茶多糖的提取与分离纯化技术研究新进展

任小盈 李静 马存强等

摘要茶多糖是一类相对分子质量较大的，具有一定活性的水溶性复合杂多糖。根据对茶多糖的紫外、红外及气相色谱的分析，茶多糖由糖类、果胶及蛋白质等物质组成。为了更清晰地了解茶多糖的研究现状并对茶多糖进一步开发和研究，主要对近年来茶多糖的提取方法、分离纯化和分子组成等方面进行了综述，并对研究中存在的问题进行了分析，对其开发前景進行了展望。

关键词茶多糖；提取；分离纯化；分子组成

中图分类号S571文献标识码A文章编号0517-6611（2014）23-07993-03

基金项目国家科技支撑计划课题（2007BAD58B03）；云南保山市科技项目“保山市特种茶叶开发与研究”。

作者简介任小盈（1987- ），女，山东聊城人，硕士研究生，研究方向：茶叶加工与综合利用。*通讯作者，副教授，博士，从事茶叶加工研究。

收稿日期20140707茶多糖（TPS）是一类相对分子质量较大的水溶性复合杂多糖，根据对茶多糖的紫外、红外及气相色谱的分析，由糖类、果胶及蛋白质等物质组成。其具有降血糖[1-3]、降血脂[4]、降血压[5]等多种保健功能，是一种具有广阔开发前景的天然药物。近年来，国内外研究者相继对其提取方法、分离纯化和分子组成等方面进行了广泛的研究。笔者就近几年关于茶多糖的提取分离方法及组成成分方面进行了综述，并且对茶多糖的研究现状进行了总结。

1茶多糖的提取方法

茶多糖易溶于水，在高浓度的有机溶剂，高温或强酸、强碱的条件下不稳定，易于分解[6]。近年来，水浸提法、超声波法、酶提取法、微波提取法和醇沉淀法等是茶叶中茶多糖提取的常用方法，国内外学者对此研究较为深入。

1.1水浸提法水浸提法是利用茶多糖易溶于热水的特性，通过对提取条件的设置，能够提高茶多糖的得率，具有操作简单、成本较低等优点，在生产实践中被广泛应用。

不同学者从料液比、提取时间、提取温度等方面对绿茶、普洱茶等茶多糖的水浸提法进行了深入研究，并且确定了最佳提取工艺。赵丽平等研究绿茶表明，提取茶多糖的最佳工艺条件为料液比1∶30 g/ml、提取时间3.5 h、提取温度85 ℃，茶多糖的提取率为3.40%[7]。卢金珍等的研究结果为：料液比1∶10 g/ml，温度85 ℃，时间90 min，次数为2次，茶多糖得率为5.88%[8]。原龙等研究报道最佳工艺条件：料水质量比为1∶25，提取温度85 ℃，提取时间为90 min，提取1次，茶多糖得率为1.92%[9]。金婷等采用热水浸提法提取普洱茶中的水溶性茶多糖，结果表明，最佳浸提条件为固液比1∶20 g/ml、温度90 ℃、时间1.5 h、浸提2次，得到的最佳提取率是54.5%，为普洱茶中茶多糖的提取提供了依据[10]。罗玲等确定了普洱茶茶多糖的最佳提取工艺：料液比为1∶17 g/ml，浸提温度为80 ℃，浸提时间为78.5 min，茶多糖得率为12.72%[11]。

目前，不同学者采用水提法提取茶多糖的研究，通过单因素试验、正交试验设计及响应面法确定的茶多糖的提取工艺基本一致：料液比为1∶20 g/ml左右，提取温度90 ℃左右，提取时间1.5 h左右，提取次数1～2次。由此，有效减少了茶多糖水提取法的重复性，为茶多糖的进一步研究奠定了基础。相比较而言，水提取法的工艺流程各不相同，从而获取茶多糖得率差距较大。因此，笔者认为应该统一水提取方法的工艺流程，规范此提取方法。

