五指山水滿茶中茶多糖的2種提取工藝比較

緱鴻達(dá)，陳麗珍，任 芯，王春良，侯 杰，翟銳銳

（海南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，海南　?？凇?71199）

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五指山水滿茶中茶多糖的2種提取工藝比較

緱鴻達(dá)，陳麗珍，任 芯，王春良，侯 杰，翟銳銳

（海南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，海南?？?71199）

摘 要：采用熱水浸提法和超聲波輔助提取法研究海南五指山水滿茶中茶多糖的提取工藝，運(yùn)用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)探討料液比、提取時(shí)間、提取溫度與提取次數(shù)對(duì)水滿茶中茶多糖提取率的影響，確定熱水與超聲波提取水滿茶中茶多糖的最佳提取條件，并比較最佳提取條件下兩種提取方法的多糖得率。結(jié)果表明，熱水浸提法的最佳工藝條件為：料液比（g∶mL）為1∶20，浸提時(shí)間60 min，浸提溫度80℃，浸提次數(shù)3次；超聲波輔助提取法的最佳工藝條件為：超聲溫度55℃，料液比（g∶mL）為1∶15，超聲時(shí)間30 min，超聲次數(shù)3次；熱水浸提法多糖提取率478.09 mg/g，優(yōu)于超聲輔助提取法245.72 mg/g。

關(guān)鍵詞：水滿茶；茶多糖；提取工藝；比較

五指山水滿茶為海南特色名茶之一，其具有促進(jìn)人體新陳代謝、提神醒腦、消除疲勞，預(yù)防消化不良和消熱解毒等多種功效。目前關(guān)于五指山水滿茶中茶多糖的研究未見報(bào)道。研究表明，茶多糖是茶葉中極具開發(fā)價(jià)值的一種重要生理活性物質(zhì)，具有增強(qiáng)免疫力、防治糖尿病、降血脂血糖、防治心血管疾病等多種作用，使其在醫(yī)藥與食品等領(lǐng)域發(fā)揮作用；現(xiàn)已有制備含茶多糖的降血糖和抗糖尿病的藥物及健康食品的專利［1-4］。

試驗(yàn)采用熱水浸提法和超聲波輔助提取法2種方法，探討五指山水滿茶中茶多糖的提取工藝，主要研究料液比、提取溫度、提取時(shí)間、提取次數(shù)等因素對(duì)茶多糖提取效果的影響［2-7］。運(yùn)用單因素和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定2種提取方法的最佳提取工藝，并比較提取得率，以期為茶葉資源在醫(yī)藥和食品等多方面的綜合利用及開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水滿茶（購(gòu)于海南五指山市茶葉市場(chǎng)）。無(wú)水乙醇、濃硫酸、無(wú)水葡萄糖、蒽酮（阿拉丁試劑有限公司）等均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水均為雙蒸水。

1.2 儀器與設(shè)備

DFY-800粉粹機(jī)（溫嶺市林大機(jī)械有限公司）；HH-60數(shù)顯恒溫循環(huán)水箱（常州國(guó)華電器有限公司）；AE100電子分析天平（梅特勒-托利多）；GZX-9240MBE恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司）；722S分光光度計(jì)（上海精密儀器有限公司）；800C臺(tái)式離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；YZ-180DB超聲波清洗器（上海越眾儀器設(shè)備有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 提取工藝流程 （1）茶葉預(yù)處理：40℃烘干，粉碎，過(guò)60目篩；（2）稱取適量，依次用石油醚（60～90℃）、95%乙醇分別回流脫脂處理1 h，抽濾、干燥至恒重備用。（3）熱水浸提或超聲波輔助提取、過(guò)濾、離心、收集上清液定容；（4）蒽酮硫酸法測(cè)定吸光度；（5）換算得到茶多糖提取率。

