复合酶辅助微波技术提取茶叶中茶多酚的工艺优化

　　 摘要：采用复合酶辅助微波技术提取茶叶中的茶多酚，优化提取工艺。结果表明，复合酶解最佳工艺的纤维素酶用量为原料干物质重量的１％，果胶酶用量为原料干物质重量的０．５％，置于恒温６０ ℃条件下，酶解３０ ｍｉｎ；微波提取最佳工艺以去离子水为提取溶剂，微波进料泵频率９ Ｈｚ，提取功率３６ ｋＷ，物料比为１∶１０（m∶m），提取１次，茶多酚的平均得率为２５．１９％。与其他提取方法相比，该法快捷、环保、选择性强。
　　关键词：复合酶；微波；茶叶；茶多酚
　　中图分类号：S571.1； Ｒ２８４．２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０14）09－2130-03
　　
　　Optimizing Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｅａ Ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ ｆｒｏｍ Ｔｅａ ｂｙ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
　　
　　ＹＵ Ｓｈｉ－ｔａｏ１，２，ＸＩＯＮＧ Ｇｕｏ－ｘｉ１，２，ＣＨＥＮＧ Ｓｈｕ－ｆｅｎｇ１，２，ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ２，ＷＡＮＧ Ｐｉｎｇ２
　　（１． Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｈｕｂｅｉ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃo．， Ｌｔｄ， Ｗｕｈａｎ ４３００４０， Ｃｈｉｎａ；
　　２． Ｗｕｈａｎ Ｈｕａｎｇｈｅｌｏｕ Ｆｌａｖｏｒｓ ＆ Ｆｒａｇｒａｎｃｅｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ， Ｗｕｈａｎ ４３００４０， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｅａ ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ ｆｒｏｍ Ｔｅａ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍal ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ was ｔｈｅ ｃｅｌｌｕｌａｓｅ ｄｏｓａｇｅ ａｃｃｏｕｎｔing ｆｏｒ １％ ｄｒｙ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｉｇｈｔ， ｐｅｃｔｉｎａｓｅ ｄｏｓａｇｅ ａｃｃｏｕｎｔing ｆｏｒ ０．５％ ｄｒｙ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｉｇｈｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ of ６０ ℃ ｆｏｒ ３０ ｍｉｎ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍal ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ was using： ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ ｗａｔｅｒ ａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｏｌｖｅｎｔ， ｆｅｅｄｉｎｇ ｐｕｍｐ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ of ９ Ｈｚ， ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｏｗｅｒ of ３６ ｋＷ， ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｏ ｓｏｌｖｅｎｔ of １∶１0（m∶m）ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ once． Under ｔｈｅ optimal ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｅａ ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ ｗａｓ ２５．１９％． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｉｔ ｗａｓ rapid， ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ friendly ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｅｎｚｙｍｅ； ｍｉｃｒｏｗａｖｅ； ｔｅａ； ｔｅａ ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ
　　茶多酚（Ｔｅａ ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ，简称ＴＰ）又名茶单宁、茶鞣质，是茶叶中所含有的一类多羟基酚类化合物的总称，约占茶叶干重的２０％～３５％，其主体成分为儿茶素类化合物，约占茶多酚总量的６５％～８０％［１］。茶多酚是一种新型的天然抗氧化剂，具有较强的杀菌和清除活性氧自由基的作用，在食品、医药、日用化工等领域均具有重要的应用［２，３］。目前，对于茶多酚的提取工艺研究，有采用酶法提取［４］，也有采用微波技术提取［５］，但利用复合酶辅助微波法从茶叶中提取茶多酚的研究还鲜见报道。本试验探讨采用复合酶辅助微波技术提取茶叶中茶多酚的最佳工艺条件，旨在为制定经济的茶多酚制备工艺提供参考。
　　１材料与方法
　　１．１材料、试剂与仪器
　　茶叶（市售一级信阳毛尖，粉碎至４０目，备用）；纤维素酶（１０ ０００ Ｕ／ｇ）、果胶酶（３０ ０００ Ｕ／ｇ）（河南金润食品有限公司）；９５％食用乙醇（武汉市长江化工公司）；硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、乙酸乙酯等均为分析纯；水为去离子水。
　　ＷＣＤ３０Ｓ－０２型微波萃取设备（南京三乐微波技术发展有限公司）；ｐＨＳ－３Ｃ型精密ｐＨ计（上海精密科学仪器有限公司）；ＨＨ－６型数显恒温水浴锅（常州澳华仪器有限公司）；ＵＶ－１６０１型紫外可见分光光度计（日本岛津仪器有限公司）；ＣＰ３２３Ｓ－ＯＣＥ型电子天平（德国赛多利斯科学仪器有限公司），ＲＥ－５２Ａ型旋转蒸发皿（上海亚荣生化仪器厂）。
　　１．２方法
　　１．２．１复合酶解条件与方法取备用的茶叶粉与适量去离子水混合，在不同条件下进行恒温酶解，根据前期单因素试验得到的适宜纤维素酶添加量为０．６％、果胶酶添加量为０．３％、酶解６０ ｍｉｎ、酶解温度５０ ℃的试验结果，选取纤维素酶和果胶酶的不同加酶量、酶解时间、酶解温度为考察因素，各取３个水平，并对酶解物进行微波提取，以茶多酚得率为考察指标，进行Ｌ９（３４）正交试验，试验因素与水平见表１。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　１．２．２微波提取条件与方法最佳复合酶解条件反应结束后，升温至８５ ℃灭酶，然后以去离子水为提取溶剂，进行微波辅助提取。根据前期单因素试验得到的适宜进料泵频率为１２ Ｈｚ、微波功率３０ ｋＷ、物料比１∶１５（m∶m）、提取２次的试验结果，茶多酚得率主要受进料泵频率、微波功率、物料比、提取次数４个因素交叉影响。为了全面考虑这４个因素的影响，设计了Ｌ９（３４）正交试验，选择进料泵频率、微波功率、物料比、提取次数为考察因素，各取３个水平，微波提取正交试验的因素和水平见表２。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　１．２．３茶多酚含量的测定试样制备方法［６］：按ＧＢ ８３０３—８７《茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定》的规定，制备试样。
　　茶多酚得率的测定方法［７］：酒石酸亚铁比色法。茶叶中茶多酚的得率，以干态质量百分率表示，按以下公式计算：
　　茶多酚得率＝■×■×１００％
　　式中：Ｌ１为试液的总量（ｍＬ）；Ｌ２为测定时的用液量（ｍＬ）；Ｍ为试样的重量（ｇ）；ｍ为试样干物质含量百分率（％）；Ａ为试样的吸光度；１．９５７为用１０ ｍｍ比色杯，当吸光度等于０．５０时，每毫升茶汤中含茶多酚相当于１．９５７ ｍｇ。
　　２结果与分析
　　２．１复合酶解正交试验结果
　　复合酶解正交试验结果如表３所示，方差分析结果如表４所示。由表３、表４可知，４个因素均为不显著因素，各因素对茶多酚得率的影响由大到小的次序是Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ，即酶解温度对茶多酚得率的影响最大，纤维素酶和果胶酶次之，酶解时间对其影响较小。从节约时间和减少能耗的角度考虑，选择纤维素酶用量为原料干物质重量的１．０％，果胶酶用量为原料干物质重量的０．５％，置于恒温６０ ℃条件下酶解３０ ｍｉｎ，优化最佳复合酶解工艺为Ａ３Ｂ３Ｃ１Ｄ３。按优化工艺条件进行验证试验，２次试验所得茶多酚的平均得率为２４．５７％，结果较为理想，说明该工艺稳定、可行。

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