鷓鴣茶總多酚超聲波提取工藝優(yōu)化研究

謝基隆，薛長風，裴志勝

（海南熱帶海洋學院食品學院，海南三亞　572022）

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鷓鴣茶總多酚超聲波提取工藝優(yōu)化研究

謝基隆，*薛長風，裴志勝

（海南熱帶海洋學院食品學院，海南三亞572022）

摘要：采用超聲波技術(shù)提取海南鷓鴣茶中的總多酚。以鷓鴣茶總多酚的提取率為指標，通過單因素試驗和正交試驗探究乙醇體積分數(shù)、料液比、超聲時間、超聲功率、提取溫度對鷓鴣茶總多酚提取的影響。結(jié)果表明，最佳工藝條件為乙醇體積分數(shù)50%，料液比1∶40（g∶mL），超聲時間20 min，超聲功率360 W，提取溫度60℃，此條件下萃取鷓鴣茶總多酚提取率可達12.56%。

關(guān)鍵詞：鷓鴣茶；總多酚；超聲波

鷓鴣茶，海南特有植物，野生灌木，耐干旱，也被稱為山苦茶、毛茶、禾茶。鷓鴣茶的特點是茶藥兼?zhèn)?。?shù)千年以來，就曾被歷代文人墨客譽為茶品中的“靈芝草”，是海南各地方人們?nèi)粘Ｉ睢⑺募境ｏ嫼徒哟e客的綠色養(yǎng)生健康飲品。《本草求原》卷一中云：“鷓鴣茶，甘辛，香溫，主咳嗽、痰火內(nèi)傷、散熱毒瘤痢”，其主產(chǎn)在海南萬寧、瓊中、樂東、保亭、通什等地區(qū)。鷓鴣茶在海南民間是一種重要的藥用植物，也是一種富有地方特色和民族特色的代茶飲料植物?，F(xiàn)在只在本地被熟識，外人很少認識到其營養(yǎng)價值。由于價格便宜，鷓鴣茶在海南本地很受歡迎。

茶總多酚是茶葉中的主要成分之一，在茶葉色澤、香氣、味道及功效上起到了重要作用。茶總多酚可提高人體抗輻射、抗癌、抗腫瘤、抗突變等方面的免疫力，同時也具有降血糖、降血壓、降膽固醇等功效［1］，且還清除活性氧自由基［2］。為了開發(fā)海南本地特產(chǎn)，本研究通過提取鷓鴣茶總多酚，為鷓鴣茶產(chǎn)品的研究開發(fā)提供理論基礎(chǔ)，以促進鷓鴣茶產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

1　材料與方法

1.1材料

鷓鴣茶，購自第一市場。

1.2儀器設(shè)備

JU-6224型超聲波萃取，杰恩普公司產(chǎn)品；UV2550型紫外-可見分光光度計，島津公司產(chǎn)品；DHG-9245A型數(shù)顯電熱鼓風干燥箱、DFSKW1000DC型數(shù)顯恒溫水浴鍋、TDL802B型臺式離心機，盛藍公司產(chǎn)品；QE-04A型高速中藥粉粹機，屹立公司產(chǎn)品；BS224S型電子天平，賽多利斯公司產(chǎn)品。

1.3試驗方法

1.3.1原理預(yù)處理

將鷓鴣茶置于60℃鼓風干燥箱中，干燥24 h，經(jīng)粉碎機粉碎，過80目標準篩，稱取若干份鷓鴣茶葉粉末，每份1.00 g，裝入密封袋中，放入干燥器中，待用。

1.3.2鷓鴣茶總多酚提取工藝流程

鷓鴣茶→烘干→粉碎過80目標準篩→加入乙醇水溶液→超聲波浸提→離心8 min（轉(zhuǎn)速3 500 r/min）→取上清液定容于500 mL容量瓶中并稀釋→測定吸光度→計算提取率。

