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茶叶 科学2 0 0 6，2 6(4)：2 91 2 9 4 J o u r n a l o f T e a S c i e n c e 采用超 吉 同 匝 技术从茶 叶中提取茶 多酚 张格，张玲玲，吴华，张守勤(吉林 大学生物与农业工程 学院，吉林 长 春1 3 0 0 2 2)摘要：采用超高压技术常温提取，通用正交试验法，以茶多酚粗品收率 为指标，考察溶剂浓度、压 力、保压时 间、浸泡时间对茶多酚的影响因素，并与回流提取法 比较研 究茶多酚的超高压提取工艺。结果表明：优化茶多 酚的提取工艺条件为：溶剂为 6 0 乙醇，压力为 2 0 0MP a，浸泡时间为 0 5 h，保压时间为 3 mi n，得率是 2 8 9 2 超高压提取 出的粗品收率 比回流提取的高出 2 5 3，茶多酚的收率则 比回流提取高出 3 2。超高压提取要 比回 流提取收率高；而且提取液澄清、透明，存放一年半后毫无变化。如果工业应用后，必然带来巨大经济效益。关键词：茶叶；茶多酚；超高压技术 中 图分 类号：T S 2 7 2 5 9：T S 2 7 2 4 文献 标识 码：A 文章 编号：l 0 0 0 3 6 9 X(2 0 0 6)0 4 2 9 l 一 0 4 Ext r ac t i on o f Te a-po l yphe no l s f r o m Te a Le a ve s by Ul t r a hi g h Pr e s s ur e Te c hni que ZHANG Ge，ZH AN G Li n g l i ng，W U Hua，ZHANG S ho u q i n (Co l l e g e of b i o l og i c a l a n d a g r i c u l t u r a l e n g i n e e r i n g，J i l i n Un i v e r s i t y，Ch a n g c h un 1 3 0 0 2 2，Ch i n a)Abs t r a c t：Th e e x t a c t r i o n o f t e a p o l y p h e n o l s f r o m t e a l e a v e s b y u s i n g t h e u l t r a h i g h p r e s s u r e e x t r a c t i o n t e c h n o l o g y(UP E)wa s s t u d i e d T h e e x p e r i me n t wa s d e s i g n e d wi t h o r t h o g o n a l me t h o d，a n d t h e y i e l d o f t e a p o l y p h e n o l s i s u s e d a s t h e t e s t i ng i nd ex The e xt r a c t c o ndi t i on s，i n cl udi n g of t he s ol ve nt c on ce nt r at i on，p r e s s ur e，t he ho l di ng t i me of pr e s s ur e an d t h e s o a k i n g t i me b e f o r e e x t r a c t i o n，we r e i n v e s t i g a t e d Th e o p t i mu m e x t r a c t i o n c o n d i t i o n s a r e a s f o l l o w，6 0 e t h a n o l，2 00 M Pa hol di ng 3 mi n，s oa ki n g 0 5 h r The yi e l d of t e a pol yphe n ol s i s 28 92unde r t he opt i mum ex t r a ct i on c on di t i onAf t e r s e pa r at i