南非綠茶提取工藝研究

李鳳　舒曉燕　吳照民

摘要 [目的] 探索南非綠茶中茶多酚提取的工藝條件。[方法] 通過單因素試驗考察了茶水比、提取溫度、提取時間和提取次數(shù)對茶多酚提取量的影響，經(jīng)正交試驗對提取工藝進行優(yōu)化。[結(jié)果] 試驗表明，南非綠茶中茶多酚的最優(yōu)提取工藝為：提取溫度80 ℃、提取時間50 min、茶水比1∶80 g/ml， 提取2次可提取茶多酚32.18 g/kg。[結(jié)論] 研究可為南非綠茶提取工藝的深入研究提供參考，但僅以茶多酚一項指標作為優(yōu)化目標有一定的局限性。

關鍵詞 南非綠茶；茶多酚；提取

中圖分類號 S609.9；TS20 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）19-278-03

南非綠茶（Unfermented Rooibos）是由南非開普頓北部凡波斯的一種土生土長的豆科灌木、針葉狀的抗酸性植物 “路易波士” （ Rooibos ） 即“紅灌木”之意（Aspalathus Linearis）的小枝和葉經(jīng)類似綠茶生產(chǎn)的工藝而制成，具有淡淡的麥芽味和草香味而有別于經(jīng)傳統(tǒng)制茶工藝經(jīng)發(fā)酵和氧化生產(chǎn)的傳統(tǒng)南非紅茶。1772年，植物學家Carl Thunberg首先報道了非洲霍屯督人將Rooibo作為飲料。小規(guī)模的種植和銷售大約始于20世紀初，20世紀20年代開始了種子的篩選、種植的改進和茶的加工，并在30年代得到了重大的進展。第二次世界大戰(zhàn)期間由于東方茶葉的緊缺而對南非茶的需求激增。工業(yè)化生產(chǎn)銷售南非紅茶從1954年開始建立并蓬勃發(fā)展，出口到澳大利亞、新西蘭、英國、加拿大、美國、中國以及德國和荷蘭、日本等50多個國家和地區(qū)[1]。與普通的綠茶和紅茶相比其不含咖啡因且單寧含量低而受到人們的喜愛[1]。南非綠茶富含多酚如黃酮、黃烷醇、二氫查爾酮和二氫黃酮，并且還含有苯甲酸、肉桂酸等成分[2-6]。隨著研究的不斷深入，南非紅茶和綠茶多種健康促進作用不斷被發(fā)現(xiàn)并受到廣泛的關注[7-8]。其中最受矚目是其抗氧化性，南非綠茶提取物可清除超氧陰離子自由基和羥基自由基[9-10]，并可調(diào)節(jié)超氧化物歧化酶的活性，調(diào)節(jié)谷胱甘肽的代謝，緩解氧化導致的細胞損傷[11]，減少蛋白質(zhì)和脂肪的氧化[12-15]，未經(jīng)發(fā)酵的南非綠茶其水提取物較南非紅茶有更好的抗氧化活性，可能與其較高的茶多酚含量有關[16]。南非綠茶和紅茶可能通過改變細胞的氧化狀態(tài)、致癌物質(zhì)的代謝酶類、減少和抑制致癌物質(zhì)與生物大分子的結(jié)合、調(diào)節(jié)細胞的增殖和凋亡等方式發(fā)揮抑癌和抗突變的作用[17-19]。另外，南非紅茶和綠茶還具有肝臟保護功能[20-21]、植物雌激素功能[22]、緩解痙攣降低血壓[23]、免疫調(diào)節(jié)[24-25]、減少細胞損傷[26-27]以及抑菌和增加精子活性和運動能力等多種功能[12，28-29]。南非紅茶和綠茶除了作為傳統(tǒng)的茶飲用外，正逐步發(fā)展成具有健康促進作用的一種半成品添加物，用于食品和飲料生產(chǎn)乃至化妝品領域[30]，因此南非紅茶和綠茶提取物的制備研究受到研究者的重視。南非綠茶由于抗氧化物質(zhì)含量高，作為制備提取物方面更受歡迎[31]。南非綠茶中主要的活性成分多酚屬于中等極性的化合物，水、甲醇和乙醇等都可以作為備選的提取溶劑，鑒于對溶劑成本的考慮和更接近日常飲茶的習慣，筆者選擇水作為溶劑，初步探索提取的主要工藝條件，并對提取工藝進行優(yōu)化。較高的溫度和大的水料比以及較長的提取時間有利于可溶性固形物和多酚的提取，但是水料比的提高帶來后續(xù)提取物濃縮的工作，另外在提取前采用水解復合酶預處理有利于提高浸提率[32]。

1 材料與方法

1.1 材料 供試原料：南非綠茶，南非開普敦，南非路易波士公司生產(chǎn)，極品嫩芽。主要試劑：合成茶氨酸（試劑級），北京鴻潤寶順科技有限公司；茚三酮、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、葡萄糖、酒石酸亞鐵、苯酚以及濃硫酸等，均為分析純，成都市欣海興化工試劑廠。主要儀器：分光光度計，上海江儀儀器有限公司；精密pH計，上海虹益儀表有限公司；超純水儀（MiLLi-Qbiocel），美國密理博公司。

