茶多糖提取分离工艺综述

李春雷，步召胜，李志鹏

（潍坊科技学院，山东寿光　262700）

茶多糖提取分离工艺综述

李春雷，步召胜，李志鹏

（潍坊科技学院，山东寿光262700）

摘要：茶多糖提取工艺有单独提取和综合提取，在提取过程中预处理、浸提条件、沉淀条件等都将影响茶多糖的提取率、活性及纯度。因此，综述了茶多糖单独提取工艺流程、影响因素及参数；加酶提取和微波辅助提取的优缺点；沉淀分离的方法、参数及优缺点及综合提取的工艺流程等。同时介绍了茶多糖综合提取的方法。

关键词：茶多糖；提取；分离

中国茶叶加工2015（1）：43～47

茶多糖（Tea Polysaccharide）是从茶叶中提取的一种糖蛋白复合物，不是单独一种化学成分，它实际上是一类组成复杂且变化较大的混合物，具有很多生理功效，如降三高、抗血栓、减慢心率、增强免疫功能、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤等，尤其是明显的降血糖功效和免疫活性，茶多糖有望成为防治糖尿病和心血管疾病，增强免疫功能的纯天然药物［1-3］。提取是茶多糖分离纯化的第一步，直接关系着茶多糖的纯度和活性，本文就茶多糖提取、分离工艺进行了综述。

1　茶多糖单独提取工艺的综述

粗茶多糖的提取工艺流程一般为［4］：茶叶→预处理→水浸提 （2～3次）→过滤→滤液45℃减压浓缩→（乙醇、丙酮、十六烷基三甲基溴化铵）沉淀→离心→沉淀物用无水乙醇、丙酮、乙醚交替洗涤2次→真空低温干燥→茶多糖粗品。

1.1预处理

预处理一般包括粉碎、脱脂和去除小分子物质等步骤。一般把茶叶粉碎至40～50目，太细在过滤时会增加难度。目前，印度一家公司在组织破碎方面有了一些新的研究，发现超声波和经冷冻再解冻处理过的茶叶分别能将茶叶组织的破碎率提高到98%和95%，这些技术都可以加速多糖的释放。粉碎后的茶叶为了提高提取率，可以使用一些脱脂溶剂处理茶叶，以除去细胞外围的脂质，一般可以用甲醇、乙醇、乙醇-乙醚混合液（1∶1）、石油醚，水浴加热并搅拌1 h或回流提取1～3 h。在提取过程中还必须除去一些小分子物质，如单糖、双糖、低聚糖、生物碱、茶多酚、氨基酸及醇溶性蛋白等，否则这些物质将会影响茶多糖的测定，一般用80%乙醇回流或室温浸泡除去。

1.2浸提条件

1.2.1浸提温度

浸提温度对茶多糖的提取率、生物活性有很大影响，茶多糖在热水中的浸提得率高于冷水，随浸提温度的升高有利于茶多糖的溶出。陈海霞［5］以低档绿茶为材料研究发现：当温度高于70℃后，浸提率上升趋势减慢。周向军等［6］以乌龙茶为实验材料研究了茶多糖的提取工艺，发现提取的最佳温度为80℃。原龙等［7］认为提取温度超过85℃会破坏降血糖的有效成分，综合前人研究发现，提取温度不宜过低也不宜过高，在60～85℃之间提取率较高，且不会破坏其活性。而李布青等［8］研究认为，茶多糖主要为水溶性多糖，高温易失活，宜用冷水反复浸提，冷水浸提法虽含有较多杂质，总糖含量亦较低，但能保持很好的生物活性。因此，在提取过程中不能一味的升温来追求提取率，要在保证生物活性的前提下来提高提取率。

1.2.2浸提酸碱度

强酸强碱提取会使糖苷键断裂、构象发生变化，稀酸或稀碱提取，受到相关条件的限制，用稀酸提取，时间宜短，温度不宜超过5℃；用稀碱提取，应在氮气中进行，时间控制在半小时左右，两种提取液均应迅速中和至pH=7，并应迅速透析，条件控制不当，多糖会发生降解［9］。另外，在酸性或碱性环境下提取的多糖活性低，对羟基自由基的清除率不足50%。浸提液的酸碱度对茶多糖的浸出率及生物活性有较大影响，因此提取活性茶多糖宜用水作溶剂。

1.2.3浸提时间、浸提次数、料液比

有研究指出，浸提时间、浸提次数、料液比均与茶多糖的浸提率成正比，但是考虑到后续工作的繁琐及当茶叶被浸提三次后大多茶多糖已被提出，因此，料液比不宜过大，浸提次数不超过三次为宜［5-11］。