on，t he yi e l d of c r ude p r oduc t of t e a e xt r a c t i on i s hi g he r 2 5 3 t ha n t ha t of he a t r e flux met hod a nd t he t ot a l of t e a p ol y phe no l s i s hi g he r 32 t han t ha t of he a t r e flux me t hodI n a dd i t i on，t he e xt r a c t i o n l i qui d o f UPE i s c l e a r，e a s i l y t o f i l t e r a n d n o t u r b i d a f t e r s t o r e d a l o n g t i me As a n e w e x t r a c t i o n t e c h n o l o g y，UPE s h o we d t h e g r e a t e c onomi c be ne f i t i f a ppl i e d t o ex t r a c t t ea pl oyp he nol s from t e a l e a ve s i n i n dus t r i a l s c al e Keywor ds：t ea l ea v es，t e a p ol yph eno l s，ul t r a hi g h pr e s s ur e 现代 医学研究表 明：茶 叶中有 益于健康 的 主要成分有茶 多酚、咖啡碱、多糖、氨基 酸、矿物质等，其中茶多酚是一种新型的天然食 品抗氧化 剂 J，已于 1 9 9 0年被我 国认可。茶 多酚还具有 高效的抗癌、抗衰老、抗辐射、消 除人体 自由基、降血脂等一系列药理功能，在 油脂食 品、医药、日化 等工业 领域得到 了广 泛 应 用。因此，近 年来 国内外专家 学者对 茶多 酚 的提取和应用研究 日益关注【3 l。茶 多酚(T e a p o l y p h e n o l s，简称 T P)是茶叶 的主要成 分，又称茶单 宁、茶鞣 酸、茶鞣 质，是茶 叶多酚类物质 的总称。按其化 学结构 的不 收稿 日期：2 0 0 5 1 1 2 4 修订 日期：2 0 0 6 0 8 2 5 作者简介：张格(1 9 5 8-)，男，工程师，研究方 向：天然 产物有效成分提取。E-ma i l：z g j l u e d u c n 维普资讯 http:/ 2 9 2 茶 叶 科 学 同，茶多酚含有多种成分，其中黄烷醇类物质 儿茶素是茶多酚的主体成分，在茶多酚中约占 6 0 8 0。儿茶素分为 6种，分别为酯型儿茶 素 和非酯型儿茶 素；黄 酮及 黄酮醇类；无色花 青素；酚酸类和缩酚酸类。酯型儿茶素有表儿 茶素没食子酸酯(L E C G)和表没食子儿茶素 没食子酸酯(L E G C G)。非酯型儿茶素有表儿 茶素(L E C)、没食子儿茶素(D，L G C)、表没食 子儿茶素(L E G C)和儿茶素(D，L c)等。黄酮及 黄酮醇类主要是黄酮醇及其苷；无色花青素即 羟基黄烷醇及其盐，包括花白素及花青素 。目前，从茶叶 中提取茶 多酚有 多种方 法。目前主要采取加热回流提取法，该方法操作费 时费力、溶剂消耗量大、成本高，提取物收率 低，在高温下提取，茶多酚易氧化变质等5 。有人 也采用超声波 和微波提取法，这些方法虽 然缩短了时间，但受热不均匀，提取液比较浑 浊，不易过滤。超高压提取技术是一种全新的技术，目前 主要用于食品加工。这种技术应用于中药有效 成分提取时，是利用 1 0 0 MP a以上的流体静压 力作用于溶剂和中药的混合液，保压一段时间(几分钟)后卸压，然 后进行分离纯化，从而 达到提取的目的。本文探讨常温超高压从茶叶 中提取茶多酚，并采用正交试验对茶叶的提取 工艺进行了优化，提供 了一种全新的工艺6 。