綠茶多酚的提取工藝研究進(jìn)展

摘 要：茶多酚作為綠茶中一類重要的活性物質(zhì)，具有顯著的抗氧化和抗菌的效果，已被廣泛應(yīng)用在食品、日化產(chǎn)品和醫(yī)藥等領(lǐng)域。本文概述綠茶多酚提取工藝如溶劑提取法、微波提取法、超聲提取法和酶提取法等，以期為綠茶多酚的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用提供參考。

關(guān)鍵詞：綠茶；茶多酚；提取工藝

Research Progress on the Extraction Process of Green Tea Polyphenols

GE Zengyue

（Central South University of Forestry and Technology， Changsha 410004， China）

Abstract： As an important active substance in green tea， tea polyphenols have significant antioxidant and antibacterial effects， and have been widely used in food， daily chemical products and medicine. In this paper， the extraction processes of tea polyphenols from green tea， such as solvent extraction， microwave extraction， ultrasonic extraction and enzyme extraction， are summarized， in order to provide a reference for the further development and utilization of green tea polyphenols.

Keywords： green tea; tea polyphenol; extraction process

茶葉是中國(guó)傳統(tǒng)的保健飲品，唐代的《本草拾遺》和明代的《茶譜》都有關(guān)于茶葉藥理作用的記載。中國(guó)的茶葉種類繁多，主要分為六大類：綠茶、紅茶、白茶、黃茶、烏龍茶和黑茶。其中綠茶取自山茶科植物茶的嫩葉，內(nèi)含豐富的活性物質(zhì)，包括茶多酚、氨基酸、茶多糖等[1]。綠茶中最重要的活性成分之一是茶多酚，又稱為茶單寧或兒茶酸，其含量在茶葉干重中占比18%～36%，是茶葉中占比最高的功能性成分[2]。綠茶多酚通常為淡黃色或淡綠色的粉末狀物質(zhì)，是從綠茶中提取的包含兒茶素、黃酮類和花青素等在內(nèi)的多種天然化合物的混合物[3]。研究顯示，綠茶多酚是一種天然的抗氧化劑，具有抗癌、抗衰老、調(diào)節(jié)血糖血脂、抗菌消炎等藥理作用，同時(shí)能夠有效預(yù)防神經(jīng)退行性疾病和心血管系統(tǒng)疾病[4]。作為一種天然且安全無(wú)害的提取物，綠茶多酚被廣泛應(yīng)用于食品添加以及日化產(chǎn)品中，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用潛力。本文綜述了綠茶多酚提取方法，包括溶劑提取、超聲波提取、微波提取、酶提取以及雙水相萃取等，旨在為綠茶中的多酚提取研究提供有價(jià)值的參考。

1 溶劑提取法

溶劑提取法是一種應(yīng)用較為廣泛的提取技術(shù)，因其操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)施而備受青睞。其中，水提法和醇提法是較為常用的兩種溶劑提取方法。綠茶中的多酚類物質(zhì)雖然可以溶解在水中，但由于水不能使這些酚類化合物的化學(xué)鍵斷裂，導(dǎo)致其提取效率不高。因此，通常采用含有50%～70%的有機(jī)溶劑（如乙醇或甲醇）的水溶液復(fù)合體系來(lái)提高茶多酚的提取效率。汪雪蓮等[5]對(duì)綠茶茶末中的多酚進(jìn)行提取，使用60%的乙醇作為溶劑，將料液比設(shè)定為1∶20（g∶mL），在85 ℃條件下持續(xù)提取

