茶树花多糖提取工艺研究.pdf

经验交流 中 国 酿造 2 0 0 9 年第1 1 期 总第 2 1 2期 1 0 9 茶树花 多糖提取 工艺研究 杨玉明， 马娟娟， 黄阿根 ( 扬州大学 食品科学与工程学院， 江苏 扬州 2 2 5 0 0 1 ) 摘要： 用常规水浴浸提法来提取茶树花中的多糖， 研究了浸提温度、 时间、 料液 比、 次数等 因素对多糖得率的影响。 通过正交试验确 定了最佳提取参数 。结果表明e 影响茶树仡多糖浸提各 因素的主次顺序为固液 比、 时间、 温度 ， 最佳提取工艺为： 温度9 O、 时间1 2 0 m i n 、 料液比l ：4 0 ， 在此工艺条件下多糖提取得率2 1 2 6 。试验结果为深入研究和开发利用茶树花资源提供了依据。 关键词： 茶树花； 多糖； 提取； 正交试验 中图分类号： Q5 3 9 文献标识码 ： B 文章编号： 0 2 5 4 5 0 7 1 ( 2 0 0 9 ) 1 1 一 O 1 0 9 一 O 3 Ex t r a c t i o n t e c h n o l o g y o f p o l y s a c c h a r i d e s 丘0 m t e a fl o we r Y A NG Y u mi n g ， MA J u a u a n ， H UA NG Ag e n ( C o l l e g e o f F o o dS c i e n c e a n dE n g i n e e n n g , Y a n g z h o u U n i v e r s i t y , Y a n g z h o u 2 2 5 0 0 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Po l ys a c c h a r i de s we r e e x t r a c t e d wi t h wa t e r ba t h Th e i n flu e nc e s o ft e mp e r a t u r e ，t i me a n d t he r a t i o o f l i q u or a nd ma t e ria l o n e xtra c t i o n y i e l d o f p ol ys a c c h a r i d e s we r e d i s c us s e d Or t ho g on a l t e s t d e s i g n wa s a d o pt e d t o s tud y t h e s e thr e e f a c t o r s Re s u ks s h o we d the be s t t e c h n i c a l c o nd i t i o n wa s a s f o l l o ws ：e xt r a c t i o n t e mpe r a t ur e wa s 9 O e xtra c t i o n t i me wa s 1 2 0 mi n a nd the r a t i o o f ma t e ria l a n d l i q uo r wa s 1 ： 40 The e x t r a c tio n y i e l d o f p o l y s a c c ha r i d e s wa s 2 1 2 6 i n t h e o p t i mal t e c h n i c a l c o n d i t i on I t pr ov i de d the ba s i s f or f ur t h e r r e s e a r c h and d e v e l op me nt o f t e a pl a n t flo we r r e s oU r ce Ke y wo r d s ： t e a pl a n t ； p olys a c c ha r i d e s ； e x tra c t i o n； o r t ho g on a l t e s t 茶树花 多为 白色 ， 少数 为粉红或黄色， 微有芳香 ， 是茶 树的生殖器官之一。