超聲-微波輔助聯(lián)合提取茶多酚和茶多糖工藝研究

陳義勇，竇祥龍，劉晶晶，朱東興，徐兵

（1.常熟理工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500；2.常熟海虞茶葉有限公司，江蘇 常熟 215500）

超聲-微波輔助聯(lián)合提取茶多酚和茶多糖工藝研究

陳義勇1，竇祥龍2，劉晶晶1，朱東興1，徐兵1

（1.常熟理工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500；2.常熟海虞茶葉有限公司，江蘇 常熟 215500）

以常熟“沙家浜”粗綠茶為原料，水為提取溶劑，研究提取時(shí)間、料液比和微波功率對茶多酚和茶多糖得率的影響，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化茶多酚和茶多糖的超聲-微波輔助聯(lián)合提取工藝.確定茶多酚和茶多糖的超聲-微波輔助聯(lián)合提取工藝為：提取時(shí)間40 min，液料比1：30（g/m L），微波功率80 W，固定超聲功率50 W，在最佳工藝條件下，茶多酚得率為10.57%，茶多糖得率為3.25%.

茶多酚；茶多糖；超聲-微波

我國作為茶葉生產(chǎn)大國，茶葉加工過程中產(chǎn)生的粗老茶葉浪費(fèi)嚴(yán)重，附加值低[1].茶多酚（Tea Polyphenols）是茶葉中多酚類物質(zhì)，如黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等.研究表明茶多酚具有抗氧化、延緩衰老、抗菌與抗病毒、降低血脂、抑制動(dòng)脈粥樣硬化等，茶多酚現(xiàn)已成為醫(yī)藥、食品界開發(fā)的項(xiàng)目熱點(diǎn)，開發(fā)和應(yīng)用前景十分廣闊[2].茶多糖（Tea polysaccharides）作為茶葉中一種多糖類物質(zhì)，具有提高免疫力、降血脂、降血糖、抗輻射、抗凝血、抗血栓等功效，具有廣闊的開發(fā)前景[3].

超聲和微波等新型萃取新技術(shù)近年來廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)藥和食品等領(lǐng)域[4].微波是一種電磁能，具有提取率高、提取時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)[5].超聲波是一種機(jī)械波，具有能耗低、不破壞有效成分、提取效率高的特點(diǎn)[6].目前茶多酚和茶多糖提取多采用超聲或微波單一輔助提取技術(shù)進(jìn)行提取，微波-超聲輔助技術(shù)聯(lián)合同步提取茶多酚和茶多糖的研究尚未見報(bào)道，為此本文探討超聲-微波輔助聯(lián)合提取茶多酚和茶多糖工藝，旨在為茶多酚和茶多糖的工業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

綠茶（常熟海虞茶葉有限公司提供），強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂（上海開平樹脂有限公司），茚三酮、乙酸乙酯、葡萄糖、苯酚、濃硫酸、乙醇等均為分析純.

CW-2000超聲-微波協(xié)同萃取儀（上海新拓微波溶樣測試技術(shù)有限公司）；RE—52A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器公司）；LD4-ZA型離心機(jī)（北京醫(yī)用離心機(jī)廠）；SHB-B循環(huán)水式真空泵（鄭州長城科工貿(mào)公司）；ALPHA1-2LD/plus冷凍干燥儀（德國CHRIST公司）；DJ-04粉碎機(jī)（上海淀久中藥機(jī)械制造有限公司）；

752型紫外-可見分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 茶多酚和茶多糖的超聲-微波協(xié)同輔助提取

稱取一定質(zhì)量的綠茶經(jīng)過粉碎后，將茶葉粉末置于與50 W超聲波換能器緊密粘結(jié)的300 mL玻璃萃取容器中，然后加入水，開啟超聲-微波萃取儀器（超聲功率固定為50 W），設(shè)定萃取時(shí)間和微波功率，水浴浸提，萃取完成后冷卻，對提取液進(jìn)行抽濾，收集濾液，減壓濃縮獲得濃縮液，向濃縮液中加入乙酸乙酯進(jìn)行萃取，有機(jī)相經(jīng)過減壓濃縮、冷凍干燥后即得茶多酚.水相經(jīng)過強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂吸附，流出液經(jīng)過95%乙醇沉淀，靜置過夜后離心，沉淀冷凍干燥即得茶多糖.

1.2.2 茶多酚含量測定及得率計(jì)算茶多酚含量測定采用酒石酸亞鐵比色法[7]，得率按照公式（1）計(jì)算.茶多酚得率=提取的茶多酚質(zhì)量/原料重量×100%（1）

1.2.3 茶多糖含量測定及得率計(jì)算

茶多糖含量測定采用苯酚-硫酸法[8]，得率按公式（2）計(jì)算.

