蘇揚 姚國勝 樂傳俊 陳靜靜 徐風萍 王輝

(常州工學院理學院，江蘇 常州 213002)

在超聲條件下從綠茶中提取兒茶素的工藝研究

蘇揚 姚國勝 樂傳俊 陳靜靜 徐風萍 王輝

(常州工學院理學院，江蘇 常州 213002)

采用正交試驗法，在超聲條件下，研究浸提液乙醇濃度、提取時間、浸提溫度、料液比4個條件對兒茶素提取率的影響，確定最佳提取工藝條件。結果表明，當浸提溫度為60℃、提取時間為40 min、料液比1∶12(W/V)、乙醇濃度為70%(V/V)時，EGCG的浸提率達到24.37%，較之常規(guī)溶劑浸提法提高了39.58%。研究還發(fā)現，由于吸附作用，活性炭脫色會大幅降低提取液中EGCG的含量。

超聲波;綠茶;兒茶素;EGCG

兒茶素類(EGCG)物質是茶葉中主要的生物活性物質，具有抗氧化、抗菌消炎、抗病毒、降血糖和血脂、預防心血管疾病及抗衰老等作用。如何有效地分離提純兒茶素一直是研究重點[1-2]。

超聲波由于其空化作用引起湍動、微擾、界面、聚能效應，可在天然產物的提取中增加有效成分的溶出速度和數量，從而提高有效成分的浸提率和縮短浸提時間[3-6]。本文采用正交試驗法，在超聲條件下由浸提液乙醇濃度、超聲提取時間、浸提溫度、料液比四個方面研究從綠茶中提取兒茶素的最佳工藝條件，并與常規(guī)方法進行比較;采用鹽酸—香草醛法檢測提取液中的兒茶素含量[7-9]，計算各工藝條件下的浸提率;同時還對提取液的脫色過程對浸提率的影響進行研究。

1 實驗

1.1 材料、試劑和儀器

材料、試劑:茶葉(雀舌，常州金壇，2009年5-6月份采摘);無水乙醇(分析純，江蘇永豐化學試劑廠);乙酸乙酯(分析純，成都市科龍化工試劑廠);鹽酸(分析純，江蘇永豐化學試劑廠);香蘭素(分析純，成都市科龍化工試劑廠);活性炭(分析純，上海實驗試劑有限公司);EGCG(99.36%，上海融樂醫(yī)藥科技發(fā)展有限公司)。

儀器:金利牌超聲波清洗器(頻率(40±5%)kHz，功率(250±10%)W，上海吉理超聲儀器有限公司，改裝后帶有溫控加熱系統(tǒng));722可見分光光度計(上海菁華科技儀器有限公司);FA1004電子天平(上海越平科學儀器有限公司);SHB-ⅢS循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿有限公司);ZDF-OB真空干燥箱(上海博泰實驗設備有限公司);Senco R系列旋轉蒸發(fā)器(上海申生科技有限公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 提取

超聲提取:稱取5.00 g綠茶，粉碎后置于圓底燒瓶中，按照料液比加入一定量的提取溶劑，然后將圓底燒瓶固定于超聲波清洗儀中，使槽內水面與燒瓶中液面齊平，水浴加熱至一定溫度，超聲提取一定時間后停止，抽濾。共提取4次，合并濾液。

常規(guī)溶劑提取:按超聲提取確定的工藝條件，在無超聲的條件下進行了常規(guī)提取，以與超聲方法進行對比。

1.2.2 EGCG含量的測定

準確稱取5.0 mg EGCG粉末，用無水乙醇溶解，轉移至50.0 mL容量瓶并定容至刻度線配制成標準溶液。移取上述標準溶液1.2 mL于25.0 mL容量瓶，加5.00 mL蒸餾水，用1%香蘭素濃鹽酸定容至刻度線。放置40 min，以水樣為空白，從450～600 nm每隔10 nm測量一次吸光度值，確定EGCG的最大吸收波長。

分別移取上述標準溶液1.20 mL，1.60 mL，2.00 mL，2.40 mL，2.80 mL，3.20 mL 和 3.60 mL于25.0 mL容量瓶，加5.00 mL蒸餾水，用1%香蘭素濃鹽酸定容至刻度線。放置40 min，以水樣為空白，在EGCG最大吸收波長處測量其吸光度值。采用線性回歸法建立EGCG的標準曲線方程。

