沈正雄,魯?shù)劳撼砂?/p>
(1.銅仁學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院,貴州 銅仁 554300;2.銅仁學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院,貴州 銅仁 554300 )
白茶茶多酚提取工藝的優(yōu)化研究
沈正雄1,魯?shù)劳?,梁成艾2*
(1.銅仁學(xué)院 材料與化學(xué)工程學(xué)院,貴州 銅仁 554300;2.銅仁學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院,貴州 銅仁 554300 )
為了獲得含量較高的茶多酚,對(duì)白茶茶多酚的回流提取工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化研究。以茶多酚的提取率為考察指標(biāo),以水為溶劑,通過正交試驗(yàn),考查了浸提溫度、時(shí)間、料液比和浸提次數(shù)對(duì)茶多酚提取率的影響。結(jié)果表明,最佳條件為:浸提次數(shù)3次,浸提溫度70℃,浸提時(shí)間60min,浸提料液比1:30,按此條件,白茶茶多酚水提取率為25.58%。
白茶;茶多酚;提取工藝;正交試驗(yàn)
茶多酚是存在于茶葉中的多羚基酚類化合物,約占茶葉干基的15%~35%[1],其所含多酚類物質(zhì)的含量是其它植物難以比擬的。研究表明,茶多酚作為一種新型的天然抗氧化劑,還具有高效的抗癌、抗衰老、抗藥理輻射、清除人體自由基、降血糖、血脂等一系列藥理功效,在食品工業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)和日用化工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[1-2]。
白茶是我國的六大茶類之一,具有提神、殺菌、降脂降壓、抗輻射、防暑、解毒、利尿等方面的功效。通過查閱文獻(xiàn),對(duì)白茶茶葉中茶多酚的提取工藝研究報(bào)道甚少。為此,我們對(duì)我市白茶的茶多酚的提取工藝進(jìn)行對(duì)比研究,以期優(yōu)化出白茶水提的最佳條件,并測(cè)定其茶多酚的含量。這將對(duì)開發(fā)“白茶”具有一定的理論參考價(jià)值。
1.1.材料
儀器:可見分光光度計(jì)(北京普析通用)、電子天平(AL204型梅特勒-托利多)、電熱恒溫水浴鍋、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精密試驗(yàn)設(shè)備)、球形冷凝裝置一套。試劑:硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀,均為分析純。茶樣:白茶,特級(jí),購于貴州省沿河縣中界鄉(xiāng)某茶葉公司。
1.2.試驗(yàn)方法
1.2.1.茶多酚的浸提方法
準(zhǔn)確稱取50℃下干燥(30分鐘)的茶葉(20目)1.0000g于圓底燒瓶中,用一定體積比例的蒸餾水作為溶劑,在恒溫水浴中進(jìn)行回流浸提,浸提一定時(shí)間,趁熱抽濾,濾液冷卻后定容于50ml或100ml的容量瓶中[3]。
1.2.2.茶多酚的測(cè)定方法
按 GB/T8313—2002 茶 茶多酚測(cè)定[4]。
1.2.3.單因素考察試驗(yàn)
(1)提取溫度。精確稱取茶樣品5份,在料液比為1:20,提取時(shí)間為40min的條件下,分別于40℃、50℃、60℃、70℃、80℃水浴溫度中提取一次。
(2)提取時(shí)間。精確稱取茶樣品5份,在料液比為1:20,提取溫度為50℃的條件下,分別浸提30min、40min、50min、60min、70min各一次。
(3)料液比。精確稱取茶樣品5份,分別用1:10、1:20 、1:30、1:40、1:50蒸餾水,在 50℃水浴中浸提40min各一次。4)浸提次數(shù)。精確稱取茶樣品4份,用30ml蒸餾水于50℃水浴中分別浸提40分鐘1次、2次、3次、4次。1.2.4正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)文獻(xiàn)和單因素試驗(yàn)考察結(jié)果,確定提取時(shí)間(A)、浸提溫度(B)、浸提次數(shù)(C)及浸提料液比(D)4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),其因素水平表見表1。
2.1.不同因素對(duì)白茶茶多酚提取率的影響
2.1.1.提取溫度
由圖1可知,當(dāng)溫度較低時(shí),白茶茶多酚的溶出速率較慢,提取率較低;隨著提取溫度的升高,提取率不斷增加,當(dāng)達(dá)到60℃時(shí),提取率達(dá)最大值;繼續(xù)升溫,提取率反而不斷降低,平衡受溫度的影響導(dǎo)致提取率下降。說明溫度較低或者較高對(duì)白茶茶多酚的提取都不利,所以提取溫度選擇60℃左右為宜。
2.1.2.提取時(shí)間
由圖 1可見,隨著時(shí)間的增加,茶多酚提取率先增加后減少,在60分鐘后發(fā)生銳減趨勢(shì),在50min時(shí)浸出率達(dá)到最大值。這是因?yàn)樘崛r(shí)間過短,茶多酚還未充分溶出,時(shí)間太長時(shí),提取液內(nèi)茶多酚溶解已經(jīng)達(dá)到平衡,提取率不會(huì)增加。所以提取時(shí)間宜控制在50min左右。
2.1.3.料液比
由圖 1可見,在料液比較小時(shí),提取率較低,隨著料液比的不斷增加,提取率加大,當(dāng)料液比為1:30時(shí)提取率達(dá)到最大值,提取效果最佳。
2.1.4.浸提次數(shù)
由圖 1可知,茶多酚的提取率隨著提取次數(shù)的增加而不斷增加,在第1次與第2次之間時(shí)提取率變化明顯,在第2次與第3次時(shí)提取率變化較平緩,但是在第4次時(shí)提取率變化不顯著,結(jié)合工業(yè)實(shí)際,提取次數(shù)選擇3次為宜。
圖1 不同提取溫度、時(shí)間、料液比及次數(shù)下白茶茶多酚的提取率Fig. Extraction rate of TP under different temperature,time,solid-liquid ratio and times
