在超声条件下从绿茶中提取儿茶素的工艺研究

苏扬 姚国胜 乐传俊 陈静静 徐风萍 王辉

(常州工学院理学院，江苏 常州 213002)

在超声条件下从绿茶中提取儿茶素的工艺研究

苏扬 姚国胜 乐传俊 陈静静 徐风萍 王辉

(常州工学院理学院，江苏 常州 213002)

采用正交试验法，在超声条件下，研究浸提液乙醇浓度、提取时间、浸提温度、料液比4个条件对儿茶素提取率的影响，确定最佳提取工艺条件。结果表明，当浸提温度为60℃、提取时间为40 min、料液比1∶12(W/V)、乙醇浓度为70%(V/V)时，EGCG的浸提率达到24.37%，较之常规溶剂浸提法提高了39.58%。研究还发现，由于吸附作用，活性炭脱色会大幅降低提取液中EGCG的含量。

超声波;绿茶;儿茶素;EGCG

儿茶素类(EGCG)物质是茶叶中主要的生物活性物质，具有抗氧化、抗菌消炎、抗病毒、降血糖和血脂、预防心血管疾病及抗衰老等作用。如何有效地分离提纯儿茶素一直是研究重点[1-2]。

超声波由于其空化作用引起湍动、微扰、界面、聚能效应，可在天然产物的提取中增加有效成分的溶出速度和数量，从而提高有效成分的浸提率和缩短浸提时间[3-6]。本文采用正交试验法，在超声条件下由浸提液乙醇浓度、超声提取时间、浸提温度、料液比四个方面研究从绿茶中提取儿茶素的最佳工艺条件，并与常规方法进行比较;采用盐酸—香草醛法检测提取液中的儿茶素含量[7-9]，计算各工艺条件下的浸提率;同时还对提取液的脱色过程对浸提率的影响进行研究。

1 实验

1.1 材料、试剂和仪器

材料、试剂:茶叶(雀舌，常州金坛，2009年5-6月份采摘);无水乙醇(分析纯，江苏永丰化学试剂厂);乙酸乙酯(分析纯，成都市科龙化工试剂厂);盐酸(分析纯，江苏永丰化学试剂厂);香兰素(分析纯，成都市科龙化工试剂厂);活性炭(分析纯，上海实验试剂有限公司);EGCG(99.36%，上海融乐医药科技发展有限公司)。

仪器:金利牌超声波清洗器(频率(40±5%)kHz，功率(250±10%)W，上海吉理超声仪器有限公司，改装后带有温控加热系统);722可见分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司);FA1004电子天平(上海越平科学仪器有限公司);SHB-ⅢS循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司);ZDF-OB真空干燥箱(上海博泰实验设备有限公司);Senco R系列旋转蒸发器(上海申生科技有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 提取

超声提取:称取5.00 g绿茶，粉碎后置于圆底烧瓶中，按照料液比加入一定量的提取溶剂，然后将圆底烧瓶固定于超声波清洗仪中，使槽内水面与烧瓶中液面齐平，水浴加热至一定温度，超声提取一定时间后停止，抽滤。共提取4次，合并滤液。

常规溶剂提取:按超声提取确定的工艺条件，在无超声的条件下进行了常规提取，以与超声方法进行对比。

1.2.2 EGCG含量的测定

准确称取5.0 mg EGCG粉末，用无水乙醇溶解，转移至50.0 mL容量瓶并定容至刻度线配制成标准溶液。移取上述标准溶液1.2 mL于25.0 mL容量瓶，加5.00 mL蒸馏水，用1%香兰素浓盐酸定容至刻度线。放置40 min，以水样为空白，从450～600 nm每隔10 nm测量一次吸光度值，确定EGCG的最大吸收波长。

分别移取上述标准溶液1.20 mL，1.60 mL，2.00 mL，2.40 mL，2.80 mL，3.20 mL 和 3.60 mL于25.0 mL容量瓶，加5.00 mL蒸馏水，用1%香兰素浓盐酸定容至刻度线。放置40 min，以水样为空白，在EGCG最大吸收波长处测量其吸光度值。采用线性回归法建立EGCG的标准曲线方程。

