浸提時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，當(dāng)浸提時(shí)間超過(guò)60 min，吸光度開始下降﹒這可能是由于浸提時(shí)間的延長(zhǎng)導(dǎo)致提取出來(lái)的茶多酚長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，使其氧化反應(yīng)或降解反應(yīng)加劇，從而使吸光度值下降﹒在80 min后吸光度再次上升，可能是茶多酚在長(zhǎng)時(shí)間的氧化和降解過(guò)程中產(chǎn)生了其他的在該波長(zhǎng)段有吸收的物質(zhì)﹒因此本試驗(yàn)選擇60 min為最佳的浸提時(shí)間﹒如圖2所示﹒

圖2 浸提時(shí)間對(duì)茶多酚浸出吸光度的影響

2.3 溫度的選擇

茶多酚提取液的吸光度值隨著溫度的上升是在不斷增大的，在80 ℃時(shí)達(dá)到了最大吸光度，此后吸光度開始下降﹒說(shuō)明茶多酚的溶解度在一定溫度范圍內(nèi)是隨著溫度的上升而增大的，所以茶多酚的含量會(huì)增加，但過(guò)高的溫度反而會(huì)使其中一部分茶多酚分解失效，所以選用80℃作為最佳提取溫度﹒如圖3所示﹒

圖3 浸提溫度對(duì)茶多酚浸出吸光度的影響

2.4 超聲波功率的選擇

茶多酚提取液的吸光度值最初隨著超聲波功率的增加而不斷增大，在300 W時(shí)達(dá)到了最大吸光度，此后吸光度開始下降﹒這可能是震蕩的速率越快越有利于茶多酚的溶出，同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效益，故本文最終選用的超聲波功率為300 W，如圖4所示﹒

圖4 超聲波功率對(duì)對(duì)茶多酚浸出吸光度的影響

2.5 酸堿度的選擇

隨著pH的增大吸光度不斷減小﹒鹿洋[13]在茶多酚的提取純化及其性質(zhì)研究中發(fā)現(xiàn)酸性環(huán)境尤其是pH值為3～5時(shí)，茶多酚及其各組分相對(duì)穩(wěn)定，且茶多酚降解幅度較小；當(dāng)pH大于等于6時(shí)，表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯的穩(wěn)定性要明顯優(yōu)于表沒食子酸兒茶素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯；茶多酚在堿性條件下很不穩(wěn)定﹒綜合上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)，可得出在酸性環(huán)境下，茶多酚相對(duì)而言比較穩(wěn)定，如圖5所示﹒

圖5 酸堿度對(duì)茶多酚浸出吸光度的影響

3 結(jié)論

本文通過(guò)單因素試驗(yàn)研究了茶葉中茶多酚的最佳提取條件，即水浴浸提法提取茶多酚：在乙醇濃度為55%，溫度為80 ℃，浸提時(shí)間為60 min，超聲波功率為300 W的酸性條件下所得到的吸光度最大﹒茶多酚有很多的藥用價(jià)值，但是其含量是比較少的，而且茶多酚在空氣中不穩(wěn)定，容易被氧化﹒因此在保證茶多酚穩(wěn)定的前提下如何高效的提取是我們亟需解決的問題﹒

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[13]鹿洋. 茶多酚的提取純化及其性質(zhì)研究[D]. 天津: 天津大學(xué),2013.

(責(zé)任編校：龔倫峰)

Study on the Extraction Process of Tea Polyphenols in Fuzhuan Tea

SONG Shasha, LI Yuan*, LIU Shiquan, HUANG Chun, YI Shirong
(Hunan Provincial Key Lab of Dark Tea and Jin-hua, Hunan City University, Yiyang, Hunan 413000, China)

In order to improve the extraction rate of tea polyphenols in Fuzhuan tea, this experiment use the Fuzhuan tea as raw material to design a kind of high efficiency, low loss of extraction method to extract the tea polyphenols in Fuzhuan tea, which use the ultrasonic auxiliary water bath extraction, and control the concentration of solvent, extraction time, extraction temperature, ultrasound power and other factors. By means of designing the orthogonal experiment, the optimum extraction conditions of tea polyphenols is obtained which based on single factor experiment: Under these conditions, the ethanol concentration was 55%,the temperature is 80 ℃, for 60 min extraction time, ultrasonic power was 300 W, the extraction of tea polyphones is the largest.

Fuzhuan tea; tea polyphenols; ultrasonic extraction; single-factor experiment

TQ914.1

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2017.05.0015

1672–7304(2017)05–0070–04

2017-08-04

黑茶金花湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(2016TP1022)；湖南城市學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目(2016xs52)

宋莎莎(1996- )，女，湖南長(zhǎng)沙人，湖南城市學(xué)院在校本科學(xué)生，主要從事生物工程研究﹒E-mail: 1103759158@qq.com﹒*通訊作者簡(jiǎn)介：李媛(1985- )，女，湖南益陽(yáng)人，助教，碩士，主要從事分析化學(xué)研究﹒E-mail: liyuan2009one@126.com