茶多酚提取工藝研究進(jìn)展

摘 要：茶葉中主要活性成分茶多酚是一種天然無毒無副作用的抗氧化劑，在食品、醫(yī)藥、日化、環(huán)保和畜牧業(yè)等行業(yè)應(yīng)用廣泛，滿足了消費者對天然綠色產(chǎn)品的追求。本文綜述了茶多酚的傳統(tǒng)提取工藝方法與新型提取技術(shù)，并對其優(yōu)缺點進(jìn)行了客觀對比分析，旨在為今后茶多酚提取技術(shù)創(chuàng)新提供一定技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：茶多酚；應(yīng)用；提取工藝

Research Progress on Extraction Technology of Tea Polyphenols

LONG Jiao， WANG Minghai， LI Dan， SUN Yu， WANG Jianchao

（Food amp; Drug Inspection and Testing Center of Xixiang County， Xixiang 723500， China）

Abstract： Tea polyphenols， the main active component in tea， is a natural non-toxic and non-side-effect antioxidant， which is widely used in food， medicine， daily chemical， environmental protection， animal husbandry and other industries， to meet the consumer’s pursuit of natural green products. In this paper， the traditional extraction technology and new extraction technology of tea polyphenols were briefly analyzed and compared， providing some reference for the future innovation of tea polyphenols extraction technology.

Keywords： tea polyphenol; application; extraction process

茶多酚是從茶葉中提取的多酚類物質(zhì)的總稱，約占茶葉干重的15%～30%[1]，因其氧化聚合而呈現(xiàn)淡黃至茶褐色，味微澀略帶茶香，易溶于乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮和熱水，不溶于苯及氯仿等有機(jī)溶劑，在pH值為2～7條件下穩(wěn)定，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫、光照等條件下易氧化變質(zhì)。其主要成分為黃烷酮類、花色素類、黃酮醇類、花白素類、酚酸及縮酚酸類化合物。其中，黃烷酮類（以兒茶素類化合物為主）約占茶多酚總量的60%～80%[2]，在茶多酚抗氧化功能中發(fā)揮著重要作用。

1 茶多酚的應(yīng)用

茶多酚作為一種具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌防癌、降血脂血糖和預(yù)防齲齒等多種功效的天然功能性原料，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、畜牧業(yè)、環(huán)保和日化等領(lǐng)域。茶多酚在食品加工保藏方面主要用作護(hù)色劑、抗氧化添加劑、復(fù)合保鮮劑等；在醫(yī)療保健方面常被作為原輔料，用于研制具有調(diào)節(jié)血糖血脂、預(yù)防齲齒、增強(qiáng)免疫力等作用的保健醫(yī)藥產(chǎn)品；在畜禽養(yǎng)殖方面常作為一種天然無毒無害的飼料添加劑以提高家禽家畜生長速度，改善肉質(zhì)及加強(qiáng)抗病性。此外，茶多酚在環(huán)境治理、飲用水消毒、廢水處理和土壤修復(fù)等方面都有著不錯的表現(xiàn)，是未來綠色環(huán)保發(fā)展的一個新方向[3-7]。

2 茶多酚提取工藝

現(xiàn)階段茶多酚的常用提取方法主要包括化學(xué)提取法、物理提取法和生物提取法。本文分析茶多酚的常用提取方法及優(yōu)缺點，以期為茶多酚提取技術(shù)創(chuàng)新提供參考。

2.1 化學(xué)提取法

2.1.1 溶劑萃取法

溶劑萃取法作為一種傳統(tǒng)茶多酚提取方法，主要利用茶多酚在不同溶劑中的溶解度不同來進(jìn)行分離提取。其是將茶葉用溶劑浸提，收集濾液進(jìn)行減壓濃縮，濃縮液通過三氯甲烷進(jìn)行萃取，分離的有機(jī)層用于制備咖啡堿等，水層用乙酸乙酯進(jìn)行萃取后，有機(jī)層真空濃縮干燥得到粗茶多酚。此方法多用于工業(yè)化生產(chǎn)茶多酚，工藝復(fù)雜、萃取工序多、損耗大、使用的有機(jī)溶劑毒性大，處理不當(dāng)可能出現(xiàn)有機(jī)溶劑殘留，需進(jìn)一步改進(jìn)。

2.1.2 離子鹽沉淀法

離子鹽沉淀法運用茶多酚與金屬離子反應(yīng)產(chǎn)生絡(luò)合沉淀進(jìn)行分離提取。茶葉經(jīng)溶劑浸提后得到濾液，將濾液減壓濃縮，濃縮液與金屬離子（Ca2+、Zn2+、Al3+等）反應(yīng)生成沉淀，抽濾后將沉淀用鹽酸溶解，乙酸乙酯萃取，有機(jī)層進(jìn)行濃縮干燥得到茶多酚粗品。該方法操作相對安全且能得到較高純度的茶多酚，使用的有機(jī)溶劑種類少、污染小，常用于工業(yè)生產(chǎn)茶多酚，但pH值波動大，茶多酚在堿性條件下不穩(wěn)定，易氧化分解，因此在控制pH值和廢渣廢液處理方面還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