1.2 方法

1.2.1 原料預處理及茶多酚的含量測定。原料為南非極品嫩芽，粉碎度良好，直接過40目篩后備用。

茶多酚測定按照GB/T 8313-2008 茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法進行，將結(jié)果表示為g（茶多酚）/kg（綠茶）。

1.2.2 單因素試驗。南非綠茶的提取工藝流程如下：茶原料按不同的條件提取結(jié)束后，迅速冷卻至室溫，然后用4層紗布進行粗濾，粗濾液用濾紙進行再次過濾，所得濾液為茶湯，測定其茶多酚含量。該研究考察了提取溫度、提取時間、茶水比、提取次數(shù)4個因素對南非綠茶提取的影響。

提取溫度對浸提效果的影響： 以茶水比為1∶100 g/ml，提取時間為20 min，提取次數(shù)為2次。分別采用50、60、70、80和90 ℃的浸提溫度進行提取，以研究溫度對浸提效果的影響。

提取時間對浸提效果的影響：以茶水比為1∶100 g/ml，提取溫度為70 ℃，提取次數(shù)為2次，分別提取20、40、60、80、100 min，以考察時間對浸提效果的影響。

茶水比對浸提效果的影響：以提取溫度為70 ℃，提取次數(shù)為2次，提取時間為40 min，分別采用茶水比為1∶20、

1∶40、1∶60、1∶80和1∶100 g/ml進行提取，以考察茶水比對浸提效果的影響。

提取次數(shù)對浸提效果的影響：以提取溫度為70 ℃，提取時間為40 min，茶水比為1∶80 g/ml，分別提取1、2、3、4和5次以考察提取次數(shù)對浸提效果的影響。

1.2.3 正交試驗優(yōu)化提取工藝。

在各單因素試驗所得結(jié)果的基礎上，運用L9（34）正交表進行正交試驗，各因素水平的設置如表1，以茶多酚提取量為目標進行南非綠茶提取工藝條件的優(yōu)化。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析處理。

結(jié)果均表示為茶多酚的提取量。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用SPSS 16.0 for Windows（P<0.05認為差異具有統(tǒng)計學意義）。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 提取溫度對南非綠茶提取效果的影響。

由圖1可見，在50～70 ℃時，茶多酚提取量隨溫度的上升而提高較大，溫度達到70 ℃以后茶多酚提取量隨溫度的上升提高緩慢并趨于基本穩(wěn)定，并且過高的提取溫度對茶湯的感官品質(zhì)及茶多酚的理化性質(zhì)和活性功能都會帶來不利的影響[33]，因此在正交試驗中選擇溫度范圍為60～80 ℃。

2.1.2 提取時間對南非綠茶提取效果的影響。

由圖2可見，茶多酚提取量隨提取時間的延長而逐漸增加，提取時間達到40 min后茶多酚提取量基本趨于穩(wěn)定。延長提取時間可以提高茶多酚的提取量，但是同時茶多酚被氧化的幾率也增加，因此在正交試驗中選擇提取時間在30～50 min。

2.1.3 提取次數(shù)對南非綠茶提取效果的影響。

由圖3可見，隨著提取次數(shù)的增加茶多酚的含量也隨之增加，但是在提取2次以后增加不再明顯，并且在實際生產(chǎn)中提取次數(shù)增加也帶來后續(xù)濃縮成本的成倍增加，因此確定提取次數(shù)為2次。

2.1.4 茶水比對南非綠茶提取效果的影響。

由圖4可見，在1∶20～1∶60 g/ml時，茶水比中水量的提高帶來茶多酚提取量的明顯增加，但是之后增加緩慢，茶水比中水量的增加勢必帶來進一步濃縮的成本的提高，因此正交試驗中選擇的茶水比為1∶60～1∶80 g/ml。

2.2 正交試驗 正交試驗的結(jié)果見表2。直觀分析表明，提取溫度、提取時間、茶水比3個因素對茶多酚提取量影響的順序為A>B>C，即提取溫度是影響南非綠茶的茶多酚提取量的主要因素，提取時間次之，茶水比影響最小。

方差分析可知，提取溫度（FA=7 298.08**）和提取時間（FB=1 989.62**）的差異極顯著，表明提取時間和提取溫度對茶多酚得率有較大的影響。采用LSD法對提取溫度因素和提取時間進行多重比較，3個水平差異顯著，A3和B3水平的茶多酚提取率最高。

僅從茶多酚得率分析，A的最優(yōu)水平為A3，B的最優(yōu)水平為B3，C因素各水平間差異不顯著。但是，提取時間過長，溫度過高會導致多酚氧化及生產(chǎn)成本增加。綜合茶多酚提取率確定其最佳提取工藝條件為提取溫度80 ℃、提取時間為50 min、茶水比為1∶80 g/ml。

3 結(jié)論

試驗得出南非綠茶茶多酚提取的最佳工藝條件為：提取溫度80 ℃，提取時間50 min，茶水比為1∶80 g/ml，提取次數(shù)2次。

該研究可為南非綠茶提取工藝的深入研究提供參考，但僅以茶多酚一項指標作為優(yōu)化目標有一定的局限性，接下來將進一步開展提取茶湯中茶多酚種類的分離測定以及提取物主要功能性質(zhì)的研究，以及微波輔助等對提取工藝的影響等研究。

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