茶树花新资源中多糖提取技术研究现状

张星海

（浙江经贸职业技术学院应用工程系，浙江杭州　310018）



茶树花新资源中多糖提取技术研究现状

张星海

（浙江经贸职业技术学院应用工程系，浙江杭州310018）

摘要：多糖是茶树花新资源中重要的功效成分，也是茶树花显著区别茶叶的重要物质。近几年来吸引大量的科技工作者去研究如何提高茶树花多糖的提取率方法。因此，文章首先对当前比较流行的几种提取技术进行综述，同时对每种提取方法的优势与弊端进行分析，供生产者根据生产与实验需要进行选择与组合。

关键词：茶树花；多糖；提取；提取率；茶叶

中国茶叶加工2016（2）: 38-41

2013年1月4日国家卫生部第1号公告[1]，根据《中华人民共和国食品安全法》和《新资源食品管理办法》有关规定批准了茶树花、盐地碱蓬籽油等资源为新资源食品。在卫生部公布的7种新资源食品中，茶树花排在首位，其资源价值的重要可见一斑。茶树花具有天然、安全、新颖、功能性强的特点[2-6]，是一种无需重新栽培、储量丰富、年年可再生的天然资源，“是弃是留”挑战人类现代科技。研究表明，茶树花含有丰富的内含物质，其主要化学成分与芽叶大体相同（见表1）。

表1　茶树花与茶鲜叶主要成分含量比较（单位：%）[7]Table 1 Comparison of the main components of tea flowers and tea fresh leaves（Unit: %）

茶树花富含各种氨基酸、蛋白质，还有多种活性物质和保健成分，如茶皂素黄酮类、茶多糖、茶多酚、可可碱、超氧化物歧化酶（SOD）、维生素和微量元素等；但是其活性成分和茶叶相比还是少了很多，相差较大的是茶多酚和咖啡碱。通过对茶树花与茶叶的成分进行比较，可以发现其中有一个功效成分多糖，在茶树花中的含量高很多，茶树花为茶多糖的制备提供了良好的原材料。正因如此，茶树花多糖的相关提取技术吸引大量的科技工作者去研究探讨[8-17]，下面将近几年相对比较成熟的提取技术进行分析比较。

1　溶剂浸提技术

多糖的提取一般采用酒精、酸碱水作为溶剂，采用热水进行粗提时一般要把水温加热到快沸的温度，因此提取成本较高；热水浸提要消耗的时间长，提取出来的组分较复杂，后续的进一步提纯难度大，因此提取效率也较低。相对乙醇和水，酸碱提取有一个明显的缺点就是容易破坏多糖的活性及空间结构。从提取速度来看，碱提比热水提取快，而提取率热水浸提更高。杨玉明等[8]用水浴浸提茶树花多糖，关注以下几个因素对对多糖得率的影响：料液比、提取次数、提取时间、浸提温度等。通过正交试验表明，各因素对茶树花多糖浸提的得率影响大小顺序为料液比、时间、温度，得到最佳的浸提工艺为：料液比1∶40、浸提温度90℃、提取时间120 min，在这工艺条件下茶树花多糖提取得率为2.13%。韩铨等[11]利用中心组合设计实验，研究了热水提取法提取茶树花多糖的工艺条件，重点试验了液料比、提取温度、浸提时间对茶树花多糖提取率影响，得到：液料比21.75、温度90℃，时间1.89 h，粗多糖得率为8.69%，验证也得到了比较接近的茶树花多糖8.60%的提取率。本实验室课题组[13]利用乙醇回流提取茶树花中的茶多糖发现不同来源的茶树花，其总糖含量一般在16.15%～23.25%，经过初步纯化茶多糖的得率为1.60%～1.65%；提取方法为称取磨碎茶样10 g，加80%乙醇400 mL，95℃水浴回流1 h，趁热抽滤，滤渣用80%热乙醇50 mL重复洗涤2次，以除去单糖等干扰性成分，加水1 L，沸水浸提60 min，滤渣用热蒸馏水50 mL重复洗涤2次，合并滤液，10000 rad/min离心分离10 min，去除杂质，浓缩，用3倍体积的95%的乙醇沉淀，7000 rad/min离心10 min得到沉淀物，冻干后得茶树花粗多糖。

