茶多糖的提取研究进展

◎ 游沛清，冯小萍，李滔滔，文瑞明，肖谷清

（湖南城市学院材料与化学工程学院，湖南 益阳 413000）

在全球经济复苏步伐放缓的背景下，世界茶叶生产依然保持上涨的态势。茶树种植面积和茶叶产量持续上涨，产大于销的问题依然严重。2017年，我国茶叶产业发展呈现出产业规模惯性扩张，茶类结构继续调整的特点；2017年全国干毛茶总产量约为260.9万吨；市场需求不足，销售状况不容乐观[1]。

目前，我国经济已进入新常态，茶叶消费增长动力不足的现状仍将继续维持，茶叶企业产能增长速度与老百姓茶叶消费增长速度已经严重不匹配，这是茶叶产业发展面临的难点之一。为了解决此问题，应扩大茶叶的应用领域，而从茶叶中提取功能成分茶多糖不失为一个好的方法。

茶多糖（Tea Polysaccharides，TPs）是茶叶中具有生物活性的复合多糖，由糖类、蛋白质、果胶和灰分等物质组成，具有降血糖、降血脂、抗血栓、抗癌、抗辐射和增强机体免疫力等多种功效[2]，尤其是降血糖功效明显，对糖尿病的防治具有显著效果。

目前，国内外提取茶多糖的方法主要有水浸法、酸提法、碱提法以及辅助提取法，如微波辅助提取法、酶辅助萃取法和超声波辅助萃取法等。酸提法和碱提法均对提取条件要求高，所以应用情况不多。倘采用这两种方法提取茶多糖，应特别注意，使用稀酸法浸提时，时间要短，温度也不要太高；使用稀碱法浸提，则应在氮气流中操作，以防止茶多糖降解失效。当前，采用较多的茶多糖浸提法主要是水浸法及相关辅助萃取法。

1 水浸提法

茶多糖的水浸法，首先要把原料磨碎，然后再用水浸提。焦自明等[3]以低档茶叶提取茶多酚后的茶渣为原料，研究茶多糖的水提工艺及初步纯化技术。分别对提取过程中的料液比、浸提时间、浸提温度、浸提次数进行了单因素实验，并用L9（34）正交实验优化提取工艺，用醇沉及脱蛋白技术对茶多糖进行初步纯化，得出优化的工艺：料液比1∶30，浸提温度85 ℃，浸提时间2 h，浸提次数3次，浓缩液与95%乙醇用量比为1∶5，乙醇沉淀静置6 h，Sevage法脱蛋白3次，茶多糖的得率为4.10%。

水浸法由于操作方便、成本低，因而应用广泛，与其配套的辅助萃取法也被很多研究者采用并作深入研究，因为单纯的水浸法萃取率偏低。

2 酶辅助提取法

酶工程技术是天然植物功能成分萃取的一项崭新的生物工程技术，选用恰当的酶，在常温常压下即可将植物组织细胞分解，从而加速功能成分的释放，提高萃取效率。何晓梅等[4]以皖西粗老低档绿茶为原料，通过单因素和正交实验，确定酶辅助浸提茶多糖的最佳工艺条件：酶解温度45 ℃，酶解时间120 min，纤维素酶添加量12 mg/g，果胶酶添加量12 mg/g，茶水比1∶30，浸提1次，茶多糖得率达到5.414%。

酶辅助提取法温度较低，时间较短，且茶多糖成分不会被破坏，但成本相对较高，萃取效率也不太高。

3 微波辅助提取法

将微波加热技术用于辅助茶多糖的萃取，能够显著提高茶多糖的萃取效率，大大降低生产成本，提高经济效益。李继伟等[5]采用响应面法优化了高山云雾茶茶多糖的提取条件，得到最优提取条件：以水为提取剂，液料比20 mL/g，中高火（680 W）微波处理133 s，80 ℃水浴 0.65 h，茶多糖得率达到11.20%。

微波加热辅助提取法的优点：①能够高效地萃取植物中的有效成分。②提取速度快、产率高。③时间短，对物料选择性高。④耗能低、萃取剂用量少、操作简单、投资少，不污染环境。缺点是微波辅助萃取法只适合热稳定性物料的浸提，而对于热敏感性物料，微波辅助提取法会使物料失活或变性。

4 超声波辅助萃取法

超声波辅助萃取技术是利用超声波在介质传播过程中引起溶剂质点加速度增大，在溶剂中的空化作用会加速破碎细胞，从而使功能成分快速浸出。

熊磊等[6]研究超声波提取黄金茶多糖工艺及体外抗氧化活性的试验中，采用L9（34）正交试验、方差分析和多重比较法对超声波提取黄金茶多糖进行试验，对黄金茶多糖提取的单因素（超声功率、超声时间、料液比、超声温度）进行优化。黄金茶多糖优化提取工艺为超声功率165 W，超声时间40 min，料液比1∶40，超声温度65 ℃，黄金茶多糖最高得率可达11.23%。

超声波辅助萃取法具有提取时间短、产率高、条件温和等特点。但萃取操作要注意频率、超声强度、萃取时间等参数的选择以及萃取剂的选择。该法的缺点是将超声辅助萃取技术放大应用比较困难，严重限制了该技术在工业上的推广与应用。

5 树脂法

杨新河等[7]研究了10种树脂纯化与分离普洱茶多糖的方法，结果显示，D101树脂可以同时脱除普洱茶多糖中蛋白质和色素，在最佳条件下（茶多糖体积50 mL、pH4、温度50 ℃、料液质量浓度3.8 mg/mL、树脂用量为11 mL），蛋白去除率为70.89%，脱色率为82.33%。树脂吸附法具有能耗较低，无有毒物质的排放，对环境污染小，符合化工“清洁生产”的发展趋势，在茶多糖的生产上具有良好的开发应用前景。从已有的研究报道看，开发吸附容量大、选择性高、洗脱性能好的树脂是树脂吸附法实现工业应用的关键。

6 超临界萃取法

Chen等[8]使用CO2超临界萃取提取茶叶中茶多糖，其最佳提取工艺为提取时间2 h、提取温度45 ℃、提取压力35 MPa、乙醇浓度20%、颗粒度380 nm，结果表明CO2超临界萃取不仅可以提高茶多糖提取率，还可以保持活性，在茶多糖的生产中有广阔应用前景。

与前述几种方法相比，超临界萃取法的优点是纯天然性和高提取效率，萃取温度低、既无毒、又无害无残留、也不污染环境，是从茶叶中提取茶多糖的一种好的萃取方法。但该法设备一次性投入较大，因在高压状态下萃取，萃取釜体积较小，生产能力有限，无法形成工业化大生产，产品成本高。

7 展望

从茶叶中提取茶多糖的几种方法各有优缺点，或者采用大量的有机溶剂进行综合提取而造成环境污染；或者采用超声、微波单一辅助提取技术进行提取，综合效率不高；且提取出的产品纯度不高，纯化成本高、难度大。

笔者认为，可考虑采用超声-微波联合辅助技术，用水浸法从茶叶中提取茶多糖，并使用树脂对提取的茶多糖进行分离纯化，该法汲取了目前多种茶多糖提取方法的优点，预期研究前景好。在研究的过程中可以根据茶多糖的特性设计制备新型树脂，再从制备的树脂中筛选出适于从茶叶提取液中高效分离、纯化茶多糖的高选择性树脂，提高分离与纯化效率，以期得到高纯度的茶多糖产品。