2.2.最佳提取工藝
2.2.1.正交試驗(yàn)結(jié)果
由表 2可知,經(jīng)過極差分析與比較,白茶茶多酚水提提取率影響因素大小順序?yàn)椋航岽螖?shù)>浸提溫度>浸提時(shí)間>浸提料液比,正交試驗(yàn)最佳浸提條件為A3B3C3D2 ,即浸提次數(shù)3次,浸提溫度70℃,浸提時(shí)間60min,料液比1:30。
2.2.2.驗(yàn)證性試驗(yàn)
據(jù)正交試驗(yàn)得出白茶茶多酚水提最佳方案A3B3C3D2,而正交試驗(yàn)的9個(gè)方案中沒有該方案。為驗(yàn)證該方案是否為最佳方案,通過 3組平行試驗(yàn)來驗(yàn)證。結(jié)果:水提白茶茶多酚的提取率為25.58%,浸提率均大于正交表中 9個(gè)方案的提取率,確定該方案為最優(yōu)提取方案。
表1 正交試驗(yàn)因素及水平Table 1 The factors and levels of orthogonal test
表2 茶多酚水提正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 The result of water-extracting of TP
(1)本試驗(yàn)以白茶為原料,以水為溶劑,經(jīng)過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn),優(yōu)選提取白茶茶多酚的工藝條件。試驗(yàn)表明,沿河白茶茶多酚的最優(yōu)浸提條件為浸提料液比 1:30、浸提溫度 70℃、浸提時(shí)間60min、浸提次數(shù)3次,提取率較高達(dá)25.58%左右。本研究結(jié)果為沿河白茶提取、分離和產(chǎn)品開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。
(2)水提和醇提法都被廣泛應(yīng)用于從茶葉中提取茶多酚,這兩種方法各有優(yōu)劣。水提法成本低,比較適合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,但提取效果較醇提法差。醇提法的提取效果好,但是醇提液中的脂溶性色素較多,純化處理較復(fù)雜。 同時(shí),茶多酚提取率的高低,除了與提取工藝、溶劑外,還與提取方法、茶葉的產(chǎn)地、采收季節(jié)、加工儲(chǔ)藏等因素有關(guān)。
[1]趙保路.氧自由基和天然抗氧化劑[M].北京:科學(xué)出版社,1999.
[2]王利,翟金蘭,楊婷,等.茶多酚的應(yīng)用及提取方法[J].食品研究與開發(fā),2006,27(3):154-156.
[3]趙大洲,石蓓梅,葉主虹.茶多酚水提與醇提的比較研究[J].食品研究與開發(fā),2007,28(8):69-70.
[4]GB/T 8313—2002,茶 茶多酚測(cè)定[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.
Optimization Research on Extraction Process of Tea Polyphenols from White Tea
SHEN Zhengxiong1,LU Daowang1,LIANG Chengai2
(1. College of materials and chemical engineering,Tongren University,Tongren 554300,China;2. College of Continuing Education,Tongren University,Tongren 554300,China )
In order to obtain high content of tea polyphenols,the extraction process of tea polyphenols from white tea was optimized. The effect of extraction temperature,time,ratio of material to liquid ratio and extraction times on the extraction rate of tea polyphenols was studied by orthogonal test,the extraction rate of tea polyphenols and water as solvent. The results showed that the optimum conditions were: 3 times of extraction,the extraction temperature of 70℃,the extraction time of 60min,and the ratio to 1:30,the extraction rate was 25.58%.
white tea,tea polyphenols,technology research,orthogonal test
S571.1
A
1673-9639 (2015) 04-0011-04
(責(zé)任編輯 毛志)(責(zé)任校對(duì) 徐松金)(英文編輯 田興斌)
2014-09-24
本文系貴州省教育廳優(yōu)秀科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(黔教合人才團(tuán)隊(duì)字[2013]24號(hào)),野生動(dòng)植物保護(hù)與利用重點(diǎn)支持學(xué)科項(xiàng)目(黔教合重點(diǎn)支持學(xué)科字[2011]232號(hào)),貴州省教育廳特色實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目(黔教合KY[2011]005號(hào))成果。
沈正雄(1963-),男,貴州德江人,副教授,學(xué)士,研究方向:生物學(xué)教學(xué)與科研。魯?shù)劳?983-),男,副教授,碩士,研究方向:藥食品分析。
梁成艾(1970-),男,副教授,博士,研究方向:職業(yè)技術(shù)教育。