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        β-環(huán)糊精輔助從綠茶中提取茶多酚

        2010-08-27 08:18:02王恩舉
        關(guān)鍵詞:環(huán)糊精茶多酚綠茶

        王恩舉,李 津

        (海南師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院 海南省熱帶藥用植物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南 ???571158)

        β-環(huán)糊精輔助從綠茶中提取茶多酚

        王恩舉,李 津

        (海南師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院 海南省熱帶藥用植物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南 ???571158)

        研究了β-環(huán)糊精在以水為溶劑從綠茶中提取茶多酚的輔助作用,考察了β-環(huán)糊精用量,溫度,時(shí)間,以及超聲波對(duì)提取效果的影響.結(jié)果顯示,β-環(huán)糊精對(duì)茶多酚的溶出速率和提取率都有較明顯的改善,70℃超聲震蕩8分鐘茶多酚的提出率高達(dá) 27.2%.

        茶多酚;β-環(huán)糊精;提取;超聲波

        茶多酚(teapolyphenol,TP)是茶葉中最主要的活性成分,含量高達(dá)茶葉干重的 20%~35%,主要由兒茶素類、黃酮及黃酮醇類、花色素類、酚酸及縮酚酸類物質(zhì)組成,其中兒茶素類是主體成分,約占茶多酚總量的 80%.茶多酚具有非常廣泛的生物活性,除了人們熟知的抗氧化、消除自由基、防齲齒、消除口臭、沉淀金屬等作用外,還具有防癌抗癌、保護(hù)肝臟、降血糖、防治心血管疾病等一系列特殊的藥理功能.近年來(lái),茶多酚已經(jīng)在醫(yī)藥、食品、化妝品、飼料等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1].茶多酚有多種提取分離方法,一般先通過(guò)水或有機(jī)溶劑回流提取、或微波加熱浸提,或超聲波輔助浸提等方法得到提取液,然后通過(guò)除雜富集得茶多酚粗品,常用的除雜方法有溶劑萃取法,沉淀法、色譜法、膜技術(shù)、樹(shù)脂吸附等[2-4].

        β-環(huán)糊精(β-CD)具有外親水,內(nèi)疏水的獨(dú)特結(jié)構(gòu),在水溶液中,它的疏水空腔可以選擇包合大小和形狀合適的分子形成超分子復(fù)合物.藥物分子經(jīng) β-CD包合后,多種藥學(xué)性質(zhì)可以得到改善,如改變藥物的溶解度和溶出速率,提高藥物的穩(wěn)定性,減少刺激性,改善不良?xì)馕都巴貙捤幬飫┬偷龋?].以β-CD-TP包合物為有效成分的含片可以有效預(yù)防齲齒,解決了含茶多酚牙膏、涂敷劑及含漱劑在口腔中停留并作用于牙齒時(shí)間較短的問(wèn)題[6].β-CD應(yīng)用于茶飲料的生產(chǎn)中,對(duì)防止液體綠茶飲料的褐變有很大幫助[7].環(huán)糊精包合物的制備方法很多,一般都是直接利用客體藥物與環(huán)糊精作用形成包合物[8].本文將β-CD直接用于綠茶中茶多酚的提取,將提取與包合過(guò)程一步完成,并研究了溫度、環(huán)糊精用量、提取時(shí)間及超聲波等對(duì)提取的影響,結(jié)果顯示,β-CD能很好地增加茶多酚的溶出率和溶出速率.

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 儀器、試劑與材料

        TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限公司);SK5200H超聲清洗器(上??茖?dǎo)超聲儀器有限公司);HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州澳華儀器有限公司).

        環(huán)糊精(化學(xué)純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);酒石酸鉀鈉,硫酸亞鐵,磷酸氫二鈉,磷酸二氫鉀等均為國(guó)產(chǎn)分析純.

        茶葉(市售袋泡綠茶,海南龍城實(shí)業(yè)有限公司);

        1.2茶多酚的提取

        精確稱取 7份干燥綠茶樣品,每份2.0 g,置于50 mL的錐形瓶中,第1~2號(hào)不加β-CD,3~7號(hào)分別加入0.4 、0.6、0.8、1.0、1.5g β-CD,以上7份各加20 mL蒸餾水,于70℃ 的恒溫水浴鍋中加熱攪拌20 min,趁熱過(guò)濾,2號(hào)濾液中加入0.8 g β-CD,各濾液分別定容于25 mL的容量瓶中,待測(cè).