60 min，之后使用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，得到的總多酚質(zhì)量濃度高達(dá)15.66 mg·mL-1。陳峰等[6]通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化綠茶中茶多酚的提取工藝，得到最佳提取工藝參數(shù)為料液比1∶25、甲醇體積分?jǐn)?shù)66%、提取時(shí)間10 min、提取溫度70℃，共浸提1次，得到的茶多酚提取量為26.20 mg·g-1。王燕[7]通過(guò)單因素與正交試驗(yàn)優(yōu)化茶多酚的提取工藝，用50%的乙醇提取日照綠茶中的茶多酚，料液比為20∶1，提取溫度控制在65 ℃，持續(xù)提取40 min，茶多酚提取率達(dá)到13.54%。潘榕群等[8]通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)綠茶中茶多酚的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，使用50%的乙醇作為溶劑，以1∶80的料液比混合，在50 ℃條件下持續(xù)提取40 min，茶多酚提取率可達(dá)25.44%。耿靜[9]采用水溶液浸提法提取齊魯蒙山綠茶中的茶多酚，并通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化提取工藝，得到最佳提取工藝參數(shù)為料液比1∶20、提取溫度90 ℃、浸提時(shí)間20 min，得到的茶多酚提取率為18.83%。胡蓉[10]采用水溶液浸提法提取綠茶中茶多酚，通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果顯示，在80 ℃下浸提40 min，并添加90 mL的乙酸乙酯，固液比調(diào)整為1∶20，得到的茶多酚提取率為12.9%。丁長(zhǎng)江[11]采用水溶液浸提法提取綠茶中的茶多酚，并通過(guò)單因素試驗(yàn)進(jìn)行工藝優(yōu)化，結(jié)果表明，最佳條件為乙酸乙酯85 mL、料液比1∶20、提取溫度85 ℃、浸提40 min，該條件下提取率為15%。趙志添等[12]采用有機(jī)溶劑提取綠茶茶多酚，并進(jìn)行了工藝優(yōu)化。結(jié)果表明，使用65%的乙醇作為溶劑，以1∶20的料液比混合，于70 ℃恒溫條件下連續(xù)提取3次，每次持續(xù)40 min。隨后，在pH值為8.0的環(huán)境中加入

2.0 g的CaCl2進(jìn)行沉淀處理。此工藝下，茶多酚的提取效率高達(dá)25.24%。此方法證明有機(jī)溶劑與沉淀結(jié)合是高效提取綠茶中茶多酚的有效途徑。

2 超聲提取法

超聲提取法通過(guò)機(jī)械振動(dòng)和空化作用破壞綠茶細(xì)胞的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，加速溶劑進(jìn)入細(xì)胞，加快細(xì)胞內(nèi)茶多酚的溶出，從而提高綠茶中茶多酚的提取率。超聲提取法比溶劑提取法所需時(shí)間更短，溶劑使用量更少，提取溫度更低，可減小高溫對(duì)茶多酚結(jié)構(gòu)的影響，確保產(chǎn)品的安全性。張媛婷等[13]采用超聲波法提取綠茶中茶多酚，并進(jìn)行工藝優(yōu)化。結(jié)果表明，以70%的乙醇為溶劑，料液比為

1∶50（g∶mL），在60 ℃下超聲提取110 min，所得茶多酚的提取率為19.68%。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明提取的茶多酚具有良好的抗氧化性，其對(duì)羥基自由基和DPPH自由基的半抑制濃度（IC50）分別為76.76 μg·mL-1和47.53 μg·mL-1（強(qiáng)于陽(yáng)性對(duì)照維生素C組）。王娟等[14]以茶多酚浸提率為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)超聲波輔助乙醇提取川產(chǎn)夏秋綠茶中的茶多酚，得到最佳工藝為提取溫度60 ℃，提取時(shí)間40 min，料液比1∶120，乙醇體積分?jǐn)?shù)80%，超聲功率350 W，該條件下茶多酚提取率為14.53%。王燕[7]以50%的乙醇為溶劑，通過(guò)超聲波技術(shù)提取綠茶中的茶多酚，得到最佳工藝為料液比1∶26，超聲功率505 W，提取23 min，此時(shí)茶多酚的提取率為33.79%。黃德娜等[15]采用超聲輔助提取綠茶中的茶多酚，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化提取條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在料液比為1∶40，乙醇體積分?jǐn)?shù)為40%，提取時(shí)間為50 min，提取溫度為70 ℃條件下，茶多酚的提取率為24.93%。隋世江等[16]通過(guò)超聲輔助法提取日照綠茶中的茶多酚并進(jìn)行工藝優(yōu)化，結(jié)果表明，以85%的乙醇為溶劑，在70 ℃下提取90 min，得到的茶多酚提取率為11.27%。劉智慧等[17]通過(guò)超聲輔助提取綠茶中的茶多酚，并進(jìn)行了工藝優(yōu)化，得出的最佳條件為料液比1∶150，使用70%乙醇溶液，提取溫度80 ℃，持續(xù)提取3.5 h，該條件下茶多酚的提取量為

1 533.23 mg·L-1。李慧等[18]采用超聲波技術(shù)提取綠茶中茶多酚，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)進(jìn)行提取工藝優(yōu)化，結(jié)果表明在超聲功率為150 W，水浴溫度維持在70 ℃的條件下，使用70%乙醇溶液進(jìn)行25 min的提取，茶多酚的提取率可達(dá)到20.87%。BORAH等[19]使用超聲技術(shù)提取茶葉中的茶多酚，選用枯烯磺酸鈉、對(duì)甲苯磺酸鈉和二甲苯磺酸鈉溶解茶多酚，發(fā)現(xiàn)枯烯磺酸鈉在溶解茶多酚上表現(xiàn)最佳。然后通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化提取工藝，確定了在固液比為1∶20、超聲處理時(shí)間為3.2 h、溫度49.9 ℃的條件下，茶多酚的提取率最高，為68.429%。張琪[20]在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法對(duì)超聲輔助水提取綠茶中茶多酚的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明，在粉碎粒度為