1.2超声波提取法超声波提取是利用超声波的空化作用加速植物多糖成分的浸出提取，因此，具有反应条件温和、适应性广泛、提取效率高等特点。

茶多糖得率的影响因素主要为料液比、时间、温度、pH等，众多学者对此进行了研究。李粉玲等研究凤凰茶多糖结果显示：最佳提取条件为料液比1∶40 g/ml、超声波功率350 W、超声时间20 min、超声温度70 ℃，茶多糖得率为4.740 4 mg/g[12]。杨泱等采用超声波法从普洱茶中提取茶多糖，结果表明，最佳条件为提取温度70 ℃，超声波处理时间20 min，固液比1∶20 g/ml，提取次数3次，提取得率为3.784%[13]。而安卫征等采用超声波浸提法从普洱茶中提取多糖，证实茶多糖提取的最佳条件：功率800 W，固液比1∶50 g/ml，时间25 min，提取得率为6.51%[14]。除此外，也有不少研究报道了绿茶茶多糖提取的最佳条件[15-16]。针对同一茶类，试验结果相差较大，究其原因，与原料品种、加工工艺、试验条件等因素相关性较大，值得进一步研究。

综上所述，根据单因素试验分析，可以看出超声功率、料液比、提取时间、提取温度等是提取茶多糖的主要影响因素。同常规方法相比，超声波提取时间明显缩短，茶多糖得率也较高。然而，基于试验原理，超声波提取法对于茶多糖的生物活性是否有影响，目前此方面的研究较少，需要进一步经过大量的试验证实。

1.3酶提取法酶提取法是采用酶破坏细胞壁结构，加快有效成分溶出细胞的速率，进而提取热稳定性差或含量较少的生物成分。常见酶的种类为纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶等。由于反应条件温和、选择性高、成本较低、环保无毒等特点，因此，酶法提取具有较大的应用潜力，必将成为功能成分开发的重要手段。

由可知，随着人们对酶法提取方法的认可，探究了单一酶和复合酶及集成提取方法对茶多糖提取率的影响。不少研究结果表明，酶法提取与不加酶类提取茶多糖，前者可以显著提高茶多糖的得率，同时酶种类、添加量、温度和pH对茶多糖含量影响较显著，且复合酶提取法的茶多糖含量高于单一酶类及不加酶提取法。

不同酶法提取对茶多糖得率的影响

茶叶种类提取方法茶多糖得率备注绿茶

胰酶提取法[17] ，茶叶水解酶提取法[18] ，果胶酶/胰蛋白酶/复合酶提取法[19]52.98%；2.01%；95.26%，55.10%，59.67%相比较而言，不同酶法提取工艺对于茶多糖的得率有重要影响红茶复合酶提取法（果胶酶与纤维素酶）[20]3.69%复合酶对茶多糖的提取率有显著相关性乌龙茶纤维素酶提取法[21]1.72%同其他研究一样，确定了最佳的提取工艺条件

1.4微波提取微波提取方法是微波辐射高频电磁波，可瞬间穿透物料，在提取物质时加热升温，导致细胞壁破裂，有效成分流出。具有快速、节能、高效等优点，其在我国的食品工业、制药工业和化学工业等开发中日益被关注。

不同学者采用单因素试验和正交试验表明：料水比、微波功率、微波处理时间、浸提温度、浸提时间等是微波提取茶多糖的重要影响因子。以凤凰茶为材料的茶多糖提取工藝为料水比1∶40 g/ml、微波时间120 s、微波功率640 W、浸提次数2次、浸提温度75 ℃，茶多糖得率为4.740 4 mg/g[22]。而安吉白茶中提取多糖的正交试验最佳条件：微波功率240 W、微波时间4 min、浸提温度65 ℃、浸提时间3 h，此条件下的茶多糖得率为16.23%[23]。孙慕芳等以信阳毛尖为试验材料的茶多糖提取研究中，通过响应面法获得茶多糖的最优工艺参数：提取时间为70 min，提取温度为55 ℃，料水比为1∶10 g/ml，提取功率为650 W，茶多糖得率高于14.241%[24]。由此可见，不同茶叶的微波提取工艺存在一定差异。李鹤等确定微波提取最佳工艺参数为是料水比为1∶35 g/ml，微波功率为500 W，提取温度为50 ℃，提取时间为5 min，绿茶中多糖的得率为1.991 mg/g[25]。同其他提取方法相比，微波提取的时间大大缩短，而且提取温度也较低，茶多糖提取率也较高。

