茶多酚提取方法研究进展

茶 叶 Journal of Tea 2007，33(3)：143～146 茶多酚提取方法研究进展 胥佰涛 徐 平 沈生荣 (1．浙江大学茶叶研究所 杭州 310029；2．浙江大学食品科学与营养学系 杭州 310029) 摘 要 茶多酚是一种应用非常广泛的理想的天然抗氧化剂，它的提取是茶叶深加工的热点之一。本文概 述了国内外有关茶多酚提取方法：溶剂浸提法、金属离子沉淀法、超临界流体萃取法、树脂吸附分离法、超声波浸提 法、微波浸提法等，简述了各种方法的基本原理、基本流程及各自的优缺点。 关键词 茶多酚；提取；抗氧化剂 中图分类号 ：0629．9 文献标识码 ：A 文章编号 ：0577—8921(2007)03—143—04 Advances on research of extraction of tea polyphenols from green tea XU Baitao ，XU Ping ，SHEN Shengrong (1．Institute of Tea Research of Zhejiang University，Hangzhou 310029，China； 2．Department of Food Science and Nutrition of Zhejiang University，Hangzhou 310029，China) Abstract Tea polyphenols is an ideal natural anti-oxidant，which has being widely applied in many fields．The methods of extraction of tea polyphenols from green tea have been become one of hot points of tea research．In the present paper，methods of extraction of tea polyphonols from green tea were reviewed，including solvent extraction，ionic precipitation，supercritical CO2 extraction，resin adsorption，ultrasonic assistant extraction，microwave assistant extraction and SO on．W e also discussed basic principle，producing routine and advantage or disadvantage of each method at the same time． Key words Tea polyphenols；Extraction；Anti—oxidant 1 引 言 茶叶是我国丰富的天然植物资源 ，饮茶 以及茶 文化也有数千年的历史 ，茶 叶不仅具有提神解渴的 功效 ，而且富含具有保健药效功能的茶多酚。茶多酚 收稿日期：2007—05—09 修改稿收稿 日期：2007—06—15 作者简介：胥佰涛，男(1981年一)，山东聊城人，硕士研究生，主要从事茶叶生物化学与天然产物化学研究。 ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ (上接 第 142页 ) 参 考 文 献 1 郭达志．地理信息系统基础与应用EM]．北京：煤炭工业出版社， 1997，15— 38 2 黄功标．GIS支持下茶园土壤适宜性评价的技术．福建茶业，2005 (1)：20— 22 3 周 旭，安裕伦，杨广斌，等．