王莎莎，張海虹，楊芳麗，權(quán) 陽(yáng)

（白水縣農(nóng)產(chǎn)品安全檢驗(yàn)檢測(cè)中心，陜西 渭南 715600）

茶色素是從綠茶中提取的，是由多酚類及其衍生物組成的混合物,主要成分為茶黃素類、茶紅素類（＞85%），是一種水溶性酚性色素[1]，被譽(yù)為“藥物中的綠色黃金”。通過(guò)20 余萬(wàn)臨床病例證實(shí)，茶色素具有抗衰老、抗菌[2]、抗氧化[3]、防癌與抗癌、雙向調(diào)節(jié)血壓血脂、降低血黏度[4]、預(yù)防齲齒、增強(qiáng)人體免疫功能等多種藥理功能、藥理作用。此外其含有大量的維生素、氨基酸和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[5]，是一種綠色天然食品添加劑，不僅使食品色澤亮麗刺激人們的味覺(jué)，而且提高了產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能，同時(shí)也延長(zhǎng)了產(chǎn)品的保質(zhì)期，將成為繼咖啡堿、茶多酚之后又一具有實(shí)用性和應(yīng)用前景的產(chǎn)品。

溶劑浸提法主要利用茶色素在不同溶劑中溶解度不同從而進(jìn)行提取分離的。常用的溶劑浸提法的工藝流程為：普通綠茶→沸水浸泡→過(guò)濾→溶劑萃取→濃縮→干燥。董基[6]使用有機(jī)溶劑從茶葉里提取茶色素，其工藝流程為pH 值7.0 左右，用乙醇提取10 min，提取率為6.8%。唐孝明[7]采用水浸提法提取，針對(duì)溫度和酸堿性的影響做出分析，結(jié)論為提取溫度30 ℃下采用10 g/L 碳酸氫鈉溶液浸取30 min，提取的茶色素最多（33.3%）。

由于茶色素中所特有的活性酚羥基等一系列活性基因[8],具有極強(qiáng)的清除自由基和抗氧化作用[9]，加之其亮麗的顏色和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值使得它在食品、醫(yī)藥和日用化工等方面已展現(xiàn)良好的應(yīng)用前景[10]，是一類極具開(kāi)發(fā)潛力的天然茶葉產(chǎn)物。此外我國(guó)是茶的故鄉(xiāng)，茶資源豐富，但是對(duì)于茶葉的利用率較低，例如在茶葉的生產(chǎn)過(guò)程中有很大一部分茶葉末、修剪葉和部分陳放的粗茶老茶等，目前幾乎是作為廢棄物處理的，無(wú)法發(fā)揮其最大作用[11-12]，倘若以它們?yōu)樵仙a(chǎn)茶色素，不僅能給茶葉的綜合利用多出一條途徑，同時(shí)可以生產(chǎn)出更多的茶色素，為醫(yī)療、健康、食品等領(lǐng)域做出巨大貢獻(xiàn)，因此，探索茶色素提取制備技術(shù)意義重大[13]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

茶葉、三氯甲烷（CHCl3）、四氯化碳(CCl4)、乙酸乙酯（CH3OOCH3）、無(wú)水乙醇、氫氧化鈉。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

可見(jiàn)分光光度計(jì)7230G（上海菁華科技儀器有限公司）；分析電子天平 FA2104（上海良平儀器有限公司）；電熱恒溫水浴鍋 DK-2000-ⅢL（天津市泰斯特儀器有限公司）；電熱鼓風(fēng)干燥箱101-1AB（天津市泰斯特儀器有限公司）；容量瓶、量筒、分液漏斗、玻璃棒、pH 試紙。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟

（1）稱取一定量茶葉，用蒸發(fā)皿盛好，放入干燥箱中烘干，直至質(zhì)量恒重。

（2）稱取15 g 茶葉放入燒杯，加入約300 mL 沸水浸泡30 min，過(guò)濾得到茶溶液（為了節(jié)約時(shí)間、提高準(zhǔn)確率，可一次平行多組實(shí)驗(yàn)）。