        取2.0 g干燥綠茶樣品,置于50 mL的錐形瓶中,加入0.8 g β-CD和20 mL蒸餾水,在恒溫水浴鍋中加熱攪拌20 min,分別考察20、45、60、70、90℃時(shí)的提取效果.

        同法考察當(dāng)β-CD用量為0.8 g,提取溫度為70℃ 時(shí),提取時(shí)間對(duì)提取率的影響.

        同法考察當(dāng)β-CD用量為0.8 g,提取溫度為70℃ 時(shí),以超聲震蕩代替攪拌對(duì)提取率的影響.

        1.3 茶多酚提取率的測(cè)定

        參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 8313-2002)分光光度法測(cè)定茶多酚[9]的提取率,方法如下:

        準(zhǔn)確吸取茶多酚提取液0.1 mL于25 mL容量瓶中,加入4 mL水和5 mL酒石酸亞鐵,充分混勻,用pH7.5磷酸鹽緩沖液定容,放置約5 min,以試劑空白做參比,于波長(zhǎng)540 nm(10 mm比色杯)測(cè)吸光度(A).整個(gè)顯色過(guò)程在30 min內(nèi)完成.茶多酚的提取率以茶葉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示,按下式計(jì)算:

        式中:L1—試液的總量(mL);L2—測(cè)定時(shí)的用液量(mL);M0—試樣的質(zhì)量(g);m—試樣干物質(zhì)含量(%).

        2 結(jié)果與討論

        2.1 β-環(huán)糊精對(duì)茶多酚提出率的影響

        如圖1所示,在開(kāi)始階段,隨著β-CD的增加,提取液的吸光度增大較快.當(dāng)β-CD的添加量達(dá)到0.8 g時(shí),再繼續(xù)增大β-CD的添加量,吸光度增大不明顯.表1列出了β-CD用量與提取液吸光度和茶多酚提取率的對(duì)應(yīng)關(guān)系.2號(hào)試樣中的β-CD是在提取結(jié)束后加入的,吸光度與1號(hào)試樣基本相同,說(shuō)明β-CD對(duì)茶多酚在波長(zhǎng)為540 nm處對(duì)吸光度的影響非常小.

        圖1 β-環(huán)糊精用量對(duì)提取液吸光度的影響Fig.1 Effect of β-CD dosage on absorbency of green tea extract

        2.2 溫度對(duì)茶多酚提出率的影響

        當(dāng)環(huán)糊精用量為0.8g,提取時(shí)間為20 min時(shí),改變提取溫度,結(jié)果見(jiàn)圖2,由于茶多酚的提出率正比于提取液的吸光度,因此,圖 2可以代表溫度對(duì)茶多酚提出率的影響.由圖2可見(jiàn),從20~70℃隨著溫度的升高,茶多酚的溶出率迅速增加.從70℃開(kāi)始,吸光度隨溫度變化不再明顯,說(shuō)明在70℃,20 min就可以將絕大部分茶多酚提取出來(lái).因升高溫度可加速茶多酚的氧化,所以70℃是較佳的提取溫度.

        表1 β-CD用量對(duì)提取茶多酚的影響Table.1 Relationship between extraction rate of teapolyphenol and of β-CD dosage

        圖2 溫度對(duì)對(duì)提取液吸光度的影響Fig.2 Effect of teMperature on absorbency of green tea extract

        2.3 提取時(shí)間對(duì)茶多酚提出率的影響

        當(dāng)環(huán)糊精用量為0.8g,提取溫度為70℃時(shí),改變提取時(shí)間,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖 3.隨著提取時(shí)間的增加,提取液吸光度逐步增大,但增大的速率越來(lái)越慢(斜率變?。?當(dāng)提取時(shí)間達(dá)到20 min后,吸光度增大變得非常緩慢.繼續(xù)延長(zhǎng)提取時(shí)間雖然可以使茶多酚的提出率有所增加,但考慮到茶多酚的穩(wěn)定性較低,在熱水中的時(shí)間較長(zhǎng)可能對(duì)提取物的品質(zhì)有一定影響,且在此條件下,20min已可將大部分茶多酚提出,本實(shí)驗(yàn)以20min為最佳提取時(shí)間.

