（制糖工程专业论文）蔗汁茶酒的研制及抗氧化活性研究.pdf

蔗汁茶酒的研制及抗氧化活- l 生研究 摘要 本文研究了以广西特产西山绿茶和营养丰富的甘蔗汁为原料开发保健 型蔗汁茶酒，对生产工艺进行了优化探讨，并对蔗汁茶酒的抗氧化性能进 行研究，为甘蔗的深加工开辟了新的领域。论文结论如下： 1 、探讨了绿茶浸提的最佳工艺。在单因素实验的基础上，以响应曲面 分析法得到超声细胞破碎法提取绿茶有效成分的最优工艺为：超声功率 7 5 0 w ，总作用时间2 5 r a i n ，茶水比( w ) 1 ：1 0 5 ，每次作用时间1 2 s ，间歇 时间2 s 。在最优工艺条件下比较，超声细胞破碎法对茶多酚、氨基酸、咖 啡碱的提取率比传统热水和微波浸提法更高，且不会导致儿茶素类发生异 构化。 2 、对蔗汁茶酒发酵工艺进行了研究。通过筛选，葡萄酒活性干酵母更 适合蔗汁茶酒的酿造。甘蔗汁：绿茶汁= 1 ：2 ( v ) 时风味最佳。通过单因 素和正交实验确定最佳发酵工艺为：发酵前p h 值3 7 ，初始可溶性固形物 2 0 0 b x ，酵母接种量4 ，发酵温度为1 9 。c ；各因素对主发酵的影响顺序为： 接种量 可溶性固形物 p h 温度，且接种量的影响显著；于1 0 1 2 。c 后发酵 1 5 个月，利于原酒的澄清和风味的提高。 3 、考察了蔗汁茶酒发酵过程中主要品质成分的变化：前8 天可溶性固 形物快速下降同时酒精度迅速上升。茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量均有不 同程度的减少，主要表现在发酵前4 天，其中氨基酸被酵母大量消耗，共 减少了6 4 4 1 ；茶多酚下降了1 1 4 3 ，咖啡碱变化不明显。酯型儿茶素的 减少大于简单儿茶素，e c g 共下降1 8 9 0 ，变化最明显；e g c g 的变化次 之，共减少了1 5 4 6 ；e g c 、c 和e c 含量在发酵过程中基本保持稳定。 后发酵过程对主要功效成分影响不大。经后发酵的蔗汁茶酒色泽金黄，香 气怡人，口感醇和，减少了生涩味。 4 、研究了不同超滤膜参数对膜通量和蔗汁茶酒品质成分的影响。结果 表明超滤可除去易引起沉淀的蛋白质、果胶等大分子，并使酒中品质成分 得到较大程度保留，超滤后的蔗汁茶酒，清澈透亮，风味得到提高，澄清 效果理想。最佳超滤工艺参数为：m w c o3 万膜，操作压力15 p s i ，操作温 度3 0 。 5 、对蔗汁茶酒的抗氧化活性进行了研究。结果表明，蔗汁茶酒具有 较强的d p p h 清除能力、还原能力、清除0 2 能力和清除n 0 2 能力以及一 定的o h 清除能力。蔗汁茶酒比干红葡萄酒具有更强的抗氧化活性。 通过工艺优化得到的蔗汁茶酒符合国家食品质量要求，产品营养丰富， 风格独特，口感良好，并具有一定保健作用。 关键词：蔗汁茶酒提取发酵超滤抗氧化 i i t h ed e l o p m 匣n to fs u g a r c a n e 八j i c e t e a 伽a n d s t u d yo ni t sa n t i o d a n ta c t i t y a bs t r a c t t h ed e v e l o p m e n to fh e a l t h e ds u g a r c a n ej u i c e t e aw i n ew i t hx i s h a ng r e e n t e aa n dn u t r i t i o n a ls u g a r c a n ej u i c ew h i c hp r o d u c e di ng u a n g x iw e r es t u d i e di n t h i sd i s s e r t a t i o n 。d i s c u s s i o no no p t i m i z i n gt h ep r o d u c t i o nt e c h n o l o g ya n ds t u d y o nt h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t yo fs u g a r c a n ej u i c e - t e aw i n e t h er e s e a r c ho p e n e du pa n e wf i e l df o rt h ed e e pp r o c e s s i n go fs u g a r c a n e t h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea s f o l l o w s ： 1 d i s c u s s i o no nt h eo p t i m u mp r o c e s so fg r e e nt e ae x t r a c t i o n o nt h eb a s i s o fo n en c m rt e s t s ，o b t a i n e do p t i m u mp r o c e s sc o n d i t i o n so fu l t r a s o n