1.3.3鷓鴣茶總多酚最佳波長的確定

取1份1.00 g的鷓鴣茶粉末，置于具塞的錐形瓶中，加入50%乙醇溶液，放入360 W的超聲波儀器中，超聲萃取30 min，以轉(zhuǎn)速3 500 r/min離心8 min，定容至500 mL。取0.1 mL溶液置于比色管中，加入10%福林試劑5.0 mL，混勻，在3～8 min內(nèi)加入7.5%的Na2CO3溶液4.0 mL，充分混合，室溫下避光放置30 min，紫外分光光度計掃其光譜，確定最佳吸收波長。

1.3.4鷓鴣茶總多酚的測定方法

采用福林酚比色法，以沒食子酸標準樣品計。

1.3.5鷓鴣茶總多酚提取率的計算

按照1.3.2中的方法，于764 nm處測吸光值，鷓鴣茶樣品中的總多酚含量以沒食子酸標準樣品計。

式中：W——提取率，%；

C——提取液中總多酚的質(zhì)量濃度，μg/mL；

50——稀釋倍數(shù)；

V——提取液定容后的體積，mL；

m——鷓鴣茶質(zhì)量，g。

1.4鷓鴣茶總多酚單因素試驗

1.4.1不同乙醇體積分數(shù)對鷓鴣茶總多酚物質(zhì)提取率的影響

取出已處理好的樣品1份放入錐形瓶中，在料液比1∶20，超聲時間30 min，超聲功率360 W，提取溫度60℃的條件下，研究在不同乙醇體積分數(shù)20%，30%，40%，50%，60%，70%對鷓鴣茶總多酚提取率的影響。

1.4.2不同料液比對鷓鴣茶總多酚提取率的影響

取出已處理好的樣品1份放入錐形瓶中，在超聲時間30 min，超聲功率360 W，乙醇體積分數(shù)50%，提取溫度60℃的條件下，研究在不同料液比1∶10，1∶15，1∶20，1∶25，1∶30，1∶35，1∶40對鷓鴣茶總多酚提取率的影響。

1.4.3不同超聲時間對鷓鴣茶總多酚提取率的影響

取出已處理好的樣品1份放入錐形瓶中，在料液比1∶20，乙醇體積分數(shù)50%，超聲功率360 W，提取溫度60℃條件下，研究在不同超聲時間10，20，30，40，50，60 min對鷓鴣茶總多酚提取率的影響。

1.4.4不同提取溫度對鷓鴣茶總多酚提取率的影響

取出已處理好的樣品1份放入錐形瓶中，在料液比1∶20，乙醇體積分數(shù)50%，超聲時間30 min，超聲功率360 W的條件下，研究在不同提取溫度40，50，60，70，80，90℃對鷓鴣茶總多酚提取率的影響。

1.4.5不同超聲功率對鷓鴣茶總多酚提取率的影響

從干燥器中取出1份已處理好的樣品放入錐形瓶中，在料液比1∶20，乙醇體積分數(shù)50%，超聲時間30 min，提取溫度60℃的條件下，研究在不同超聲功率120，240，360，480，600 W對鷓鴣茶總多酚提取率的影響。

2　結(jié)果與分析

2.1鷓鴣茶總多酚最佳波長的確定

鷓鴣茶總多酚紫外光譜掃描曲線見圖1。

圖1　鷓鴣茶總多酚紫外光譜掃描曲線

在波長范圍900～500 nm進行光譜掃描，圖1中樣液的最大波峰值為764 nm，所以在測吸光度時，將波長設(shè)置為764 nm并測定其吸光度。

2.2繪制沒食子酸標準曲線

以沒食子酸質(zhì)量濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標，于764 nm處測定，繪制標準曲線鷓鴣茶樣品中總多酚含量，以沒食子酸標準樣品計。

沒食子酸質(zhì)量濃度與吸光度關(guān)系曲線見圖2。

圖2　沒食子酸質(zhì)量濃度與吸光度關(guān)系曲線

式中：Y——吸光度；

X——沒食子酸質(zhì)量濃度，μg/mL。

2.3鷓鴣茶總多酚提取率中單因素試驗

2.3.1不同乙醇體積分數(shù)對鷓鴣茶總多酚提取率的影響

不同乙醇體積分數(shù)對茶總多酚提取率的影響見圖3。

圖3　不同乙醇體積分數(shù)對茶總多酚提取率的影響

由圖3可知，乙醇體積分數(shù)對提取物中的總多酚含量影響極顯著.在20%～40%時，曲線的上升趨勢平緩，即近似水平線；當乙醇體積分數(shù)從40%到50%，曲線急劇上升，乙醇體積分數(shù)再次升高，曲線又呈下降趨勢；在乙醇體積分數(shù)為50%時，提取率達到了最大值。綜合考慮，乙醇體積分數(shù)為50%時最優(yōu)。根據(jù)試驗結(jié)果分析，選擇乙醇體積分數(shù)30%，40%，50%，60%作為正交試驗中乙醇體積分數(shù)影響因素的水平。