2　酶解提取技术

通过酶的作用分解原料组织，加快有效成分溶出细胞，这样能够大大缩短提取的时间，提高了提取效率。为了分解破坏具有纤维素、半纤维素、果胶等这些物质组成的植物细胞壁及细胞间质，在应用时多采用复合酶，这种提取方法的工艺条件温和、容易提纯、提取得率高和成本低等优点。俞兰等[14－15]研究了酶法提取对多糖得率的影响，在按表2中的条件下加入戊聚糖复合酶、纤维素酶、葡聚糖酶、中性蛋白酶及果胶酶→90℃灭酶10 min→过滤→渣继续用水提取（水提工艺条件为料液比1∶8、浸提温度55℃、提取时间1 h）→过滤、离心→两次清液合并→浓缩→醇沉→沉淀、冻干→多糖样品。

表2　不同酶制剂提取茶树花多糖的最适参考条件Table 2 Different enzyme preparationsfortea polysaccharide optimum reference conditions

研究结果表明添加中性蛋白酶、纤维素酶、戊聚糖复合酶对多糖得率有明显的提高，其中添加中性蛋白酶后多糖得率为33.41%、添加纤维素酶后多糖得率为17.93%、添加戊聚糖复合酶后多糖得率为18.32%，但是戊聚糖复合酶提取得到的茶多糖的蛋白质含量较低，茶多糖中的酸性糖含量较高，因此提取茶树花多糖一般选择戊聚糖复合酶。

3　超声波辅助提取技术

超声波技术是一种非常有效的提取生物功能因子的方法和手段。在大破坏应力作用下，液体内产生空化作用，产生很强的冲击波和微声流，使细胞壁瞬间破裂，植物细胞内的有效成分能够很快进入溶剂，从而提高提取效率；但是超声可能会降解部分可溶性多糖，使其容易溶解于乙醇溶液中，但并不影响水溶性多糖的生物性能。张玲等[16]研究了超声波辅助提取茶树花多糖的工艺条件，通过正交试验表明，超声波功率、浸提温度、料液比几个因素影响茶树花多糖提取得率最大的是超声波功率，其次是浸提温度，影响最小的是料液比，得到最佳工艺条件为：超声波功率90 W，浸提温度为70℃，料液比1∶20，在此工艺条件下茶树花多糖提取得率为1.30%，因该文献报道没有研究超声波辅助提取时间因素，茶树花多糖得率较低可能与这有关；而秦德利等[17]利用响应曲面法优化得最佳工艺条件为超声时间12 min，超声功率540 W，液料比30∶1，茶树花多糖提取率为7.69%。

4　微波萃取技术

微波萃取就是利用高频电磁波穿透提取溶剂，造成细胞结构破损，胞外溶剂容易进入细胞内，有效成分也自由流出到溶剂中。应用微波辅助提取手段，能够显著缩短提取时间，提高多糖的提取效率。余锐等[18]利用微波辅助提取技术研究茶树花多糖的提取工艺，通过单因素试验，比较了时间、温度和溶媒添加量等三个因素对茶树花多糖得率的影响，得到最佳的提取工艺条件为：提取温度45℃、浸提时间5.5min和石油醚加量1300mL，在此条件下得率为（5.08±0.09）%。韩艳丽等[19]利用微波辅助提取技术研究茶树花多糖的提取工艺，正交试验优化最佳工艺为：时间60 min，料液比1∶15，提取温度50℃，醇存纯化后提取率为2.61%。陈义勇等[20]利用超声波与微波相结合的方法，研究了响应面优化茶多糖的提取技术，其最佳提取工艺条件为：提取时间23 min、料液比1∶30、微波功率90 W，茶多糖的得率从2.95%提高到4.19%。

