绿茶中茶多酚提取工艺的优化分析

罗合春（重庆工贸职业技术学院生物化学工程系，重庆 408000）



绿茶中茶多酚提取工艺的优化分析

罗合春
（重庆工贸职业技术学院生物化学工程系，重庆 408000）

摘要：在各类茶叶中，均包含有一种多酚物质。这是一种具有天然抗毒、基本不存在毒副作用的物质，不仅是茶叶的主要成分，还可以再细分出许多物质，特别是在绿茶中，含量最高。为促进茶多酚物质的有效提取，同时也为了确保人类的健康，业界已经形成了许多种提取茶多酚的工艺方法。本文将通过各类提取工艺的异同，来分析常用提取工艺的优劣。

关键词：绿茶；茶多酚；提取工艺；检测分析

目前，随着经济的发展，茶文化的传播，越来越多的研究专家对茶叶的成分进行了进一步的探究、钻研和分析。绿茶中提取的茶多酚，不仅可以通过提高酶的代谢度来达到清除脂肪的目的，还是一种公认的纯天然抗氧化剂，可以广泛的应用于食品、医药、保健、护肤、日用、工艺生产当中，给茶文化产业带来的经济效益和经济价值是相当可观的。

1　绿茶与绿茶加工的研究概况

1.1绿茶的有效成分

绿茶除了可以饮用外，还可以将绿茶中的茶籽、茶梗等副产物加工、提取、运用到其它茶制品当中，进而增加茶业的经济效益。绿茶中的茶多酚是溶解于水中的一种化合物，是无害的、天然的、食用的抗氧化剂，绿茶中茶多酚的含量为15%，增加了绿茶的鲜美度、色泽度，口感度。医学统计，绿茶中茶多酚具有抗菌、抗癌、健康、降脂降血压、降胆固醇、减肥、美容等功效，绿茶中的茶多酚也广泛运用于日化、医药、保健、食品等的产业当中。

1.2绿茶加工的重要性

绿茶最早起源于唐，历史悠久，很早就被人们广泛利用。一直以来，我们只会选用鲜嫩茶叶来加工沏茶饮用，而废弃了茶树上的茶梗、修剪的枝叶、大片茶叶、茶籽等，给环境造成了极大的污染，造成资源的极大浪费。如果合理利用废弃的副产物，既可为茶园施肥，还可进行加工提取出很多活性物质，变废为宝，使绿茶资源得到充分的利用。

1.3绿茶加工的研究现状

很多年以来，我们合理利用绿茶中的茶多酚，运用于医学、保健、日用、食品当中，甚至很多人用绿茶的茶梗作为家中净化空气的产物，有的用于枕头的枕芯，有些专家利用茶多酚研究生产出针对各类人群的食疗产品，比如：针对糖尿病患者、冠心病患者所引起的心脑血管、高糖高脂、心率过快等问题进行了研究，利用茶多酚的提取生产出一批食疗饮品，为保健类行业奠定了坚实的基础，给市场经济带来了前所未有的效益。

2　茶多酚的研究进展

2.1茶多酚的浸提工艺

绿茶中茶多酚是溶解于水的一种天然有机化合物，是有多种酚类化合物组成的，性质极其稳定，不溶于氯，遇到碱性化合物，会变成灰褐色氧化。研究表明，绿茶中浸提茶多酚可分为：沉淀法、吸附法、溶剂法、超声波微波提取。