i cc e l l b r e a k e x t r a c t i o nf o re f f e c t i v ec o m p o s i t i o ni ng r e e nt e ab yr e s p o n s es u r f a c ea n a l y s i s ： u l t r a s o n i cp o w e r7 5 0 w , t o t a la c t i n gt i m e2 5 m i n ，t e a w a t e rr a t i o ( w v ) 1 ：1 0 5 ， e v e r ya c t i n gt i m e 12 s ，e v e r yi n t e r v a lt i m e2 s c o m p a r e du n d e ro p t i m u m c o n d i t i o n s ，t h ee x t r a c t i n gr a t eo ft e ap l o y p h e n o l s ( t p ) ，a m i n oa c i d s ( a a ) a n d c a f f e i n e ( c a r ) b yu l t r a s o n i cc e l l b r e a ke x t r a c t i o ni sh i g h e rt h a nt r a d i t i o n a lh o t w a t e ra n dm i c r o w a v ee x t r a c t i o na n dt h ec a t e c h i n sc a nn o to c c u ri s o m e r i z a t i o n i i i 2 f e r m e n t a t i o nt e c h n o l o g yo fs u g a r c a n ej u i c e t e aw i n e w e r es t u d i e d t h r o u g hs e l e c t i o n ，t h eg r a p ew i n ea c t i v ed r yy e a s tw a sm o r es u i t a b l e t o f e r m e n t e ds u g a r c a n ej u i c e t e aw i n ea n do b t a i n e db e s tf l a v o rw h e ns u g a r c a n e j u i c e t e al i q u o rr a t i o ( v ) a s1 ：2 t h r o u g hs i n g l e f a c t o ra n do r t h o g o n a l e x p e r i m e n t , t h eo p t i m u mc o n d i t i o n sa r ep h3 7 ，s o l u b l es o l i dc o n t e n t ( s s c ) 2 0 0 b x ，y e a s ti n o c u l u m4 ，f e r m e n t a t i o nt e m p e r a t u r e19 c t h ef a c t o r se f f e c t o r d e r ：i n o c u l u mv o l u m e s s c p h t e m p e r a t u r e t h ee f f e c to fi n o c u l u mv o l u m e i sc o n s p i c u o u s 。a g i n gf e r m e n t a t i o nf o r1 。5m o n t h sa t10 - 12 i sc o n d u c i v et o w i n ed a f f ya n df l a v o ri m p r o v e 3 s t u d y o nt h e c h a n g eo fq u a l i t yc o m p o n e n t sd u r i n gf e r m e n t a t i o n s s c d e c l i n e sr a p i d l yw i t ht h ea l c o h o ld e g r e ei n c r e a s e df a s t l yu n t i lt h e8 m t h e c o n t e n t so fea aa n dc a fa r er e d u c e db u tt h i sm a i n l yo c c u r r e di nt h ei n i t i a l4 d a y s a ai sr e d u c e d6 4 41 b e c a u s ei ti se x c e s s i v ec o n s u m e db yy e a s t t pi s r e d u c e d11 4 3 a n dt h ec h a n g eo fc a fi sn o to b v i o u