绿茶多酚的提取工艺研究进展

2025-02-14葛增跃

食品安全导刊·中旬刊 2025年1期

关键词：提取工艺茶多酚绿茶

摘要：茶多酚作为绿茶中一类重要的活性物质，具有显著的抗氧化和抗菌的效果，已被广泛应用在食品、日化产品和医药等领域。本文概述绿茶多酚提取工艺如溶剂提取法、微波提取法、超声提取法和酶提取法等，以期为绿茶多酚的进一步开发和利用提供参考。

关键词：绿茶；茶多酚；提取工艺

Research Progress on the Extraction Process of Green Tea Polyphenols

GE Zengyue

（Central South University of Forestry and Technology， Changsha 410004， China）

Abstract： As an important active substance in green tea， tea polyphenols have significant antioxidant and antibacterial effects， and have been widely used in food， daily chemical products and medicine. In this paper， the extraction processes of tea polyphenols from green tea， such as solvent extraction， microwave extraction， ultrasonic extraction and enzyme extraction， are summarized， in order to provide a reference for the further development and utilization of green tea polyphenols.

Keywords： green tea; tea polyphenol; extraction process

茶叶是中国传统的保健饮品，唐代的《本草拾遗》和明代的《茶谱》都有关于茶叶药理作用的记载。中国的茶叶种类繁多，主要分为六大类：绿茶、红茶、白茶、黄茶、乌龙茶和黑茶。其中绿茶取自山茶科植物茶的嫩叶，内含丰富的活性物质，包括茶多酚、氨基酸、茶多糖等[1]。绿茶中最重要的活性成分之一是茶多酚，又称为茶单宁或儿茶酸，其含量在茶叶干重中占比18%～36%，是茶叶中占比最高的功能性成分[2]。绿茶多酚通常为淡黄色或淡绿色的粉末状物质，是从绿茶中提取的包含儿茶素、黄酮类和花青素等在内的多种天然化合物的混合物[3]。研究显示，绿茶多酚是一种天然的抗氧化剂，具有抗癌、抗衰老、调节血糖血脂、抗菌消炎等药理作用，同时能够有效预防神经退行性疾病和心血管系统疾病[4]。作为一种天然且安全无害的提取物，绿茶多酚被广泛应用于食品添加以及日化产品中，展现出广阔的应用潜力。本文综述了绿茶多酚提取方法，包括溶剂提取、超声波提取、微波提取、酶提取以及双水相萃取等，旨在为绿茶中的多酚提取研究提供有价值的参考。

1 溶剂提取法

溶剂提取法是一种应用较为广泛的提取技术，因其操作简单、易于实施而备受青睐。其中，水提法和醇提法是较为常用的两种溶剂提取方法。绿茶中的多酚类物质虽然可以溶解在水中，但由于水不能使这些酚类化合物的化学键断裂，导致其提取效率不高。因此，通常采用含有50%～70%的有机溶剂（如乙醇或甲醇）的水溶液复合体系来提高茶多酚的提取效率。汪雪莲等[5]对绿茶茶末中的多酚进行提取，使用60%的乙醇作为溶剂，将料液比设定为1∶20（g∶mL），在85 ℃条件下持续提取

