五指山水满茶中茶多糖的2种提取工艺比较

缑鸿达，陈丽珍，任 芯，王春良，侯 杰，翟锐锐

（海南医学院药学院，海南　海口　571199）



五指山水满茶中茶多糖的2种提取工艺比较

缑鸿达，陈丽珍，任 芯，王春良，侯 杰，翟锐锐

（海南医学院药学院，海南海口571199）

摘 要：采用热水浸提法和超声波辅助提取法研究海南五指山水满茶中茶多糖的提取工艺，运用单因素试验和正交试验探讨料液比、提取时间、提取温度与提取次数对水满茶中茶多糖提取率的影响，确定热水与超声波提取水满茶中茶多糖的最佳提取条件，并比较最佳提取条件下两种提取方法的多糖得率。结果表明，热水浸提法的最佳工艺条件为：料液比（g∶mL）为1∶20，浸提时间60 min，浸提温度80℃，浸提次数3次；超声波辅助提取法的最佳工艺条件为：超声温度55℃，料液比（g∶mL）为1∶15，超声时间30 min，超声次数3次；热水浸提法多糖提取率478.09 mg/g，优于超声辅助提取法245.72 mg/g。

关键词：水满茶；茶多糖；提取工艺；比较

五指山水满茶为海南特色名茶之一，其具有促进人体新陈代谢、提神醒脑、消除疲劳，预防消化不良和消热解毒等多种功效。目前关于五指山水满茶中茶多糖的研究未见报道。研究表明，茶多糖是茶叶中极具开发价值的一种重要生理活性物质，具有增强免疫力、防治糖尿病、降血脂血糖、防治心血管疾病等多种作用，使其在医药与食品等领域发挥作用；现已有制备含茶多糖的降血糖和抗糖尿病的药物及健康食品的专利［1-4］。

试验采用热水浸提法和超声波辅助提取法2种方法，探讨五指山水满茶中茶多糖的提取工艺，主要研究料液比、提取温度、提取时间、提取次数等因素对茶多糖提取效果的影响［2-7］。运用单因素和正交试验设计，确定2种提取方法的最佳提取工艺，并比较提取得率，以期为茶叶资源在医药和食品等多方面的综合利用及开发提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

水满茶（购于海南五指山市茶叶市场）。无水乙醇、浓硫酸、无水葡萄糖、蒽酮（阿拉丁试剂有限公司）等均为分析纯。实验用水均为双蒸水。

1.2 仪器与设备

DFY-800粉粹机（温岭市林大机械有限公司）；HH-60数显恒温循环水箱（常州国华电器有限公司）；AE100电子分析天平（梅特勒-托利多）；GZX-9240MBE恒温鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司）；722S分光光度计（上海精密仪器有限公司）；800C台式离心机（上海安亭科学仪器厂）；YZ-180DB超声波清洗器（上海越众仪器设备有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 提取工艺流程 （1）茶叶预处理：40℃烘干，粉碎，过60目筛；（2）称取适量，依次用石油醚（60～90℃）、95%乙醇分别回流脱脂处理1 h，抽滤、干燥至恒重备用。（3）热水浸提或超声波辅助提取、过滤、离心、收集上清液定容；（4）蒽酮硫酸法测定吸光度；（5）换算得到茶多糖提取率。

1.3.2 热水浸提法试验 采用如下不同的料液比、浸提温度、浸提时间、浸提次数4个单因素考察其对水满茶茶多糖浸提效果的影响，并在基础上进行L9（34）正交试验，确定水满茶中茶多糖热水浸提法的最佳提取工艺。

（1）不同料液比处理：准确称取已预处理的茶叶粉末5份各1.0 g，分别按料液比（g∶mL，下同）1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30，置于80℃水浴恒温60 min，各浸提1次。

（2）不同浸提温度处理：称取已预处理的茶叶粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15下，分别置于70、75、80、85和90℃水浴恒温60 min，各浸提1次。

（3）不同浸提时间处理：称取已预处理的茶叶粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15、80℃条件下，分别水浴恒温30、60、90、120和150 min，各浸提1次。

（4）不同浸提次数处理：称取已预处理的茶叶粉末3份各1.0 g，在料液比l∶15、温度80℃与时间60 min的条件下，分别热水浸提1、2、3次。

1.3.3 超声波辅助提取法试验 采用如下不同的料液比、超声温度、超声时间和超声次数4个单因素考察其对水满茶中茶多糖浸提效果的影响，并在基础上进行L9（34）正交试验，确定超声波辅助提取水满茶中茶多糖的最佳条件。

（1）不同料液比处理：称取已预处理的茶叶粉末5份各1.0 g，分别按料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30，置于55℃下恒温超声30 min，各提取1次。

（2）不同超声温度处理：称取已预处理的茶叶粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15下，分别置于45、50、55、60和65℃恒温超声30 min，各提取1次。

（3）不同超声时间处理：称取已预处理的茶叶粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15、温度55℃条件下，分别恒温超声15、20、25、30和35 min，各提取1次。