1.5醇沉淀利用植物中的大多数成分易溶于水及醇等溶剂的特性，经过水浸提、提取液浓缩、乙醇沉淀、干燥等步骤，获得茶多糖。相对其他提取方法，醇沉法操作简单易行、设备要求不高、成本较低。

林春榕等采用水提醇沉法从云南丽江产白雪茶中分离提取出雪茶多糖，研究发现，提取温度、提取时间对提取率的影响有显著性差异，而料液比影响较小，在最佳工艺条件下提取的茶多糖平均得率为2.609%[26]。赵昕等提取苦荆茶老叶中茶多糖，结果表明，影响茶多糖提取的主次因素依次为提取时间、提取温度、乙醇用量和料液比，最佳条件下茶多糖的产率为2.648%[27]。吴颖等从铁观音茶梗提取茶多糖，结果表明，各因素对茶多糖含量影响的主次顺序为水醇比、沉淀时间和离心时间，在最优提取条件下，所得茶多糖含量为0.792 5 mg/ml[28]，与李碧婵等[29]研究的结果差异较大。周增志等以普洱茶为材料进行试验研究，结果表明，影响茶多糖提取率的各因素主次关系为：醇沉时间>固液比>浸提温度>浸提时间，在此最佳工艺下，所得的粗多糖平均提取率为 1.773 1%[30]。另外，于淑池等以龙井茶为原料，研究得到各因素对多糖得率的影响依次为：浸提温度>料液比>醇沉浓度>浸提时间；最佳提取工艺条件下，茶多糖得率可达6.333%[31]，与刘悦等[32]的研究结果差异较大。

通过比较，不同学者证实影响茶多糖提取率的主次因素不同，差异性较大。另外，同其他提取方法相比，醇沉法提取茶多糖得率比较低。初步推测影响茶多糖提取率的因素主要与茶叶的种类、茶树年龄、生长环境、加工状态及提取工艺等因素有关。

1.6其他方法茶多糖的提取技不断引进与开发，其提取方法进一步优化，得出高得率、高纯度的茶多糖。陈义勇等将粗绿茶作为原料，将传统水浴浸提法和超声-微波协同辅助提取法对茶多糖得率进行了比较，并确定了最佳提取条件[33]。结果表明，超声-微波协同辅助提取茶多糖的最佳工艺条件为提取时间23 min、料液比1∶30 g/ml、微波功率90 W。与传统的水浴浸提法相比，超声-微波协同辅助提取法的茶多糖得率从2.95%提高到4.19%。而陈明等采用超临界CO2萃取可有效提取茶叶中的多糖，确定萃取压力35 MPa，萃取温度45 ℃，萃取时间2 h的条件下，茶多糖的提取率可达92.5%，而且最大限度保持了茶多糖的生物活性[34]。

2茶多糖的分离、纯化

茶多糖通常是一类复合物，包括糖类、果胶、蛋白质等成分，经提取后，茶多糖的纯度不高，还有部分蛋白质、茶多酚等物质，需要经过脱蛋白和脱色素，为排除非目标物质的干扰，研究学者对去除这些干扰物进行了研究。目前，常用的脱蛋白方法有Sevag法、三氯乙酸法和三氟三氯乙烷法，同时脱色法中以离子交换树脂法和聚酰胺大孔吸附树脂应用较多。

杨泱等研究10种树脂对普洱茶多糖溶液色素脱除的效果，比较sevag法、三氯乙酸法、盐酸等电点法对普洱茶多糖的脱蛋白质效果[35]。结果表明，D101大孔吸附树脂为普洱茶多糖脱色的最佳树脂，脱色率为72.27%；三氯乙酸的脱蛋白效果最佳，可脱除95.2%的蛋白质，与王传名等研究表明三氯乙酸脱蛋白方法最佳一致[36]。尽管Sevag法脱蛋白造成多糖损失较严重、多次重复操作，有机试剂大量浪费等，大多数学者仍然采用此种方法，并且取得较好的结果。邵立平等采用Sevag法去除粗多糖中的蛋白质，蛋白质去除率 91.2%[37]。然而，王黎明等用Sevag法脱蛋白，蛋白质脱除率28.3%[38]，与前者结果差距较大，初步断定与茶多糖提取材料相关性较大，有待进一步研究。