RS、GIS支持下都匀毛尖茶种植适 宜地评价．贵州农业科学，2005(5)：1O一14 4 韦文珊．我国特色农业评价方法研究ED]．中国农业科学院，2003 年 6月 5 蒋宗孝，林森知，等．三明市茶树气候条件 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及气候区划．气象 科技 ，2004(12)：87—9O 6 金志凤，封秀燕．基于GIS的浙江省茶树栽培气候区划．茶叶， 2006(1)：7— 10 7 肖能文．湖南省茶树害虫调查和区系分析ED]．湖南农业大学， 2002年 6月 8 龚 字，王 璞，等．GIS在现代化农业中的应用研究．农产品加 工 ·学刊第6期，第7期，2005(9)：34—39，43 9 郝春晖，张庶萍．GIS支持下的农业信息化问题研究．中国农机 化 ，2005(4)：47—49 10 杨宝祝，刘 锋 ，李 翔．GIS在农作物管理领域的应用及展望． 农业网络信息 ，2005(8)：8—10 11 王正军，程家安．地理信息系统及其在害虫综合管理中的应用． 浙江农 业学报 ，2000(12)：233—238． 维普资讯 http://www.cqvip.com 144 33卷 是指在茶叶水浸物中与亚铁离子产生综合反应的酚 类化合物的总称，包括儿茶素、黄酮类化合物、花青 素、酚酸等4大类物质。其中尤以儿茶素含量最高， 占茶多酚的8O 左右 。茶多酚是茶叶中具有生物活 性 的重要成分 ，它不仅是 良好的天然抗氧化剂 ，而且 还具有抗癌、抗衰老、抗辐射、消除人体自由基、降血 糖脂、防治心血管病、抑菌抑酶、沉淀金属等一系列 特殊的药理功能[1 ]。此外，随着研究的深入 ，茶多酚 在化妆品、日用化工、轻化工等领域开始得以应用。 茶多酚可溶于水及 甲醇、乙醇 、乙酸 乙酯、丙酮 等有机溶剂，不溶于氯仿，在酸性介质中稳定，在碱 性介质中易氧化褐变。目前我国茶多酚的研究已达 到世界先进水平 ，其提取与分离工艺也有 了相 当的 发展。目前国内外茶多酚粗品的提取的方法主要有 ： 水和有机溶剂提取法、超临界流体萃取法、超声波浸 提方法、微波浸提法离子沉淀法 、树脂吸附分离法、 低温纯化酶法等方法r3]。本文综述了各种方法的工 艺流程及其优缺点 ，以供大家参考 。 2 茶多酚的提取方法 2．1 溶液浸提法 溶剂浸提法是传统的茶多酚提取法，过程比较简 单。随着科技的发展 ，超声波技术和微波技术应用于茶 多酚的提取中，产生了超声波浸提法和微波浸提法。 2．1．1 常规浸提法 溶剂提取方法是我 国最早使 用的一种方法，也是使用最为广泛的提取方法 。其原 理是利用茶叶中不 同化合物在不同溶剂中的溶解度 差异进行提取分离的。其工艺流程如下： 绿茶叶 l浸提 (热水或乙醇溶液) 过滤 厂 — 滤渣 (弃去 ) 过滤 l真空浓缩 浓缩液 有机层 真空浓缩 粗咖啡碱 f精制 咖啡碱 (精品) 水层 乙酯) 有机层 水层 (色素等) 真空浓缩干燥 粗茶多酚 1L柱层析 茶多酚 (精品) 谢宗波等 以江西省婺源县鄣公山绿茶为原 料 ，以乙醇水溶液为溶剂 ，采用 回流抽提法提取茶多 酚 。在浸提温度为6O℃，乙醇浓度为5O ，浸提3次 ； 浸提时间为30 min等条件下效果最佳。这种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 具 有简便、经济、毒性小、提取率高等特点。何春雷等[5 热溶性茶粉为原料制备高纯度茶多酚，比较了不同 浸提时间、不同乙醇浓度、不同乙醇体积的条件下， 茶多酚产品的提取率。实验证实从热溶性绿茶粉中 提取茶多酚的最优条件为：浸提时间15 min、乙醇浓 度65 、乙醇体积 5O mL(即热溶性绿茶粉质量与乙 醇体积比为1：1O)。