绿茶中茶多酚的提取工艺研究.pdf

2 0 0 4年第 2期 6月出版 山 西 食品 工 业 S HAN FOOD 帅US TRY 2 3 绿茶中茶多酚的提取工艺研究 刘焕云 李慧荔 邵伟雄 申雪然 郑春娜 河北经贸大学 石家庄 0 6 0 0 6 1 摘要研究了 C a 沉淀法提取茶多酚 T e a P o l y p h e n o l s 简称 T P 的工艺 确定 C a 沉淀茶 多酚的最佳 p H为 7 5 钙盐加入量与茶叶质量之比约为 l 2 茶多酚 一 钙盐的最佳转溶条件为用 2 m o l L的硫酸溶液 以 料酸体积比 l 2于 2 0 下转溶 1 5 m i n 结果表明 该提取工艺简单 无毒性 产品得率较高 纯度好 关键词钙盐沉淀法茶 多酚 以儿茶素为主的茶多酚是茶叶中的多酚类物 质 其含量 占干物质质量的 l 8 3 5 具有较好 的抗氧化性能 其抗氧化能力比维生素 E的抗氧化 效价高 l 0 2 0 倍 且无毒 因此是一种理想的食品 天然抗氧化剂 另外 茶多酚还具有抗癌治病 防衰 老 抗辐射 消除人体 自由基 降血糖 防治心血管疾 病 抑菌抑酶 沉淀重金属等一系列特殊的药理功 能 因此 在食品 油脂 保健 农药 日化 精细化工 等领域有十分广泛的应用 目前 茶多酚的生产和研究尚处在起步阶段 且 多集 中在有机溶剂萃取法提取茶多酚的工艺研究 上 产品安全性较差 且得率低 纯度不高 本文选 用绿茶为原料 从提取方法 C a 沉淀 T P的最佳 p H T P C a 沉淀转溶条件等几个方面研究了沉淀 法提取茶多酚的效果 为进一步开发利用茶多酚提 供理论和技术依据 1 材料与方法 1 1 材料与仪器 绿茶 天福茶叶有限公司 市售 体积浓度为 9 5 乙醇 氯化钙 无水 氯化镁 硫酸 氨水 均为 分析纯 酒 石 酸 亚铁 溶 液 称 取 0 2 g硫酸 亚铁 铵 A R 和 1 g 酒石酸钾钠 A R 用蒸馏水溶解后 定容至 2 0 0 m L p H 7 5的磷酸盐缓冲液 取 A液 8 5 m L和 B液 1 5 m L 混匀即得 A液为 0 0 6 7 m o l L的磷酸氢二钠 溶液 B液为 0 0 6 7 m o l L的磷酸二氢钾溶液 索氏抽提器 S一 3 C数字酸度计 8 0 0型离心沉 淀器 G S P一 8 0 5型圆盘搅拌器 7 9 1 磁力加热搅拌 器 U V一 9 1 0 0 紫外可见分光光度计 电子天平 微波 炉 L D 4 8 0 0大容量低速离心机 真空冷冻干燥机 1 2 实验方 法 1 2 1 茶多酚的提取工艺流程 茶 叶 坚 一 墼 壁 鲨 清 液堕 苎 垦酯 层 塑 一 茶 多 酚 1 2 2 茶多酚的浸提 准确移取一定量粒度为 0 2 4 6 m m的茶叶末 用 滤纸包好 选用水 体积浓度为 8 0 乙醇为浸提剂 在不同温度下 分别采取直接浸提 索氏抽提法 微波 处理法进行提取 所得上清液即为茶多酚粗提液 1 2 3 茶多酚的纯化 沉淀茶多酚 据茶多酚能与无机盐中的金属离子 如 C a 2 M g 2 Z n 等 配位生成沉淀而对茶多酚进 行分离 准确移取一定量茶多酚粗提液 在一定酸度 刘焕云 女 1 9 6 8年 7月生 1 9 9 0年毕业于河北大学分析化学专业 副教授 收稿 日期 2 0 0 4 0 4 0 5 维普资讯 山 西 食 品 工 业 2 0 0 4年第 2 期 6月出版 条件下加人适量钙盐 离心分离 即得茶多酚 一 钙盐 沉淀 沉淀转溶 向茶多酚 一 钙盐沉淀物中加人一定 量的硫酸溶液 搅拌 并在一定温度下放置 使之溶 解 乙酸乙酯萃取 茶多酚易溶于乙酸乙酯 而共存 物咖啡因易溶于氯仿 在乙酸乙酯中溶解度很低 故将转溶后得到的清液 用适量的乙酸乙酯进行萃 取可进一步纯化茶多酚 1 2 4 茶多酚的分离干燥 将含茶多酚的乙酸乙酯浓缩液冷冻后于 一 4 5 真空度为 2 1 0 P a的环境下真空冷冻干燥 