60 min，之后使用乙酸乙酯进行萃取，得到的总多酚质量浓度高达15.66 mg·mL-1。陈峰等[6]通过响应面优化绿茶中茶多酚的提取工艺，得到最佳提取工艺参数为料液比1∶25、甲醇体积分数66%、提取时间10 min、提取温度70℃，共浸提1次，得到的茶多酚提取量为26.20 mg·g-1。王燕[7]通过单因素与正交试验优化茶多酚的提取工艺，用50%的乙醇提取日照绿茶中的茶多酚，料液比为20∶1，提取温度控制在65 ℃，持续提取40 min，茶多酚提取率达到13.54%。潘榕群等[8]通过正交试验对绿茶中茶多酚的提取工艺进行优化。结果表明，使用50%的乙醇作为溶剂，以1∶80的料液比混合，在50 ℃条件下持续提取40 min，茶多酚提取率可达25.44%。耿静[9]采用水溶液浸提法提取齐鲁蒙山绿茶中的茶多酚，并通过响应面试验优化提取工艺，得到最佳提取工艺参数为料液比1∶20、提取温度90 ℃、浸提时间20 min，得到的茶多酚提取率为18.83%。胡蓉[10]采用水溶液浸提法提取绿茶中茶多酚，通过正交试验对提取工艺进行优化。结果显示，在80 ℃下浸提40 min，并添加90 mL的乙酸乙酯，固液比调整为1∶20，得到的茶多酚提取率为12.9%。丁长江[11]采用水溶液浸提法提取绿茶中的茶多酚，并通过单因素试验进行工艺优化，结果表明，最佳条件为乙酸乙酯85 mL、料液比1∶20、提取温度85 ℃、浸提40 min，该条件下提取率为15%。赵志添等[12]采用有机溶剂提取绿茶茶多酚，并进行了工艺优化。结果表明，使用65%的乙醇作为溶剂，以1∶20的料液比混合，于70 ℃恒温条件下连续提取3次，每次持续40 min。随后，在pH值为8.0的环境中加入

2.0 g的CaCl2进行沉淀处理。此工艺下，茶多酚的提取效率高达25.24%。此方法证明有机溶剂与沉淀结合是高效提取绿茶中茶多酚的有效途径。

2 超声提取法

超声提取法通过机械振动和空化作用破坏绿茶细胞的细胞壁和细胞膜，加速溶剂进入细胞，加快细胞内茶多酚的溶出，从而提高绿茶中茶多酚的提取率。超声提取法比溶剂提取法所需时间更短，溶剂使用量更少，提取温度更低，可减小高温对茶多酚结构的影响，确保产品的安全性。张媛婷等[13]采用超声波法提取绿茶中茶多酚，并进行工艺优化。结果表明，以70%的乙醇为溶剂，料液比为

1∶50（g∶mL），在60 ℃下超声提取110 min，所得茶多酚的提取率为19.68%。此外，实验结果还表明提取的茶多酚具有良好的抗氧化性，其对羟基自由基和DPPH自由基的半抑制浓度（IC50）分别为76.76 μg·mL-1和47.53 μg·mL-1（强于阳性对照维生素C组）。王娟等[14]以茶多酚浸提率为评价标准，通过超声波辅助乙醇提取川产夏秋绿茶中的茶多酚，得到最佳工艺为提取温度60 ℃，提取时间40 min，料液比1∶120，乙醇体积分数80%，超声功率350 W，该条件下茶多酚提取率为14.53%。王燕[7]以50%的乙醇为溶剂，通过超声波技术提取绿茶中的茶多酚，得到最佳工艺为料液比1∶26，超声功率505 W，提取23 min，此时茶多酚的提取率为33.79%。黄德娜等[15]采用超声辅助提取绿茶中的茶多酚，通过正交试验优化提取条件，结果发现在料液比为1∶40，乙醇体积分数为40%，提取时间为50 min，提取温度为70 ℃条件下，茶多酚的提取率为24.93%。隋世江等[16]通过超声辅助法提取日照绿茶中的茶多酚并进行工艺优化，结果表明，以85%的乙醇为溶剂，在70 ℃下提取90 min，得到的茶多酚提取率为11.27%。刘智慧等[17]通过超声辅助提取绿茶中的茶多酚，并进行了工艺优化，得出的最佳条件为料液比1∶150，使用70%乙醇溶液，提取温度80 ℃，持续提取3.5 h，该条件下茶多酚的提取量为

