綠茶中茶多酚提取工藝的優(yōu)化分析

羅合春（重慶工貿職業(yè)技術學院生物化學工程系，重慶 408000）

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綠茶中茶多酚提取工藝的優(yōu)化分析

羅合春
（重慶工貿職業(yè)技術學院生物化學工程系，重慶 408000）

摘要：在各類茶葉中，均包含有一種多酚物質。這是一種具有天然抗毒、基本不存在毒副作用的物質，不僅是茶葉的主要成分，還可以再細分出許多物質，特別是在綠茶中，含量最高。為促進茶多酚物質的有效提取，同時也為了確保人類的健康，業(yè)界已經形成了許多種提取茶多酚的工藝方法。本文將通過各類提取工藝的異同，來分析常用提取工藝的優(yōu)劣。

關鍵詞：綠茶；茶多酚；提取工藝；檢測分析

目前，隨著經濟的發(fā)展，茶文化的傳播，越來越多的研究專家對茶葉的成分進行了進一步的探究、鉆研和分析。綠茶中提取的茶多酚，不僅可以通過提高酶的代謝度來達到清除脂肪的目的，還是一種公認的純天然抗氧化劑，可以廣泛的應用于食品、醫(yī)藥、保健、護膚、日用、工藝生產當中，給茶文化產業(yè)帶來的經濟效益和經濟價值是相當可觀的。

1　綠茶與綠茶加工的研究概況

1.1綠茶的有效成分

綠茶除了可以飲用外，還可以將綠茶中的茶籽、茶梗等副產物加工、提取、運用到其它茶制品當中，進而增加茶業(yè)的經濟效益。綠茶中的茶多酚是溶解于水中的一種化合物，是無害的、天然的、食用的抗氧化劑，綠茶中茶多酚的含量為15%，增加了綠茶的鮮美度、色澤度，口感度。醫(yī)學統(tǒng)計，綠茶中茶多酚具有抗菌、抗癌、健康、降脂降血壓、降膽固醇、減肥、美容等功效，綠茶中的茶多酚也廣泛運用于日化、醫(yī)藥、保健、食品等的產業(yè)當中。

1.2綠茶加工的重要性

綠茶最早起源于唐，歷史悠久，很早就被人們廣泛利用。一直以來，我們只會選用鮮嫩茶葉來加工沏茶飲用，而廢棄了茶樹上的茶梗、修剪的枝葉、大片茶葉、茶籽等，給環(huán)境造成了極大的污染，造成資源的極大浪費。如果合理利用廢棄的副產物，既可為茶園施肥，還可進行加工提取出很多活性物質，變廢為寶，使綠茶資源得到充分的利用。

1.3綠茶加工的研究現(xiàn)狀

很多年以來，我們合理利用綠茶中的茶多酚，運用于醫(yī)學、保健、日用、食品當中，甚至很多人用綠茶的茶梗作為家中凈化空氣的產物，有的用于枕頭的枕芯，有些專家利用茶多酚研究生產出針對各類人群的食療產品，比如：針對糖尿病患者、冠心病患者所引起的心腦血管、高糖高脂、心率過快等問題進行了研究，利用茶多酚的提取生產出一批食療飲品，為保健類行業(yè)奠定了堅實的基礎，給市場經濟帶來了前所未有的效益。

2　茶多酚的研究進展

2.1茶多酚的浸提工藝

綠茶中茶多酚是溶解于水的一種天然有機化合物，是有多種酚類化合物組成的，性質極其穩(wěn)定，不溶于氯，遇到堿性化合物，會變成灰褐色氧化。研究表明，綠茶中浸提茶多酚可分為：沉淀法、吸附法、溶劑法、超聲波微波提取。