（3）將過(guò)濾所得的茶溶液放入烘烤箱并打開(kāi)風(fēng)機(jī)，進(jìn)行溶液濃縮，濃縮至大約50 mL。

（4）加入無(wú)水乙醇150 mL，攪拌、靜置待溶液均勻，加入NaOH 溶液調(diào)節(jié)pH 值為7.0～7.5，靜置，使其他成分沉淀。

（5）使用真空泵抽濾，使沉淀以及難溶性雜質(zhì)與溶液分離，得到茶色素溶液。

（6）再分別加入100 mL 不同有機(jī)溶劑（或者針對(duì)不同溫度，或不同萃取時(shí)間）對(duì)溶液進(jìn)行萃取，放入電鼓風(fēng)干燥箱，烘干。

（7）將烘干的茶色素固體分別加入對(duì)應(yīng)的溶劑，溶解后，再放入容量瓶中定容，取10 mL 茶色素溶液放入具塞管中測(cè)吸光度。

1.3 探索實(shí)驗(yàn)提取最佳條件

1.3.1 提取溶劑的選擇

同上述實(shí)驗(yàn)步驟在控制萃取溫度、萃取時(shí)間相同的條件下，根據(jù)廉價(jià)、無(wú)毒、提取率高等實(shí)驗(yàn)要求，本實(shí)驗(yàn)采用三氯甲烷、四氯化碳、乙酸乙酯等進(jìn)行脂溶性茶色素的提取，選取3 種有機(jī)溶劑對(duì)茶色素溶液進(jìn)行萃取，溶劑分別為三氯甲烷（CHCl3）、四氯化碳(CCl4)、乙酸乙酯（CH3OOCH3）。三者進(jìn)行比較，在常溫下，萃取時(shí)間都為30 min 時(shí)，用3 種不同的溶劑對(duì)茶色素溶液進(jìn)行萃取，通過(guò)對(duì)三者的吸光度進(jìn)行比較，吸光度數(shù)值最大者，即為最佳溶劑。

1.3.2 提取時(shí)間的選擇

同上述實(shí)驗(yàn)步驟選擇一種有機(jī)溶劑，控制在相同的實(shí)驗(yàn)溫度下，設(shè)置萃取時(shí)間，時(shí)間梯度分別為30、40、50 min，將所得的產(chǎn)物配制成茶色素溶液，測(cè)量吸光度。

1.3.3 提取溫度的選擇

同上述實(shí)驗(yàn)步驟選擇一種有機(jī)溶劑，在提取時(shí)間相同的情況下，根據(jù)不同溫度進(jìn)行萃取，萃取溫度分別為20、40、60 ℃，配置茶色素溶液，測(cè)量吸光度。

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果

2.1 脂溶性茶色素的光譜特性

利用7230G 型分光光度計(jì)在325～700 nm 的波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)脂溶性茶色素標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行吸收光譜測(cè)定，利用Excel 處理數(shù)據(jù)得出脂溶性茶色素在可見(jiàn)光區(qū)的吸收光譜（圖1）。

通過(guò)圖1 可以看出脂溶性茶色素在325～700 nm之間有兩個(gè)吸收峰，為425 和670 nm，由此可以得出脂溶性茶色素的最大吸收峰在670 nm 處。

圖1 脂溶性茶色素的光譜特性

2.2 提取溶劑的選擇（表1）

表1 3 種有機(jī)溶劑中茶色素的吸光度

通過(guò)在其他條件相同的情況下對(duì)比3 種溶液的吸光度數(shù)值，通過(guò)對(duì)比參數(shù)可得出茶色素在三氯甲烷中溶解度最高。故接下來(lái)的幾組實(shí)驗(yàn)都以三氯甲烷作為萃取劑。