上面我们讨论了茶多糖在提取的过程中受到浸提温度、浸提时间、料液比、pH值、浸提次数的影响，倪德江等［4］采用二次回归正交旋转组合设计方法，研究上述因素对乌龙茶、绿茶、红茶等茶类多糖提取率及活性的影响，结果表明，pH值对茶多糖活性影响最大，在酸性或碱性条件下提取的茶多糖活性均最低，利用期望函数途径进行模拟选优，得到茶多糖提取率的优化条件为温度55～72.5℃，时间1.5～2 h，料液比1∶25～1∶28.75，pH 值6.24，绿茶、乌龙茶、红茶茶多糖的提取率分别为2.93%、3.96%、3.37%。

1.2.4加酶提取

加酶提取是近几年来研究的一种提取多糖的新型工艺。有报道采用果胶酶、纤维素酶和蛋白酶等酶类对植物细胞进行破壁提取可提高多糖得率。周小玲等［12］对不同酶提取茶多糖作了研究，不同酶法对提取的茶多糖的单糖组成种类影响不大，但对粗茶多糖提取率有重要影响，4种工艺获得的茶多糖总糖含量由高到低依次为果胶酶、复合酶、胰蛋白酶、不加酶水提法。郭艳红等［13］研究酶种类、添加量、温度和pH值对多糖含量的影响，结果表明，质量分数为0.8%的茶叶水解酶，在pH值5.5，温度48℃的条件下茶多糖含量最高，得率为2.01%，中性糖含量为54.27%，酸性糖含量为15.41%，蛋白质含量为7.91%。李星科等［14］研究了复合酶（果胶酶与纤维素酶的配比为1∶1）提取茶多糖所得茶多糖是水提法的1.92倍。

酶提取法有诸多优点，但也存在很大的局限性：酶有最适温度和最适pH值，因此需要严格的温度和pH值范围，对设备的要求较高；在酶提取法的过程中，有可能酶会和茶叶中的多糖发生反应，从而实验出现误差；酶提法成本较高。

1.2.5微波辅助提取

微波浸提方法克服了传统的浸提法中先加热介质再加热原料内部的缺点，加热方式是瞬时穿透式加热。聂少平等［15］通过正交实验得出，在微波提取茶多糖的过程中，影响多糖提取率各因素的主次关系为微波时间＞微波强度＞固液比，最佳工艺为微波时间为75 s，微波强度为100%，固液比为1：15。王晓琴等［16］研究发现对茶多糖得率影响大小排序为微波功率＞微波时间＞浸提温度＞料液比，最佳提取工艺条件为微波功率420 W，微波时间为40 min，浸提温度为65℃，料水比为1∶50，在此条件下乌龙茶多糖得率为3.14%。李粉玲等［17］研究发现，影响微波辅助提出茶多糖得率的因素排序为微波功率＞浸提次数＞料液比＞微波时间，最佳提取工艺料液比为1∶40，微波时间为120 s，微波功率为80%，浸提两次，浸提温度为75℃。由此发现所得结论不尽相同，这可能由于所用实验材料不同所致，但都有共同的效果就是茶多糖有效成分的得率较高，并且还具有节省时间、节能等优点，在工业化提取植物有效成分方面具有广阔的应用前景。但也有不足之处，微波加热条件下难以实现恒温过程［15，18-19］，而且微波是一种高能电磁波，一旦泄漏，必将给人身及财产带来极大的危害，因此微波浸提在工业应用中存在很大的安全隐患。

1.3沉淀

在沉淀离心的工序中，加入的沉淀剂的种类、剂量、沉淀时间、离心时间等都会对茶多糖的提取产生影响，我们分述如下：

乙醇沉淀法：据刘亚林等［20］的醇沉法提取普洱茶茶多糖的研究表明，影响因素排序为乙醇的加入量＞离心时间＞沉淀时间，最佳的工艺条件为水醇比为1∶5，沉淀时间为1.5 h，离心时间为5 min。

丙酮沉淀法：任健等［21］以信阳毛尖为原料，通过正交实验得出丙酮沉淀法提取茶多糖的最佳工艺条件，离心时间为12 min，丙酮加入量为125 mL（即浸提液∶丙酮=1∶2.5），沉淀时间为10 h，最佳条件下多糖得率为2.09%。

十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）沉淀法：杨其林等［22］以信阳毛尖为原料，通过正交实验得出CTAB沉淀法提取茶多糖的最佳工艺条件，离心时间为12 min，CTAB加入量为25 mL（即浸提液∶CTAB体积比=2∶1），沉淀时间为6 h，该条件下多糖得率为1.34%。

超滤法：据严明潮［23］使用超滤膜提取茶多糖的工艺研究认为时间、温度与茶多糖的提取率呈正相关，但考虑到能耗、效率、成本等因素，提取茶多糖的最佳工艺参数，温度为50℃，提取时间为45 min，超滤膜选择截留分子量为8～10万道尔顿比较合适。