s t h er e d u c t i o no f e s t e r - c a t e c h i ni sm o r et h a ns i m p le - c a t e c h i na n dt h ec h a n g eo fe g ci sm o s t o b v i o u sb yr e d u c e18 9 0 t h er e d u c t i o no fe g c gi s15 4 6 b u tt h ec o n t e n t s o fe g c ，ca n de ca r es t a b l e t h ee f f e c to fm a i nf t m c t i o n a lc o m p o s i t i o nd u r i n g a g e i n gf e r m e n t a t i o ni ss m a l l a f t e ra g e i n gf e r m e n t a t i o n ，t h ec o l o u ro fs u g a r c a n e ju i c e - t e aw i n e i s g o l d e ny e l l o w , a r o m ai sg l e e f u l a n dt a s t ei sm e l l o wa n d a s t r i n g e n tt a s t ei sr e d u c e d 4 s t u d yo nt h ee f f e c to fd i f f e r e n tu l t r a f i l t r a t i o nm e m b r a n ep a r a m e t e r so n f l u xa n dq u a l i t yc o m p o n e n t so fs u g a r c a n ej u i c e t e aw i n e t h er e s u l t ss h o w e d i v t h a tu l t r a f i l t r a t i o nc a nr e m o v em a c r o m o l e c u l ei nw i n es u c hp r o t e i na n dp e c t i n a n dt h eq u a l i t yc o m p o n e n t sa r er e t a i n e da sm u c ha sp o s s i b l e t h ew i n ei s c l a r i f y i n ga n df l a v o ri si m p r o v e da f t e ru l t r a f i l t r a t i o n t h ee f f e c to fc l a r i f i c a t i o ni s p e r f e c t t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so fu l t r a f i l t r a t i o na r em w c o30 k d ，o p e r a t i n g p r e s s u r e15p s i ，o p e r a t i n gt e m p e r a t u r e30 。c 5 t h ea n t i o x i d a n ta c t i v i t yo fs u g a r c a n ej u i c e - t e aw i n ew e r es t u d i e d t h e r e s u l t ss h o wt h a ts u g a r c a n ej u i c e t e aw i n ee x h i b i t e d s t r o n gd p p h r a d i c a l s c a v e n g i n ga c t i c i t y , r e d u c i n gc a p a c i t y , 0 2 。r a d i c a ls c a v e n g i n ga c t i c i t ya n dn 0 2 s c a v e n g i n ga c t i c i t ya n dc e r t a i n 。o hr a d i c a ls c a v e n g i n ga c t i c i t y t h ea n t i o x i d a n t a c t i v i t yo fs u g a r c a n ej u i c e t e aw i n ei ss t r o n g e rt h a nt h ed r yr e dw i n e t h r o u g ho p t i m i z i n gt h ep r o d u c t i o nt e c h n o l o g y , s u g a r c a n ej u i c e - t e aw i n e m e e tt h es t a t ef o o dq u a l i f i c a t i o n t h ep r o d u c th a sh i g hn u t r i t i o n a lc o m p o n e n t s ， s p e c i a lf l a v o r , g o o dt a s t ea n dh e a l t hf u n c t i o n 。 