2.3 提取時(shí)間的選擇（表2、圖2）

表2 不同萃取時(shí)間下茶色素的吸光度

圖2 不同萃取時(shí)間下茶色素的吸光度圖像

此次實(shí)驗(yàn)選取三氯甲烷作為萃取液，在常溫下，對(duì)茶色素溶液進(jìn)行萃取，通過(guò)對(duì)比吸光度發(fā)現(xiàn)：設(shè)置提取時(shí)間段在30～40 min 時(shí)，茶色素提取率變化不大，50 min 時(shí)吸光度呈下降趨勢(shì)，其可能原因是茶色素穩(wěn)定性較差，暴露在空氣中有所氧化分解。此次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：在萃取溶劑、萃取溫度都相同的前提下，30 min 時(shí)茶色素的提取率最高。

2.4 提取溫度的選擇（表3、圖3）

圖3 不同萃取溫度下茶色素的吸光度圖像

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，提取液都為三氯甲烷，萃取時(shí)間都為30 min 時(shí)，在溫度為40 ℃時(shí)，茶色素的吸光度數(shù)值最大，即提取率也就最高。剛開(kāi)始折線升高時(shí)，表明隨著溫度升高茶色素溶解度也在增大，40 ℃以后茶色素含量有所下降，但變化幅度不大，其中可能的原因是隨著溫度的升高，茶色素的分解所致。

2.5 正交試驗(yàn)

2.5.1 正交試驗(yàn)

單因素實(shí)驗(yàn)雖有一定的效果，但仍有不少的局限性。首先實(shí)驗(yàn)范圍太小，不全面；其次，該方法忽略了試驗(yàn)中各個(gè)因素之間的內(nèi)在影響；最后用單因素法比較時(shí)只是單純地?cái)?shù)值比較，不能排除試驗(yàn)中的部分誤差。因此可能會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)論的不穩(wěn)定，故想要得出最佳實(shí)驗(yàn)路徑，須采取正交試驗(yàn)法。

2.5.2 提取工藝正交試驗(yàn)

將影響提取率的實(shí)驗(yàn)因素設(shè)計(jì)為正交試驗(yàn)表，得到一個(gè)L9(3^3)的正交表格。依據(jù)其因素的組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟同單因素實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行9 次實(shí)驗(yàn)，得到的茶色素溶液分別進(jìn)行吸光度測(cè)量，可得表4。

2.5.3 結(jié)果分析以及數(shù)據(jù)處理

表5 中，K 是各因素提取質(zhì)量之和，k1、k2、k3表示其平均值，R 表示極差。

由表4 可得出當(dāng)溶劑為三氯甲烷、萃取時(shí)間為40 min、萃取溫度為40 ℃時(shí)，茶色素的提取率最高；在表5 中通過(guò)R 值可以看出本實(shí)驗(yàn)所有因素存在顯著性差異即其主要關(guān)系為萃取試劑＞萃取溫度＞萃取時(shí)間，即影響茶色素提取工藝最主要的影響因素為萃取溶劑,其次為萃取溫度，最后為萃取時(shí)間。

3 結(jié) 論

（1）本文通過(guò)單因素試驗(yàn)以及正交試驗(yàn)對(duì)脂溶性茶色素提取工藝進(jìn)行了研究，最終確定了脂溶性茶色素的最佳提取工藝即：溶劑為三氯甲烷、萃取時(shí)間40 min、萃取溫度為40 ℃。

（2）不同提取因素對(duì)脂溶性茶色素的提取工藝影響不同，即有機(jī)溶劑影響最大，萃取溫度次之，萃取時(shí)間影響最小。

表4 正交試驗(yàn)安排及結(jié)果

表5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

（3）本實(shí)驗(yàn)由于實(shí)驗(yàn)條件有限，試驗(yàn)次數(shù)相對(duì)較少，影響因素難以完全控制，此外，由于溶劑萃取法存在提取率較低等一系列問(wèn)題，都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所偏差，在下一步的研究中我們會(huì)對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)。