陈海霞等［24］用乙醇沉淀法、超滤法和CTAB沉淀法三种不同的提取工艺得到了三种茶多糖提取物，对提取物组成成分进行分析，并对茶多糖清除羟基自由基能力进行比较，结果表明，超滤法所得多糖的纯度和活性均最高，对羟基自由基抑制率可分别比另外两种沉淀法提高23.5%和37.1%；分别对三种多糖得率、多糖含量、多酚含量、可溶性蛋白质含量进行了测定，结果表明CTAB沉淀法提取的茶多糖提取物得率可达1.85%，但多糖含量偏低，杂质较多，其中蛋白质含量为2.81%，而醇沉淀法则带入大量多酚类物质。与CTAB沉淀法和醇沉淀法相比，超滤法提取的茶叶多糖收率偏低，但多糖含量高，其多酚、可溶性蛋白质含量均较低，便于茶多糖的进一步分离纯化，且较好保持了茶多糖的生物活性。霍江雷［25］的研究证实了超滤工艺能缩短茶叶多糖初步纯化的时间，提高了茶多糖的质量。

2　茶多糖综合提取工艺的综述

上面介绍的提取方法均为单独提取法，只能有效地从茶叶中获得一种产品，资源利用率低，而综合提取法能同时提取咖啡碱、茶多酚、茶多糖等多种物质，具有简化过程、节省试剂、效益高等优点。大致可分为下面四类：

（1）综合提取法1

原料→沸水浸提（2次）→离心、除渣→提取液氯仿萃取

（2）综合提取法2

（3）综合提取法3（树脂法综合提取法）

茶叶→预处理→浸提→过滤→冷却→浓缩→离心→上清液

（4）综合提取法4（离子交换树脂提取法）

茶叶→粉碎→浸提→抽滤→滤液→减压蒸馏→浓缩液

许旋等［26］应用正交设计、方差分析综合讨论了茶多糖提取的产率、纯度和成本的影响工艺条件，最后确定提取茶多糖的下艺条件，沸水浸提时间为30 min，等量氯仿萃取次数为3次，等量乙酸乙酯萃取次数为1次。沉析用的乙醇浓度为60%。

陈建国［27］认为综合提取法2提取茶多糖的纯度要大于综合提取法1。

陈海霞等［28］研究了用树脂法提取茶多糖、茶多酚、咖啡碱的工艺。

曹博等［29］以日照绿茶为材料，通过离子交换树脂对茶叶中茶多糖、茶多酚、茶氨酸进行了提取分离。结果表明，上述工艺可有效地从茶叶中提取茶多酚茶多糖和茶氨酸，茶多酚的提取率为13.85%，茶多糖的提取率为1.76%，茶氨酸的提取率为0.19%。

综合提取法1、2采用大量的有机溶剂进行综合提取易造成环境污染，树脂法综合提取法不仅能从同一批茶叶中获得茶多糖、茶多酚、咖啡因、茶氨酸等多种产品，而且可以避免使用有毒的有机溶剂，为茶叶资源的综合利用提供了新途径。

3　结论

文章对茶多糖提取的条件、优缺点及工艺参数作了较为详细的综述，不同的多糖可根据其结构、性质、用途采取不同的条件。就目前来说，仅用水浸提成本低，污染小，技术成熟，易操作，适用广泛，能够满足各种生产要求，因此应用得较多的主要是水浸提。不管哪种方法，在提取的过程中都要注意两个方面：一是多糖的得率，二是多糖的纯度和活性，在保证多糖的纯度和活性的前提下，尽量提高茶多搪的得率。

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中图分类号：TQ28

文献标识码：A

文章编号：2095-0306（2015）01-0043-05

收稿日期：2014-02-11，修改日期：2015-02-27

作者简介：李春雷（1979-），男，山东潍坊人，副教授，从事茶叶栽培生理及生化方向的研究。

An Overview of Extraction and Seperation Process of Tea Polysaccharides

LI Chun-lei，BU Zhao-sheng，LI Zhi-peng
（Weifang University of Science&Technology，Shouguang 262700，China）

Abstract:The extraction process of tea polysaccharided includes independent extraction and comprehensive extraction.Pretreatment，extracting condition and precipitation condition of tea polysaccharides in the extraction process were directly related to the extraction rate，purity and activity of tea polysaccharide.Therefore，this paper summarized independent extraction process，influencing factors and parameters for tea polysaccharides；advantages and disadvantages of enzyme extraction and microwave-assisted extraction；methods，parameters，and advantages and disadvantages of precipitation extraction.Meanwhile，it introduced the process of comprehensive extraction.

Key words:Tea polysaccharides；Extraction；Separation