2.2茶多酚的分析和检测

经过业界多年来的研究证实，针对从绿茶中提取后的茶多酚，有多种检测方法，通常使用的办法主要有：溶剂提取、离子沉淀、分离制备等。检测固定的绿茶中的茶多酚，酚中含有多类酚化合物，在一定环境下，与金属产生化学反应，使其变了颜色，在碱性条件下检测绿茶中的茶多酚的重复性，可以检测出绿茶中茶多酚的含量，一般不超过15%，茶多酚具有极强的还原性，遇到金属和有机试剂会发生色泽的变化，茶多酚的不饱和，在310-320和210-240（紫外光波）之间的区域都有着很好的吸收度。因而紫外光光波在200-300之间时，所检测出的茶多酚含量是最标准的。红外光谱法，主要是检测绿茶中茶多酚的含量，并做定量分析，是利用茶多酚中的分子结构C-O，C-H，O-H基团的振动和吸收进行分析和检测。首先，利用红光光谱，针对已经确定的绿茶样品进行扫描，可以得到在红光光谱下绿茶样品的扫描图，然后可以据此来分析确定茶多酚含量的数值。另外还有一些办法，主要是检测和分析茶叶中氧化氢和茶多酚的化学反应。

2.3绿茶中茶多酚的应用

绿茶中的茶多酚具有很好的功能性、心理活性，研究专家对其进行了研究和应用，取得了很多意想不到的成果，实现了绿茶中茶多酚在各个区域、乃至海内外的广泛使用。多用于医药保健业、日化业、美容业、食品业等的行业。绿茶中的茶多酚是一种天然无害的食用的抗氧化剂。研究证明，茶多酚具有抗癌、抗菌、保健、降压、降血糖、降脂、减肥、美容等的生理作用，因此可将绿茶中检测和提取的茶多酚应用于降血压降血糖剂、抗癌抗菌药物、美容产品、心脑血管保健剂等的医药保健领域。此外，根据医药学界的调查和研究，绿茶中的茶多酚可以延缓老年痴呆，同时降低各种精神病发生的风险。此外，绿茶中的茶多酚还可以作为食品中的添加剂使用，国家在这方面也是有相关法律法规的。在水产、食品中广为使用，茶多酚在抑制氢化氧的过程中，终端人体内的脂肪，抑制了油脂酸败，所以常常被添加到食品（如巧克力、奶油、蛋糕、食用油脂等）当中，可起到保鲜的作用，同时还可提高质量。茶多酚在日化、水产中的应用也是如此。

3　水溶剂法提取绿茶中茶多酚的工艺研究

3.1实验材料及设备

主要材料和试剂包括绿茶、葡萄糖、纤维素酶、无水亚硫酸纳、硫酸铵粉末、苯酚、纤维素钠等各类化工材料。

设备：高速药物粉碎机、电子计数天平、电子天平（BS-221S、B-123S）、pH计（FE21/EL21）、国家标准检验筛（61目）、电热恒温震荡水槽（DKZ1系列）、循环水蒸空泵（SHZ-IIIP）、可见分光光度计（WFJ7100）。

3.2实验方法

粉碎过筛的绿茶末3g放入160ml的去离子水中，容器为三角玻璃杯，然后再放入一定量的纤维素酶液，最后放在40℃左右的温开水容器中计时，时间大概5min左右取出、过滤，澄清绿茶，提高液体的清澈度，备用。按照上述单因素实验的程序，分别进行五次实验，取平均值计算茶多酚的含量，可以得到这样的结论：纤维素的浓度（U/G），得到的水平值为：13.1、14.2、13.5、16.7、25.1；酶作用时间，得到的水平值为：11、21、31、41、51、61；酶作用的温度，得到的水平值为：21、31、41、51、61。由此可见，通过以上实验方法提取绿茶中的茶多酚，其结果没有明显差异。

3.3结果及分析

经过3.2.1的实验得知，以葡萄糖液为例，得到的方程式为Y=0.9336X-0.1282，相关系数为R2=0.9985。通过前述实验，可以看出：茶多酚的含量多少与其纤维素的含量多少成正比。纤维素的含量越高，茶多酚的含量也就越高。随着纤维素液的增加，绿茶中茶多酚的含量也会增加，反之会下降。主要的原因是，茶叶是一种固体物，扩散到纤维素液中，不会全部溶解反应，同时也限制了酶的反应接触面积。在酶浓度较低的情况下，酶与茶叶完全结合在一起，随着酶浓度的提高，茶叶与酶不会达到饱和状态，从而限制了酶的作用。所以说，在固定或特定浓度的茶叶中，还存在着酶用量的多少，如果超过了酶用量的最佳值，酶资源就会被废弃或浪费掉。因此，控制纤维素浓度的值在16.5U/G最为适宜。

