馮麗琴，楊芙蓮，董文賓，韓瑋

（陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，陜西西安710021）

富硒茶中茶多酚和茶多糖的連續(xù)提取工藝研究

馮麗琴，楊芙蓮，董文賓，韓瑋

（陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，陜西西安710021）

采用紫陽富硒茶的老葉為原料，連續(xù)提取茶多酚和茶多糖，并測定其硒含量。以液固比、乙醇濃度、提取溫度，提取時(shí)間為單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化提取工藝。結(jié)果表明：最佳提取條件是液固比35∶1（mL/g）、乙醇濃度40%、提取溫度65℃、提取時(shí)間60 min。其中，茶多酚的提取率為32.56%，純度為43.29%，其硒含量為0.35 μg/g；茶多糖的提取率為26.33%，純度為37.67%，其硒含量為1.75μg/g。

連續(xù)提??；茶多酚；茶多糖

紫陽富硒茶產(chǎn)于陜西省紫陽縣天然富硒區(qū)，是當(dāng)今世界上第一個(gè)通過科學(xué)鑒定具有特種保健功效的優(yōu)質(zhì)綠茶。除了具備普通茶葉的功能性成分外，富硒茶最顯著的特點(diǎn)就是富含硒元素，是一種補(bǔ)硒佳品［1］。

茶多酚（Tea polyphenols，TP）是茶葉中多酚類化合物的總稱，主要包括兒茶素類（黃烷醇類）、黃酮及黃酮醇類、花青素和花白素類、酚酸及縮酚酸類，具有抗氧化、抗菌、抗病毒、降血脂，提高人體綜合免疫能力等作用［2］。茶多糖（Tea polysaccharides，TPS）是一種酸性糖蛋白，具有提高免疫力、降血脂、降血糖、抗輻射、抗凝血，抗血栓等功效，且茶多糖在老葉片中的含量高于嫩葉［3］。有文獻(xiàn)［4-6］報(bào)道，茶多酚和茶多糖各自的提取方法，但少見茶多酚和茶多糖連續(xù)提取的報(bào)道。本試驗(yàn)利用紫陽富硒茶的老葉連續(xù)提取茶多酚和茶多糖，可提高茶葉資源的利用，降低主要原料成本，增加茶葉附加值，提高茶葉加工企業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力和市場競爭力。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

富硒茶：由陜西省安康市紫陽縣盤龍?zhí)烊桓晃G茶有限公司提供。

1.2試驗(yàn)試劑

福林酚試劑：美國sigma公司；硫酸：西安科洛試劑有限公司；苯酚：天津天士力化工有限公司；沒食子酸：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鈉：紅日化工有限公司；本試驗(yàn)所用試劑均為分析純。

1.3儀器與設(shè)備

UV-2600紫外可見光分光光度計(jì)：上海龍尼柯儀器有限公司；超聲波清洗儀：鄭州長城科工貿(mào)有限公司；超濾機(jī)：上海新拓分析儀器科技有限公司；真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：西安安泰儀器科技有限公司。

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1分析方法

茶多酚含量的測定參照國標(biāo)GB/T 8313-2008《茶葉中茶多酚和兒茶素含量的檢測方法》執(zhí)行；采用苯酚-硫酸法［7］測定茶多糖含量；硒含量的測定參照國標(biāo)GB 5009.93-2010《食品中硒的測定》執(zhí)行。

1.4.2工藝路線

工藝路線見圖1。

圖1　茶葉中茶多酚和茶多糖的連續(xù)提取工藝Fig.1　Continuous extraction of tea polyphenols and tea polysaccharide

1.4.3連續(xù)提取的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.3.1液固比的影響

稱取5 g茶粉5份，分別選取液固比10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1（mL/g），以純水為溶劑，70℃，超聲功率200 W，提取時(shí)間60 min，提取2次來考察液固比對茶多酚、茶多糖提取率的影響。

