茶多酚浸提工艺研究

绿茶提取物茶多酚的最佳浸提工艺研究茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，主要为黄烷醇（儿茶素）类，儿茶素占60~80%。科学研究表明，茶多酚等活性物质具解毒和抗辐射作用，能有效地阻止放射性物质侵入骨髓，并可使锶90和钴60迅速排出体外，被健康及医学界誉为“辐射克星”。茶多酚的提取方法包括离子沉淀、吸附法、溶剂萃取法等多种方法。在这些提取工艺过程中，浸提时间、温度、溶剂浓度等因素会使茶多酚及儿茶素的含量、氧化性、脂溶性物质等发生不同程度的改变，进而影响到茶多酚在食品工业中的应用。本次实验中，西安源森生物实验室将利用紫外分光光度法和高效液相色谱法，对茶多酚(TP）的最佳浸提工艺条件进行研究。一、材料与方法（一）材料与仪器各种儿茶素；咖啡因，乙醇，乙酸乙酯，丙酮，硫酸亚铁，酒石酸钾钠，磷酸氢二钾，磷酸二氢钠，碱性乙酸铅等试剂均为分析纯；实验用水为蒸馏水；实验用茶为绿茶市场购买；紫外可见分光光度计（PE），LC-10A高效液相色谱仪，CR7A数据处理仪，SPD-10A紫外可见检测器，C18反相柱（ATTECH,5μ、4.6*250mm），R201旋转蒸发仪，30-40目目聚酰胺。（二）实验方法1.茶多酚在溶液中的氧化性准确称取绿茶茶叶3g→研磨后按茶叶/溶剂=1：12，80℃水浴加热浸提45min→过滤后稀释至500ml→用水浴锅在80℃的条件下氧化。用紫外分析茶多酚含量，液相色谱法分析儿茶素的含量。2.茶多酚的提取称取粉碎干燥后的茶叶10g→按一定的比例加入溶剂后在水浴锅中浸提→抽滤→滤液真空浓缩回收溶剂→浓缩液经聚酰胺纯化、冷冻干燥得茶多酚。3.茶多酚的纯化将茶多酚浓缩液注入聚酰胺柱中后→用5%的乙醇溶液120ml在2.0ml/min的流速下洗脱咖啡因→用70%乙醇复合液在1.5ml/min的流速下洗脱茶多酚，洗脱液用旋转蒸发仪蒸发回收溶剂→冷冻干燥得茶多酚。4.茶多酚及其儿茶素氧化率分析茶多酚含量按GB8313-87分析，浸提率、茶多酚得率以每克干茶叶所得TP的百分率表示；儿茶素氧化率按茶多酚氧化前后含量的百分比计算。5.茶多酚及咖啡因的高效液相色谱(HPLC)分析标准样品及茶多酚用乙酸：水：甲醇=0.5：74.5：25（体积比）的混合溶剂配制成浓度为0.5mg/ml的溶液，0.45μm微孔滤膜过滤后放置在-20℃冰箱中备用。浸提液稀释至500ml，0.45μm微孔滤膜过滤后外标法测定儿茶素含量。分析条件为：色谱柱：C18（250x4.6Vmm，5μ）；温度：30℃；流速：1.0ml/min；流动相:乙酸：水：甲醇=0.5：74.5：25；进样量：6μl。二、实验结果与讨论（一）茶多酚在溶液中的氧化性茶多酚氧化性能与溶液pH、温度、抑制剂和各成分的氧化还原电位有关，其氧化次序为L-CL-ECGL-EGCL-EC绿原酸芸香苷没食子素杨梅苷GAL-EGCG。Ekana-Yaka等人对多酚类物质的氧化研究认为：儿茶素L-EC、L-EGC、L-EGCG在酶作用及体外均可发生氧化反应，其氧化过程是形成邻醌初级产物后聚合生成联苯酚醌类，再进一步氧化生成茶黄素、茶红素，最后茶红素与蛋白质结合生成水不溶性物质。因此，为了防止儿茶素的氧化，提高茶多酚的质量，特别是儿茶素的含量，西安源森生物的本次实验主要考察了L-EGCG在不同溶剂中的氧化情况（图1，图2）。从图中可以看出，茶多酚在80℃时的氧化顺序为pH5.0Ph6.0pH7.0，并且随着时间的延长，氧化速率增加，30min以后由于没食子酸的的形成，体系中的pH下降，茶多酚氧化速率增加缓慢。由于商业绿茶基本排除了酶促氧化的影响，茶多酚及儿茶素的氧化反应受温度及溶剂等因素的影响：采用纯水作为溶剂时，随温度的升高，L-EGCG氧化速率迅速增大；而采用乙醇作为溶剂时，由于乙醇可以沉淀蛋白质，延缓了体系中儿茶素的氧化，使L-EGCG在浸提温度范围内基本稳定。因此，应采用非水溶剂浸提茶多酚。