1.3.2 熱水浸提法試驗(yàn) 采用如下不同的料液比、浸提溫度、浸提時(shí)間、浸提次數(shù)4個(gè)單因素考察其對(duì)水滿茶茶多糖浸提效果的影響，并在基礎(chǔ)上進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，確定水滿茶中茶多糖熱水浸提法的最佳提取工藝。

（1）不同料液比處理：準(zhǔn)確稱取已預(yù)處理的茶葉粉末5份各1.0 g，分別按料液比（g∶mL，下同）1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30，置于80℃水浴恒溫60 min，各浸提1次。

（2）不同浸提溫度處理：稱取已預(yù)處理的茶葉粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15下，分別置于70、75、80、85和90℃水浴恒溫60 min，各浸提1次。

（3）不同浸提時(shí)間處理：稱取已預(yù)處理的茶葉粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15、80℃條件下，分別水浴恒溫30、60、90、120和150 min，各浸提1次。

（4）不同浸提次數(shù)處理：稱取已預(yù)處理的茶葉粉末3份各1.0 g，在料液比l∶15、溫度80℃與時(shí)間60 min的條件下，分別熱水浸提1、2、3次。

1.3.3 超聲波輔助提取法試驗(yàn) 采用如下不同的料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間和超聲次數(shù)4個(gè)單因素考察其對(duì)水滿茶中茶多糖浸提效果的影響，并在基礎(chǔ)上進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，確定超聲波輔助提取水滿茶中茶多糖的最佳條件。

（1）不同料液比處理：稱取已預(yù)處理的茶葉粉末5份各1.0 g，分別按料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30，置于55℃下恒溫超聲30 min，各提取1次。

（2）不同超聲溫度處理：稱取已預(yù)處理的茶葉粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15下，分別置于45、50、55、60和65℃恒溫超聲30 min，各提取1次。

（3）不同超聲時(shí)間處理：稱取已預(yù)處理的茶葉粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15、溫度55℃條件下，分別恒溫超聲15、20、25、30和35 min，各提取1次。

（4）不同超聲次數(shù)處理：稱取已預(yù)處理的茶葉粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15、溫度55℃與30 min的條件下，分別超聲提取1、2和3次。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn)確稱取105℃干燥至恒重的葡萄糖對(duì)照品0.101 6 g，加水溶解定容至100 mL容量瓶中，配成1.016 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。精稱0.2 g蒽酮溶解于100 mL濃硫酸，當(dāng)日配制使用。精密移取1、2、3、4、5和6 mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品溶液，置于100 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，混勻。分別移取2 mL上述溶液于具塞試管中，以20 mL水作空白，各自再加入8 mL蒽酮-硫酸試劑，立即混勻并放入冰水中冷卻15 min；再置沸水浴中加熱7 min，冷水下迅速冷卻，并放置冰水中15 min后，于580 nm處測(cè)定吸光度（A），以橫坐標(biāo)為葡萄糖濃度（C），縱坐標(biāo)為吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為A=7.488 8C-0.047 27，R2=0.998 97。

1.3.5 樣品制備與測(cè)定 將提取樣品液加水進(jìn)行適當(dāng)稀釋定容，搖勻，備用。測(cè)定時(shí)吸取該稀釋樣品液2 mL于比色管中，然后按1.3.4中方法測(cè)定吸光度，由回歸方程求出其濃度。根據(jù)吸光度和稀釋倍數(shù)計(jì)算茶多糖得率，公式即：茶多糖得率（mg/g）＝測(cè)量濃度×稀釋倍數(shù)×提取液體積/原料干重。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱水浸提法單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 料液比對(duì)茶多糖提取率的影響 按料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30的提取率結(jié)果分別為：177.08、217.95、233.79、252.14和134.54 mg/g，可知：隨著料液比的增加，茶多糖提取率先增加后又減少，且在1∶25時(shí)，提取率最高。綜合考慮，選取1∶15、1∶20和1∶25為正交試驗(yàn)料液比因素的3個(gè)水平。