除上述情况外，纤维素酶的数量，也影响着茶多酚的提取量。从实验中得知，纤维素酶液含量越浓，绿茶中茶多酚的含量会越多，当时间达到固定的范围内，茶多酚的含量就会保持一个相对稳定的值。也可以这样认为：随着酶解时间的拖延，茶叶被有效的破解、反应，茶多酚溶解到茶叶水中，茶水中茶多酚的溶解越来越浓，在20min左右，由反应生成的葡萄糖、纤维二糖等产物的积累，纤维素酶溶液的浓度的增加，限制了酶作用的反应，绿茶中茶多酚浓度的变化，所以说，纤维素酶时间应在20min左右。此外，在实验过程中，纤维素酶的温度高低，也决定着是否能提取更多的茶多酚。随着纤维素酶温度的增加，绿茶中茶多酚的含量也会越来越多，当温度达到50℃左右时，茶多酚的含量也会达到饱和，停留在一个固定的值范围内，所以说纤维素酶的温度适宜在50℃左右。

4　纤维素酶提取茶多酚的工艺研究

4.1实验材料及设备

绿茶、单宁酶、培养基、柠檬酸缓冲、无食子储备液、无食子酸丙脂、酒石酸亚铁、粉碎机、计数器、计数天平、可分光光度计、震荡水槽、霉菌培养箱、压力蒸汽灭菌器、恒温箱子。

4.2实验方法

在无细菌的环境中，绿茶中放入孢子悬液，均匀搅拌，放入霉菌箱子里等待发酵。发酵完之后，提取粗酶液，再在粗酶液中倒入活性炭均匀搅拌，放入冰箱待用。等脱色后，过滤，除菌，置于冰容器中，依序过滤酶液后得到粗酶液，然后加入硫酸铵粉末，最后将沉淀物用柠檬酸缓冲溶解，从而提取出茶多酚。

4.3结果及分析

经过实验，无食子酸的方程式Y=1.0237X-0.0075，葡萄糖的方程式Y=0.0025X-0.0176，谷氨酸的方程式Y=3.9442X-0.4721，三种结果表明测定范围线性关系都较为稳定。单宁酶浓度为0—3.89U/范围内，绿茶中茶多酚的含量随着酶增添的多少而变化，酶增添的越多，茶多酚的含量越高，当酶增添到更多时，茶多酚会发生含量的减少。绿茶中茶多酚的含量与单宁酶作用时间有关，酶作用时间越长，绿茶中茶多酚的含量会越高，当酶时间在30-50之间时，茶多酚的含量显示最佳状态。绿茶中茶多酚的含量与单宁酶作用的温度有关，酶温度越高，绿茶中茶多酚的含量越高，但温度在19-39之间时，茶多酚的含量会饱和，含量率增长速度较慢。通过上面的实验分析，绿茶中茶多酚的提取，在温度55℃左右的条件下，加入5.3U/g的单宁酶，浸提时间为38min，在三次实验后，绿茶中茶多酚的平均值达到71.60mg/g，结果最为稳定。

5　结　语

综上所述，虽然从绿茶中提取茶多酚有很多种方法，但经过统筹分析，较为优化的提取工艺是：利用150ml的有机溶剂，提取时间控制在20-40min，所需温度掌握到50-70℃。在这样的条件下，所能提取出来的茶多酚纯度最高、数量最高，而且，这一提取过程，成本低廉、操作简易，便于控制、风险很低，是非常优化的茶多酚提取工艺。

参考文献

［1］李玉.茶多酚的药理作用研究进展［D］.西北药学杂志，2010，25（1）：78-79.

［2］郭宝鹏.浅析提取茶多酚含量的测定方法［J］.解放军药学学报，2007，28（3）：110-112.

作者简介：罗合春（1963-），男，重庆万州人，研究生，副教授，研究方向：生物分离纯化技术的推广和教学。