1.4.3.2乙醇濃度的影響

稱取5 g茶粉5份，以1.4.3.1所得的最佳液固比，分別采用濃度為15%、30%、45%、60%、75%的乙醇為溶劑，溫度70℃，超聲功率200 W，提取時(shí)間60 min，提取2次來考察乙醇濃度對茶多酚、茶多糖提取率的影響。

1.4.3.3提取溫度的影響

稱取5 g茶粉5份，采用1.4.3.1所得的最佳液固比，1.4.3.2所得的最佳溶劑，分別在40、50、60、70、80℃進(jìn)行提取，超聲功率200 W，提取時(shí)間60 min，提取2次來考察提取溫度對茶多酚、茶多糖提取率的影響。

1.4.3.4提取時(shí)間的影響：

稱取5 g茶粉5份，采用1.4.3.1所得的最佳液固比，1.4.3.2所得的最佳溶劑，1.4.3.3所得的最佳溫度，分別在20、40、60、80、100 min進(jìn)行提取，超聲波功率200 W，考察提取時(shí)間對茶多酚、茶多糖提取率的影響。

1.4.4連續(xù)提取的條件優(yōu)化

在單因素提取試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取液固比（A）、乙醇濃度（B）、提取溫度（C）和提取時(shí)間（D）為考察因素，每個(gè)因素選擇3個(gè)水平（如表1），按L9（34）進(jìn)行正交設(shè)計(jì)，以茶多酚和茶多糖的提取率為指標(biāo)，進(jìn)行提取試驗(yàn)。采用正交助手進(jìn)行正交統(tǒng)計(jì)分析，確定綜合提取的最佳工藝條件。

1.4.5硒含量的測定

利用微波消解-紫外分光光度法［8］測定茶多酚和茶多糖的硒含量。

表1　L9（34）正交試驗(yàn)因素水平Table 1　Factors and levels in the orthogonal array design

2　結(jié)果與分析

2.1液固比對功能性組分提取率的影響

液固比對功能性組分提取率的影響見圖2。

圖2　液固比對茶多酚和茶多糖提取率的影響Fig.2　Effect of liquid-solid ratio on extraction rate of tea polyphenols and tea polysaccharides

由圖2可以知：茶多酚和茶多糖的提取率均隨液固比的增大而提高，但從30∶1（mL/g）后增加的幅度不明顯，考慮到后續(xù)的濃縮處理，選30∶1（mL/g）為連續(xù)提取茶多酚和茶多糖的最佳液固比。

2.2乙醇濃度對功能性組分提取率的影響

乙醇濃度對功能性組分提取率的影響見圖3。

圖3　乙醇濃度對茶多酚和茶多糖提取率的影響Fig.3　Effect of ethanol concentration on extraction rate of tea polyphenols and tea polysaccharides

由圖3可知：隨著乙醇濃度的增大，茶多酚和茶多糖的提取率先增大后減小，并且在乙醇濃度為60%時(shí)，茶多酚提取率最大，乙醇濃度為30%時(shí)茶多糖的提取率最大。綜合考慮茶多酚和茶多糖的提取率，選擇乙醇濃度為45%為最佳乙醇濃度。

2.3提取溫度對功能性組分提取率的影響

提取溫度對功能性組分提取率的影響見圖4。

圖4　提取溫度對茶多酚和茶多糖提取率的影響Fig.4　Effect of temperature on extraction rate of tea polyphenols and tea polysaccharides

從圖4可看出：隨著溫度的升高，茶多酚的提取率先增大后減小，60℃時(shí)提取率最大；茶多糖的提取率隨溫度升高而增大，但在60℃后增加的幅度不明顯，綜合考慮茶多酚和茶多糖的提取率，選取60℃為最佳提取溫度。

2.4提取時(shí)間對功能性組分提取率的影響

提取時(shí)間對功能性組分提取率的影響見圖5。

由圖5可知：隨著提取時(shí)間的增加，茶多酚提取率先增大后減小，在60 min時(shí)提取率最大；茶多糖在40min時(shí)提取率最大，隨后提取率開始減小。綜合考慮茶多酚和茶多糖的提取率，選取60min為最佳提取時(shí)間。