2.2茶多酚的分析和檢測

經過業(yè)界多年來的研究證實，針對從綠茶中提取后的茶多酚，有多種檢測方法，通常使用的辦法主要有：溶劑提取、離子沉淀、分離制備等。檢測固定的綠茶中的茶多酚，酚中含有多類酚化合物，在一定環(huán)境下，與金屬產生化學反應，使其變了顏色，在堿性條件下檢測綠茶中的茶多酚的重復性，可以檢測出綠茶中茶多酚的含量，一般不超過15%，茶多酚具有極強的還原性，遇到金屬和有機試劑會發(fā)生色澤的變化，茶多酚的不飽和，在310-320和210-240（紫外光波）之間的區(qū)域都有著很好的吸收度。因而紫外光光波在200-300之間時，所檢測出的茶多酚含量是最標準的。紅外光譜法，主要是檢測綠茶中茶多酚的含量，并做定量分析，是利用茶多酚中的分子結構C-O，C-H，O-H基團的振動和吸收進行分析和檢測。首先，利用紅光光譜，針對已經確定的綠茶樣品進行掃描，可以得到在紅光光譜下綠茶樣品的掃描圖，然后可以據(jù)此來分析確定茶多酚含量的數(shù)值。另外還有一些辦法，主要是檢測和分析茶葉中氧化氫和茶多酚的化學反應。

2.3綠茶中茶多酚的應用

綠茶中的茶多酚具有很好的功能性、心理活性，研究專家對其進行了研究和應用，取得了很多意想不到的成果，實現(xiàn)了綠茶中茶多酚在各個區(qū)域、乃至海內外的廣泛使用。多用于醫(yī)藥保健業(yè)、日化業(yè)、美容業(yè)、食品業(yè)等的行業(yè)。綠茶中的茶多酚是一種天然無害的食用的抗氧化劑。研究證明，茶多酚具有抗癌、抗菌、保健、降壓、降血糖、降脂、減肥、美容等的生理作用，因此可將綠茶中檢測和提取的茶多酚應用于降血壓降血糖劑、抗癌抗菌藥物、美容產品、心腦血管保健劑等的醫(yī)藥保健領域。此外，根據(jù)醫(yī)藥學界的調查和研究，綠茶中的茶多酚可以延緩老年癡呆，同時降低各種精神病發(fā)生的風險。此外，綠茶中的茶多酚還可以作為食品中的添加劑使用，國家在這方面也是有相關法律法規(guī)的。在水產、食品中廣為使用，茶多酚在抑制氫化氧的過程中，終端人體內的脂肪，抑制了油脂酸敗，所以常常被添加到食品（如巧克力、奶油、蛋糕、食用油脂等）當中，可起到保鮮的作用，同時還可提高質量。茶多酚在日化、水產中的應用也是如此。

3　水溶劑法提取綠茶中茶多酚的工藝研究

3.1實驗材料及設備

主要材料和試劑包括綠茶、葡萄糖、纖維素酶、無水亞硫酸納、硫酸銨粉末、苯酚、纖維素鈉等各類化工材料。

設備：高速藥物粉碎機、電子計數(shù)天平、電子天平（BS-221S、B-123S）、pH計（FE21/EL21）、國家標準檢驗篩（61目）、電熱恒溫震蕩水槽（DKZ1系列）、循環(huán)水蒸空泵（SHZ-IIIP）、可見分光光度計（WFJ7100）。

3.2實驗方法

粉碎過篩的綠茶末3g放入160ml的去離子水中，容器為三角玻璃杯，然后再放入一定量的纖維素酶液，最后放在40℃左右的溫開水容器中計時，時間大概5min左右取出、過濾，澄清綠茶，提高液體的清澈度，備用。按照上述單因素實驗的程序，分別進行五次實驗，取平均值計算茶多酚的含量，可以得到這樣的結論：纖維素的濃度（U/G），得到的水平值為：13.1、14.2、13.5、16.7、25.1；酶作用時間，得到的水平值為：11、21、31、41、51、61；酶作用的溫度，得到的水平值為：21、31、41、51、61。由此可見，通過以上實驗方法提取綠茶中的茶多酚，其結果沒有明顯差異。

3.3結果及分析

經過3.2.1的實驗得知，以葡萄糖液為例，得到的方程式為Y=0.9336X-0.1282，相關系數(shù)為R2=0.9985。通過前述實驗，可以看出：茶多酚的含量多少與其纖維素的含量多少成正比。纖維素的含量越高，茶多酚的含量也就越高。隨著纖維素液的增加，綠茶中茶多酚的含量也會增加，反之會下降。主要的原因是，茶葉是一種固體物，擴散到纖維素液中，不會全部溶解反應，同時也限制了酶的反應接觸面積。在酶濃度較低的情況下，酶與茶葉完全結合在一起，隨著酶濃度的提高，茶葉與酶不會達到飽和狀態(tài)，從而限制了酶的作用。所以說，在固定或特定濃度的茶葉中，還存在著酶用量的多少，如果超過了酶用量的最佳值，酶資源就會被廢棄或浪費掉。因此，控制纖維素濃度的值在16.5U/G最為適宜。