（4）不同超声次数处理：称取已预处理的茶叶粉末5份各1.0 g，在料液比l∶15、温度55℃与30 min的条件下，分别超声提取1、2和3次。

1.3.4 标准曲线的绘制 准确称取105℃干燥至恒重的葡萄糖对照品0.101 6 g，加水溶解定容至100 mL容量瓶中，配成1.016 mg/mL的标准溶液。精称0.2 g蒽酮溶解于100 mL浓硫酸，当日配制使用。精密移取1、2、3、4、5和6 mL葡萄糖标准品溶液，置于100 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，混匀。分别移取2 mL上述溶液于具塞试管中，以20 mL水作空白，各自再加入8 mL蒽酮-硫酸试剂，立即混匀并放入冰水中冷却15 min；再置沸水浴中加热7 min，冷水下迅速冷却，并放置冰水中15 min后，于580 nm处测定吸光度（A），以横坐标为葡萄糖浓度（C），纵坐标为吸光度，绘制标准曲线，得回归方程为A=7.488 8C-0.047 27，R2=0.998 97。

1.3.5 样品制备与测定 将提取样品液加水进行适当稀释定容，摇匀，备用。测定时吸取该稀释样品液2 mL于比色管中，然后按1.3.4中方法测定吸光度，由回归方程求出其浓度。根据吸光度和稀释倍数计算茶多糖得率，公式即：茶多糖得率（mg/g）＝测量浓度×稀释倍数×提取液体积/原料干重。

2 结果与分析

2.1 热水浸提法单因素试验结果

2.1.1 料液比对茶多糖提取率的影响 按料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30的提取率结果分别为：177.08、217.95、233.79、252.14和134.54 mg/g，可知：随着料液比的增加，茶多糖提取率先增加后又减少，且在1∶25时，提取率最高。综合考虑，选取1∶15、1∶20和1∶25为正交试验料液比因素的3个水平。

2.1.2 浸提温度对茶多糖提取率的影响 置于70、75、80、85和90℃浸提温度的提取率结果分别为：234.30、238.46、270.11、255.12和234.38 mg/g，可知：随着温度的升高，茶多糖提取率先增加后减少，在80℃时达到最大，85℃时次之，综合考虑，选取75、80和85℃为正交试验温度因素的3个水平。

2.1.3 浸提时间对茶多糖提取率的影响 水浴恒温30、60、90、120和150 min浸提时间的提取率结果分别为：208.48、255.12、256.79、243.46和236.80 mg/g，可知：随提取时间的增长，提取率逐渐降低，当提取时间为90 min时，提取率最高，所以选取60、90和120 min为正交试验时间因素的3个水平。

2.1.4 浸提次数对茶多糖提取率的影响 热水浸提1、2和3次的提取率结果分别为：217.64、233.47和234.30 mg/g，可知：随提取次数的增加，提取率逐渐增加。

综上所述，在单因素试验的基础上确定了进行热水浸提法的L9（34）正交试验的因素和水平（表1）。

表1 热水浸提法正交试验因素水平

2.2 超声波辅助提取法单因素试验结果

2.2.1 料液比对茶多糖提取率的影响 按料液比1∶10、1∶15、1∶20、1∶25和1∶30的提取率结果分别为：114.40、161.90、171.90、179.40和101.91 mg/g，可知，随料液比的减少，即水量的增多，提取出的茶多糖含量先增加后减少，在1∶25时得率最高。综合各因素，选取料液比1∶15、1∶20、1∶25为正交试验料液比因素的3个水平。

2.2.2 超声温度对茶多糖提取率的影响 置于45、50、55、60和65℃恒温超声的提取率结果分别为：168.70、172.04、169.53、166.20和167.03 mg/g，可知，提取的多糖含量基本较接近，随着超声波温度的升高，提取出的茶多糖含量先增加后减少，在50℃时达到最大。综合考虑，选取45、50和55℃为正交试验温度因素的3个水平。

2.2.3 超声时间对茶多糖提取率的影响 分别恒温超声15、20、25、30和35 min的提取率结果分别为：173.74、164.56、171.24、166.23和161.23 mg/g，可知，随提取时间的增长，提取率逐渐降低，超声波时间为15 min时茶多糖的提取量是最高的，35 min时茶多糖的提取量是最低的。所以选取15、25和30 min为正交试验时间因素的3个水平。

2.2.4 超声次数对茶多糖提取率的影响 超声提取1、2和3次的提取率结果分别：220.70、234.04和234.04 mg/g，可知，随提取次数的增加，提取率逐渐增加。综上所述，在单因素试验的基础上确定了进行超声波辅助提取法的L9（34）正交试验的因素和水平（表2）。

