荷叶茶不同浸提工艺的比较

刘文鹃，范柳萍（江南大学食品学院，江苏无锡214122）

荷叶茶不同浸提工艺的比较

刘文鹃，范柳萍*
（江南大学食品学院，江苏无锡214122）

以干荷叶为原料，生物碱、黄酮含量和透光率为指标，比较了热水浸提工艺和微波辅助浸提工艺对荷叶茶水提物提取效果。在单因素实验基础上，通过正交实验优化了提取工艺。当浸提温度90℃、浸提时间15min、浸提水茶比100∶1（v/m）时，荷叶茶水提物中黄酮含量达到146.28mg/g，生物碱含量达到11.56mg/g，荷叶茶水提物透光率99.00%；当微波时间3min，微波功率700W，水茶比（v/m）150∶1时，荷叶茶水提物中黄酮含量达到146.39mg/g，生物碱含量达到20.52mg/g，荷叶茶水提物透光率85.11%。实验结果表明，微波浸提相对热水浸提有较好的浸提效果。

荷叶茶水提物，微波辅助浸提，黄酮，生物碱

荷叶为睡莲科植物莲的叶片，属药、食两用植物[1]。近年的研究[2-3]发现，荷叶除了含有碳水化合物、脂质、蛋白质、单宁等常规的化学成分外，还富含多种生物活性物质，其中黄酮类和生物碱类化合物的生物活性较高。荷叶中的黄酮类化合物主要有槲皮素（quercetin）、异槲皮素（isoquercitrin）和莲苷等[4]；生物碱物质主要有荷叶碱、N-去甲荷叶碱、O-去甲荷叶碱、牛心果碱、亚美帕碱、原荷叶碱等[5]。荷叶的药理作用研究表明，荷叶主要具有调节血脂、减肥、抗氧化和抑菌等作用[6-9]。目前，对荷叶的研究和利用，越来越受到人们的重视，其在食品和医药等领域将具有广泛的应用前景。微波辅助提取法是新发展起来的一种利用微波能来提高提取效率的提取技术，它与传统提取方法比较具有设备简单、适用范围广、提取效率高、重现性好、节约时间等优点，广泛适用于天然产物的提取。已有文献[10-11]报道了微波浸提有助于提高绿茶中天然产物提取率。荷叶茶的研制，既是对资源的充分利用，又可以为消费者提供一种附加值较高、食用方便并具有保健功能的新型产品。目前国内外对荷叶茶饮品的开发研究较少，主要包括各种具有不同功能的保健型荷叶茶饮料。郝丽玲[12]以荷叶提取液、白砂糖、柠檬酸、膳食纤维、精制卡拉胶为原料，制成的荷叶功能茶饮料有淡淡荷叶香味，口感清爽，且具有一定的保健功能。陈海光[13]以荷叶为主要原料，再配以绿茶、山楂、甘草、菊花等原料，制得一种新型保健袋泡茶，其口感醇和，香味浓郁，具备降脂保健功能。王德培[14]以荷叶、蜂蜜、甘草为主要原料得到淡黄色的荷叶蜂蜜保健饮料，入口甘甜，回味纯厚，具有独特的荷叶清香及显著的降脂、防暑保健功能。荷叶保健茶饮料市场开发前景广阔，但一般都采用传统的热水浸提，本研究主要比较了两种不同的浸提方式对荷叶茶中能性成分的影响，得到了一种较好的浸提工艺，尽可能最大程度地保留荷叶茶中的有效成分。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

荷叶 产自江苏无锡；酒石酸亚铁，硝酸铝，亚硝酸钠，溴甲酚绿，三氯甲烷 均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

Mettler Tolledo电子天平 梅勒特-托利多仪器（上海）有限公司；恒温水浴锅 郑州长城科工贸有限公司；PH030电热恒温干燥箱 上海实验仪器厂；UV2600紫外可见分光光度计 上海天美科学仪器有限公司；CR-400全自动测色色差仪 柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；海尔MF-2270EG微波炉 青岛海尔微波制品有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 荷叶茶水提物的制备 选择色泽均匀、无虫蛀、无霉变的干荷叶1g，用研钵进行破碎，按照一定的水茶比进行浸提，自然冷却后抽提过滤定容到100mL，即可得到待测用的荷叶茶水提物。

1.2.2 热水浸提优化实验

1.2.2.1 单因素实验设计 本实验研究了浸提时间、浸提温度、水茶比对浸提效果的影响，准确称取干荷叶1g，首先控制水茶比100∶1，浸提温度为90℃，浸提时间为5、10、15、20、25、30min，得到了浸提时间对浸提效果的影响；其次控制水茶比为100∶1，浸提时间为20min，浸提温度为50、60、70、80、90、100℃，测定浸提温度对浸提效果的影响；最后控制浸提温度为90℃，浸提时间为20min，浸提水茶比60∶1、80∶1、100∶1、120∶1、140∶1，得到水茶比对浸提效果的影响，进而在单因素实验的基础上进行正交实验，以确定最佳的浸提条件。