2.3.2料液比對鷓鴣茶總多酚提取率的影響

不同料液比對茶總多酚提取率的影響見圖4。

圖4　不同料液比對茶總多酚提取率的影響

由圖4可知，當料液比從1∶10增加到1∶35時，這可能是因為溶劑容量少，滲出物在溶劑中達到飽和狀態(tài)，茶總多酚沒有萃取得很充分，所以鷓鴣茶總多酚的提取率隨料液比的增加而上升。當料液比超過1∶35時，提取率不再增加，也許是茶總多酚已經(jīng)萃取完全，所以曲線趨于穩(wěn)定。綜合考慮，料液比1∶35最好。根據(jù)試驗結(jié)果分析，選擇料液比1∶25，1∶30，1∶35，1∶40作為正交試驗中料液比影響因素的水平。

2.3.3超聲時間對鷓鴣茶總多酚提取率的影響

不同超聲時間對茶總多酚提取率影響見圖5。

圖5　不同超聲時間對茶總多酚提取率影響

由圖5可知，在超聲時間10～30 min中，曲線都在上升，其中20～30 min這一階段，曲線上升的幅度比10～20 min的大，可能是因為在超聲時間進行的不是很長，在萃取過程中受熱不均勻和超聲波所發(fā)出的波沒有徹底刺穿細胞壁，所以隨著超聲時間慢慢延長，提取率才升高。當超聲時間超過30 min時曲線開始下降，40～50min時下降較為急促，之后慢慢平緩，原因有可能是溶液在超聲波儀器中超聲時間延長，溶解出的總多酚物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，總多酚的結(jié)構(gòu)遭到了損壞。綜合考慮，超聲時間以30 min為佳。根據(jù)試驗結(jié)果分析，選擇超聲時間10，20，30，40 min作為正交試驗中超聲時間影響因素的水平。

2.3.4提取溫度對鷓鴣茶總多酚提取率的影響

不同提取溫度對茶總多酚提取率的影響見圖6。

圖6　不同提取溫度對茶總多酚提取率的影響

由圖6可知，茶總多酚提取率在提取溫度40～80℃時緩慢增加；80℃時達到最大值11.17%；在80℃以后提取率反而開始下降，可能原因是當提取溫度升高，加快了茶總多酚的氧化速率，也使溶劑揮發(fā)，使得茶總多酚的提取率降低。綜合考慮，提取溫度以80℃為優(yōu)。根據(jù)試驗結(jié)果分析，選擇提取溫度60，70，80，90℃作為正交試驗中提取溫度影響因素的水平。

2.3.5超聲功率對鷓鴣茶總多酚提取率的影響

不同超聲功率對茶總多酚提取率的影響見圖7。

由圖7可知，120～360 W超聲功率在增大鷓鴣茶總多酚的提取率，也在增大超聲波發(fā)出波的強度，穿破細胞壁的作用增強，茶總多酚溶解到溶劑中。在360 W時達到最大，大于360 W超聲功率時鷓鴣茶總多酚再次增加，而提取率下降，其原因可能是超聲作用進一步增強，加速了提取液的流動，從而使原料停留在超聲場中的時間減少，穿破細胞壁的作用太過，茶總多酚的結(jié)構(gòu)被超生場的熱效應(yīng)破壞，而導致有效的茶總多酚含量減少。綜合考慮，超聲功率以360 W較好。根據(jù)試驗結(jié)果分析，選擇超聲功率240，360，480，600 W作為正交試驗中超聲功率影響因素的水平。