80目，料液比為1∶20，pH值調(diào)節(jié)至2.0，超聲功率設(shè)置為480 W時(shí)，經(jīng)過(guò)30 min的提取，茶多酚的提取率可達(dá)到77.89%。楊雅瑜等[21]通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了超聲波輔助提取綠茶中茶多酚的工藝。結(jié)果表明，當(dāng)超聲功率為200 W，溫度在65 ℃，持續(xù)時(shí)間為20 min，循環(huán)速度為1 200 r·min-1，料液比為1∶70（g∶mL）

時(shí)，茶多酚的提取效率達(dá)到25.69%。

3 微波提取法

微波提取法可以通過(guò)微波加快分子振動(dòng)來(lái)破壞細(xì)胞壁，實(shí)現(xiàn)深層加熱，有效縮減提取時(shí)間，提高提取效率。微波穿透性強(qiáng)且損耗低，可用于綠茶中茶多酚的提取，但在提取過(guò)程中微波產(chǎn)生的高溫會(huì)破壞茶多酚的結(jié)構(gòu)，故需精準(zhǔn)把控提取時(shí)間，減小溫度對(duì)提取率的影響。馬小雨等[22]采用微波輔助法提取綠茶中茶多酚，并通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化了提取工藝。結(jié)果顯示，在乙醇濃度為55%，料液比為

1∶45（g∶mL），微波功率350 W的條件下，持續(xù)提取37 s后，茶多酚的提取效率高達(dá)25.65%。謝小花等[23]采用微波法提取綠茶中的茶多酚，并進(jìn)行了提取條件優(yōu)化，結(jié)果表明，乙醇濃度為50%，固液比為1∶9，微波功率320 W，提取時(shí)長(zhǎng)18 s，共提取兩次，茶多酚提取率為23.4%。李剛鳳等[24]使用微波法提取綠茶中的茶多酚，得出的最佳提取工藝條件為微波功率360 W，料液比1∶6，乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，持續(xù)時(shí)間25 s，該條件下茶多酚的提取率為27.64%。

4 酶提取法

酶提取技術(shù)是利用特定酶針對(duì)性地降解原料的細(xì)胞組織，從而促進(jìn)功能成分的釋放，提升提取效率。在提取綠茶中的多酚物質(zhì)時(shí)，通常選擇復(fù)合酶（纖維素酶和果膠酶）來(lái)破壞細(xì)胞壁。郝治華等[25]利用響應(yīng)面法優(yōu)化了復(fù)合酶與有機(jī)溶劑提取綠茶中茶多酚的工藝。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以68%的乙醇為溶劑，料液質(zhì)量濃度為0.024 g·mL-1，加入纖維素酶6 mg和果膠酶8 mg，pH值調(diào)整為5.0，在56 ℃的條件下持續(xù)提取129 min，茶多酚提取率為15.61%。王燕[7]以日照綠茶為原料，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化酶法提取綠茶中茶多酚，得到最佳工藝條件為酶解時(shí)間79 min，酶解溫度58 ℃，pH值5.3，該條件下茶多酚提取率為24.03%。李堆淑[26]采用復(fù)合酶輔助提取綠茶中的茶多酚，并通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化提取工藝。結(jié)果表明，最佳提取工藝為酶（纖維素酶和果膠酶質(zhì)量比1∶1）2.0 mL，酶解溫度48 ℃，pH值4.8，乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，該條件下茶多酚的提取率為24.59%。黃德娜等[27]、鄭生宏等[28]也均采用復(fù)合酶輔助法提取綠茶中茶多酚，并進(jìn)行了工藝優(yōu)化，所得茶多酚的提取率均超過(guò)20%。