茶多酚得率可以达到81．17％～ 82．76％，咖啡碱含量仅为 0．31 。 溶剂提取法的特点是：用水提取，一般提取率为 5％～6 ，产品纯度低 ，产品易氧化 ，且其中含有大 量杂质(如植物多糖、茶棕色素、色素、咖啡碱、树脂 等)，茶多酚提取率低，而用有机溶剂提取，产品的纯 度提高，提取率约7 ～8 。有机溶剂提取产品的氧 化程度相对水提取法较低，但缺点是咖啡因、茶碱含 量较高。若将浓缩后的茶多酚液用氯仿萃取除去咖 啡碱，水层再用乙酸乙酯萃取后，进行真空干燥，得 到的茶多酚纯度较高，产品的氧化程度较低。但溶剂 法的共同缺点是，工序繁杂，蒸馏、浓缩时间长，耗能 大，有机溶剂用量大，尤其使用氯仿为有毒溶剂，产 品成本较高 ，不适合工业生产。 2．1．2 超声波浸提法 超声波浸提法是利用超声 波的机械破碎和空化作用 ，从而加速茶多酚浸提物 从茶叶中向溶剂扩散的速度 ，缩短浸提时间。南京医 药大学的尹莲[6 用频率为 20 kHz的超声波提取茶 多酚，结果得出：用超声波提取10 min，比水提取 30 min的得率高4O 以上，省时、节能避免防止茶多酚 高温条件下发生氧化。但也有资料报道：用超声波提 取茶多酚，其得率并未有很大的提高。陈素艳等 以 陈年绿茶为原料 ，用超声波法提取茶多酚 ，并以常温 浸提做比较，分别改变提取剂的浓度、体积、酸度、提 取时间及料液比对产品提取率的影响进行了探讨。 结果表明超声波提取茶多酚的最佳工艺条件为： 70 乙醇作浸提，pH值为 1～2，当浸提时间40 min 及料液比为1：10。两次超声辐射浸提后得率为89． 2 。该法与常规溶剂提取法相 比，具有提取温度低 ， 耗能少，产品得率高，氧化损耗小等特点。 2．1．3 微波浸提法 微波浸提法是近几年来用于 提取茶多酚的一种新方法 ，其原理是利用物质在微 波场中分子发生变频运动，扩散速率增大，大大减少 了茶多酚长时间处在高温 下的氧化 ，提高产品品质 维普资讯 http://www.cqvip.com 第3期 胥佰涛等 茶 多酚提取方法研 究进展 145 与得率 。经研究表明，微波短时处理茶叶对茶多酚的 化学结构无影响，但对其组分有一定影响 ，表没食子 儿茶素没食子酸酯(EGcG)和儿茶素没食子酸酯 (ECG)含量各有下降，下降率分别为35 9／6和3．4 。 并出现 了GCG增加量达 5．2 ，但与沸水提取相 比， 儿茶素组分变化是较小 的。周志等[8,93人 以水为介 质，对绿茶进行微波处理，结果得出茶多酚浸出率高 达90 以上，与传统水煮法及溶剂法相比，此法提取 率高，节约了溶剂，大大提高了提取效率。 2．2 离子沉淀法 盐沉淀提取法根据茶多酚能与无机盐 中的金属 离子反应生成沉淀的特性来生产茶多酚，是生产高 纯度茶多酚的一种廉价方法 。此法将茶叶用热水或 乙醇溶液浸提过滤，调节滤液的pH值为碱性，在滤 液中加入沉淀剂使茶多酚沉淀，过滤后滤液用于提 取咖啡因，沉淀用稀H。SO 溶解后用乙酸乙酯萃取， 得到含茶多酚的乙酸乙酯溶液 ，再经减压蒸馏浓缩、 干燥得到茶多酚 。工艺流程图如下 ： 绿茶叶 l 浸提 (热 水或 乙醇 溶液 ) 过滤 滤渣 (弃去) 过滤 滤液 (氯仿) 水层 有机层 沉淀 酸) 滤渣 滤液 酮类’ 空浓缩干燥 ’ 咖啡碱 有机层 水层(色素等) 真空浓缩干燥 茶多酚 目前 ，常用沉淀剂有三种 ：重金属碱式盐 ，如 Pb (OH)Ac、Cu(OH)Ac等；氢氧化物，如Ca(OH)。强 碱，均有腐蚀作用；离子，如Ca抖、Mg抖、A1”、Zn。。。 等，可在碱性条件下沉淀，在酸、中性条件下转溶。