圖5　提取時(shí)間對茶多酚和茶多糖提取率的影響Fig.5　Effect of extraction time on extraction rate of tea polyphenols and tea polysaccharides

由單因素試驗(yàn)可知，液固比、乙醇濃度、提取溫度、提取時(shí)間對茶多酚、茶多糖的連續(xù)提取均有一定影響，選取較佳的提取條件液固比30∶1（mL/g），乙醇濃度45%，浸提溫度60℃，提取時(shí)間60 min做正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝條件。

2.5條件優(yōu)化

以液固比（A）、乙醇濃度（B）、提取溫度（C）、提取時(shí)間（D）為考察因素，按L9（34）進(jìn)行正交設(shè)計(jì)，結(jié)果如表2。

表2　L9（34）正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)及結(jié)果Table 2　L9（34）Orthogonal design experiments and results

表3　茶多酚提取率方差分析Table 3　Tea polyphenols extraction yield variance analysis

表4　茶多糖提取率方差分析Table 4　Tea polysaccharide extraction yield variance analysis

運(yùn)用直觀分析法，比較極差分析表2中4個(gè)因素下茶多酚的極差R值，4個(gè)因素下茶多酚的R值分別是：液固比為4.396，乙醇濃度為1.763，提取溫度為1.160，提取時(shí)間為0.813。由正交試驗(yàn)對茶多酚提取率影響的方差分析表3可知，4個(gè)因素中乙醇濃度相對于提取溫度是顯著差異，液固比相對于其他因素為極顯著差異。由此，影響茶多酚提取率的因素：為液固比（A）＞乙醇濃度（B）＞提取溫度（C）＞提取時(shí)間（D）。正交試驗(yàn)第9組與均值得出的最佳組合進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示茶多酚提取的最佳提取組合為A3B3C2D1，即采用液固比為35∶1，乙醇濃度為50%，60℃水浴提取50 min，效果最佳。

但對于茶多糖而言，根據(jù)極差分析表2可知4個(gè)因素下茶多糖的極差R值為：液固比為10.150，乙醇濃度為5.283，提取溫度為2.973，提取時(shí)間為0.987。由正交試驗(yàn)對茶多糖提取率影響的方差分析表4可知4個(gè)因素中乙醇濃度相對于提取溫度是顯著差異，液固比為極顯著差異。由此，影響茶多糖提取率的因素：為液固比（A）＞乙醇濃度（B）＞提取溫度（C）＞提取時(shí)間（D）。正交試驗(yàn)第7組與均值得出的最佳組合進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示茶多酚提取的最佳提取組合為A3B1C3D2，即采用液固比為35∶1，乙醇濃度為40%，65℃水浴提取60 min，效果最佳。

綜上所述分別分析了同一個(gè)正交試驗(yàn)對茶多酚和茶多糖提取率的影響。因?yàn)楸驹囼?yàn)是要對茶多酚和茶多糖進(jìn)行連續(xù)提取，所以要綜合考慮其提取工藝。由極差分析表可知正交試驗(yàn)4個(gè)因素對茶多酚與茶多糖的影響順序一致，均為液固比（A）＞乙醇濃度（B）＞提取溫度（C）＞提取時(shí)間（D），即影響茶多酚茶多糖提取率的主要因素液固比和乙醇濃度。從連續(xù)提取的角度考慮，在A3條件下2者提取率均偏高故A3為理想條件；因素B對2者提取率影響較大，尤其對茶多糖影響最大，因此選取最優(yōu)條件時(shí)應(yīng)著重考慮B對茶多糖提取率的影響。雖然在B3條件下的茶多酚提取率高于B2和B1但差別并不顯著。而B1條件下的茶多糖提取率則顯著高于B2和B3，因此，綜合考慮選取B1為最優(yōu)條件；因素C在對兩個(gè)指標(biāo)的影響基本一致，因此選擇C3為最佳條件；因素D在對兩個(gè)指標(biāo)的影響因素中都位于末位，根據(jù)茶多酚提取率變化不顯著而茶多糖提取率變化顯著因此D2為最佳條件。則連續(xù)提取最佳條件為A3B1C3D2，即功能性組分綜合提取的最優(yōu)工藝為液固比為35∶1（mL/g），乙醇濃度為40%，提取溫度為65℃提取時(shí)間為60 min。