一般茶农只采集茶叶， 为了提高茶叶 品质 与产量 ， 茶农 常修 剪弃之 或任其 白生 自灭 ， 很少利用 。 茶树花含有与茶鲜叶相似的生物活性成分 l _ 2 1 ， 含糖量及多 糖含 量较高 。茶 多糖是 茶叶 中一类 具有一 定生理 活性 的 复合多糖 f3 1 ， 研 究表 明 ， 茶 多糖 具有 降血糖 、 降血 脂 、 增强 免疫功 能、 降血压等作用 。除此之 外， 茶多糖在 抗癌 、 抗 炎、 抗辐 射等 药理作 用上 也表 现 出显著 的效果 罔 ， 但 目前 这些研 究往往集 中在 茶叶的研 究中 ， 而对茶树花几乎没有 做深入研究， 关于其茶树花多糖的提取未见公开报道。本 试 验根 据 多糖 在热 水 中溶 解度 较 大 ， 不溶 于高浓度 的乙 醇 、 丙酮、 乙酸乙酯、 正丁醇等有机溶剂 的特点【9 j 。以普通茶 树花为原料 ， 采 取常规 热水浸提 法提 取茶树 花 中的多糖 。 浸提工艺糖的分析采用硫酸 苯酚比色法来揭示各因素影 响 的相对 高低 ， 而粗 多糖 收率通过批量 处理 ， 乙醇沉 淀去 杂 ， 得到 较为客观准 确的数据 ， 为茶树 花资源 高效开 发利 用提供研究基础 。 1材料与方法 1 1原料与试剂 原料 ： 茶树花取 自江苏扬 州的绿 茶品种 。 试剂 ： 葡萄糖 、 苯酚 、 浓硫酸 、 乙醇均 为分析 纯。 1 2仪 器与设备 电热恒温水浴锅 ： 上海博迅 医疗 设备厂 ； R E 一 5 2 D旋转 蒸发器： 上海青浦沪西仪器厂； 微型植物粉碎机： 天津市泰 斯 特仪 器有 限公司 ； S H Z I I I B 型循 环水 真空 泵 ： 上 海仪表 供 销 公司； S - 2 2 P C可见分光 光度计 ： 上海棱光 技术有 限公 司； K Q 5 2 0 0超声波清洗器 ： 昆山市超 声波 仪器 有限公司。 1 _ 3茶树花总糖分析方法 采 用苯酚 硫酸 比色法 。 糖在硫酸 的作用下 ， 水解成 单 糖 分子 ， 并迅 速脱 水生成糖醛 衍生物 ， 并与苯酚 形成有色 化 合物 ， 在波 长4 9 0 n m处有 最大吸 收 ， 茶树花 多糖 的量 与 呈色 的深 浅成正 比可用分光 光度法定 量 。在糖 含量测 定 中， 因得到相应单糖对照品 比较 困难 ， 往往采用 单糖 ( 如葡 萄糖代替对照样品) 中总糖的相对含量。 1 3 1标准曲线的制定 称 取无 水葡萄糖 0 1 0 0 g 定容 至1 0 0 mL ， 吸取 5 mL 定容 至1 0 0 m L， 得葡萄糖标准溶液0 0 5 mg mL 。分别吸取0 mL 、 0 2 mL 、 0 4 mL 、 0 6 m L 、 0 8 mL 、 1 0 m L葡萄糖标准溶液， 分 别用蒸馏水补至2 mL ， 加入6 苯酚溶液l mL ， 迅速 加入5 mL 浓硫 酸混 匀 ， 置 沸 水 浴 中加 热 1 5 mi n ， 取 出冷 却 至 室温 ， 于波 长4 9 0 n m处测定 吸光度值 ， 以糖量 为横坐 标 ， 吸光度 值 为纵坐标 ， 作标准 曲线 。 回归曲线 ： ) ， ： 9 1 6 5 7 x 一 0 0 0 1 1 ， R = 0 9 9 8 8 式 中： y 为吸光度值A； x 为葡萄糖水溶液的浓度， mg mL。 1 3 2供试液的制备 准 确称取 茶树花粉碎 样 品1 g ， 按 试验方 法浸提过 滤 ， 收稿 日期 ： 2 0 0 9 0 6 3 0 基金项 目： 江 苏省科 技攻关项 目( B E 2 0 0 3 3 4 4 ) 作者简介 ： 杨玉 明 ( 1 9 7 5 一 ) ， 女 ， 讲师 ， 主要从事食 品营养方面教学与研 究工作； 黄阿根 ， 副教授 ， 通讯作者 。 