1 533.23 mg·L-1。李慧等[18]采用超声波技术提取绿茶中茶多酚，通过单因素和正交试验进行提取工艺优化，结果表明在超声功率为150 W，水浴温度维持在70 ℃的条件下，使用70%乙醇溶液进行25 min的提取，茶多酚的提取率可达到20.87%。BORAH等[19]使用超声技术提取茶叶中的茶多酚，选用枯烯磺酸钠、对甲苯磺酸钠和二甲苯磺酸钠溶解茶多酚，发现枯烯磺酸钠在溶解茶多酚上表现最佳。然后通过响应面法优化提取工艺，确定了在固液比为1∶20、超声处理时间为3.2 h、温度49.9 ℃的条件下，茶多酚的提取率最高，为68.429%。张琪[20]在单因素试验的基础上，采用响应面法对超声辅助水提取绿茶中茶多酚的工艺进行了优化，结果表明，在粉碎粒度为

80目，料液比为1∶20，pH值调节至2.0，超声功率设置为480 W时，经过30 min的提取，茶多酚的提取率可达到77.89%。杨雅瑜等[21]通过正交实验优化了超声波辅助提取绿茶中茶多酚的工艺。结果表明，当超声功率为200 W，温度在65 ℃，持续时间为20 min，循环速度为1 200 r·min-1，料液比为1∶70（g∶mL）

时，茶多酚的提取效率达到25.69%。

3 微波提取法

微波提取法可以通过微波加快分子振动来破坏细胞壁，实现深层加热，有效缩减提取时间，提高提取效率。微波穿透性强且损耗低，可用于绿茶中茶多酚的提取，但在提取过程中微波产生的高温会破坏茶多酚的结构，故需精准把控提取时间，减小温度对提取率的影响。马小雨等[22]采用微波辅助法提取绿茶中茶多酚，并通过响应面法优化了提取工艺。结果显示，在乙醇浓度为55%，料液比为

1∶45（g∶mL），微波功率350 W的条件下，持续提取37 s后，茶多酚的提取效率高达25.65%。谢小花等[23]采用微波法提取绿茶中的茶多酚，并进行了提取条件优化，结果表明，乙醇浓度为50%，固液比为1∶9，微波功率320 W，提取时长18 s，共提取两次，茶多酚提取率为23.4%。李刚凤等[24]使用微波法提取绿茶中的茶多酚，得出的最佳提取工艺条件为微波功率360 W，料液比1∶6，乙醇体积分数60%，持续时间25 s，该条件下茶多酚的提取率为27.64%。

4 酶提取法

酶提取技术是利用特定酶针对性地降解原料的细胞组织，从而促进功能成分的释放，提升提取效率。在提取绿茶中的多酚物质时，通常选择复合酶（纤维素酶和果胶酶）来破坏细胞壁。郝治华等[25]利用响应面法优化了复合酶与有机溶剂提取绿茶中茶多酚的工艺。结果发现，以68%的乙醇为溶剂，料液质量浓度为0.024 g·mL-1，加入纤维素酶6 mg和果胶酶8 mg，pH值调整为5.0，在56 ℃的条件下持续提取129 min，茶多酚提取率为15.61%。王燕[7]以日照绿茶为原料，采用正交试验优化酶法提取绿茶中茶多酚，得到最佳工艺条件为酶解时间79 min，酶解温度58 ℃，pH值5.3，该条件下茶多酚提取率为24.03%。李堆淑[26]采用复合酶辅助提取绿茶中的茶多酚，并通过响应面优化提取工艺。结果表明，最佳提取工艺为酶（纤维素酶和果胶酶质量比1∶1）2.0 mL，酶解温度48 ℃，pH值4.8，乙醇体积分数50%，该条件下茶多酚的提取率为24.59%。黄德娜等[27]、郑生宏等[28]也均采用复合酶辅助法提取绿茶中茶多酚，并进行了工艺优化，所得茶多酚的提取率均超过20%。