2.6硒含量測定結(jié)果

硒含量測定結(jié)果見表5。

表5　硒含量測定結(jié)果Table 5　Determination of selenium content

從表5中可看出茶多酚和茶多糖均含有硒，且茶多糖中硒含量高于茶多酚中的硒含量。

3　結(jié)論

利用紫陽富硒茶的粗老茶葉為原料，同時(shí)提取茶多酚和茶多糖，可對于原料充分利用，進(jìn)一步提高茶葉深加工的附加值。本實(shí)驗(yàn)采用超聲波輔助提取，在最佳條件下，茶多酚的提取率為32.56%，純度為43.29%，其硒含量為0.35 μg/g；茶多糖的提取率為26.33%，純度為37.67%，其硒含量為1.75 μg/g。該提取工藝簡單易行，對設(shè)備要求不高，具有成本低、充分利用茶葉資源的優(yōu)點(diǎn)。本提取工藝所得到的是粗產(chǎn)品，對茶多酚和茶多糖的精制純化我們將在下一個(gè)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行。

［1］李永菊．淺談富硒茶的保健作用［J］．茶葉通報(bào)，2009，31（1）：18-20

［2］李葉云.茶多酚的生理活性及藥理學(xué)研究進(jìn)展［J］.安徽中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，21（5）：57-59

［3］謝明勇，聶少平．茶葉多糖的研究進(jìn)展［J］．食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2006，25（2）：107-115

［4］易鳳英，劉素純，李佳蓮，等．茶多糖的提取方法及生理功能研究［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（6）：2911-2913

［5］張慶云．茶多酚提取方法的進(jìn)展［J］．中國茶葉，2013（1）：16-17

［6］陳海霞．茶多糖不同提取工藝的比較研究［J］．食品工業(yè)科技，2001，22（2）：18-19

［7］傅博強(qiáng)，謝明勇，聶少平，等．茶葉中多糖含量的測定［J］．食品科學(xué)，2001，26（11）：70-73

［8］王婭，彭藝升．紫外-可見分光光度法測定干薇菜中鐵和硒的含量［J］．貴州化工，2008，33（4）：28-30

Continuous Extraction of Polyphenols and Tea Polysaccharide from Selenium-rich Tea

FENG Li-qin，YANG Fu-lian，DONG Wen-bin，HAN Wei
（School of Food&Biological Engineering，Shaanxi University of Science&Technology，Xi'an 710021，Shaanxi，China）

This paper used old leaves of ziyang tea as raw materials，continuous extraction of tea polyphenous and tea polysaccharide，and determination of selenium content of both.Considering liquid-solid ratio，ethanol concentration，extraction temperature，extraction time as the single factor，the process parameters of extraction were optimized by orthogonal experime.Best of continuous extraction conditions：liquid-solid ratio was 35∶1（mL/g），ethanol concentration was 40%，extraction temperature was 65℃，extraction time was 60 min.The results showed that the extraction rate of tea polyphenols was 32.56%，the purity was 43.29%，the selenium content was 0.35 μg/g；the extraction rate of tea polysaccharide was 26.33%，the purity was 37.67%，the selenium content was 1.75 μg/g.

continuous extraction；tea polyphenols；tea polysaccharide

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.21.007

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程項(xiàng)目（2013KTZB02-01-04）；西安市技術(shù)轉(zhuǎn)移促進(jìn)工程項(xiàng)目（CXY1434-3）；陜西省教育廳產(chǎn)業(yè)化培育項(xiàng)目（14JF002）

馮麗琴（1991—），女（漢），碩士在讀，研究方向：食品新材料制備與分析檢測技術(shù)。

2015-12-20