        2.4 超聲波對(duì)茶多酚提出率的影響

        當(dāng)β-CD用量為0.8g,提取溫度為70℃時(shí),以超聲震蕩代替攪拌,提取液吸光度隨提取時(shí)間的變化見(jiàn)圖4.由圖可知,超聲震蕩下提取時(shí)間顯著縮短,同時(shí)提出率也有所增加.超聲震蕩8 min與普通攪拌20 min相比,吸光度增大了0.04,茶多酚提出率增大了約2%.茶多酚易氧化變質(zhì),尤其在溶液中對(duì)光和熱比較敏感,縮短提取時(shí)間對(duì)保持茶多酚的品質(zhì)非常有意義,因此,與普通攪拌法相比,超聲提取是更佳的選擇.

        圖3 攪拌時(shí)間對(duì)提取液吸光度的影響Fig.3 Effect of stirring time on absorbency of green tea extract

        圖4 超聲時(shí)間對(duì)對(duì)提取液吸光度的影響Fig.4 Effect of ultrasonic time on absorbency of green tea extract

        2.5 β-CD在水提茶多酚中的作用

        β-CD對(duì)從茶葉中提取茶多酚的輔助作用主要是由于茶多酚溶出后立刻被β-CD包合,增加了茶多酚在組織細(xì)胞和水溶液中(游離態(tài))的濃度差,從而提高了茶多酚的溶出速率,縮短了提取時(shí)間,因此β-CD可以提高茶多酚的提取效率.更重要的是,β-CD的包合作用和較高的提取效率對(duì)防止茶多酚被氧化、保持高品質(zhì)具有非常重要的意義[10-11].同時(shí),β-CD的包合作用使茶多酚在水中的溶解度也有所提高,因此,β-CD可以防止綠茶飲料的冷混現(xiàn)象[7].

        本法所得茶多酚會(huì)含有少量水溶性雜質(zhì),不利于進(jìn)一步純化,對(duì)于一些對(duì)茶多酚純度要求不太嚴(yán)格的產(chǎn)品,如茶飲料,茶多酚保健品,茶多酚食品添加劑等,本法所得提取物完全可以滿足要求.如提取液可直接用于茶飲料,提取液噴霧干燥后可直接用于食品、保健品等.

        3 結(jié)論

        以海南綠茶為原料,考察了添加β-CD對(duì)茶多酚水提工藝的影響.結(jié)果顯示,β-CD對(duì)茶多酚的溶出速率和提取率都有較明顯的改善,每2.0g茶葉(干重)用水20 mL,添加0.8g β-CD,在70℃攪拌提取20 min即可基本上將茶多酚全部提出,茶多酚提出率達(dá)25%.與普通攪拌相比,超聲震蕩的提取效率更高,在其它條件相同的情況下,超聲震蕩8 min茶多酚的提出率高達(dá)27%.本方法將提取和包合過(guò)程一步完成,不但簡(jiǎn)化了工藝,而且可防止茶多酚氧化變質(zhì),在開(kāi)拓茶多酚在食品、保健品等方面的應(yīng)用是非常有意義的嘗試.

        [1]劉學(xué)銘,梁世中.茶多酚的保健和藥理作用及應(yīng)用前景[J].食品與發(fā)酵工業(yè),1998,24(5):47-51.

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        [3]羅志敏,薛麗群,張婷,等.珠狀殼聚糖樹(shù)脂對(duì)綠茶中茶多酚的吸附研究[J].食品科學(xué),2009,30(1):86-89.

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        責(zé)任編輯:畢和平

        Extraction of Teapolyphenol froMGreen Tea With the Aid of β-Cyclodextrion

        WANG Enju,LI Jin(College of Chemistry&Chemical Engineering,Hainan Normal University,Hainan Provicial Key Lab of Tropical Pharmaceutical Herb Chemistry,Haikou 571158,China)

        The effect of β-cyclodextrin on extracting teapolyphenol froMgreen tea with water has been studied.Some key factors,including the addition amount of β-cyclodextrin,extraction temperature,extraction time and ultrasonic vibration instead of stirring,were investiated in details.The results shoWthat β-cyclodextrin could significantly improve the dissolution rate and extraction rate of teapolyphenol and extraction yield reached up to 27.2%when ultrasonic vibrate for 8 minutes at 70℃.

        Teapolyphenol;β-Cyclodextrin;Extraction;ultrasonic vibration

        R 284.2

        A

        1674-4942(2010)01-0062-04

        2009-11-13

        海南省自然科學(xué)基金(808145)和海南師范大學(xué)博士科研啟動(dòng)基金(103303)資助項(xiàng)目

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