k e yw o r d s ： s u g a r c a n ej u i c e - t e aw i n e ；e x t r a c t i o n ；f e r m e n t a t i o n ； u l t r a f l l t r a t i o n ；a n t i o x i d a n ta c t i v i t y v 广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有。除己注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究 成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮 助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名： j 罗年参月， 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容； 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文： 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 留即时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名：考稿 翩签名舷游干日 广西大学硕士论文 蔗汁茶酒的习h 刚及抗氧化活佳研究 1 ，1 甘蔗概述 1 1 1 甘蔗简介 第一章绪论 甘蔗是禾本科( g r a m i n a c e a e ) 甘蔗属( s a e e h a r u m l ) 植物，原产于热带、亚热带地区。 甘蔗光饱和点高，二氧化碳补偿点低，光呼吸率低，光合强度大，因此，甘蔗生物产量 高，收益大，是我国制糖的主要原料。在世界食糖总产量中，蔗糖约占6 5 ，我国则占 8 0 以上“j 。我国的主产蔗区，主要分布在北纬2 4 0 以南的热带、亚热带地区，包括广西、 广东、云南、福建和海南等南方1 1 个省、自治区。目前广西己成为我国的产糖大省， 2 0 0 7 2 0 0 8 榨季广西产糖9 3 7 2 万吨，占全国总产量的比例超过6 3 。 我国种植甘蔗至今约有2 5 0 0 年的历史，用甘蔗制糖的历史也有2 0 0 0 余年，甘蔗和 甘蔗制成的糖作为药来治病，大概也在1 0 0 0 年以上。甘蔗用作药治病，最早可以追溯 到汉代，那时古人就已经用“柘浆( 蔗汁) 作解酒之“药 了。到了唐代，甘蔗已被广 泛用来“消残醉、“醒酒。据南北朝陶弘景的名医别录记载甘蔗“主下气和中， 助脾胃，利大肠 ，随息居饮食谱又说甘蔗“利咽喉，强筋骨，息风养血，大补脾阴。 我国著名医学家李时珍在他的本草纲目中也对甘蔗的药用功能做过这样的介绍：“蔗， 脾之果也。其浆甘寒，能泻火热 。在古代，医家将甘蔗用于治疗呼吸系统、消化系统、 血液循环系统等方面的疾病，人们称甘蔗为“天生复脉汤”。在现代，人们仍然还在利 用甘蔗治疗疾病，如将甘蔗蔗汁与姜汁混匀后咽服，以治妇女妊娠呕吐；台湾用蔗梢汁 治疗高血压和防治癌症，收到一定的效果。由此可见，甘蔗的确是一种“良药”，而且 是味甜可1 ：3 治病的良药【2 j 。 成熟的甘蔗一般含水分7 0 - - 7 7 、蔗糖1 2 - - 1 8 、葡萄糖0 4 1 5 、纤维素 9 5 - - 1 2 、非糖有机物o 7 1 o 、无机物0 5 1 4 。蔗汁主要成分有：水、蔗糖、 葡萄糖、果糖、胶体物质、含氮物质、无机物、有机酸、色素、类脂、酶类、淀粉等， 富含钾、钙、镁、铁、锌和2 0 种氨基酸，因此说蔗汁是一种可以直接食用具有一定保 健作用的天然食品i i j 。 广西大学硕士论文 焉 汁茶酒的习f 制及抚氢化活性研究 1 1 2 甘蔗的抗氧化性 甘蔗与一些食用植物如茶叶、大豆、竹叶等一样，含有对人体具有抗氧化活力的多 酚类化合物。甘蔗中多酚( p o l y p h e n o l s ) 类物质一般属于水溶性色素，具有c 6 c 3 c 6 碳骨 架，同时在苯环上都具有两个以上的羟基，常见的有三类：即花青素( a n t h o c y a n i d i a n s ) 、 花黄素( 黄酮类f l a v o n o i d s ) 、儿茶素类( c a t e c h i n s ，简称c a t ) 。 甘蔗中的色素物质具有抗氧化活性，m i c h a e l p 等采用“氧自由基吸收能力法( o r a c 法) 测定几种甘蔗制品提取物的抗氧化能力，压榨汁高达2 6 4 0 0 ，而用同样的方法测定其 它高o r a c 值的水果，得到梅子5 7 7 0 ，葡萄干2 8 3 0 ，蔬菜最高的为甘蓝1 7 7 0 、其次为 菠菜1 2 6 0 。