茶多酚超声波辅助提取工艺条件优化研究

张华均

摘 要：本文在研究茶多酚超声波辅助提取工艺所需材料及仪器方法的基础上，对其试剂和茶多酚含量测定方法进行梳理，最终以实验数据为导向，分析了超声波辅助浸提单因素试验、正交试验以及验证试验等，最后得出了茶多酚超声波辅助提取工艺的优化条件。

关键词：茶多酚;超声波;工艺优化条件

随着现代生活水平的不断提高与工业经济发展的日新月异，茶多酚这一重要提取物的应用范圍不断拓宽，有助于茶经济的发展与茶叶使用价值的最大化。但由于茶多酚提取过程复杂，工艺流程繁多，如何降低茶多酚提取成本、优化提取过程也就成为困扰企业工业生产的重要难题。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

本文所采用实验原材料样品主要来自霍山县茶叶生产基地，采摘时间为2020年4月，采摘新鲜茶叶后严格按照该茶叶生产基地相关生产操作规程，制成绿茶等待试验。在茶多酚超声波辅助提取工艺条件优化实验过程中，主要利用植物粉碎机一台、超声波清洗器一台、循环式水样多用真空泵一台以及双光速紫外可见分光光度计一台等诸多仪器，对其整个茶多酚超声波辅助提取工业条件进行实验测定。

1.2 试剂及茶多酚含量测定方法

在茶多酚超声波辅助提取工艺实验过程中，主要试剂包括硫酸亚铁、硫酸二氢钾、十二磷氢酸氢二钾以及乙醇等诸多分析提取试剂。为进一步探究茶多酚超声波辅助提取工艺条件优化过程，本文规定了茶多酚含量大小的实际测定方法，严格提取液1mL茶多酚浸提液，将其放入固定容积的量瓶后加水和酒石酸亚铁溶液，将混合溶液充分搅拌后利用pH值为7.5的磷酸盐溶液进行缓冲，最终利用比色皿，在540nm波长位置以空白试剂为对照，测定吸光度值，以每个样品三组平行试验最终取平均值的方式，测定整个试验茶多酚含量，保证实验结果的准确性与科学性。

1.3 实验方法

在茶样品烘干、粉碎和超声、浸提以及离心等诸多处理后，对茶多酚含量进行科学测定。以整个实验过程的超声波功率、超声波时间、乙醇试剂浓度、超声波温度等诸多参数为基本信息，对其进行单因素实验和正交试验，最终再进行验证试验，确定茶多酚超声波辅助提取工艺的条件优化过程。在此过程中，茶多酚含量以干态质量分数表示，整个超声实验茶多酚浸提液均为50mL。

2 结果与分析

2.1 超声波辅助浸提单因素试验

在茶多酚超声波辅助提取工艺条件优化实验过程中，单因素实验主要包括超声波功率大小、超声时间长短、超声温度高低、乙醇实际浓度大小以及液料比大小等影响因子参数，探究其对茶叶浸提液中茶多酚含量高低的影响。就超声波功率对茶叶浸提液中茶多酚含量大小的影响而言，在乙醇试剂浓度确定不变、超声波时间确定、超声波温度确定以及液料比温度条件确定等基本前提下，以不同超声波功率对茶叶浸提液中的茶多酚含量进行探究，其结果示意图如图1。由图可知，超声波功率越高，越容易获得更强大的能量，但对茶叶浸提液中茶多酚含量影响却不能一概而论，必须考虑超声波与介质相互作用情况下，提取物的介质类别。当超声波功率达到40W时，茶多酚的含量达到最大，而随着超声波功率的逐步增加，茶多酚的实际含量反而呈现降低趋势。因此，超声波功率为40W时，对茶叶浸提液中茶多酚含量的不良影响最小。

2.2 超声波辅助浸提正交试验

由于茶多酚超声波辅助提取工艺中的超声波功率值大小、乙醇试剂实际浓度、整个过程超声时间长短、超声温度高低以及液料比大小等诸多因素对茶叶浸提液中茶多酚的实际浸出效果的优良与否存在相互影响、相互联系作用，单单根据单因素试验结果判断各类参数信息对茶叶浸提液中茶多酚含量的影响存在一定不科学之处，故本文根据单因素实验结果，在选择固定超声波频率40W的基础上，利用正交试验表数据进行正交试验，其试验因素水平如表1所示。在单因素试验探究影响程度与影响条件的基础上，进一步将乙醇试剂浓度、实际超声时间、超声温度以及液料比等四大重要参考因素进行正交试验，不断优化茶多酚超声波辅助提取工艺条件，最终结果如表2所示。由表可知，四大试验因素对茶叶浸提液中茶多酚实际含量大小的影响主要排序为液料比、乙醇试剂浓度、实际超声时间和超声温度。最终探究实验条件可知，茶多酚含量影响最佳浸提工艺条件为乙醇试剂浓度70%，实际超声时间40min，实际超声温度70℃，液料比则为25。

2.3 验证试验

在确定单因素实验和正交试验所确定的各类参数信息对影响茶叶浸提液中茶多酚含量的多少及其提取效果的影响后，验证各影响参数的相互交叉结果。试验数据结果得出，茶叶浸提液中茶多酚的实际提取含量为26.5%左右，茶多酚的含量与正交试验结果呈现一致性特征。也就是说，正交试验所筛选出的最佳工艺条件具备良好重复性，实际数据信息稳定可靠，科学性较强，准确度较高。

3 结论

总而言之，茶多酚作为天然植物的重要提取物质，具备抗氧化、抗肿瘤甚至抗辐射、降血脂等诸多功用，不仅能够有效用于人体免疫力的增强，用于医疗事业与卫生，更广泛应用于食品行业、日化行业甚至轻工业生产等诸多领域，为区域经济与社会发展做出了不容忽视的重要贡献。在超声波辅助提取茶多酚的工艺优化过程中，最佳浸提工艺条件为乙醇试剂浓度70%，实际超声时间40min，实际超声温度70℃，液料比则为25。

参考文献：

[1]隋世强，韩金峰，隽英华.超声波辅助提取绿茶中茶多酚的方法研究[J].辽宁农业科学，2019（3）：22-25.

[2]和小梅，曹伟.茶多酚超声波辅助提取工艺条件优化研究[J].湖南农业科学，2019（9）：111-113.