5 雙水相萃取法

雙水相萃取技術(shù)與傳統(tǒng)的水-有機(jī)萃取原理相同，當(dāng)目標(biāo)萃取物進(jìn)入雙水相后，其表面性質(zhì)與化學(xué)鍵會(huì)在不同的作用力下發(fā)生改變，進(jìn)而造成其在兩相中的濃度分布不均衡，最終達(dá)到分離的目的。雙水相萃取法不僅工藝流程簡(jiǎn)便，而且提取條件溫和，對(duì)環(huán)境影響較小，可明顯提高不穩(wěn)定組分的提取效率。為了進(jìn)一步提升茶多酚等目標(biāo)物質(zhì)的提取率，研究人員常常將雙水相萃取技術(shù)與微波或超聲輔助手段結(jié)合使用，以達(dá)到更優(yōu)的提取效果。例如，龔新懷等[29]采用離子液體輔助雙水相系統(tǒng)提取綠茶茶渣中的茶多酚，并進(jìn)行了工藝優(yōu)化，得到最優(yōu)工藝條件為離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、硫酸銨30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），乙醇體積分?jǐn)?shù)60%，料液比1∶40，超聲功率540 W，該條件下綠茶茶渣中茶多酚得率為（85.31±1.25）mg·g-1。周鑫彪等[30]采用機(jī)械化學(xué)輔助雙水相提取綠茶渣中的茶多酚，并進(jìn)行工藝優(yōu)化，結(jié)果表明，硫酸銨和乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%和35%，液固比為65∶1（mL∶g），轉(zhuǎn)速468 r·min-1，提取時(shí)間為10 min條件下，茶多酚的提取量為（50.01±0.26）mg·g-1。殷碩等[31]利用雙水相（乙醇-硫酸銨）協(xié)同超聲提取不同季節(jié)的綠茶中的多酚物質(zhì)。以茶多酚含量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化提取工藝，得到的最佳參數(shù)為使用雙水相溶液（45%的乙醇和0.20 g·mL-1的硫酸銨），料液比1∶90，超聲提取15 min。該條件下春季、夏季和秋季綠茶中的茶多酚提取率分別為16.99%、20.02%和17.43%。徐方祥等[32]通過(guò)微波輔助雙水相提取綠茶多酚，結(jié)果表明使用7.0 g磷酸氫二鉀，于370 W微波功率下，以50∶1（mL∶g）的液料比提取30 s，所得茶多酚的提取率達(dá)到38.98%。

6 其他提取法

6.1 低共熔提取法

低共熔溶劑是一種環(huán)保型混合物，由氫鍵受體與供體經(jīng)獨(dú)特氫鍵作用形成，制備過(guò)程簡(jiǎn)便無(wú)毒，并具備良好的生物可降解性。其毒性低、專屬性強(qiáng)、極性廣泛，且能高效回收，是茶多酚萃取的理想溶劑。高子文等[33]采用響應(yīng)面法優(yōu)化低共熔溶劑提取綠茶中茶多酚的工藝，得到的最佳工藝參數(shù)為氯化膽堿與乳酸含水率30%（低共熔溶劑），料液比

1∶35（g∶mL），在75 ℃下持續(xù)提取29 min，綠茶中茶多酚提取率為25.16%。

6.2 脈沖電場(chǎng)-超聲波法

脈沖電場(chǎng)是一種非加熱的細(xì)胞破碎技術(shù)，通過(guò)電場(chǎng)劇烈波動(dòng)對(duì)細(xì)胞膜施以破壞力，促使細(xì)胞內(nèi)容物外泄。王宇杰[34]運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化了脈沖電場(chǎng)與超聲波聯(lián)合提取綠茶中茶多酚的工藝。結(jié)果顯示，在溫度為60 ℃，超聲功率為150 W，脈沖強(qiáng)度為

0.90 kV·cm-1以及脈沖次數(shù)在30次時(shí)，茶多酚的提取量達(dá)到（226.984±0.251）mg·g-1。

7 結(jié)語(yǔ)

茶多酚是一種天然功能性原料，具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌防癌及降血糖血脂等諸多功效，在食品、日化、環(huán)保和醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。綠茶中的多酚含量高于其他茶類，故本文以綠茶為研究對(duì)象，概述茶多酚的提取工藝。傳統(tǒng)溶劑提取法因操作簡(jiǎn)單、成本較低而被廣泛采用，但存在效率低、純度不足等問(wèn)題。新興技術(shù)如超聲提取、微波提取、雙水相萃取、酶提取和低共熔溶劑提取等，不僅能提高提取率，降低能耗和時(shí)間，還能減少資源浪費(fèi)，降低環(huán)境污染，但其因成本高昂而在工業(yè)應(yīng)用上受限。未來(lái)，研究人員應(yīng)致力于新型技術(shù)與傳統(tǒng)工藝的融合發(fā)展，以降低成本，確保產(chǎn)品品質(zhì)，并兼顧節(jié)能環(huán)保。

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