2.2 物理提取法

2.2.1 超聲波提取法

超聲波提取法主要運用機(jī)械破碎、空化作用和熱作用破壞植物細(xì)胞組織，提高植物內(nèi)部溫度，加快茶多酚向溶劑擴(kuò)散的速率，進(jìn)而縮短提取時間。該方法具有提取時間短、溫度低、提取率高以及操作安全等優(yōu)點，通常可結(jié)合溶劑法、沉淀法、樹脂吸附法等工藝制備較高純度的茶多酚。陳云[8]通過響應(yīng)面分析法確定了超聲波輔助提取碧螺春茶多酚的最佳提取條件為提取溫度65 ℃，超聲波功率

369 W，70%乙醇提取30 min，液料比23∶1。在該條件下茶多酚提取率為27%。超聲波提取法多用于輔助提取茶多酚，是目前茶多酚提取的常用輔助方法之一。

2.2.2 微波浸提法

微波浸提法主要是利用微波輻射過程中產(chǎn)生的高頻電磁波使目標(biāo)物質(zhì)發(fā)生高頻運動，擴(kuò)散速率增大，提高了提取效率。微波具有穿透性強(qiáng)、耗時少、污染小、損耗小以及提取率高等優(yōu)點，是現(xiàn)階段的研究熱點。此方法提取茶多酚時，微波產(chǎn)生高溫使茶多酚部分組分發(fā)生異構(gòu)化，降低了產(chǎn)量。但微波萃取作用時間短，影響小于熱水浸提法。袁林穎等[9]確定了微波輔助提取綠茶茶多酚的條件為微波功率600 W，浸提時間7 min，料液比1∶25，浸提2次。

在此條件下，茶多酚浸提率為84.73%。浸提后通過超濾分離、大孔樹脂純化得到的成品純度超過95%，咖啡堿小于1%。

2.2.3 樹脂吸附分離法

樹脂吸附分離法主要是運用樹脂對多酚類有選擇性吸附、解吸作用的特性來實現(xiàn)茶多酚的分離提取。根據(jù)樹脂類型不同可以分為吸附柱分離法、離子交換柱分離法和凝膠柱分離法，其原理相同，操作略有差異。李曉潔等[10]對比14種大孔吸附樹脂的靜態(tài)吸附-解吸能力后確定LX-8樹脂效果最佳。100 mL濃度為6.4 mg·mL-1、pH=5.4的茶湯以1.0 mL·min-1流速上樣吸附后，用180 mL 76%乙醇以1.0 mL·min-1流速進(jìn)行解吸，茶多酚回收率可達(dá)86.9%，純度為74.6%。本方法工藝簡單，提取過程安全無污染，但樹脂造價高、用量大、吸附量低、易失活，填充篩選及工藝優(yōu)化等方面還需進(jìn)一步研究。

2.2.4 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取是以超臨界狀態(tài)下介于氣體和液體之間的流體作為溶劑，通過調(diào)節(jié)壓力和溫度來改變流體密度，以此控制流體的萃取能力，達(dá)到分離提純的目的。目前超臨界CO2流體萃取技術(shù)是一種得到國際認(rèn)可且運用廣泛的技術(shù)，具有經(jīng)濟(jì)廉價、無毒無害、溶解能力強(qiáng)和分離工藝簡單等特點。李文婷等[11]通過超臨界CO2流體萃取綠茶中的茶多酚，在27 MPa萃取壓力下，55 ℃萃取50 min，夾帶劑選用65%乙醇溶液，茶多酚提取率為64.82%。但由于該方法對生產(chǎn)加工設(shè)備要求高、投入資金大，在配套儀器上還需進(jìn)一步優(yōu)化。

2.2.5 膜分離法

膜分離技術(shù)是集分離、純化、濃縮功能于一體的新技術(shù)，主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等方式，根據(jù)膜孔徑不同被用于不同大分子組分和小分子物質(zhì)的分離純化。其具有耗能少、無相變和無有機(jī)試劑污染等特點，可用于茶多酚、咖啡堿、茶氨酸等茶葉功能成分的分離純化。林清霞等[12]選用不同孔徑的超濾膜對綠茶、白茶、烏龍茶和紅茶的水提液進(jìn)行分離，結(jié)果表明經(jīng)過截留分子量20 kD的超濾膜分離，各茶類的茶多酚、游離氨基酸和咖啡堿含量均顯著提高，且單級分離效果顯著。該方法綠色環(huán)保無污染，對提取物靶向性強(qiáng)，可提高茶葉提取物的得率及純度。