移取各提取液1.00 mL于100 mL容量瓶，其中，x為浸提率;me為EGCG質量;m0為綠茶質量。

1.2.3 提取液的脫色

取提取液100 mL，在水浴溫度為40℃、旋轉速度為120～150 r/min的條件下，旋轉蒸發(fā)回收乙醇，得濃縮液。將濃縮液用蒸餾水稀釋至100 mL，50℃水浴中加熱數分鐘直至渾濁現象消失為止，測量其EGCG的含量。取濃縮稀釋液50.0 mL，調節(jié)pH 1～2，加入綠茶用量36%的活性炭，在50℃水浴中脫色2次，每次30 min。然后測定脫色后溶液中EGCG的含量。用蒸餾水定容至刻度線。取稀釋100倍后的提取液1.00 mL于25.0 mL容量瓶，加5.00 mL蒸餾水，用1%香蘭素濃鹽酸定容至刻度線。放置40 min，以未加香蘭素濃鹽酸的提取液為空白，在EGCG最大吸收波長處測量其吸光度值，并按式(1)計算浸提率:

2 結果與討論

2.1 EGCG最大吸收波長和標準曲線

實驗結果表明EGCG的最大吸收波長在500 nm處。所測標準曲線如圖1所示，曲線方程為:

圖1 EGCG的標準曲線

2.2 提取工藝條件的確定

采用正交試驗法，由浸提液乙醇濃度、提取時間、浸提溫度、料液比4個方面確定從綠茶中提取兒茶素的最佳工藝條件。通過檢測提取液中的兒茶素含量，計算各工藝條件下的浸提率(見表1、表2)。

正交試驗結果顯示，以EGCG浸提率為評價指標的最佳提取條件是A3B3C3D1，即浸提溫度為60℃、超聲提取時間40 min、料液比1∶12(W/V)和乙醇濃度為70%(V/V)。在此最佳提取條件下進行兒茶素的提取，對該優(yōu)化方案進行驗證。結果顯示，EGCG的浸提率為24.37%。

正交試驗的極差分析表明，提取條件的影響因素依次為:料液比＞乙醇濃度＞浸提溫度＞提取時間。由此可見，料液比對浸提率的影響最大，而提取時間對浸提率影響最小。

表1 正交試驗結果分析

表2 正交試驗結果極差分析

2.3 超聲法與常規(guī)溶劑提取法的比較

根據正交試驗結果所確定的最佳提取工藝條件，在無超聲的條件下進行常規(guī)溶劑提取。結果表明，常規(guī)溶劑提取法中EGCG的浸提率為17.46%。由此可見，超聲提取使EGCG的浸提率比常規(guī)溶劑提取提高了39.58%。這說明超聲波的強烈振動和空化效應可以增加物質分子的運動速度和溶劑的滲透性，提高兒茶素的溶出速度和數量。

2.4 脫色對EGCG提取的影響

取上述正交試驗的5、7、9號實驗的提取液各100 mL，濃縮回收乙醇后用蒸餾水稀釋至100 mL，測其EGCG含量;對該溶液使用活性炭進行脫色處理，脫色后溶液成淡黃色，測其EGCG含量。提取液、脫色液中EGCG的濃度值如表3所示。實驗結果表明，對提取液進行脫色處理，使提取液中的EGCG含量大幅降低，損失率為80% ～84%。因此，在兒茶素的提取過程中不應采用脫色，以避免兒茶素的損失。

表3 脫色對EGCG濃度的影響

3 結論

1)超聲條件下從綠茶中提取兒茶素的效果明顯優(yōu)于常規(guī)浸提法，不但可以使兒茶素的浸提率大大提高，而且可以縮短浸提時間。當超聲頻率為40 kHz、超聲功率為250 W、浸提溫度為60℃、超聲提取時間為40 min、料液比1∶12(W/V)、乙醇濃度為70%(V/V)時，EGCG的浸提率達到最大，與相同條件下常規(guī)浸提法相比，其EGCG的浸提率從17.46%上升至24.37%，提高了39.58%。提取條件中料液比對浸提率的影響是最大的，而提取時間對浸提率影響最小。

2)脫色會造成EGCG的損失，損失率為80%～84%。因此在提取過程中應避免采用脫色。

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Study on Technology of Extracting Catechin from Green Tea by Ultrasonic Wave

SU YangYAO Guo-shengYUE Chuan-junCHEN Jing-jingXU Feng-pingWANG Hui

(School of Science，Changzhou Institue of Technology，Changzhou 213002)

The influence of ethanol concentration，extraction time，extraction temperature and the liquidto-solid ration on the extraction rate of catechin is studied under ultrasonic wave with the orthogonal experiment method.The results indicate that the extraction rate of EGCG is 24.37%，when the extraction condition is:extraction temperature 60 ℃，the ultrasonic extraction time 40 min，the liquid-to-solid ratio 1∶12(W/V)，and ethanol concentration 70%(V/V).Compared to the conventional solvent extraction，the extraction rate has increased by 39.58%.By this study，we also find that the de-colorization with active carbon significantly reduces the concentration of EGCG in the extract because of adsorption.

ultrasonic wave;green tea;catechin;EGCG

Q946.84+1

A

1671-0436(2011)02-0042-04

2011-03-03

蘇揚(1971— )，男，碩士，講師。

責任編輯:唐海燕