5 双水相萃取法

双水相萃取技术与传统的水-有机萃取原理相同，当目标萃取物进入双水相后，其表面性质与化学键会在不同的作用力下发生改变，进而造成其在两相中的浓度分布不均衡，最终达到分离的目的。双水相萃取法不仅工艺流程简便，而且提取条件温和，对环境影响较小，可明显提高不稳定组分的提取效率。为了进一步提升茶多酚等目标物质的提取率，研究人员常常将双水相萃取技术与微波或超声辅助手段结合使用，以达到更优的提取效果。例如，龚新怀等[29]采用离子液体辅助双水相系统提取绿茶茶渣中的茶多酚，并进行了工艺优化，得到最优工艺条件为离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐10%（质量分数）、硫酸铵30%（质量分数），乙醇体积分数60%，料液比1∶40，超声功率540 W，该条件下绿茶茶渣中茶多酚得率为（85.31±1.25）mg·g-1。周鑫彪等[30]采用机械化学辅助双水相提取绿茶渣中的茶多酚，并进行工艺优化，结果表明，硫酸铵和乙醇的质量分数为18%和35%，液固比为65∶1（mL∶g），转速468 r·min-1，提取时间为10 min条件下，茶多酚的提取量为（50.01±0.26）mg·g-1。殷硕等[31]利用双水相（乙醇-硫酸铵）协同超声提取不同季节的绿茶中的多酚物质。以茶多酚含量为评价标准，通过正交实验优化提取工艺，得到的最佳参数为使用双水相溶液（45%的乙醇和0.20 g·mL-1的硫酸铵），料液比1∶90，超声提取15 min。该条件下春季、夏季和秋季绿茶中的茶多酚提取率分别为16.99%、20.02%和17.43%。徐方祥等[32]通过微波辅助双水相提取绿茶多酚，结果表明使用7.0 g磷酸氢二钾，于370 W微波功率下，以50∶1（mL∶g）的液料比提取30 s，所得茶多酚的提取率达到38.98%。

6 其他提取法

6.1 低共熔提取法

低共熔溶剂是一种环保型混合物，由氢键受体与供体经独特氢键作用形成，制备过程简便无毒，并具备良好的生物可降解性。其毒性低、专属性强、极性广泛，且能高效回收，是茶多酚萃取的理想溶剂。高子文等[33]采用响应面法优化低共熔溶剂提取绿茶中茶多酚的工艺，得到的最佳工艺参数为氯化胆碱与乳酸含水率30%（低共熔溶剂），料液比

1∶35（g∶mL），在75 ℃下持续提取29 min，绿茶中茶多酚提取率为25.16%。

6.2 脉冲电场-超声波法

脉冲电场是一种非加热的细胞破碎技术，通过电场剧烈波动对细胞膜施以破坏力，促使细胞内容物外泄。王宇杰[34]运用响应面法优化了脉冲电场与超声波联合提取绿茶中茶多酚的工艺。结果显示，在温度为60 ℃，超声功率为150 W，脉冲强度为

0.90 kV·cm-1以及脉冲次数在30次时，茶多酚的提取量达到（226.984±0.251）mg·g-1。

7 结语

茶多酚是一种天然功能性原料，具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗癌防癌及降血糖血脂等诸多功效，在食品、日化、环保和医药等领域应用广泛。绿茶中的多酚含量高于其他茶类，故本文以绿茶为研究对象，概述茶多酚的提取工艺。传统溶剂提取法因操作简单、成本较低而被广泛采用，但存在效率低、纯度不足等问题。新兴技术如超声提取、微波提取、双水相萃取、酶提取和低共熔溶剂提取等，不仅能提高提取率，降低能耗和时间，还能减少资源浪费，降低环境污染，但其因成本高昂而在工业应用上受限。未来，研究人员应致力于新型技术与传统工艺的融合发展，以降低成本，确保产品品质，并兼顾节能环保。

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