5　超临界CO2萃取技术

利用压力和温度对超临界流体溶解能力，在超临界下，将超临界流体与目标物接触，有选择性地将极性、分子量和沸点不同的成分依次萃取。尽管超临界萃取技术有诸多优点，但目前大多停留在实验室阶段，产业化生产应用的不多。陈明等[21]利用超临界萃取茶多糖研究发现，在萃取时间120 min，萃取压力35 MPa，萃取温度45℃，夹带剂乙醇浓度为20%条件下，茶多糖提取效果率92.5%。本实验室课题组[22]利用超临界萃取茶树花中的茶多糖，采用响应曲面法对萃取工艺进行了优化，并建立了影响因素和茶多糖得率之间的回归方程。在萃取时间170 min，萃取压力45 MPa，萃取温度75℃，夹带剂乙醇浓度为50%条件下，茶树花多糖的实际平均得率为（6.56±0.37）%，与预测值6.35%无显著差异，但该项技术设备昂贵，而且实验重复性、稳定性较差，不利于推广应用。

总之，以上五种茶树花多糖的提取方法各有优势和弊端，溶剂提取法是酶法提取、超声波提取及微波萃取的基础，其最大优点是既不需要昂贵的实验设备，也不要难以寻觅的实验试剂，而且操作工艺简单、方便易行，不足之处是操作时间过长，提取效率不高，浓缩能耗较大，杂质较多，后期纯化较困难；酶法提取由于选择了生物酶解工序，增加操作复杂性，同时会引起茶树花多糖的分解，改变了多糖的组分结构；超声波和微波提取方法基本模式相同，就是在溶剂提取基础上外加引起提高茶树花多糖提取率的不同效应与作用，如超声波提取主要是“机械振动与空化作用”、微波提取是“热效应与细胞收缩作用”，二者都可提高多糖提取效率，同时减少能耗与时间，相对来说微波提取比超声波提取更能提高提取效率，超声可能会导致部分可溶性多糖发生降解，不影响可溶性多糖的生物性能，微波可能会由于操作不当带来对操作人员的辐射危害；超临界萃取技术具有提取效率高，生产周期短、极少破坏生理活性物质、没有溶剂残留、产品质量高等优势，但是由于操作实施成本较高，条件要求较高，重复稳定性较差，不利于生产推广。因此在生产中建议采用溶剂提取与微波辅助相结合的提取方法，也可以考虑采用超声波提取方法；在试验研究中可以考虑酶法提取与超临界萃取相结合的方法，便于更快探明茶树花多糖的组分与结构；另外考虑到茶树花来源不同，多糖组分结构也会有差异，往往试验室小试工艺与中试工艺会有一定的差距，放大生产时可能差距会加大，通常工业生产放大工艺的得率会高于小试或中试。

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A Review on the Extraction Technology of Polysaccharides from Tea Blossom

ZHANG Xing-hai
（The Department of Applied Engineering，Zhejiang Economic and Trade Polytechnic，Hangzhou 310018，China）

Abstract:Polysaccharides is an important component in the new resource of tea blossoms and a substance that distinguishes it from tea leaves. In recent years，a large number of scientific research focused on how to improve the extraction rate of Tea Flower Polysaccharide.This paper firstly compares several popular extraction technologies at present and analyzes the advantages and disadvantages of each technology with the purpose of providing references for producers in production and experiments.

Key words:Tea blossom; Polysaccharide; Extraction; Extraction rate; Tea

中图分类号：S571.1；Q946.81

文献标识码：A

文章编号：2095-0306（2016）02-0038-04

收稿日期：2016-04-06

作者简介：张星海（1973-），男，安徽合肥人，教授，硕士生导师，主要从事教学、茶叶生物化学与功能成分研究、茶文化推广等工作。