茶多糖得率=提取的茶多糖質(zhì)量/原料重量×100%.（2）

2 結(jié)果與討論

2.1 提取時(shí)間對茶多酚和茶多糖得率影響

在液料比為1：20（g/m L），微波功率為60 W，超聲功率50 W的條件下，研究不同提取時(shí)間對茶多酚和茶多糖得率的影響，結(jié)果如圖1所示.

從圖1可以看出，隨著提取時(shí)間的增加，茶多酚茶多糖得率均有增加，當(dāng)提取時(shí)間超過40 min，茶多酚得率有所下降，當(dāng)時(shí)間超過30 min，茶多糖得率有所下降，但是下降不是很明顯，綜合考慮茶多糖和茶多酚的得率，選擇適宜的提取時(shí)間為40 min.

2.2 料液比對茶多酚和茶多糖得率的影響

在微波功率60 W，提取時(shí)間30 min，超聲功率50 W的條件下，研究不同液料比（g/m L）對茶多酚和茶多糖得率的影響，結(jié)果如圖2所示.

從圖2可以看出，隨著料液比的降低，茶多酚和茶多糖的得率有所增加，當(dāng)料液比小于1：30時(shí)，茶多酚得率下降，茶多糖得率增加不明顯，所以確定適宜的料液比為1：30.

2.3 微波功率對茶多酚和茶多糖得率的影響

在液料比為1：20（g/m L），提取時(shí)間為30 min，超聲功率50 W的條件下，研究不同微波功率對茶多酚和茶多糖得率的影響，結(jié)果如圖3所示.

從圖3可以看出，隨著微波功率的增大，茶多酚得率逐步增加，當(dāng)微波功率超過80 W時(shí)，茶多酚和茶多糖得率開始下降，所以選擇合適的微波功率為80 W.

2.4 茶多酚和茶多糖超聲-微波輔助提取工藝優(yōu)化

在提取時(shí)間、液料比和微波功率這些單因素對茶多酚和茶多糖得率的影響預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，固定超聲功率50W，采用正交試驗(yàn)對茶多酚和茶多糖超聲-微波輔助提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見表1，結(jié)果見表2，以茶多酚得率和茶多糖得率作為指標(biāo)進(jìn)行極差分析，極差分析見表3和表4.

3 結(jié)論

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，固定超聲功率50 W，采用正交試驗(yàn)考察提取時(shí)間、液料比和微波功率對茶多酚和茶多糖得率的影響，確定超聲-微波輔助聯(lián)合提取茶多酚和茶多糖的最佳的工藝條件為：提取時(shí)間40 min，液料比1：30，微波功率80 W，超聲功率50 W，在最佳工藝條件下，茶多酚得率為10.57%，茶多糖得率為3.25%.

[1]盧金珍，任俊，趙為，等.水法提取茶多糖工藝研究[J].武漢生物工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，3（4）：201-204.

[2]潘衛(wèi)倉.茶多酚的功效及提取工藝研究進(jìn)展[J].甘肅科技，2011，27（15）：57-58.

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[8]張惟杰.糖復(fù)合物生化研究技術(shù)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2003.Optimization of Ultrasonic Microwave Assisted Extraction Technology of Theanine and Polysaccharides from Tea

CHEN Yi-yong1,DOU Xiang-long2,LIU Jing-jing1,ZHU Dong-xing1,XU Bing1
(1.School of Biology and Food Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China;
2.Changshu Haiyu Tea Co.,Ltd,Changshu 215500,China)

Crude green tea named Changshu Shajiabang was used as raw materials.Water was used as extraction solvent.The effect of extraction time,ratio of solid to water and microwave power on yield of theanine and polysaccharides from tea were investigated.U ltrasonic microwave assisted extraction technology of theanine and polysaccharides from tea are optimized by the orthogonal test.The optimum technology conditions for ultrasonic microwave assisted extraction of theanine and polysaccharides from tea were determined as follows∶the extraction time was 40 min,the ratio of solid to water was 1∶30(g/m L),microwave power was 80 Wand ultrasonic power was 50W.Under the optimum conditions,yield of theanine and polysaccharides from tea was 10.57%and 3.25%, respectively.

theanine;polysaccharides from tea;ultrasonic-m icrowave

O629.12；O625.31

A

1008-2794（2014）04-0072-03

2014-03-30

常熟市2012年農(nóng)業(yè)科技計(jì)劃項(xiàng)目“茶葉生物活性成分高效同步提取關(guān)鍵技術(shù)研究”（CN201220）

陳義勇，副教授，博士，研究方向：食品科學(xué)與天然活性成分，E-mail∶chenyyxp@126.com.