超高压的全称是“超高冷等静压(U l t r a hi gh i s o s t a t i c h yd r os t a t i c pr e s s u r e u nd e r r o om t e m p e r a t u r e)”，简称为冷等静压(C o l d i s o s t a t i c h i g h p r e s s u r e，CI P)，是 指压力在 1 0 0 1 0 0 0 MP a的液体静压力。生产能力相同的超高压提取设备是常规(蒸煮)提取设备的投资的 3 8 倍，与超临界 C O z 萃取设备投资大致相同，但超高压提取地 运行成本远低 于常规 提取方法(一般为常规 提 取方法的 5 1 0)和超临界 C O 2 萃取技术。超高压提取设备的安全性 和操作方便性与常 规提取设备相当，远高于超临界 C O 2 萃取设 备的安全性和操作方便性。1 材料与方法 1 1方法原理 该方法是 利用超 高压原理：在 升压状 态下 溶剂快速进入细胞内，使细胞内充满溶剂；在 保压状态下有效成分充分溶解在溶剂中；卸压 时溶解了有效成分的溶液由细胞内释放出来。超高压提取设备工作原理如图 1 所示：超 高压处理使用的传压介质可以是水、油或其它 液体。因此，原则上溶剂可以作为传压介质。这时就可 以不使用挠性包装而直接把原料和 溶剂的悬浊液(以下简称为“物料”)泵入超 高压容器，经过超高压处理后再把物料泵出超 高压容器。1 2主要仪器、试剂 与材料 超高冷等静压机(上海大隆化工设备有限 公司)；电热恒温水浴锅(C T I C型仪)；旋 转蒸发器 R1 0 0 2 B旋转蒸发器(上海申生科技 有 限 公 司)；紫 外 一 可 见 分 光 光 度 计 U V 一 7 5 7 C R T(上海精密科学仪器有限公司)；真空干燥箱 C Z F 一 6 0 5 0型(上海一恒科技仪器 有限公司)；老树茶叶(长春三九药业提供)；乙酸乙酯为分析纯，其它试剂均为化学纯。1 3标准工作 曲线 称取 0 0 2 5 0 g茶多酚标准品置于 1 0 0 m l 图 1高压提取工作原理图 F i g 1 W o r k i n g p rin c i pl e o f UP E 注：1活塞 2超高压 容器 3传压介 质 4挠性包 装5原料和溶剂 Not e：1 p i s t o n，2 v e s s e l，3 t r a n s f e r r i n g m e d i u m，4 f l e x i b i l i t y pa c k a g e，5 ma t e ria l s a n d s ol v e nt 维普资讯 http:/ 4期 张格，等：采用超高压技术从茶叶中提取茶多酚 2 9 3 烧杯 中，用 2 5 乙醇水溶液 溶解后，转移到 2 5 0 m l 容量瓶中，并用 5 乙醇水溶液稀释至 刻度，摇匀备用。用吸液管分别吸取 0 0 0、2 5 0、7 5 0、1 0 0 0、1 5 0 0 m1 和 2 0 0 0 m1 上述茶多酚 标 准液于 6只 5 0 m1 容量瓶 中，然后分别用 2 5 的乙醇稀释至刻度，摇匀备用用紫外 一可 见分光光度计在波长 2 7 6 0 n m 处，分别测定 上述各标准溶液的吸光度 y，得吸光度 y对于 浓度 x(mg L)的一元线性回归方程为：y：0 0 40 X+0 00 0 R：0 99 96 2结果与分析 2 1正交实验 根据文献报道和我们的初步实验，提取溶 剂选用乙醇。为考察提取中各种因素的影响，进行了正交试验。实验以茶多酚提取率作为考 察指标，系统地考察了提取前的浸泡时间、溶 剂浓度、压力、提取保压时间的影响。考察因 素及具体水平点见表 1，选用 L 9(3 )正交表，试验结果见表 2。表 1考察 因素及水平 Ta bl e 1 Leve l of f a c t or s 结果表明，各因素对茶多酚粗品收率的影 响主次顺序为溶剂浓度 A、压力 B、浸泡时间 D、保压时间 c。最佳提取条件为 A 2 B l D l c l，即溶剂为 6 0 乙醇水溶液，压力为 2 0 0 MP a，浸泡时间为 0 5 h，保压时间为 3 m i n，得率是 28 92 。2 2 验证试验 表 2 显示，最优组合不在所做的实验里，因此以最优组合确定的工艺条件重复做三次 试验，以验证其是否为最优组合。结果表明 (表 3)，优化结果为试验范围内的最优组合，且比表 2中的最优组合(5 号)有较大提高。