2.1.2 浸提溫度對(duì)茶多糖提取率的影響 置于70、75、80、85和90℃浸提溫度的提取率結(jié)果分別為：234.30、238.46、270.11、255.12和234.38 mg/g，可知：隨著溫度的升高，茶多糖提取率先增加后減少，在80℃時(shí)達(dá)到最大，85℃時(shí)次之，綜合考慮，選取75、80和85℃為正交試驗(yàn)溫度因素的3個(gè)水平。

2.1.3 浸提時(shí)間對(duì)茶多糖提取率的影響 水浴恒溫30、60、90、120和150 min浸提時(shí)間的提取率結(jié)果分別為：208.48、255.12、256.79、243.46和236.80 mg/g，可知：隨提取時(shí)間的增長(zhǎng)，提取率逐漸降低，當(dāng)提取時(shí)間為90 min時(shí)，提取率最高，所以選取60、90和120 min為正交試驗(yàn)時(shí)間因素的3個(gè)水平。

2.1.4 浸提次數(shù)對(duì)茶多糖提取率的影響 熱水浸提1、2和3次的提取率結(jié)果分別為：217.64、233.47和234.30 mg/g，可知：隨提取次數(shù)的增加，提取率逐漸增加。

綜上所述，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定了進(jìn)行熱水浸提法的L9（34）正交試驗(yàn)的因素和水平（表1）。

表1 熱水浸提法正交試驗(yàn)因素水平

2.2 超聲波輔助提取法單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 料液比對(duì)茶多糖提取率的影響 按料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30的提取率結(jié)果分別為：114.40、161.90、171.90、179.40和101.91 mg/g，可知，隨料液比的減少，即水量的增多，提取出的茶多糖含量先增加后減少，在1∶25時(shí)得率最高。綜合各因素，選取料液比1∶15、1∶20、1∶25為正交試驗(yàn)料液比因素的3個(gè)水平。

2.2.2 超聲溫度對(duì)茶多糖提取率的影響 置于45、50、55、60和65℃恒溫超聲的提取率結(jié)果分別為：168.70、172.04、169.53、166.20和167.03 mg/g，可知，提取的多糖含量基本較接近，隨著超聲波溫度的升高，提取出的茶多糖含量先增加后減少，在50℃時(shí)達(dá)到最大。綜合考慮，選取45、50和55℃為正交試驗(yàn)溫度因素的3個(gè)水平。

2.2.3 超聲時(shí)間對(duì)茶多糖提取率的影響 分別恒溫超聲15、20、25、30和35 min的提取率結(jié)果分別為：173.74、164.56、171.24、166.23和161.23 mg/g，可知，隨提取時(shí)間的增長(zhǎng)，提取率逐漸降低，超聲波時(shí)間為15 min時(shí)茶多糖的提取量是最高的，35 min時(shí)茶多糖的提取量是最低的。所以選取15、25和30 min為正交試驗(yàn)時(shí)間因素的3個(gè)水平。

2.2.4 超聲次數(shù)對(duì)茶多糖提取率的影響 超聲提取1、2和3次的提取率結(jié)果分別：220.70、234.04和234.04 mg/g，可知，隨提取次數(shù)的增加，提取率逐漸增加。綜上所述，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定了進(jìn)行超聲波輔助提取法的L9（34）正交試驗(yàn)的因素和水平（表2）。

表2 超聲波輔助提取法正交試驗(yàn)因素水平

2.3 熱水浸提法正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3極差R值可知，4因素對(duì)提取率影響大小順序?yàn)椋航岽螖?shù)＞料液比＞浸提溫度＞浸提時(shí)間，最佳提取工藝為A2B2C3D1，即：料液比為1∶20、浸提時(shí)間60 min、浸提溫度80℃、浸提3次，在此最佳條件下茶多糖提取率為478.09 mg/g。將正交試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)方差分析可知，影響茶多糖提取率的4因素中，料液比、次數(shù)和溫度具有顯著影響。