茶多糖的脱蛋白和脱色不但可以单独分离，而且两者可以共同进行，另外，茶多糖纯化研究也随之清晰。陈义勇等对绿茶制取的茶多糖进行脱蛋白和脱色纯化研究，结果表明，聚酰胺吸附柱层析法作为茶多糖纯化的最佳方法，蛋白质脱除率达到95.8%[39]，与谢亮亮等研究结果相符[40]。总之，茶多糖的分离纯化方法比较统一，研究较深入。

3茶多糖的分子组成

目前，关于茶多糖方面的研究越来越受关注，而茶多糖的分子组成的报道各不相同，有的单糖组成、摩尔比及分子量差异甚至较大，现将目前研究情况进行简单整理，见。

不同茶类的分子组成情况

材料分子组成 单糖组成乌龙茶[41-42]

梁进等分离出4个多糖成分，即TPSⅠ、TPSⅡ、TPSⅢ和TPSⅣ，其中组分Ⅱ为茶多糖总量的57.36%杨立杰等研究结果表明，乌龙茶多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖等组成绿茶[43-45]陈小强等先后从提取的碱性多糖中，分析出其含有3种均一性多糖，分别为gTPC1、gTPC2、gTPC3；同时，潘见等分离纯化得到均一组分TPSⅡ，分子量为1.01×105D；另外，杨建军等研究证实茶多糖的主要成分是TF1、TF2和TF3陈小强等也确定了碱性茶多糖的单糖成分鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖；同时，潘见等确定其单糖组成为L鼠李糖、L岩藻糖、L阿拉伯糖、D木糖、D甘露糖、D葡萄糖、D半乳糖。杨建军等研究结果表明，TF 1是由葡萄糖、甘露糖、木糖组成；TF2由葡萄糖、木糖组成；TF3由葡萄糖、木糖、阿拉伯糖组成普洱茶[46]郭威等研究结果表明普洱茶多糖4种组分TPS1、TPS2、TPS3、TPS4试验结果证实：普洱茶多糖中含有甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、岩藻糖8种单糖，不含有木糖；TPS1中含有全部8种单糖；TPS2、TPS3和TPS4均由7种单糖组成，且都不含岩藻糖Gynostemma pentaphyllum Makino tea[47]鲁有等研究结果表明，茶多糖是一个典型的杂合多糖、包括甘露糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、木糖、半乳糖和阿拉伯糖

通过可以看出，茶多糖的单糖组成是以半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖为主，大约占茶多糖2/3，还有木糖和甘露糖等。茶多糖的单糖种类基本相同，但其摩尔比及分子量差异性显著，这与茶叶原料、分离纯化的方法有关。因此，要准确分析茶叶复合多糖的组成、相对分子量、化学结构和药理等方面，仍有必要进一步分离纯化。

42卷23期任小盈等茶多糖的提取与分离纯化技术研究新进展4存在问题与展望

随着生活水平的不断提高，人们对养生方面越来越关注，而茶多糖作为保健品也越来越受青睐。随着科技的不断发展，实验室中茶多糖单一某种提取方法或单一某种分离纯化方法都已比较成熟，然而提取和分离纯化方法在搭配组合上还需要进一步优化，能够更好地获得高得率、高纯度的茶多糖。尽管实验室提取的茶多糖纯度较高，但是还不能够应用于工业化生产的茶多糖产品的开发，原因在于提取过程中使用了较多的试剂，安全方面存在隐患，限制茶多糖相关产品的开发与推广。另外，不同茶多糖分子結构、保健机理方面的研究较少，对其描述也不是非常清晰，有待进一步研究。总之，茶多糖的研究领域中，如何保证茶多糖提取的绿色环保值得深入研究。

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