1.2.2.2 正交实验设计 为进一步确定荷叶茶水提物浸提的最佳工艺条件，选取浸提温度、浸提时间、水茶比进行三因素三水平的正交实验，正交因素水平表如表1所示。

表1 荷叶水提物热水浸提正交实验因素水平表Table 1 The factors and levels table of hot water extraction orthogonal experiment of lotus leaf tea

1.2.3 微波浸提正交优化实验 为进一步确定荷叶茶水提物浸提的最佳工艺条件，根据前期单因素预实验结果，选取微波功率、微波时间、水茶比进行三因素三水平的正交实验，正交因素水平表如表2所示。

表2 荷叶水提物微波浸提因素水平表Table 2 The factors and levels table of microwave extraction orthogonal experiment of lotus leaf tea

1.2.4 测定方法 黄酮含量测定：硝酸铝-亚硝酸钠比色法[15]；生物碱含量测定：酸性染料比色法[16]；透光率：采用660nm比色法[17]；色泽：采用CR-400全自动测色色差仪测定，L*表示明度、a*表示红绿色、b*表示蓝黄色[18]。

1.2.5 数据处理方法 使用Origin 8.5分析处理实验数据。

2 结果与讨论

2.1 荷叶茶水提物热水浸提实验结果

2.1.1 浸提时间对浸提效果的影响 由图1可知，荷叶茶水提物中的黄酮和生物碱随浸提时间的延长而逐渐增加，当浸提时间在15～20min时，黄酮和生物碱的含量已达到最大值，茶汤颜色呈黄绿色，具有淡淡的荷叶香。当浸提时间大于20min时，荷叶茶水提物中的生物碱和黄酮均有一定程度的降低，这可能是由于长时间的高温对生物碱和黄酮结构有一定的破坏作用，且随着浸提时间的增长，荷叶茶水提物的颜色逐渐加深，这可能是茶汤中的酚类物质发生氧化致使茶汤颜色加深，且出现异味；考虑到尽可能多的保留茶汤中的有效成分，选择浸提时间15～20min为较佳浸提时间。

图1 浸提时间对生物碱和黄酮的影响Fig.1 Effect of extraction time on the alkaloids and flavonoids contents

图2 浸提温度对生物碱和黄酮的影响Fig.2 Effect of extraction temperature on the alkaloids and flavonoids contents

2.1.2 浸提温度对浸提效果的影响 黄酮属于酚类物质，在水溶液中易形成氢键，升温能加快氢键断裂，促使酚类物质的溶出。荷叶茶水提物中黄酮的含量与浸提温度有明显的关系，一般随着温度的升高，黄酮的浸出率逐渐增加。由图2可得，黄酮含量随着温度的升高逐渐增加，生物碱含量在温度为80℃时已达到最大值，继续升高温度会破坏生物碱结构导致生物碱含量下降。低温有利于保护茶汤中的香气成分，但茶叶有效成分的浸出率低，温度越高茶汤的感官品质越低且有明显的闷熟味，故选择较佳浸提温度为80℃。

2.1.3 浸提水茶比对浸提效果的影响 由图3可得，荷叶茶水提物浸提过程中，水茶比与浸提效果有明显的关系，浸提水茶比越小，茶汤越浓，茶汤色泽较深且茶汤味道较苦，荷叶中的生物碱和黄酮等有效成分未能够充分溶出，故含量均越低，随着水茶比的增加，荷叶茶水提物的黄酮和生物碱含量逐渐增加，当水茶比超过100∶1后，生物碱和黄酮含量基本保持不变，这主要是由于过多的水不能起到提高浸提效果的作用，反而会起到稀释作用，降低茶汤的感官品质和风味，所以较佳水茶比选作100∶1。

图3 浸提水茶比对生物碱和黄酮的影响Fig.3 Effect of water and tea ratio on the alkaloids and flavonoids contents

2.1.4 荷叶茶水提物热水浸提最佳工艺条件 由单因素实验得到对荷叶茶水提物浸提效果影响最大的三个因素是浸提温度、浸提时间、水茶比。为进一步确定荷叶茶水提物浸提的最佳工艺条件，选取浸提温度、浸提时间、水茶比进行三因素三水平的正交实验，以黄酮、生物碱、透光率作为评价指标，实验结果如表3所示。

根据表3可得，对黄酮含量的影响大小依次为浸提温度＞浸提时间＞水茶比，对生物碱含量的影响大小依次为浸提温度＞浸提时间＞水茶比，对茶汤透光率影响因素大小依次为水茶比＞浸提时间＞浸提温度。综合可得水茶比对茶汤的透光率有影响，但对于茶汤有效成分提取影响最小，浸提温度、浸提时间对于黄酮和生物碱的提取率均有较大的影响，分别以黄酮含量、生物碱含量、透光率作为考察指标，则可得到三个优化条件分别为A3B2C1、A2B3C2、A1B2C1，由表4验证实验可得当实验条件为A3B2C1时得到黄酮含量高于另外两种条件下的黄酮含量，且生物碱和透光率相差较小，故综合考虑各种因素，最终选定A3B2C1即浸提温度90℃、浸提时间15min、浸提水茶比100∶1作为最佳热水浸提条件。