到 目前为止 ，已有 Al”、Zn 、Ca 、Fe”、Sn 、Mg 、 Se 等 金 属 离 子 用 作 沉 淀 法 提 取 茶 多 酚 的 报 道_】。’“]，这些金属离子可以单独使用，也可以复合 使用。据研究，相同条件下金属离子对茶多酚沉淀顺 序为 ：Al”>Zn。 >Fe”>Mg抖>Ba抖>Ca抖。该 法的优点是使用的有机溶剂较少，工艺比较简单，成 本低 ，选择性强 ，所得产品无毒且纯度好 (茶多酚含 量高达95 ，含咖啡因0．7 9／6～1．5 9／6)，产品色泽 、水 溶性也较好 ，因而易被食品工业和医药工业接受 ，适 合中、小规模生产。此法的缺点是在制备过程中需调 节酸碱度，造成部分酚类物质因氧化而被破坏 ，在沉 淀过滤、溶解过程 中茶多酚损失大 ，工艺操作控制 比 较严格，废渣 、废液处理量较大 。葛宜掌 采用A1C1。 沉淀法制造茶多酚的工艺 ，结果表明：此方法工艺简 单易行，提取率高达 10．5 ，有效成分含量>99． 5 。沉淀法 因不用或少用有机溶剂、工艺简化 ，现已 有工业化生产，但茶多酚得率较低，且产品品质含量 稍有增加 。 2．3 超临界萃取法 超临界萃取是一种新型分离技术，它是利用温 度和压力略超过或靠近临界的介于气体和液体之间 的流体作为萃取剂，从固体或液体中萃取某种高沸 点和热敏性成分 ，以达到分离和提纯的目的。由于其 介质通常为无毒的二氧化碳 ，对产品没有毒 ，特别适 合于医药、食品添加剂等产品的提取。超临界流体萃 取从茶叶中提取茶多酚的工艺流程如图所示 ： 王小梅 等 人运用超临界二氧化碳萃取方法 对茶多酚进行了提取试验，结果表明：超临界CO 萃 取茶 叶中的茶 多酚在工艺上是完全可行的。采用超 临界CO。萃取茶叶中的茶多酚的适宜实验条件是： 萃取压力为20 MPa，萃取温度为50 C，分离压力为5 MPa，分离温度为40 C，cO。流量为25 L／h，萃取时 间为5 h，在此条件下，茶多酚的萃取率达9．0％。 超临界萃取与一般的萃取分离技术相比，超临 界流体萃取技术具有优 良的传递性能，较强的渗透 力 ，良好的选择性 ，对有机物溶解度大 ，萃取率高，产 品质量好 ，操作条件温和，特别适用于分离热敏性物 质等优点。 2．4 树脂吸附法 树脂吸附法是利用树脂能发生吸附作用的特性 来实现与其他浸提物组分之间的分离 ，根据所采用 的树脂类型的不 同可分为吸附柱分离法、离子交换 柱分离法和凝胶分离法。三种方法原理相同，操作方 法略有差异 ，工艺流程如下 ：茶叶一热水提取一浓缩 维普资讯 http://www.cqvip.com 146 茶 叶 33卷 一吸附柱吸附一解脱剂洗脱一茶多酚洗脱液减压蒸 馏回收溶剂一真空干燥一粉状粗茶多酚一水溶解成 溶液一乙酸乙酯提取一减压蒸馏回收溶剂一真空干 燥一粉晶态茶多酚。徐向群 ¨ 等通过对16种吸附树 脂对茶多酚的吸附及解吸性能研究表明：92—2和92— 3吸附树脂对茶多酚有较强的吸附和解吸性能。陈 劲春Eas3等采用硅藻土、活性炭、聚酰胺树脂、(D)301 树脂作为吸附剂，并对其吸附容量与分辨效果作了 比较。宋世廉、傅锦坤等E16,173采用大孑L吸附树脂聚 酰胺纤维素作吸附剂循环吸附，10％～95 9／6乙醇梯 度洗脱，终产品中儿茶素质量分数达40 ～ 60 。 树脂法提取茶多酚有以下优点：工艺简单，操作 方便，能耗少；操作条件温和，避免了有效成分失活， 产品收率在7 ～10 ，尤其是整个过程中使用的有 机溶剂主要是乙醇，它的回收容易，而且无毒、无污 染；树脂再生容易，可反复利用，提取效率高。但是还 存在以下缺点：树脂吸附法，树脂用量大，且由于茶 多酚被氧化，茶叶中蛋白质、多糖等堵塞树脂空隙， 造成树脂失活 ，树脂活化和再生较麻烦 ，且由于茶多 酚被氧化，茶叶中蛋白质、多糖等堵塞树脂空隙，造 成树脂失活；只适合于小量的生产，不适合大批的生 产操作。 