（二）溶剂浓度对提取率的影响为了确定恰当的浸提溶剂，在温度60℃、时间45min的条件下，用不同浓度的乙醇、丙酮水溶液进行浸提实验，实验结果如图3：从图3中可以看出，TP含量随浓度升高而增加，在40%-50%区间上升较快，以后浸提物颜色加深，浸提率增加较少；且用丙酮提取时浸取率高于乙醇，但丙酮价格较高，浸提后溶液色泽极深，脂溶物增加，给后处理工艺带来极大的麻烦。因此，浸提时，乙醇浓度以小于60℃为宜。（三）溶剂浸提条件的优化根据以上两项分析，在单因子实验的基础上，采用L16(45)正交设计，研究浸提温度A、浸提时间B、乙醇浓度C、浸提次数D对茶叶中茶多酚浸提效果的影响，结果见表1，表2，表3：表1茶多酚及EGCG茶叶浸提得率表1、表2结果表明，乙醇浓度和浸提次数对茶多酚的浸提影响是最大的，各因子的影响顺序为乙醇浓度C浸提次数D浸提温度A浸提时间B，其中D3和D4的浸提率极为相近，并且，提高温度对提高茶多酚浸提率影响不大；表1、表3的结果表明，乙醇的使用对提高茶多酚的质量影响极大，其F比达84.2，各因子对儿茶素浸提的影响顺序为乙醇浓度C浸提次数D浸提时间B浸提温度A，其中D3与D4、C3与C4、A2与A4的K值相差极小。综合分析表1、表2、表3可以看出，茶多酚在浸提液中的平衡较快。由于采用磨碎茶叶浸提时，在过滤阶段容易造成滤膜堵塞，因此，在浸提时应直接采用茶叶；同时，由于采用非水溶剂及多次浸提，使温度与时间对茶多酚及儿茶素浸提率的影响变小，因此，从经济的角度出发，确定最佳的浸提条件为A1B1C3D3。即温度40℃、时间10min、乙醇浓度40%、浸提3次。（四）茶多酚的HPLC分析按确定条件浸提三次，茶多酚的平均浸提率为32.1%±1.2%。浸提液真空浓缩、经聚酰胺树脂纯化、干燥后茶多酚得率为15.3%。紫外分光光度法和高效液相色谱法（HPLC）分析其组成，结果如表4。从表4可以看出，优化条件下浸提茶多酚比采用国标法浸提的茶多酚的收率要高29.4%，儿茶素的得率高16.6%，由于防止了儿茶素的氧化，L-E的得率要高25.0%；成品中儿茶素含量为64.4%，咖啡因含量仅为1.3%。典型的HPLC分析图如图4、图5所示：7：表没食子儿茶素（EC）；6：表儿茶素（EC）；5：咖啡因（caffeine）；4：表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）；3：儿茶素（C）；2：表儿茶素没食子酸酯（ECG）；1：没食子酸（GA）；三、实验结论茶多酚浸提是所有提取工艺中必不可少的环节，西安源森生物实验室从茶多酚的氧化性出发，优化了茶多酚的浸提条件，提高茶多酚及儿茶素的得率、抑制其氧化性、减少脂溶性物质含量以及促进茶多酚在食品工业中的应用：1.乙醇可以明显的抑制茶多酚尤其是EGCG的氧化，从而提高茶多酚及儿茶素的收率；2.乙醇浓度及浸提次数是影响茶多酚浸提率的主要因素，由于乙醇的氧化抑制作用，温度及时间对茶多酚的影响作用降低，40%乙醇在温度为40℃浸提10min三次，茶多酚浸提率较采用国标法提高29.4%，EGCG提高16.1%，茶多酚成品中儿茶素达64.4%，而咖啡因含量仅为1.3%；3.由于浸提在低温进行，而乙醇又可以回收利用，节省了能源；4.产品中咖啡因含量低，能有效防止茶饮料的冷后混，可直接应用于食品工业。茶多酚在具有解毒、抗辐射功效之外，其抗癌、防治心血管疾病的功效在保健品市场上也尤为突出，绿茶提取物茶多酚作为西安源森生物的主打产品之一，深受国内保健品和化妆品厂家的青睐，为了获取更优质的茶多酚产品，源森生物已将实验所得最佳的茶多酚浸提条件（温度40℃、时间10min、乙醇浓度40%、浸提3次）用于工厂生产当中。赠人玫瑰，手有余香。分享文字、传递智慧。感谢您的阅读，欢迎分享这篇文章！点击题目下方蓝色字体“植物提取物”，或搜索tiquwu，关注我们！电话：400-0886-586/029-62893180QQ：349019639