2.2 荷叶茶水提物微波浸提实验结果

根据前期预实验对微波功率、微波水茶比、微波时间这三个单因素的研究，这三个因素对荷叶中黄酮、生物碱、透光率均有一定影响，为了选择出最佳的工艺条件，本实验采用L9（33）正交实验进行优选，正交实验结果见表5。

表3 热水浸提正交实验结果Table 3 The orthogonal experiment results of hot water extraction

表4 热水浸提正交优化验证实验Table 4 The certification test for the hot water extraction orthogonal experiment

从表5分析可得出影响荷叶茶水提物黄酮提取效果的各因素依次为微波功率＞水茶比＞微波时间，影响生物碱提取效果的因素依次为微波时间＞功率＞水茶比，影响荷叶茶水提物透光率的因素依次为微波功率＞水茶比＞微波时间。相对而言微波功率对于荷叶茶水提物黄酮提取率影响较大，微波时间对于荷叶茶水提物生物碱的提取效果具有显著地作用，分别以黄酮含量、生物碱含量、透光率作为考察指标，则可得到三个优化条件分别为A3B3C1、A1B2C2、A1B3C1，由表6验证实验结果可得当实验条件为A3B3C1时，黄酮含量明显高于另外两种条件下的黄酮含量，透光率有略微降低，生物碱含量相对于条件A1B2C2降低2.56mg/g，最终选定A3B3C1即微波功率700W，水茶比150∶1，微波时间3min，作为最佳微波浸提条件。

2.3 微波浸提与热水浸提的比较

由前期实验分别得到了微波浸提和热水浸提的最优条件，比较了两种浸提方法的各项指标，从表4、表6和表7中我们可以看出，微波浸提最优条件A3B3C1相对于热水浸提最优条件A3B2C1下浸提得到的荷叶水提物中黄酮含量略有提高，生物碱含量明显增加，透光率明显减低，这主要是因为微波加热穿透力强，加热速率增大，荷叶中的有效成分的渗透、扩散、溶解速度加快，所以提取物含量较高；但透光率、色泽、感官相对于热水浸提较低，这主要是由于微波加热速率快，茶汤温度太高而加速氧化过程，导致荷叶茶水提物色泽变深，茶汤浑浊，产生一种异味，可进一步通过添加抗氧化剂防止茶汤的氧化褐变。

表5 微波浸提正交实验结果Table 5 The orthogonal experiment results of microwave extraction

表6 微波辅助浸提正交优化验证实验Table 6 The certification test for the microwave extraction orthogonal experiment

3 结论

3.1 通过优化实验得到两种不同浸提方法的最优实验条件：热水浸提工艺条件为浸提温度90℃、浸提时间15min、浸提水茶比100∶1时，荷叶茶水提物中黄酮含量达到146.28mg/g，生物碱含量达到11.56mg/g，荷叶茶水提物透光率99.00%；微波浸提工艺条件为微波时间3min，微波功率700W，水茶比150∶1时，荷叶茶水提物中黄酮含量达到146.39mg/g，生物碱含量达到20.52mg/g，荷叶茶水提物透光率85.11%。

3.2 综合比较了两种方法，微波浸提具有较好的浸提效果，充分利用了微波的热效应，但微波浸提得到的荷叶茶水提物透光率偏低，色泽略微加深，有点异味，这主要是由于微波加热温度过高导致荷叶茶水提物氧化褐变，如何既能保持较好的浸提效果又能提高茶汤的澄清度和感官评分需要后期的继续研究。

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Comparison of different extraction technology of lotus leaf tea

LIU Wen-juan，FAN Liu-ping*
（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

Lotus leaf tea was prepared with dry leaves as raw material，hot water extraction process and microwave extraction process were used to compare the effect to the alkaloids，flavonoids content and transmission rate of lotus leaf tea.The orthogonal extraction process was based on the single factor experiment.In hot water extraction，when the extraction temperature 90℃，extraction time 15min，extraction ratio 100∶1，lotus leaf tea extracts flavonoids was 146.28mg/g，alkaloid content was 11.56mg/g，the transmittance was 99.00%.While in microwave extraction，when the microwave time 3min，microwave power 700W，extraction ratio 150∶1，lotus leaf tea extracts flavonoids was 146.39mg/g，alkaloid content was 20.52mg/g，the transmittance was 85.11%.The results showed that the microwave extraction had better effects than hot water extraction.

lotus leaf tea；microwave extract；alkaloids；flavonoids

TS201.1

B

1002-0306（2014）14-0305-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.14.059

2013－10－10 *通讯联系人

刘文鹃（1986-），女，在读硕士研究生，研究方向：食品工程。

公益性行业（农业）科研专项（201303073-2-1）。