移取各提取液1.00 mL于100 mL容量瓶，其中，x为浸提率;me为EGCG质量;m0为绿茶质量。

1.2.3 提取液的脱色

取提取液100 mL，在水浴温度为40℃、旋转速度为120～150 r/min的条件下，旋转蒸发回收乙醇，得浓缩液。将浓缩液用蒸馏水稀释至100 mL，50℃水浴中加热数分钟直至浑浊现象消失为止，测量其EGCG的含量。取浓缩稀释液50.0 mL，调节pH 1～2，加入绿茶用量36%的活性炭，在50℃水浴中脱色2次，每次30 min。然后测定脱色后溶液中EGCG的含量。用蒸馏水定容至刻度线。取稀释100倍后的提取液1.00 mL于25.0 mL容量瓶，加5.00 mL蒸馏水，用1%香兰素浓盐酸定容至刻度线。放置40 min，以未加香兰素浓盐酸的提取液为空白，在EGCG最大吸收波长处测量其吸光度值，并按式(1)计算浸提率:

2 结果与讨论

2.1 EGCG最大吸收波长和标准曲线

实验结果表明EGCG的最大吸收波长在500 nm处。所测标准曲线如图1所示，曲线方程为:

图1 EGCG的标准曲线

2.2 提取工艺条件的确定

采用正交试验法，由浸提液乙醇浓度、提取时间、浸提温度、料液比4个方面确定从绿茶中提取儿茶素的最佳工艺条件。通过检测提取液中的儿茶素含量，计算各工艺条件下的浸提率(见表1、表2)。

正交试验结果显示，以EGCG浸提率为评价指标的最佳提取条件是A3B3C3D1，即浸提温度为60℃、超声提取时间40 min、料液比1∶12(W/V)和乙醇浓度为70%(V/V)。在此最佳提取条件下进行儿茶素的提取，对该优化方案进行验证。结果显示，EGCG的浸提率为24.37%。

正交试验的极差分析表明，提取条件的影响因素依次为:料液比＞乙醇浓度＞浸提温度＞提取时间。由此可见，料液比对浸提率的影响最大，而提取时间对浸提率影响最小。

表1 正交试验结果分析

表2 正交试验结果极差分析

2.3 超声法与常规溶剂提取法的比较

根据正交试验结果所确定的最佳提取工艺条件，在无超声的条件下进行常规溶剂提取。结果表明，常规溶剂提取法中EGCG的浸提率为17.46%。由此可见，超声提取使EGCG的浸提率比常规溶剂提取提高了39.58%。这说明超声波的强烈振动和空化效应可以增加物质分子的运动速度和溶剂的渗透性，提高儿茶素的溶出速度和数量。

2.4 脱色对EGCG提取的影响

取上述正交试验的5、7、9号实验的提取液各100 mL，浓缩回收乙醇后用蒸馏水稀释至100 mL，测其EGCG含量;对该溶液使用活性炭进行脱色处理，脱色后溶液成淡黄色，测其EGCG含量。提取液、脱色液中EGCG的浓度值如表3所示。实验结果表明，对提取液进行脱色处理，使提取液中的EGCG含量大幅降低，损失率为80% ～84%。因此，在儿茶素的提取过程中不应采用脱色，以避免儿茶素的损失。

表3 脱色对EGCG浓度的影响

3 结论

1)超声条件下从绿茶中提取儿茶素的效果明显优于常规浸提法，不但可以使儿茶素的浸提率大大提高，而且可以缩短浸提时间。当超声频率为40 kHz、超声功率为250 W、浸提温度为60℃、超声提取时间为40 min、料液比1∶12(W/V)、乙醇浓度为70%(V/V)时，EGCG的浸提率达到最大，与相同条件下常规浸提法相比，其EGCG的浸提率从17.46%上升至24.37%，提高了39.58%。提取条件中料液比对浸提率的影响是最大的，而提取时间对浸提率影响最小。

2)脱色会造成EGCG的损失，损失率为80%～84%。因此在提取过程中应避免采用脱色。

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Study on Technology of Extracting Catechin from Green Tea by Ultrasonic Wave

SU YangYAO Guo-shengYUE Chuan-junCHEN Jing-jingXU Feng-pingWANG Hui

(School of Science，Changzhou Institue of Technology，Changzhou 213002)

The influence of ethanol concentration，extraction time，extraction temperature and the liquidto-solid ration on the extraction rate of catechin is studied under ultrasonic wave with the orthogonal experiment method.The results indicate that the extraction rate of EGCG is 24.37%，when the extraction condition is:extraction temperature 60 ℃，the ultrasonic extraction time 40 min，the liquid-to-solid ratio 1∶12(W/V)，and ethanol concentration 70%(V/V).Compared to the conventional solvent extraction，the extraction rate has increased by 39.58%.By this study，we also find that the de-colorization with active carbon significantly reduces the concentration of EGCG in the extract because of adsorption.

ultrasonic wave;green tea;catechin;EGCG

Q946.84+1

A

1671-0436(2011)02-0042-04

2011-03-03

苏扬(1971— )，男，硕士，讲师。

责任编辑:唐海燕