2．5 低温纯化酶提取方法 低温纯化酶提取法是利用低温或酶抑制剂抑制 茶叶鲜叶 内氧化酶的活性 ，进而在提取的过程 中保 护茶多酚不被氧化的一种提取方法。其工艺流程如 下 ： 鲜茶叶低温冷冻干燥(或在常温下用酶抑制剂) 一 非水溶剂提取一减压蒸馏回收溶剂加水溶解成水 溶液一加絮凝剂沉降脱除色素、多糖、果胶、水解单 宁等高分子物质一氯仿脱除咖啡因一乙酸乙酯提取 茶多酚一减压蒸馏回收溶剂一真空干燥一粉晶态茶 多酚。 该法的优点是茶多酚损失少 ，得率高 ；缺点是需 要在茶场设厂生产。 3 结 语 近年来，天然、营养、无毒成为国内外食品、日用 品、食品添加剂等生产的主要发展趋势，而茶多酚具 有良好的保鲜、抗氧化性，因此在这种大趋势下，茶 多酚的应用会越来越广泛，需求也越来越大。从国内 已有报道看，大多数工艺的茶多酚提取率都不到 15 ，而茶叶含有的茶多酚大约在 20 ～30 ]。 因此 ，目前的各种提取工艺还需要进一步改进。许多 新方法如超临界流体萃取技术等，在茶多酚提取工 艺中的应用还处于起步阶段，许多技术条件还不成 熟，还不适宜大规模生产，但就其方法本身而言，比 现有方法具有更大的优越性 。因此，茶多酚的提取生 产技术还有待进一步的探索和研究。 参 考 文 献 1 杨贤强．茶多酚保健功效研究的新进展．茶叶，1992，18(3)：42— 45 2 刘学铭，梁世中．茶多酚的保健和药理作用及应用前景．食品与发 酵工业 ，1998，24(5)：47—5l 3 刘蒙佳，陈锦屏．茶多酚提取方法的研究进展．现代生物医学进 展，2006，6(7)：70—72 4 谢宗波，姜国芳，刘成佐，等．茶叶中茶多酚浸提条件的研究．化工 时刊 ，2005，19(8)：28—3O 5 何春雷，罗学平，张 路，等．从热溶性绿茶粉中提取茶多酚的试 验研究．食品科技，2006，12：87—9O 6 尹 莲．超声法提取茶多酚的实验研究．食品工业，1999，3；10— 11 7 陈素艳，邓清莲，巫晶晶，等．超声波法从茶叶中提取苯多酚．渤海 大学学报，2005，12：316—319 8 周 志，汪兴平，张家年，等．微波在茶多酚提取技术上的应用研 究．湖北民族学学报，2001，5(2)：8—10 9 洪兴平，周 志．微波对茶多酚结构及其儿茶素组成的影响．食品 科学 ，2002，23(1){37—39 1O 杨世军，张会香．茶多酚的提取工艺研究．食品工业，2004，6；34 — 35 11 林建平，等．Se4+沉淀法提取茶多酚及制备工艺比较．三明高等 专科 学校学报 ，2004，12：62—65 12 葛宜掌．茶多酚提取新方法．中草药，1994，25(3)：124—125 13 王小梅，黄少烈．茶多酚的提取工艺研究．广州化工，2001，29 (4)：27—29 14 徐向群，陈瑞锋，王华夫．吸附茶多酚树脂的筛选．茶叶科学， 1995，15(2)：137— 14O 15 陈劲春，李 一，刘青秀．四种吸附材料分离茶多酚的初步结果 比较．北京化工大学报，2000，27(2)：95—96 16 宋世廉，于文潮．从茶叶下脚料提取儿茶素的新方法．中国食品 工业 ，1999，(12)：18—2O 17 傅锦坤，陈王池，许金来，等．茶叶中茶多酚的吸收分离提取．食 品科学 ，1998，19(8)：22—24 1 8 Chrysostomos P，Panayiotopoulos MD．Idiopathic generalized epilepsies：a review and modern approach口]．Epilepsia，2005， 46(9)：1～6 维普资讯 http://www.cqvip.com