檀香“红茶”多糖提取工艺优化与抗氧化活性初探

余志 淡春鹏 聂宁 姚燕妮（华中农业大学园艺林学学院/园艺植物生物学教育部重点实验室，武汉 430070）



檀香“红茶”多糖提取工艺优化与抗氧化活性初探

余志 淡春鹏 聂宁 姚燕妮
（华中农业大学园艺林学学院/园艺植物生物学教育部重点实验室，武汉 430070）

[摘 要]本实验以檀香“红茶”为原料，通过正交实验优化了檀香红茶茶多糖的提取工艺，提出了一种檀香茶多糖的提取方式；研究了物料比、提取时间、提取温度、提取方式对檀香茶多糖提取的影响。测定檀香茶多糖的中性糖的含量、蛋白质含量、糖醛酸含量、抗氧化活性。结果表明：檀香“红茶”具有良好的抗氧化活性。

[关键词]檀香；多糖；提取工艺；抗氧化活性

檀香树，又名檀香，属檀香目檀香科檀香属，半寄生性常绿乔木，枝圆柱状，带灰褐色，小枝细长，淡绿色，节间稍肿大。檀香叶四季常青，具有开发成饮品的潜在价值。檀香已在广东、广西等地大面积种植，但檀香人工林经营周期较长，传统经营方式产生的大量檀香叶却被遗弃，如果能加以应用可产生可观的经济效益。目前对檀香的研究多集中在芯材方面。近年来，檀香叶的开发利用逐步开始引起人们关注，有研究者采用热解-气相色谱/质谱技术研究发现檀香叶抽提物中富含生物活性成分，可作为名贵生物医药和香料的来源[1,2]。印尼、澳大利亚等国家的一些科学家也正实验利用檀香叶生产保健食品或饮料，国内也开始把檀香叶制成具有一定功效的保健茶产品，秦明芳等研究发现檀香茶叶的水提醇沉液具有强心作用及一定的抗疲劳作用[3-6]。本课题组自2012年开始与广东云浮县檀香种植园合作，进行檀香叶资源开发，并开发出系列檀香茶产品。在研究过程中，檀香茶多糖作为一类重要的内含成分，有必要进行深入研究。

本试验选用本课题组在广东云浮县仁仁生物科技有限公司檀香林基地采摘的檀香茶叶加工而成的檀香红茶作为实验原料。采用乙醇沉淀法沉淀分离茶多糖，设立正交实验，比较不不同提取条件檀香红茶和檀香青茶茶多糖中多蛋白质、糖醛酸含量、中性糖含量等物理指标的高低，以及清除DPPH自由基和O2-自由基能力的抗氧化活性的差异。优化檀香茶提取工艺，对其抗氧化活性进行初步研究。

1 实验方法

1.1 正交实验设计

设计四因素三水平表：选择提取时间、提取温度、提取方式、料液比、提取时间为实验因素。采用正交实验设计，将得到的不同处理下的粗多糖分别测定其理化指标与活性，对比优化出檀香红茶和青茶的工艺条件。

表1 正交试验设计表〔L9(34)〕

1.2 檀香茶多糖的提取

多糖的提取方法有很多种，本实验选择醇沉淀法提取檀香茶多糖。正交实验的四个因素：提取时间、提取温度、提取方式、料液比。对应的三水平：（1）提取时间：1h、1.5h、2h；（2）提取温度：40℃、55℃、70℃；（3）提取方式：常规水浴提取、转子提取、超声波提取；（4）料液比：1:20、1:30、1:40。实验过程：称取50g檀香茶粉，用2000ml的超纯水在55℃水浴锅中搅拌浸提2h。用纱布过滤，去除茶渣，得到茶汤。将茶汤用天平配平后放入离心机4000r/min离心10min，取其上清液。得到上清液后放入旋转蒸发仪中浓缩，转速为4000r/min，温度为55℃。当浓缩后液体到原来体积的五分之一，加入体积比为浓缩液:乙醇=1:3的95%乙醇进行沉淀1h。去除上清液，将沉淀进行离心，转速4000r/min，时间10min。离心完成后将沉淀分装至小烧杯中，放入-4℃的冰箱中冷冻，最后在冷冻干燥机干燥得到粗多糖。