圖7　不同超聲功率對茶總多酚提取率的影響

2.4鷓鴣茶總多酚提取的正交試驗

正交試驗因素與水平設(shè)計見表1，正交試驗結(jié)果見表2。

表1　正交試驗因素與水平設(shè)計

由表1可知，影響鷓鴣茶總多酚提取率的主要影響因素為乙醇體積分數(shù)（A），料液比（B），超聲時間（C），提取溫度（D），超聲功率（E）。將正交試驗中乙醇體積分數(shù)影響因素的水平確定為30%，40%，50%，60%；料液比影響因素的水平確定為1∶25，1∶30，1∶35，1∶40；將正交試驗中超聲時間因素的水平確定為10，20，30，40 min；將正交試驗中提取溫度因素的水平確定為60，70，80，90℃；將正交試驗中超聲功率因素的水平確定為240，360，480，600 W；采用五因素四水平的正交試驗，確定超聲波萃取的最佳工藝條件。

由表2可知，茶總多酚提取率的影響程度大小順序為E＞B＞C＞A＞D，即超聲功率＞料液比＞超聲時間＞乙醇體積分數(shù)＞提取溫度。正交試驗的最佳方案應(yīng)為A3B4C2D1E3，即乙醇體積分數(shù)50%，料液比1∶40，超聲時間20 min，提取溫度60℃，超聲功率360 W，茶總多酚提取率理論上最高。

表2　正交試驗結(jié)果

2.5驗證性試驗

在料液比1∶40，乙醇體積分數(shù)50%，超聲時間20 min，提取溫度60℃，超聲功率360 W的條件下，做3組平行試驗。通過3組平行試驗，測得鷓鴣茶總多酚萃取提取率分別為12.48%，12.64%，12.56%，平均提取率為12.56%，說明采用此條件進行萃取茶總多酚提取率較高。

3　結(jié)論

超聲波萃取鷓鴣茶總多酚最佳的提取工藝為料液比1∶40，乙醇體積分數(shù)50%，超聲時間20 min，提取溫度60℃，超聲功率360 W，在此條件下鷓鴣茶總多酚萃取率可達12.56%。

參考文獻：

［1］郝利平，夏延斌，陳永泉，等.食品添加劑［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2002：78-97.

［2］耿文學，董華進.茶總多酚免疫調(diào)節(jié)及抗腫瘤的研究進展［J］.實用癌癥雜志，2009，24（3）：315-317.

Optimization of Ultrasonic-assisted Extraction of Polyphenols from Mallotus Oblongifolius

XIE Jilong，*XUE Changfeng，PEI Zhisheng
（Food Institute，Hainan Tropical Ocean University，Sanya，Hainan 572022，China）

Abstract：Use the mallotus oblongifolius as material，take the extraction ratio of total polyphenols as the index，determin by single factor test and orthogonal test analysis，ultrasonic assisted extraction optimum technological conditions of total polyphenols from mallotus oblongifolius are concentration of ethanol 50%，solid-liquid ratio 1∶40（g∶mL），ultrasonic time 20 min，ultrasonic power 360 W，water bath temperature 60℃.Under these conditions，the rate of polyphenols from mallotus oblongifolius is 12.56%.

Key words：mallotus oblongifolius；polyphenols；ultrasonic

中圖分類號：TS201.0

文獻標志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.05.039

文章編號：1671-9646（2016）05b-0036-04

收稿日期：2016-04-11

基金項目：三亞市院地項目“鷓鴣茶的微波真空干燥規(guī)律研究”（2011YD26）；海南省教育廳項目“結(jié)合微波技術(shù)的鷓鴣茶制茶工藝研究”（HJKJ2012-41）；海南省教育廳項目“應(yīng)用型本科院校食品科學與工程專業(yè)‘3+1’人才培養(yǎng)模式中實踐教學改革研究與實踐”（HNJG2015-55）；瓊州學院實踐教學改革項目（QYSJ2013-015）；食品科學與工程專業(yè)校企合作畢業(yè)實習模式研究項目（QYSJ2013-082）。

作者簡介：謝基?。?995—），男，本科，研究方向為熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工。

*通訊作者：薛長風（1975—），男，博士，副教授，研究方向為食品熱操作工學。