2.2.6 機(jī)械化學(xué)法

機(jī)械化學(xué)法是將干燥粉碎后的原料與固體助劑混合，在研磨設(shè)備中發(fā)生固相化合反應(yīng)，反應(yīng)物用溶劑溶解后進(jìn)行分離純化的方法。機(jī)械化學(xué)法能有效縮短提取時間，減少有機(jī)溶劑的使用量，提高原料提取率，是一種綠色、環(huán)保、高效的輔助提取法。李大剛等[13]比較了機(jī)械化學(xué)法、超聲波法和微波法對茶多酚的提取效果。結(jié)果表明，機(jī)械化學(xué)法的提取效果最佳，提取率為16.2%～16.8%。

2.2.7 雙水相萃取法

雙水相萃取技術(shù)是利用不同溶質(zhì)在兩相間的分配系數(shù)不同，溶質(zhì)進(jìn)入兩相介質(zhì)的表面性質(zhì)、化學(xué)鍵的不同導(dǎo)致溶質(zhì)在兩相中濃度發(fā)生變化，從而實現(xiàn)物質(zhì)分離提純的方法。雙水相萃取法具有工藝簡單、提取條件溫和、污染小以及能提高不穩(wěn)定組分提取率的優(yōu)點。雙水相萃取常與微波、超聲輔助聯(lián)用，以提高茶多酚的提取率。龔新懷等[14]采用離子液體輔助乙醇/硫酸銨雙水相系統(tǒng)提取茶渣中的茶多酚。結(jié)果表明，茶渣多酚最佳提取工藝為[C4mim]Cl質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%、硫酸銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%、乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、料液比1∶40及超聲功率540 W。在此條件下，茶渣中茶多酚得率為（85.31±1.25） mg·g-1。

2.3 酶技術(shù)法

酶技術(shù)法在茶葉提取加工方面的運用主要包括酶法提取、酶法合成和生物酶修飾茶葉提取物。酶法提取運用果膠酶、纖維素酶等加快破壞茶葉細(xì)胞壁，從而達(dá)到茶葉活性物質(zhì)快速溶出的效果。酶法合成能利用兒茶素作為底物與特定酶催化反應(yīng)生成茶黃素，有效解決了茶葉中茶黃素含量低、不易提取的難題。羅蘭心等[15]對生物酶法提取鐵觀音茶梗中茶多酚工藝技術(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，鐵觀音茶梗中茶多酚提取的最佳工藝參數(shù)為復(fù)合酶添加量1.2%（以底物質(zhì)量計），料液比1∶20，酶解溫度48 ℃。在此工藝條件下，茶多酚提取量為82.26 mg·g-1。酶技術(shù)法高效綠色環(huán)保、市場潛力巨大，但酶制劑成本高、活性低、特異性強(qiáng)、易殘留等問題仍需進(jìn)一步研究改進(jìn)。

2.4 其他方法

除上述提取方法外，吳俊[16]運用滲漉法提取茶葉中的茶多酚。其是用20倍70%乙醇滲漉提取茶葉中的有效成分，并用乙酸乙酯萃取出茶多酚，最終得到含量較高的茶多酚半成品。經(jīng)HPLC檢測后，茶多酚半成品含量可達(dá)65%。此外，閃式提取法、內(nèi)部沸騰法、高速逆流色譜技術(shù)等也被運用于茶多酚及其組分的分離提取，以期獲得更高效、綠色節(jié)能的提取技術(shù)。

3 結(jié)語

目前傳統(tǒng)的茶多酚制備技術(shù)存在工藝復(fù)雜、萃取工序多、損耗大、成品純度低、有機(jī)溶劑殘留風(fēng)險等現(xiàn)實問題，新型茶多酚制備技術(shù)如樹脂吸附分離法、超臨界流體萃取法、膜分離技術(shù)、酶技術(shù)法等雖然高效環(huán)保，但高昂的成本使其在工業(yè)生產(chǎn)上并未被廣泛運用。如何更有效地利用新型制備技術(shù)協(xié)同改進(jìn)傳統(tǒng)工藝流程，在追求低生產(chǎn)成本的同時兼顧產(chǎn)品品質(zhì)和節(jié)能環(huán)保是茶多酚提取技術(shù)的研究新熱點。本文主要對茶多酚的傳統(tǒng)提取工藝及新型制備技術(shù)進(jìn)行了簡要分析對比，為今后茶多酚提取技術(shù)創(chuàng)新提供一些借鑒。

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作者簡介：龍嬌（1988—），女，陜西西鄉(xiāng)人，本科，助理工程師。研究方向：食品質(zhì)量安全檢驗分析技術(shù)。