2 0 0 9 NO 1 1 1 1 0 S e r ia l N o 2 1 2 Ch i n a Br e wi n g E x p e rie n c e Ex c ha n g e s 浸提液蒸馏水定容至1 0 0 m L， 摇匀， 即为供试液 。 1 - 3 3样 品测定 吸取 l m L 供试液 ， 稀释 至5 0 m L。再取 稀释液 l mL ， 加 蒸馏水补至2 mL ， 加入6 苯酚溶液 l mL ， 迅速 加入5 m L 浓 硫 酸混匀， 置沸水浴 中加 热1 5 mi n ， 取出冷却至室温 ， 于波 长4 9 0 n m处测定吸光度值， 吸光度值越高， 总糖提取率越 大， 还原糖、 小分子糖在水中易溶， 吸光度值的增加可间 接比较 出多糖提取率的高低 。 1 4样 品预处理 茶树花采摘后干燥制得干茶树花， 粉碎。使用索氏抽 提器9 5 v o l 乙醇 回流提取 ， 除尽茶树花 中的醇溶性物质 ， 茶树花回流提取后真空干燥 ， 称 重后密封低温保 存 ， 以备 后用。 1 5多糖提取的单因素试验 精确 称取预处理过 的茶树花 1 g 置 于三角瓶 常规水浴 提取， 茶树花多糖提取试验优化主要包括提取 时问( 3 0 mi n 、 6 0 mi n 、 9 0 mi n 、 1 2 0 mi n 、 1 5 0 rai n ) 、 料 液 比 ( 1 ： l 0 、 1 ： 2 0 、 l ： 3 0 、 1 ： 4 0 、 l ： 5 0 ) 、 温 度 ( 5 0 q C 、 6 0 o C、 7 0 o C 、 8 0 、 9 0 、 1 0 0 c C ) 、 超 声波处理( 每1 0 mi n 静态浸提后5 mi n 超声波处理) 以及浸 提次数的选择， 针对这几个提取条件分别做单因素试验， 考察其对提取率 的影响 ， 选择最佳提取条件 。 1 6多糖提取 的正 交试验 在 单因素试 验基础 的上 ， 考 察提 取时 间 ( A ) 、 固液 比 ( B ) 、 提取温 度 ( C ) 3 个对茶树花 多糖提取率 的影 响较 为显 著因素， 按照正交试验设计的提取条件进行提取试验。选择 L q ( 3 4 ) 正交表进行试验， 因素水平见表1 。 一 ：智 表1 多糖提取条件的正交试验 因素水平设计 Ta ble 1 F ac l Or s an d l e v els o f or t h og on a l t e s t 1 7粗多糖制取及粗多糖制收率测定 称取经过干燥粉碎的茶树；i Wg ， 根据正交试验结果， 在 最佳工艺条件下浸提茶树花多糖 ， 抽滤得浸提液 。浸提液 经 旋转 蒸发器 真空浓 缩至接 近产 生沉淀 ，加5 倍 量9 5 v o 1 乙醇冷却静 置， 离心 ， 得沉 淀物 。用少量9 5 v o l 乙醇洗涤 沉淀 ， 再离心 ， 沉淀物经真空冷 冻干燥后 ， 称重得G g 。 粗多糖 收率 = 争x l 0 0 W 2结果与讨论 2 1单 因素试验 2 1 1提取时间和超声波辅助处理对提取效果的影响 随着 时问的延长 ， 茶树花 多糖浸 出量也 随之增加 ， 即 增加浸提的时间有利于茶树花多糖的浸出， 但扩散平衡后， 延 长时间己不起作用， 扩散平衡时间的长短与溶剂体积、 浸提 温度有关。从 附图A可 以看出， 提取时间为1 2 0 mi n 时， 茶树 花 多糖 达到最大 ， 以后随着时 间的延长， 其提取率 反而有 所降低。因此 ， 浸提茶树花多糖选择时间1 2 0 mi n 为适宜。 而超 声波辅 助提 取 由于超 声波产 生 的强烈 振动 、 高 加速 度、 强烈空化效 应、 搅拌作用等 都可加速有效 成分进 入 溶剂 ， 缩 短浸提 时 间， 6 0 mi n 就达 到常 规浸 提 1 2 0 mi n 的 一 、 一 赳 擎 O_2 9 三 0 萋 。 