由此可见，与水果、蔬菜比较，甘蔗制品具有更强的的抗氧化能力。韦霁【4 】 等以d p p h 法测定甘蔗汁提取物的抗氧化能力，研究发现提取物具有较好的抗氧化活 性，其抗氧化能力受到p h 值影响很大，随着p h 值的升高，其抗氧化能力下降。 1 2 绿茶的营养成分与生理功能 1 2 1 绿茶中的营养及功能成分 1 2 1 1 茶多酚 茶多酚( t e ap l o y p h e n o l s ，简称t p ) 是茶叶中酚类及其衍生物的总称，常称多酚类。 多酚类物质是茶叶中水溶性色素的主要部分，是茶汤苦涩味和收敛性的贡献者，其含量 约占干物质总量的2 0 3 0 ，占茶汤水浸出物的总量的四分之三，因此是决定茶汤浓 度的主要物质，也是药理作用最明显的部分。茶多酚主要有以下四类物质组成：( 1 ) j k 茶 素类( 黄烷醇类) ；( 2 ) 黄酮类( 黄酮醇及黄酮苷类) ：( 3 ) 花色素类；( 4 ) 酚酸类。其中以儿茶 素类为主，其含量约占茶多酚总量的7 0 左右【5 1 ，主要有以下6 种儿茶素组成：表没食 子儿茶素( e g c ) 、没食子儿茶素( g c ) 、表儿茶素( e c ) 、儿茶素( c ) 、表没食子儿茶素没食 子酸酯( e g c g ) 、表儿茶素没食子酸酯( e c g ) 。前四种儿茶素一般合称为非酯型儿茶素或 简单儿茶素，具有鲜爽味，最后两种儿茶素合称为酯型儿茶素或复杂儿茶素，具有苦涩 味和收敛味【6 】6 。茶多酚含量受品种、季节、土壤等影响差异较大，一般茶树新梢中多酚 类各组分的含量见表1 1 ，主要儿茶素组分化学结构见图1 1 。儿茶素的化学活性很强， 在碱性条件下易发生氧化褐变。其结构中都含有两个以上互为邻位的羟基，因此具有捕 获过氧基团的能力而显示出抗氧化性。 2 西大掌硕- - 蛾- e j r 蔗汁茶酒的研制及抗氧化活性研究 表1 i 茶树新梢中多酚类组成及含量 t a b l e1 - 1c o m p o s i t i o na n dc o n t e n to f t e ap i o y p h e n o l si nt e as h o o t s 名称 含量( 干重) ( - ) - 表儿茶素( e c ) ( - ) 表儿茶素没食子酸酯( e c g ) ( - ) - 表没食子儿茶素( e g c ) ( - ) 一表没食子儿茶素没食子醐d ( e g c g l 其它儿茶素 黄酮醇及其苷类 花色素 酚酸及缩酚酸 酚类物质总量 3 0 h 。讲暑 俞o h o h h 。 ：g 洲h 。怠。h o h o h ( + ) 一c a t e c h i n ( c ) ( ) - e p i g a l l o c a t e c h i ng a l l a t e ( e g c o ) ( + ) - o a l l o c a t e c h i ng a l l a t e ( g c g ) 图1 - 1 儿荼素主要组分化学结构 f i g 1 - lc h e m i c a ls t r u c t u r eo fm a i nc a t e c h i n s 1 2 1 2 氨基酸 氨基酸( a m i n oa c i d s ，简称a a ) 是茶汤鲜味的主要贡献者，也是部分甜味的贡献者， 是影响茶汤品质的主要物质之一。无论是鲜叶还是茶叶中的氨基酸均有两种存在形态， 一种是存在于蛋白质里，即组成蛋白质的氨基酸，但其中可溶性蛋白仅占1 2 ；另 一种是以游离态存在于叶内，即游离氨基酸。茶叶中已分离鉴定的氨基酸有2 6 种，数 量较多的有茶氨酸( 5 0 以上) 、谷氨酸( 9 ) 、精氨酸( 7 ) 、丝氨酸( 5 ) 、天冬氨酸( 4 ) 3 3 o 巧巧“之4 q 5 1 3 3 9 l 3 2 州 州 c 聃仗蹦一 舛基 厂。西大掌硕士论文 蔗汁茶酒的司h 触及抗氮1 七活性研究 等。由于茶叶品种、加工方法不同和季节变化，氨基酸含量差异很大，一般茶鲜叶的氨 基酸含量为干物质含量的1 5 o o ，且嫩叶中含量较多，老叶较少【5 。 茶氨酸是茶叶中含量最高的氨基酸，含量为干物量的l 3 ，是茶叶的特征氨基酸， 对茶叶品质影响大，是多数植物没有的氨基酸，不参与蛋白质合成，全部以游离形态存 在阴。 1 2 1 3 生物碱 茶叶中生物碱主要分为嘧啶碱和嘌呤碱两种类型。嘧啶碱主要存在于茶树体p 勺d n a 核苷酸的碱基，微量或痕量；嘌呤碱包括咖啡碱、可可碱、茶碱、黄嘌呤、次黄嘌呤、 拟黄嘌呤、腺嘌呤、鸟便嘌呤等八种。含量最多的是咖啡碱，约为干物质含量的2 - 4 ， 其次是可可碱，约占0 0 5 ，再次是茶碱，约占0 0 0 2 。因此一般将咖啡碱作为茶叶中 生物碱的代称。 咖啡碱( c a f f e i n e ，简称c 是一种苦味物质，阈值低，广泛分布在茶树体内，但各 个部位含量差异很大。在制茶过程中，咖啡碱能与大量儿茶素形成氢键络合物，阻止了 酚类与蛋白质的结合，故咖啡碱有抑制蛋白质凝固的局部作用，从而有利于茶汤滋味鲜 醇度的形成，降低了苦涩味f 5 】。 