1.3 测定方法

茶多酚含量采用国标法测定（GB/T 8313-2008）。中性糖含量采用硫酸－蒽酮比色法测定[7]。蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250法测定[7]。糖醛酸含量采用硫酸－咔唑法测定[7]。

多糖清除·OH自由基能力测定采用D-脱氧核糖-铁体系法[8]。TPS清除O2-·自由基能力测定采用黄嘌呤氧化酶法，用南京建成试剂盒测定，多糖溶液浓度为1mg/ml。

1.4 数据处理方法

利用SPSS软件对实验数据进行方差分析，默认为0.05，当P值小于0.05时，说明各个因子间存在显著性差异，当P值小于0.01时，说明各个因子间存在极显著性差异。分析结果各表中的数据为3次重复的平均值。

2 结果与分析

2.1 檀香红茶茶多糖理化活性成分分析

对檀香红茶茶多糖提取条件的处理获得的多糖中理化活性成分进行了分析，结果见表2。处理1、处理9的条件下中性糖含量最低，处理2、处理4、处理5测得的中性糖含量较高；处理5、处理6、处理7蛋白质含量较高，其它处理组测定的蛋白质含量较小，但差异不显著；处理2、处理4、处理6条件下测定的糖醛酸含量较高，处理5、处理7条件下糖醛酸含量较低。多糖抗氧化活性的测定结果从表3可以得知，多糖的DPPH自由基清除率基本上都在85%以上，说明清除效率较高。处理5、处理8、处理9较其它组相对较低；多糖的总SOD活力的测定结果相差较大，处理1、处理3处理5和处理7的总SOD的活力偏低，处理4、处理6、处理9的总SOD活力较高。

表2 檀香红茶正交试验样的主要理化指标及抗氧化活性

表3 檀香红茶正交试验样的主要理化活性成分方差分析

表4 檀香红茶正交试验样的主要理化活性成分方差分析的多重比较

2.2 檀香红茶茶多糖提取条件对中性糖的影响

从表3可知，料液比、提取时间、提取温度和提取方式都对中性糖含量呈极显著的影响。从表4可知，从料液比来看，中性糖的含量呈先上升后下降的趋势。在料液比达到1:30的时候达到最高，在料液比达到1:40的时候中性糖的含量基本上不会增加或者增加很少，说明溶剂水对中性糖含量的影响不是很大，且三种料液比之间存在极显著差异。从提取方式来看，转子提取的方式中性糖含量最高，且三种提取方式之间存在极显著差异。从提取时间来看，檀香红茶中性糖的含量呈现递增的趋势，但增加的趋势不是很大。提取时间1.5h与提取时间2h之间不存在极显著差异，但存在显著性差异，说明提取时间1.5h到提取时间2h中性糖的提取量增加的不是很明显。从提取温度来看，中性糖的含量呈现先上升后下降的趋势，且提取温度之间在40℃与55℃之间存在极显著差异。提取温度在55℃到70℃不存在极显著差异，但存在显著性差异。因此对中性糖含量而言，檀香红茶茶多糖提取的最佳条件为A2B2C2D2。即料液比1:30、转子方式提取、提取时间2h、提取温度55℃，有利于檀香红茶茶多糖中中性糖的提取。

2.3 檀香红茶茶多糖提取条件对蛋白质的影响

从表3可知，料液比为1:20到1:30，蛋白质提取量呈现增加的趋势，且二者之间存在极显著差异。液料比1:30到1:40，蛋白质的量基本上维持稳定，且二者之间不存在显著性差异，对檀香红茶茶多糖中蛋白质的含量无显著性影响。提取方式对蛋白质含量存在显著性差异。从表4可知，常规水浴、转子提取及超声波提取这三种方式之间存在极显著差异，超声波提取对茶叶中茶多糖含量有增加作用。从提取时间来看，檀香红茶茶多糖中蛋白质含量在提取时间1h和提取时间1.5h之间存无显著性差异，在提取时间2h存在极显著性差异。从提取温度来看，提取温度为55℃，蛋白质含量最高。