一2 026 025 固液比 I 蠢 圈 黧 温度 q C 浸提次数 附图时间 ( A) 、 固液比 ( B) 、 温度 ( C) 、 浸提次数 ( D ) 对多糖提取率的影响 At t a c h edf i g u r e Eff e c t o f t i me0， ma t e r i a l a n ds olu t ion r at i o( B) ， t e mp er a t u r e( C)an de x t r a c t iont i me s( D)o f p OIy s a c c ha r id es o n e x t r a c t ion y i e l d o f p OIy s ac c h ar i d e s 一 一逗荨 经验交流 中 国 酿造 2 0 0 9 年第1 1 期 总第 2 1 2期 1 1 1 效果。 但最终多糖提取率无显著差别。 故小试可采用超声 波辅助浸提 ， 而从 开发角度考 虑 ， 超声 波不易 做到规模 化 处理 ， 试验仍采用常规热水浸提 。 2 1 2料液比对提取效果的影响 由附图B 可 以看 出， 起 先增加料 液 比有利 于茶树 花 多 糖的浸出， 但料液比达到1 ： 3 0 ( w ： v ) 后， 茶树花类物质糖提 取率 增加 己趋 于缓和 ， 以后随着提取 溶剂 的增 加 ， 提 取率 略有增加 。考虑到节约成本和后续浓缩 步骤， 提取溶剂用 量不宜太大 ， 料液 比以1 ： 3 0 较 适宜。 2 1 - 3提取温度对提取效果的影响 随着浸提温度的升高， 茶树花多糖的提取率也随之提 高 ， 因为温度升 高可 以增 加多糖 的溶 解度 ， 故适 当提 高温 度对多糖的提取是有利的。提取温度达9 0 C 时， 多糖提 取率达到最大 ， 之后 再增加 温度 ， 提取率反而降低 ， 出现 了 与浸提 时间 ( 见附图A ) 相似 的现象。 这个 现象在许多天然 植物 多糖提取 时都有， 有人认 为是温 度过 高时间过长多 糖 降解 所致 ， 笔 者认为这可 能与茶 多糖性质有 关 ， 多糖 往 往与 蛋 白质结合在 一起 ， 温 度过 高时间 多长 ， 蛋 白容 易 引 起变性沉淀损失所致。由附图C 得出温度在9 0 下， 可获 得较高的茶树花总糖提取率。 2 1 4提取次数对提取效果的影响 由附 图D可 以看 出 ， 随着浸提 次 数 的增 加 ， 浸提 出 的 茶树花 多糖量略有增大， 但2 次后增加不多。 考虑到浸提次数 增加， 工艺操作复杂， 水溶剂用量增加， 浓缩困难， 故以2 次浸 提为宜。 2 2正 交试验 根据提取单因素试验， 其主要影响因素为温度、 时间、 固液比， 而浸提次数影响较小。为得出茶树花多糖的最佳 提取条件 ， 以温度 、 时间、 固液 L L 3 因素进行 正交试验 ， 试验 结果 见表2 。 表2多糖提取条件 的正交试验直观分析表 Tab l e 2 Res u l t 0 l oh o go n al t es l 试验号 A B C D空列 浸提率 1 3 5 2 1 7 6 2 2 1 O 6 1 9 8 6 1 9 9l 2 2 0 4 1 7 0 2 1 6 9 1 2 3 8 4 表3 多糖提取条件的正交试验方差分析 Tab l e 3Re s ult of a n alys is v ar i a n c e of o Oh og on al t e s t 注 ： a = 0 0 5 ， F 临 界 值 =1 9 ； a = 0 0 1 ， F 临 界 值 = 9 9 。 由表2 可 以看 出， 各因素影 响的主次顺序是B AC。 统计软件 ( S P S S ) 对正交试验数据方差分析结果见表 3 ， 时 间因素 引起 的离差平方 和 为0 1 5 5 ， 均方 为0 0 7 7 5 ， 对 应 的F 值= 7 7 5 0 5 = 1 9 ， 说 明时 间因素对 茶树花 多糖 的提 取率有显著的影响； 料液比因素引起的离差平方和为0 4 9 6 ， 均 方 为0 2 4 8 ， 对应 的F 值= 2 4 8 0 F o 0 = 9 9 ， 说 明料 液 比对茶树 花多糖的提取造成了极显著的影响： 温度因素引起的离差 平方和为0 1 3 3 ， 均方为0 0 6 6 5 ， 对应 的F 值= 6 6 5 F 1 9 ， 说 明温度因