1 2 1 4 茶多糖 茶多糖( t e ap o l y s a c c h a r i d e ，简称t p s ) 是茶叶中具有特殊生物活性的一类与蛋白质 结合在一起的酸性多糖或酸性糖蛋白，是茶叶中复合多糖的习惯简称，其中多糖部分是 由不同单糖组成的杂多糖。成品茶中茶多糖含量约为1 左右，但提取方法不同其含量 差别较大。近年来，大多数研究表明茶叶原料的老嫩程度对茶多糖含量的影响较大，随 粗老程度递增茶多糖含量增加f 6 】。 1 2 1 5 茶叶色素 茶叶中的色素成分分为脂溶性和水溶性两大类。脂溶性色素由叶绿素和类胡萝卜素 组成。叶绿素在茶叶中一般含量为0 3 - 4 ) 8 ，主要由叶绿素a 和叶绿素b 组成。类胡 萝卜素包括叶黄素和胡萝卜素，含量分别为0 0 1 - - 0 0 7 ，0 1 加2 。这类色素对热 较稳定，但易被氧、酶催化氧化褐变。水溶性色素包括天然色素( 花青素和黄酮类等) 和 氧化多酚色素。绿茶中不含氧化多酚色素，但若贮藏方法不当，在贮藏中受氧氧化或贮 藏时间过长也会产生多酚色素，如茶黄素8 1 。 1 2 1 6 维生素 茶叶中含有多种维生素，包括水溶性维生素如v c 、v b 族、v h 、v p p 和脂溶性维生 4 厂西大掌硕士论文 蔗汁茶酒的研制及抗氧化活性研究 素v a 、v d 、v e 、v k 等。其中以v c 和v b 族最为重要，一般绿茶中的v c 要多于红茶和 乌龙茶，好的绿茶v c 含量每l o o g 干茶可高达2 0 0 m g 左右。茶叶中的维生素可称为“维 生素群”，饮茶可使“维生素群 作为一种复方维生素补充人体对维生素的需要。 1 2 1 7 矿质元素 茶叶中有4 7 的无机物，其中5 0 0 6 0 可溶于热水，能够被人们所利用。茶叶 的无机成分中以5 0 钾盐和1 5 磷酸盐为主要成分，其次是钙、镁、铁、锰、铝等，微 量成分有铜、锌、硒、镍、铝、氟等，这些都是人体所需要的矿质元素。茶叶中含氟和 硒较高，所以喝茶对牙齿保健、抗癌、增强免疫力是十分有益的。 1 2 2 绿茶的生理功能研究现状 茶叶中营养成分丰富，生物活性高，是世界各国医学家公认的保健饮料。在中国的 医药典籍中，详细记载了茶的6 1 种保健作用和2 0 余种药用作用，并且已经得到了现代 科学家的研究证实。 1 2 2 1 抗氧化功能 茶多酚是国家批准使用的天然抗氧化剂，其抗氧化能力可达l 抗坏血酸的1 0 0 倍。 侯冬岩等【9 】采用流动注射器化学发光法证实茶叶能有效抑制超氧阴离子自由基诱导的鲁 米诺化学发光，绿茶浓度为5 0 0 m g m l 时，清除率为9 9 0 3 ，且绿茶的抗氧化性能强 于乌龙茶，红茶的抗氧化性能最弱。姜爱莉【l o 】利用烘箱法和o s i 法研究了不同浓度的茶 多酚对几种油脂的氧化稳定性的影响，发现茶多酚能有效提高油脂的氧化稳定性，与维 生素e 和b h t 相比，对植物油脂的抗氧化活性的顺序为：v e 茶多酚 b h t ，对动物油脂 的抗氧化活性则是茶多酚明显强于v e 和b h t 。n a k a g a w at 等【1 1 】研究证实茶多酚在 体p q # l - 都能有效清除自由基( r o s ) 、n o 等，提高小鼠体内超氧化物歧化酶( s o d ) 和谷胱 甘肽过氧化物酶( g s h p x ) 活性，降低脂质过氧化( l p o ) 和脂褐质含量。m a e d a 等【l2 j 的实 验表明茶多酚中儿茶素类化合物对0 2 、o h 。自由基的清除率达到9 8 以上，清除速率 常数在1 0 9 1 0 1 4 数量级，对活细胞( p m n ) 产生的氧自由基的综合清除效果优于维生素e 和维生素c ，具有良好的抗氧化作用。l e es r 等【1 3 】在f p + ( 5m m ) 诱导的沙鼠脑组织匀 浆脂质过氧化过程中，证实茶多酚单体中e g c g 能有效对抗氧化、明显清除氧自由基 ( i c 5 0 为3 3 2r a m ) ，其抗脂质过氧化能力超过t r o l o x ( i c s o 为7 5 6 5 r a m ) 、硫辛酸( i c s o 为7 6 3 m m ) n i 燃( i c 5 0 为1 5 4 8m m ) 。a o s h i m a 等【1 4 】研究了在p h 7 4 以下茶多酚能有效抑制 氢过氧化物( h 2 0 2 ) 的形成。另外，茶多酚通过螯合f e 2 + 可减轻自由基对机体的损伤，并 s 广西大学硕士论文 蔗汁茶酒的司障l 蕴抗氧化活性研究 且茶多酚不会抑制食物中铁的吸收，也不会争夺络合f e 2 + ，还可以通过螯合c u 而抑制 黄嘌呤氧化物的生长，起抗氧化作用；再者，茶多酚与v c 和v e 有极好的协同效应，而 且茶多酚能同时以水溶性和脂溶性两种方式清除自由基，比单一的还原剂更有效的保护 o 【，v e 【1 5 】。 除茶多酚有显著的抗氧化性外，茶多糖也被证实有较好的抗氧化活性。聂少平【1 q 的实验表明茶多糖有较强的清除d p p h 自由基能力，且清除能力随浓度增大而增强。茶 多糖也被发现在d 一脱氧核糖铁体系中对羟基自由基有清除作用【1 7 】。 