表2 超声波辅助提取法正交试验因素水平

2.3 热水浸提法正交试验结果

由表3极差R值可知，4因素对提取率影响大小顺序为：浸提次数＞料液比＞浸提温度＞浸提时间，最佳提取工艺为A2B2C3D1，即：料液比为1∶20、浸提时间60 min、浸提温度80℃、浸提3次，在此最佳条件下茶多糖提取率为478.09 mg/g。将正交试验结果经方差分析可知，影响茶多糖提取率的4因素中，料液比、次数和温度具有显著影响。

2.4 超声波辅助提取法正交试验结果

由表4极差R值可得，影响茶多糖提取率的主次因素顺序为：超声次数＞超声温度＞超声时间＞料液比。依最优水平A1B3C3D3，确定最佳提取工艺为超声温度55℃、料液比1∶15、超声时间30 min、超声3次。将正交试验结果经方差分析可知，影响茶多糖提取率的4因素差异不显著。

表3 热水浸提法茶多糖正交试验结果

表4 超声波辅助提取法茶多糖正交试验结果

3 结论与讨论

目前，国内外关于茶多糖提取的研究报道较多，主要有水提法、酸提法、碱提法，以及一些辅助提取法，如超声波法、酶提取法和微波提取法。其中，应用较多的提取方法主要是水提法，大量实验证明其较简单易行，在实际生产加工中也以此法为主［1］。

五指山水满茶中茶多糖的2种提取工艺的研究表明，热水浸提法最佳工艺组合如下：料液比（g∶mL）为1∶20、浸提时间60 min、浸提温度80℃，浸提3次，在此条件下茶多糖提取率为478.09 mg/g；超声波辅助提取法的最佳工艺条件如下：料液比（g∶mL）为1∶15、超声时间30 min、超声温度55℃、超声3次，在此条件下茶多糖提取率为245.72 mg/g。而与热水浸提法相比，超声波辅助提取所用的时间较少且温度较低，故其具有省时、耗能少等优势。按最佳工艺条件下，热水浸提法提取茶多糖得率优于超声波辅助提法，且次数为2种提取工艺的主要显著影响因素。

茶多糖现已涉及到食品、医学和人体保健等多方面领域，国内外学者对其提取、分析测试等方面有较广泛而深入的研究。故今后还需要对五指山水满茶中茶多糖的其他试验研究条件进行多方面分析与优化，为五指山水满茶资源的多领域深入研究与开发应用提供新的参考和思路。

参考文献：

［1］ 崔宏春，余继忠，黄海涛，等. 茶多糖的提取及分离纯化研究进展［J］.茶叶，2011，37（2）：67-71.

［2］ 赵丽平，肖 颖，董 翠. 信阳绿茶中茶多糖提取工艺研究［J］. 江苏农业科学，2012，40（10）：245-246.

［3］ 苏冰霞，谢 轶，吴学进，等. 山苦茶多糖的分离和含量测定［J］.热带作物学报，2012，33（3）：567-571.

［4］ 卢金珍，孙金龙，任 俊，等. 绿茶茶多糖提取工艺优化研究［J］.现代农业科技，2012，（7）：335-339.

［5］ 谭海云，潘嫣丽，覃梅珍. 热水与超声波提取鹿角灵芝多糖工艺比较研究［J］. 中国食品添加剂，2011，（3）：91-95.

［6］ 方玉梅，张 萍，王毅红. 六盘水野生蕨菜多糖的超声波辅助提取及含量测定［J］. 江西农业学报，2015，36（16）：115-117.

［7］ 潘 莹. 冬枣多糖的2种提取工艺优化比较［J］. 江苏农业科学，2015，43（5）：262-265.

（责任编辑：夏亚男）

Two Kinds of Extraction Process on Tea Polysaccharide from Wuzhishan Shuiman Tea

GOU Hong-da，CHEN Li-zhen，REN Xin，WANG Chun-liang，HOU Jie，ZAI Rui-rui
（College of Pharmacy， Hainan Medical University， Haikou 571199，PRC）

Abstract：Taking Shuiman tea from Wuzhishan， Hannan as materials， using hot water extraction and ultrasonic assisted methods， tea polysaccharide extraction process was studied. Some effect factors such as material liquid ratio， extraction time， extraction temperature and extraction times were discussed by single factor test and orthogonal test. The results showed that the optimum process conditions of hot water extraction was as follows： material liquid ratio 1∶20， extraction time 60 min， extraction temperature 80℃， and extract 3 times. The optimum process conditions of ultrasonic assisted extraction was as follows： material liquid ratio 1∶15， ultrasonic temperature 55℃， ultrasonic time 30 min， 3 times. Under the former method， the polysaccharide extraction yield reached 478.09 mg/g， which was better than that of latter， 245.72 mg/g.

Key words：Shuiman tea； tea polysaccharide； extraction process； compare

中图分类号：R284.2

文献标识码：A

文章编号：1006-060X（2016）05-0082-03

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.05.023

收稿日期：2016-03-01

基金项目：国家级大学生创新训练实验项目（201311810043）

作者简介：缑鸿达（1991-），男，甘肃天水市人，本科生，主要研究方向为药用植物有效成分分析。

通讯作者：陈丽珍