除上述情況外，纖維素酶的數(shù)量，也影響著茶多酚的提取量。從實驗中得知，纖維素酶液含量越濃，綠茶中茶多酚的含量會越多，當時間達到固定的范圍內，茶多酚的含量就會保持一個相對穩(wěn)定的值。也可以這樣認為：隨著酶解時間的拖延，茶葉被有效的破解、反應，茶多酚溶解到茶葉水中，茶水中茶多酚的溶解越來越濃，在20min左右，由反應生成的葡萄糖、纖維二糖等產物的積累，纖維素酶溶液的濃度的增加，限制了酶作用的反應，綠茶中茶多酚濃度的變化，所以說，纖維素酶時間應在20min左右。此外，在實驗過程中，纖維素酶的溫度高低，也決定著是否能提取更多的茶多酚。隨著纖維素酶溫度的增加，綠茶中茶多酚的含量也會越來越多，當溫度達到50℃左右時，茶多酚的含量也會達到飽和，停留在一個固定的值范圍內，所以說纖維素酶的溫度適宜在50℃左右。

4　纖維素酶提取茶多酚的工藝研究

4.1實驗材料及設備

綠茶、單寧酶、培養(yǎng)基、檸檬酸緩沖、無食子儲備液、無食子酸丙脂、酒石酸亞鐵、粉碎機、計數(shù)器、計數(shù)天平、可分光光度計、震蕩水槽、霉菌培養(yǎng)箱、壓力蒸汽滅菌器、恒溫箱子。

4.2實驗方法

在無細菌的環(huán)境中，綠茶中放入孢子懸液，均勻攪拌，放入霉菌箱子里等待發(fā)酵。發(fā)酵完之后，提取粗酶液，再在粗酶液中倒入活性炭均勻攪拌，放入冰箱待用。等脫色后，過濾，除菌，置于冰容器中，依序過濾酶液后得到粗酶液，然后加入硫酸銨粉末，最后將沉淀物用檸檬酸緩沖溶解，從而提取出茶多酚。

4.3結果及分析

經過實驗，無食子酸的方程式Y=1.0237X-0.0075，葡萄糖的方程式Y=0.0025X-0.0176，谷氨酸的方程式Y=3.9442X-0.4721，三種結果表明測定范圍線性關系都較為穩(wěn)定。單寧酶濃度為0—3.89U/范圍內，綠茶中茶多酚的含量隨著酶增添的多少而變化，酶增添的越多，茶多酚的含量越高，當酶增添到更多時，茶多酚會發(fā)生含量的減少。綠茶中茶多酚的含量與單寧酶作用時間有關，酶作用時間越長，綠茶中茶多酚的含量會越高，當酶時間在30-50之間時，茶多酚的含量顯示最佳狀態(tài)。綠茶中茶多酚的含量與單寧酶作用的溫度有關，酶溫度越高，綠茶中茶多酚的含量越高，但溫度在19-39之間時，茶多酚的含量會飽和，含量率增長速度較慢。通過上面的實驗分析，綠茶中茶多酚的提取，在溫度55℃左右的條件下，加入5.3U/g的單寧酶，浸提時間為38min，在三次實驗后，綠茶中茶多酚的平均值達到71.60mg/g，結果最為穩(wěn)定。

5　結　語

綜上所述，雖然從綠茶中提取茶多酚有很多種方法，但經過統(tǒng)籌分析，較為優(yōu)化的提取工藝是：利用150ml的有機溶劑，提取時間控制在20-40min，所需溫度掌握到50-70℃。在這樣的條件下，所能提取出來的茶多酚純度最高、數(shù)量最高，而且，這一提取過程，成本低廉、操作簡易，便于控制、風險很低，是非常優(yōu)化的茶多酚提取工藝。

參考文獻

［1］李玉.茶多酚的藥理作用研究進展［D］.西北藥學雜志，2010，25（1）：78-79.

［2］郭寶鵬.淺析提取茶多酚含量的測定方法［J］.解放軍藥學學報，2007，28（3）：110-112.

作者簡介：羅合春（1963-），男，重慶萬州人，研究生，副教授，研究方向：生物分離純化技術的推廣和教學。