3 1 h 后 得成品 成品茶多酚为浅绿色粉末 易溶于温水和含水 乙醇 中 1 3 测定方法 1 3 1 茶多酚分析检测法一酒石酸亚铁比色法 取茶多酚提取液适量 按文献方法 见 侯东岩著 绿茶及其饮料中茶多酚的光谱分析 2 0 0 2 年第 1 2 期 食品科学 显色后 置于 1 c m石英比色皿 中 在 4 0 0 n lT l 一 7 0 0 n lT l 波长范围测绘其吸收光谱 见图 1 在可见光 区最大吸收波长为 5 4 0 n m 与文献值相 符 1 1 1 0 0 O 入 nl n 图 1 酒石酸亚铁 一 茶多酚吸收光谱 确定实验条件时 取所得茶多酚溶液适量 按文 献方法显色后 用紫外 一 可见分光光度计在最大吸 收波长 5 4 0 n m下测定其 A B S 值 比较吸光值的大 小 得出结论 1 3 2 茶多酚含量测定 参照 G B 8 3 1 3 3 8 2结果与讨论 2 1 茶多酚的光谱特性 茶叶破碎过 6 0目筛 粒度约为 0 2 4 6 m m 后 用体积浓度为 8 0 乙醇浸提 2 h 吸取浸提液 1 m L 于 2 5 m L比色管 中 加水 4 m L 酒石酸亚铁溶液5 m L 充分混匀后用 p H 7 5的磷酸缓冲溶液定容 用 1 c m的比色皿 以空白溶液为参 比 在波长 4 0 0 n lT l 一 7 0 0 n m范围内扫描其吸收光谱 结果见图 1 茶多酚 的最大吸收波长为 5 4 0 n lT l 故确定检测茶多酚的适 宜波长为 5 4 0 n m 2 2 不同提取方法对茶多酚提取的影响 茶多酚易溶于水 醇类 醚类 酯类等溶剂 而不 溶于氯仿 常用的提取剂有水 乙醇等 实验结果表 明 水浸提效果不好 所需时间长 温度高 严重影响 茶多酚制品中儿茶素的组成 而采用乙醇不仅有利于 茶多酚的溶出 且乙醇对茶多酚有保护作用 使茶多 酚不易被氧化 所 以本文茶多酚提取剂选用体积浓度 为 8 0 乙醇 料液质量比为 1 2 0 比较直接浸提法 索氏抽提法 微波处理法浸提 效果 见表 1 结果表 明 索氏抽提法使提取过程在 3 h一 4 h 基本完成 且提取量为直接浸提 微波处理 浸提的 1 2 倍 故采用索氏抽提法提取茶多酚 表 1 不 同提取方法对茶多酚提取的影响 方法 直接浸提法 索氏抽提法 微波处理法 浸提时间 h 4 2 5 O O 5 A B S值 l 2 8 0 2 2 6 0 1 0 3 0 茶多酚提取率 g 1 0 0 g 1 O O 1 7 7 7 9 2 3 C a 沉淀法最佳 p H的确定 在相同实验条件下 比较了 M g C a 对茶多酚 粗提液中 T P的沉淀效果 结果表明 茶多酚 一钙盐 沉淀较安全 选用 C a 沉淀茶多酚时 对 p H有较严格 的要 求 p H值太小 形成的沉淀物会很少 p H值太大 沉 淀物可能会变质 为确定 C a 沉淀 T P的最佳 p H 试 验如下 分别移取茶多酚粗提液 1 0 m L于小烧杯中 加入相同量的钙盐 摇匀 用体积浓度 5 氨水调节 p H 在室温下用 P H S 一3 型数字式酸度计进行测定后 离心分离 将茶多酚 一 钙盐沉淀用 2 m o l L硫酸溶液 转溶后 按 1 3 1方法检测茶多酚的含量 结果见表 2 由表可见 p H 6 5时沉淀不完全 沉淀量较少 p H 8 条件下 茶多酚已被氧化 沉淀茶多酚的适宜 表 2 p H对茶多酚 一钙盐沉淀的影响 p H 6 o o 6 5 O 7 o o 7 5 O 8 O O 8 5 O A B S值 O O 1 9 0 0 8 8 O O 4 5 沉淀率 5 O 1 8 O 3 7 2 1 注 沉淀率 指一定 p H值下 与沉淀剂结合的茶多酚质量 与沉淀溶液中茶多酚中总质量比的百分数 维普资讯 2期 刘焕云等 绿茶 中茶 多酚的提取工艺研究 6月出版 刘焕云等 绿茶 中茶 多酚的提取工艺研究 2 5 