】2 2 2 抗肿瘤功能 许多研究表明茶多酚与降低癌症的发生存在密切的关系，茶多酚可以抑制肿瘤细胞 的增殖、抑制上皮生长因子( e g f ) 与受体的相互作用，阻滞肿瘤细胞周期，改变b c l 2 家族成员的表达等途径来抑制癌细胞的生长：抑制肿瘤细胞的核苷转运，阻断外源性核 苷对于抗代谢药的抵消作用，增强阿糖胞苷、氨甲喋呤对肿瘤细胞的杀伤作用；e o c g 可以抑制端粒末端转移酶活性，导致肿瘤细胞端粒的断裂等等f 1 8 2 0 】。y dj 啪g 等【2 l 】对小 鼠整体试验，与对照组比较，e g c g 抑制肿瘤生长( 5 8 ) 、微血管密度( 3 0 ) 及肿瘤细胞 增殖( 2 7 ) ，增加肿瘤细胞凋亡1 9 倍。s u 百y a m at 等【2 2 】给接种了m 5 0 7 6 卵巢肉瘤的小 鼠间日注射茶氨酸与阿霉素( d o ) ( ) ，3 0 天后发现茶氨酸联用组的肿瘤重量比d o x 组下 降了3 0 ，说明茶氨酸可以增强d o x 的抗肿瘤活性。 1 2 2 3 降血糖功能 h o n d a 等人认为茶多酚对蔗糖酶、葡萄糖苷酶和淀粉酶有抑制活性的作用，故可抑 制小肠对碳水化合物的消化吸收；茶多酚亦能抑制肠道0 【淀粉酶而降低口服淀粉后血糖 的升高口3 1 。丁仁凤等跚把2 5 的茶多糖或茶多酚拌入饲料喂养s d 大鼠3 周，结果表 明茶多糖和茶多酚都能显著抑制糖尿病大鼠血糖的升高。陈建国闭等探讨了茶多糖降低 血糖、改善糖尿病症状的作用，将四氧嘧啶导致的i 型糖尿病小鼠随即分成4 组，每天 分别灌胃给予蒸馏水、茶多糖1 o 、2 o 、4 0 9 l ( g b w 。结果发现茶多糖能明显缓解糖尿病 小鼠“三多一少 症状，降低其空腹血糖，并存在剂量反应关系。 1 2 。2 4 抗动脉硬化功能 人体脂蛋白分离出的极低密度脂蛋白w l d l ) 和低密度脂蛋白( l d l ) 中含有大量甘 油三脂和胆固醇，有致动脉粥样硬化作用。近年研究表明，茶多酚是l d l 氧化的强抑 制剂。m i u r a 等幽给小鼠致动脉硬化饲料1 4 周，服绿茶提取物组血浆脂质过氧化物含 量减少，主动脉胆固醇和甘油三酯比对照组分别降低2 7 和5 0 。y 酞o m w a 等人1 2 7 工8 】 6 j 。西大掌硕士论文 蔗汁舞j 酒的句h 触及抗氧化活性研究 的研究表明，茶多酚能使血浆总胆固醇和l d l 降低，高密度脂蛋白( h d l ) 增高，阻碍血 浆及肝脏脂质过氧化物的形成，抑制血小板凝聚。 1 2 2 5 其它功能 有研究表明，茶多酚还具有较好的抗病毒作用、抑制皮肤过敏反应、抗紫外线辐射 等作用；茶氨酸具有降压安神、促进神经生长等功效；咖啡碱具有提神醒脑，增强机体 免疫功能和强心利尿的作用等等【2 9 3 0 l 。 1 3 茶叶浸提技术研究现状 茶叶浸提是根据茶叶中的有效成分或功能成分与提取介质相似相溶的原理，应用溶 剂将茶叶原料中具有不同溶解度和极性的有效成分或功能成分提取到溶剂中，实现有效 成分或功能成分与茶叶叶底分离的过程。对茶叶中有效成分的传统提取方法主要有：溶 剂提取法、离子沉淀法、树脂吸附分离法。随着技术的发展，目前国内外又出现了低温 纯化酶法、超临界流体萃取法、超声波浸提方法、微波浸提法等新方法。 1 3 1 溶剂提取法 溶剂萃取法主要有水提取法和有机溶剂萃取法，其原理是利用茶叶中不同化合物在 不同溶剂中的溶解度差异进行提取分离的。水提取法以水为溶剂，采用水浴加热提取多 次。其工艺简便，成本低，但含杂质多，提取率低，且产品易氧化。有机溶剂提取方法 是使用最为广泛的方法。常用的有机溶剂有乙醇、甲醇、丙酮、乙醚等，其中乙醇因价 格便宜，毒性小，可回收反复使用等特点，是历来最常用的方法之一。石晶等1 3 l j 以湖南 绿茶为原料，用乙醇水为溶剂提取茶多酚，通过响应面分析得到最佳浸提条件为：乙醇 浓度为5 8 1 ，浸提温度6 1 7 ，浸提次数2 次，每次2 3 9 m m 。有机溶剂提取产品的 氧化程度相对水提取法较低，得率较高，但溶剂消耗量大，且易形成有机溶剂污染。 1 3 2 微波浸提法 微波浸提法是最近几年发展的一种新方法，其原理是利用物质在微波场中分子发生 变频运动，扩散速率增大，并且微波能够穿透物料使整个系统均匀加热，体系快速升温， 大大减少了茶多酚长时间处在高温下的氧化，提高产品品质与得率。影响微波提取过程 的主要因素包括：微波加热功率；提取溶剂的种类、萃取时间；溶剂用量等。相比常规 7 广西大学硕士论文 蔗汁茶酒的司h 时及抗氧化活性研究 工艺，微波技术具有处理时间快、热效率高、提取率高、节约溶剂、便于自动化等优点。 宋建红等瞄2 j 以乙酸乙酯作为溶剂对茶叶进行微波萃取。通过比较不同萃取工艺的优缺 点，对提取出的茶多酚采用标准曲线法进行测定，结果表明用此法对茶多酚的萃取率较 高，且省时，效率高。汪兴平等【3 3 j 研究了以水为介质，对绿茶进行微波处理。结果表明， 微波处理绿茶有利于茶多酚浸出，料液比( w v ) 1 ：2 0 ，时间3 m i n ，微波浸提2 次，再5 0 水浴浸提1 次1 0 m i n ，茶多酚浸出率达9 0 5 5 ，高于乙醇水提取。 1 3 3 超声波浸提法 超声波提取的作用机理是因为超声波是一种弹性波，其振动能产生强大的能量，给 与媒质点以很大的速度和加速度，使浸提剂和提取物不断震荡，有助于溶质扩散。超声 波在植物组织细胞里，比电磁波穿透更深，停留时间也较长。