表 3验证实验结果 Ta b l e 3 Va l i d a t i o n o f e x p e r i me n t r e s u l t s 编号 Nu mb e r 1 2 3 平 均 Av e r a g e 收率 Yi e l d()2 89 6 2 9 0 4 2 95 6 29 1 8 H 加 勰 卯 勰 勰 维普资讯 http:/ 茶 叶 科 学 2-3粗品制备及含量分析 取粉碎 的茶 叶末 1 0 0 g(准确至 0 0 0 0 1 g)加入 3 0 0 0 ml 6 0 乙醇溶液提取，浸泡半小时 后提取。提取压力为 2 0 0 MP a，保压时间为 3 mi n。卸压后抽滤，去除提取液中的固体杂质，把滤液装入减压蒸馏瓶 中，在水浴上减压浓缩 至无乙醇为止。把浓缩液与相同体积的氯仿混 合，在分液漏斗中充分摇匀，静置分成二层后，放去氯仿层，上层液再加氯仿萃取。基本无色 后用热风吹去氯仿，再用乙酸乙酯萃取。萃取 几次后，水浴上减压蒸馏到除去大部分乙酸乙 酯，最后经低温干燥即得粗品。取 0 0 2 5 g 上述粗品于 1 0 0 m l 烧杯中，用 2 5 乙醇溶解，转 移到 2 5 0 ml容量瓶 中并用 2 5 乙醇稀释至刻度，摇匀备用。用吸液管吸 取 1 O o 0 m l 上述试液于 5 O m l 容量瓶中，并用 2 5 乙醇稀释到刻度，摇匀，用紫外 一 可见分 光光度计在 波长 2 7 6 0 n m 处测定上述溶 液的 吸光度，并按照前述标准曲线计算茶多酚含 量。两次测定的结果分别为 7 8 2 和 7 8 6，平均值 A=7 8 4。2 4 回流法提取 取 粉碎 的茶 叶末 1 0 0 准确至 O 0 0 0 1 g)，加入 6 0 乙醇溶液 1 0 0 0 m l，加热回流提取，保持沸腾状态 1 h。取出提取液后再加入乙醇 并加热回流提取，如此反复两次后，合并提取 液并抽滤去除固体杂质。把滤液装入减压蒸馏 瓶 中，回收乙醇，直到基本除去乙醇为止。按 照 2 6 所述方法制备粗品并测定茶多酚含量。测定结果为粗品收率为 1 8 6，粗品中的茶多 酚含 量为 7 4 4。表 4超高压提取和回流提取 的对 比 Ta b l e 4 Co mp a r i s o n b e t we e n UP E a n d Re flu x e x t r a c t i o n 3结论和讨论 超高压提取与加热 回流提取的比较结果 见表 4。超高压提取是在常温状态下进行的，由于不需要加热，避免了茶多酚变性，而且能 源消耗仅为回流提取的 1 1 0；提取茶多酚的时 间只需要几分钟，效率高；回流提取法不仅加 热时间长，消耗的溶剂多，茶叶在高温状态下 还会变质糊化，影响茶多酚的收率。超高压提取的提取液澄清，容易过滤去除 固体杂质；回流提取的提取液混浊，粘度高，不易过滤，过滤后的溶液放置一段时间后就会 出现沉淀。超高压的收率 比加热回流的高。超高压提 取出的粗品收率要 比回流提取的高出 2 5 3，茶多酚的收率则比回流提取高出 3 2。高收率 带来的必然是高经济效益。超高压提取工艺操作简单，机械化程度 高，适宜于现代化大生产，为茶多酚和茶饮料 工业化生产提供了一种新技术。参考文献：1】张国文，刘永华，杨 振华，等赣南信 丰茶叶 中蛋 白质、茶多 酚、咖啡碱 的测定 J】南 昌大学 学报，1 9 9 6，l 8(4)：2 6-2 9 2】傅锦坤，陈玉池，许金来，等 茶叶 中茶 多酚的吸 附分 离 提取【J 食品科学，1 9 9 8，1 9(总 2 2 4)：2 2 2 4 3】陈旭 红安全 快带对茶 叶 中茶 多酚 的提 取和 含量 的测 定 J】食 品研究与开发，2 0 0 4，2 5(4)：1 3 5 1 3 7 4】杜 荣茂，刘 梅森，何唯 平 天然 功能 性食 品 添加剂茶 多 酚 J】中国食 品添加剂，2 0 0 4，2：5 6 6 0 【5】张熊禄，陈厚辉，史燃云，等 微波法从茶 叶中提取茶 多 酚 J】林产化 工通讯。2 0 0 1。3 5(5)：2 0 2 2 6】陈瑞 战，张守勤，王长 征正交 试验 优化 超高 压提取 人 参 中 人 参 皂 苷 的 工 艺 研 究 J】中草 药，2 0 0 5，3 6(3)：3 6 5 3 6 8 维普资讯 http:/