酸度为 p H 7 8 p H 7 5时沉淀率高 效果较佳 本文 选 C a 沉淀茶多酚的 p H值为 7 5 2 4 氯化钙最佳用量的确定 移取茶多酚粗提液 1 0 m L于小烧杯中 在 p H 7 5 条件下加人不同质量的氯化钙 离心分离 取上 层清液适量 按 1 3 1 方法检测茶多酚的量 结果 见表 3 上层清液的 A B S值越小 说明茶多酚沉淀 得越完全 由表 3数据可知 加入氯化钙 0 2 6 1 4克 与茶叶质量之 比约为 1 2时 沉淀较完全 表 3 氯化钙不同用量对茶多酚沉淀率的影响 Ca C 1 2 g 0 2 31 6 0 2 41 9 0 2 5 o 9 0 2 61 4 A B S值 1 1 7 0 0 9 6 3 0 9 5 3 0 8 7 7 沉淀率 6 8 0 7 7 3 7 7 8 8 3 2 Ca C1 2 g 0 2 7 0 3 0 2 81 6 0 3 01 4 0 3 2 3 2 A B S值 1 o 0 5 1 1 2 3 0 9 7 3 1 o 4 8 沉淀率 7 5 4 7 0 1 7 6 9 7 3 5 2 5 茶多酚 一 钙盐沉淀转溶条件的选择 在单因素试验的基础上 选取硫酸溶液浓度 转溶温度 转溶时间 料酸比四种因素 按表 4 所示 三种不同水平进行正交试验 研究茶多酚 一 钙盐沉 淀在不同转溶条件下的转溶效果 寻找最佳转溶条 件 试验结果见表 5 表 5 结果说明 酸浓度 转溶温度 转溶时间 料酸体积 比各 因素对茶多酚的溶 出量贡献大小依 次为 酸浓度 料酸体积 比 转溶 温度 转溶时 间 最佳表现组合为 B c 2 D 即茶多酚 一 钙盐沉淀 用 2 m o l L硫酸溶液 料酸体积比 1 2 于 2 O c 转溶 1 5 m i n 较为合适 2 6 茶多酚萃取分离条件的确定 转溶所得茶多酚可用乙酸乙酯萃取分离 实验 结果表明 茶多酚酸溶液与乙酸乙酯体积比 1 1 5 1 次萃取即可分离完全 3 结论 3 1 选用体积浓度为 8 O 乙醇为溶剂 采用索氏 抽提法浸提茶多酚效果较佳 3 2 钙 盐沉 淀茶 多 酚 的适 宜酸 度为 p H 7 0 8 O p H 7 5时沉淀率较高 3 3 钙盐加人量与茶叶质量之比 1 2 适宜 表 4 茶多酚 一钙盐正交试验因素水平表 A硫酸溶液 B转溶温度 C转溶时间 D料酸 比 水平 浓度 m o l L m l n 体积 1 1 0 2 0 5 1 1 2 2 0 4 0 1 5 1 1 5 3 3 0 6 0 2 5 1 2 表 5正交试验结果表 转溶出的茶多 实验号 A B C D 酚的 A B S 值 1 1 1 1 1 O 1 1 6 2 1 2 2 2 0 2 6 0 3 1 3 3 3 0 1 8 5 4 2 l 2 3 0 4 5 0 5 2 2 3 1 0 2 8 5 6 2 3 1 2 0 2 5 4 7 3 1 3 2 0 3 8 5 8 3 2 2 3 0 3 0 2 9 3 3 1 1 0 2 3 6 K1 0 5 61 0 9 51 0 6 7 2 0 6 3 7 K 2 0 9 8 9 0 8 4 7 0 9 4 6 0 8 9 9 l 3 0 9 2 3 0 6 7 5 0 8 5 5 0 9 3 7 K1 0 1 8 7 0 31 7 0 2 2 4 0 21 2 3 K 2 0 3 2 9 6 0 2 8 2 3 0 3 1 5 3 0 2 9 9 6 l 3 0 3 07 6 0 2 2 5 0 0 2 8 5 0 0 3 1 2 3 R O 1 4 2 6 0 0 9 2 0 0 1 9 3 0 1 o 0 O 3 4 酸浓度 转溶温度 转溶时间 料酸 比各因素对 茶多酚的溶出量贡献大小依次为 酸浓度 料酸体积 比 转溶温度 转溶时间 3 5 茶多酚 一 钙盐沉淀转溶的最佳条件为 茶多酚 一 钙盐沉淀用 2 m o l L硫酸