因此，对蛋白质含量而言，檀香红茶茶多糖提取的最佳条件为A1B3C3D2，即料液比1:30、提取时间2h、提取方式超声波、提取温度55℃。

2.4 檀香红茶茶多糖提取条件对糖醛酸的影响

从表3可知，料液比和提取温度对糖醛酸的含量没有极显著差异，存在显著性差异。提取方式对糖醛酸的含量无明显差异。提取时间对糖醛酸的含量有极显著性差异。从表4可知，料液比1:20和1:30存在显著性差异，料液比从1:20到1:40呈先上升后递减的趋势，存在显著差异。分析这种现象的原因可能因为糖醛酸在剧烈的长时间的水解条件下，很容易发生脱羧反应，在茶多糖提取去杂过程中损失了。提取温度在40℃ 至提取温度为70℃糖醛酸含量呈现递增趋势，且提取温度为40℃和55℃无显著性差异，提取温度为55℃和70℃之间无显著性差异。料液比为1:30，提取温度为55℃或者70℃。因此，对糖醛酸含量而言，檀香红茶茶多糖的最佳条件为：A2B2C1D3或A2B2C1D2，即料液比为1:30、提取温度为55℃或者70℃、转子提取方式、提取时间1h。

2.5 檀香红茶茶多糖提取条件对多糖抗氧化活性的影响

由表3可知，料液比、提取时间、提取温度对DPPH清除自由基清除率具有极显著的影响，提取方式对DPPH清除自由基清除率没有显著性影响。由表4可知料液比及提取时间对DPPH清除自由基清除率呈递减趋势。提取时间1h及1.5h对DDPH清除自由基清除率无显著性影响。提取温度对DDPH清除自由基清除率呈先上升后下降的趋势。因此，对于DPPH清除自由基清除率而言。檀香红茶茶多糖提取的最佳条件为A1C1D2,即料液比为1:20、提取时间为1h、提取温度为55℃。

由表3、表4可知，料液比对总SOD活力无显著性差异。转子提取和超声波提取之间没用明显差异，与常规水浴提取之间存在极显著差异。从提取时间来看，提取时间1h与1.5h之间存在极显著差异，提取时间1h与2h之间存在显著性差异，不存在极显著差异，且在提取时间为1.5h测定的茶多糖总SOD活力较高，提取时间1h到1.5h茶多糖的总SOD活力呈现递增趋势。提取时间1.5h到2h，呈现递减趋势。对于提取温度而言，提取温度之间存在极显著差异，且提取温度在40℃到55℃之间茶多糖总SOD活力存在增加趋势，提取温度在55℃到70℃呈现递减趋势。因此，对于茶多糖总SOD活力而言，檀香红茶茶多糖的最佳提取工艺组合为B1C2D2或者B2C2D2,即提取条件为：常规或者转子提取、提取温度为55℃、提取时间为1.5h。

3 结论

本实验优化檀香红茶提取工艺，参考的主要指标为蛋白质含量、中性糖含量、糖醛酸含量及两个抗氧化活性指标，实验结果表明提取条件对檀香茶多糖组成成分以及抗氧化活性都有一定的影响。通过正交试验研究优化出檀香红茶茶多糖的最佳提取工艺为提取液料比为1:30、转子的提取方式、提取时间为1.5h、提取温度为55℃为较优提取工艺参数。

檀香属于常青树种，其叶片生长量大，且在广东已有一定栽培面积。从资源利用角度看，檀香除传统用材树种之外，大量枝叶资源的开发利用是一种有效方式。除借鉴茶叶加工技术加工成檀香茶这一常规途径之外，深入研究檀香叶片的功能成分能够为其开发利用奠定良好的基础。本实验优化出的多糖提取工艺，以及粗多糖的抗氧化活性，旨在为檀香资源合理利用开发提供借鉴。

参考文献

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