在一定的声强下，超声波 产生的热量和升温作用是很有限的，故其热效应对浸提的意义不大，起主要作用的是超 声波的机械破碎和空化效应。超声波辐射时，液体被撕裂成很多小空穴，小空穴闭合时 产生高达几千个大气压的瞬时压力，作用于叶肉组织，称为空化。在一定声强下造成气 泡的产生、膨胀以及崩溃的效应，称为超声的空化效应。超声波浸提加速了有效成分从 茶叶中向溶剂扩散的速度，缩短浸提时间，具有提取温度低、避免高温高压对有效成分 的破坏、氧化损耗小，节时节能、提取率高等优点，同时避免了有毒溶剂的使用，在天 然产物的提取工艺中具有广阔的应用前景。尹莲【3 4 】用频率为2 0 k h z 的超声波提取茶多 酚，结果得出：用超声波提取1 0 m i n ，比水提取3 0 m i n 的得率高4 0 以上。肖文军等1 3 副 研究了超声波辅助浸提与传统水提对茶叶品质成分的浸出效果，结果表明在相同工艺参 数下，茶叶超声波辅助浸提优于传统水提，各有效成分的提取率都有所提高。 1 3 4 超临界萃取法 超临界萃取法( s f e ) 是一种处于积极开发阶段的新型分离技术，是利用温度和压力 略超过或靠近临界温度和临界压力下介于气体和液体之间的流体作为萃取剂，从固体或 液体中萃取某种高沸点和热敏性成分，以达到分离和纯化的目的。其介质通常为无毒的 c o ：，因为它是惰性溶剂，和绝大部分被提取物不发生化学反应，对产品无毒，无污染， 不会在被提取物中造成残留，特别适合于医药食品添加剂等产品的提取。与一般的萃取 分离技术相比，超临界流体萃取技术具有优良的传递性能，较强的渗透力，良好的选择 性，对有机物溶解度大，萃取率高，产品质量好，操作条件温和，特别适用于分离热敏 r 广西大学硕士论文 蔗汁茶酒的习什刚及抗氢化活佳研究 性物质等优点，同时较低的操作温度又能保证被提取物质不受破坏。于基成等【3 6 】采用超 临界c 0 2 萃取技术提取绿茶中的茶多酚，结果表明，在时间为l h 、温度6 0 、压力2 5 m p a 时，茶多酚萃取率为4 3 6 8 。当加入浓度为6 5 乙醇作为夹带剂，茶多酚萃取率可提高 到5 6 3 7 。但超临界萃取法设备属高压设备，投资较大，目前在工业化生产中主要局 限于高纯或单体茶叶功能成分的制备，而在其它大众茶叶深加工中应用极少。 l - 3 5 酶提取法 酶法提取是根据酶具有专一性强、反应条件温和、催化效率高等特点，在基本不影 响其它品质的前提下利用外源酶或酶性制剂有针对性地改善茶叶中某类特定物质的 含量，进而提高茶制品的品质与产量。在茶多酚提取过程中利用酶抑制剂可抑制茶叶鲜 叶内氧化酶的活性，保护茶多酚不被氧化。当前应用的酶类主要有单宁酶、多酚氧化酶、 纤维素酶、蛋白酶、果胶酶等，应用于速溶茶、茶饮料加工中，其目的是为了提高产品 的冷溶性、产品得率或减少形成速溶茶粉末的泡沫。 1 4 响应曲面法 目前绿茶有效成分提取工艺常以正交试验方法确定最佳提取条件，虽然正交试验方 法能够同时考虑几种影响因素，寻找最佳因素水平组合，但考虑因素间交互作用时，正 交试验次数大大增加，且不能在给出的整个区域上找出因素和指标( 即响应值) 间的明确 的函数表达式，即回归模型，从而无法找到整个区域上因素的最佳组合和响应值的最优 值。 响应曲面方法( r e s p o n s es u r f a c em e t h o d o l g y ，简称r s m ) 最早创立于2 0 世纪2 0 年代 并不断发展优化，是一种结合数学应用、统计分析和试验设计的技术探讨影响因子与响 应输出之间的数学模式关系，经由试验设计者在所关心的试验区域内以系统的方式进行 试验，取得所希望的响应值和因子水平。中心复合旋转设计( c e n t r a lc o m p o s i t er o t a t a b l e d e s i g n ，简称c c r d ) 具有旋转性、序贯性、预测效率较高等特点，成为了一种在实际应 用中得到广泛应用的设计方法。采用中心复合旋转设计、响应曲面法优化成分提取工艺， 能够减少试验次数，降低成本，提高成分提取率，得到的回归模型精度高【3 7 ，3 引。 9 r - 西大掌硕士论文 蔗汁茶酒的习竹刚及抗氧化活性研究 1 5 膜分离技术 1 5 1 膜分离技术的过程及原理 现代膜分离技术分离的根本原理在于膜具有选择透过性。膜技术( m e m b r a n e t e c h n o l o g y ) 是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双 组分或多组分的溶质和溶剂进行分离t 分级、提纯和富集的方法。按照分离过程中的推 动力和所用膜的孔径不同，可分为微滤( m f ) 膜、超滤叫) 膜、反渗透( r o ) 膜、渗析( d ) 膜、电渗析( e d ) 膜、气体分离( g s ) 膜、渗透汽化( p v ) 膜、乳化液膜( e l m ) 膜等，膜过程 分类及特征见表1 2 f 姗。 表1 2 膜过程分离及特征 t a b l e1 2m e m b r a n es e p a r a t ep r o c e s sa n dc h a r a c t e r s 一一一微滤、超滤、反渗透是在食品工