2.4 超聲波輔助提取法正交試驗(yàn)結(jié)果

由表4極差R值可得，影響茶多糖提取率的主次因素順序?yàn)椋撼暣螖?shù)＞超聲溫度＞超聲時(shí)間＞料液比。依最優(yōu)水平A1B3C3D3，確定最佳提取工藝為超聲溫度55℃、料液比1∶15、超聲時(shí)間30 min、超聲3次。將正交試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)方差分析可知，影響茶多糖提取率的4因素差異不顯著。

表3 熱水浸提法茶多糖正交試驗(yàn)結(jié)果

表4 超聲波輔助提取法茶多糖正交試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論與討論

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于茶多糖提取的研究報(bào)道較多，主要有水提法、酸提法、堿提法，以及一些輔助提取法，如超聲波法、酶提取法和微波提取法。其中，應(yīng)用較多的提取方法主要是水提法，大量實(shí)驗(yàn)證明其較簡(jiǎn)單易行，在實(shí)際生產(chǎn)加工中也以此法為主［1］。

五指山水滿茶中茶多糖的2種提取工藝的研究表明，熱水浸提法最佳工藝組合如下：料液比（g∶mL）為1∶20、浸提時(shí)間60 min、浸提溫度80℃，浸提3次，在此條件下茶多糖提取率為478.09 mg/g；超聲波輔助提取法的最佳工藝條件如下：料液比（g∶mL）為1∶15、超聲時(shí)間30 min、超聲溫度55℃、超聲3次，在此條件下茶多糖提取率為245.72 mg/g。而與熱水浸提法相比，超聲波輔助提取所用的時(shí)間較少且溫度較低，故其具有省時(shí)、耗能少等優(yōu)勢(shì)。按最佳工藝條件下，熱水浸提法提取茶多糖得率優(yōu)于超聲波輔助提法，且次數(shù)為2種提取工藝的主要顯著影響因素。

茶多糖現(xiàn)已涉及到食品、醫(yī)學(xué)和人體保健等多方面領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其提取、分析測(cè)試等方面有較廣泛而深入的研究。故今后還需要對(duì)五指山水滿茶中茶多糖的其他試驗(yàn)研究條件進(jìn)行多方面分析與優(yōu)化，為五指山水滿茶資源的多領(lǐng)域深入研究與開發(fā)應(yīng)用提供新的參考和思路。

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（責(zé)任編輯：夏亞男）

Two Kinds of Extraction Process on Tea Polysaccharide from Wuzhishan Shuiman Tea

GOU Hong-da，CHEN Li-zhen，REN Xin，WANG Chun-liang，HOU Jie，ZAI Rui-rui
（College of Pharmacy， Hainan Medical University， Haikou 571199，PRC）

Abstract：Taking Shuiman tea from Wuzhishan， Hannan as materials， using hot water extraction and ultrasonic assisted methods， tea polysaccharide extraction process was studied. Some effect factors such as material liquid ratio， extraction time， extraction temperature and extraction times were discussed by single factor test and orthogonal test. The results showed that the optimum process conditions of hot water extraction was as follows： material liquid ratio 1∶20， extraction time 60 min， extraction temperature 80℃， and extract 3 times. The optimum process conditions of ultrasonic assisted extraction was as follows： material liquid ratio 1∶15， ultrasonic temperature 55℃， ultrasonic time 30 min， 3 times. Under the former method， the polysaccharide extraction yield reached 478.09 mg/g， which was better than that of latter， 245.72 mg/g.

Key words：Shuiman tea； tea polysaccharide； extraction process； compare

中圖分類號(hào)：R284.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-060X（2016）05-0082-03

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.05.023

收稿日期：2016-03-01

基金項(xiàng)目：國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（201311810043）

作者簡(jiǎn)介：緱鴻達(dá)（1991-），男，甘肅天水市人，本科生，主要研究方向?yàn)樗幱弥参镉行С煞址治觥?/p>

通訊作者：陳麗珍