茶多糖的提取與分離純化技術研究新進展

任小盈 李靜 馬存強等

摘要茶多糖是一類相對分子質量較大的，具有一定活性的水溶性復合雜多糖。根據對茶多糖的紫外、紅外及氣相色譜的分析，茶多糖由糖類、果膠及蛋白質等物質組成。為了更清晰地了解茶多糖的研究現狀并對茶多糖進一步開發和研究，主要對近年來茶多糖的提取方法、分離純化和分子組成等方面進行了綜述，并對研究中存在的問題進行了分析，對其開發前景進行了展望。

關鍵詞茶多糖；提取；分離純化；分子組成

中圖分類號S571文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07993-03

基金項目國家科技支撐計劃課題（2007BAD58B03）；云南保山市科技項目“保山市特種茶葉開發與研究”。

作者簡介任小盈（1987- ），女，山東聊城人，碩士研究生，研究方向：茶葉加工與綜合利用。*通訊作者，副教授，博士，從事茶葉加工研究。

收稿日期20140707茶多糖（TPS）是一類相對分子質量較大的水溶性復合雜多糖，根據對茶多糖的紫外、紅外及氣相色譜的分析，由糖類、果膠及蛋白質等物質組成。其具有降血糖[1-3]、降血脂[4]、降血壓[5]等多種保健功能，是一種具有廣闊開發前景的天然藥物。近年來，國內外研究者相繼對其提取方法、分離純化和分子組成等方面進行了廣泛的研究。筆者就近幾年關于茶多糖的提取分離方法及組成成分方面進行了綜述，并且對茶多糖的研究現狀進行了總結。

1茶多糖的提取方法

茶多糖易溶于水，在高濃度的有機溶劑，高溫或強酸、強堿的條件下不穩定，易于分解[6]。近年來，水浸提法、超聲波法、酶提取法、微波提取法和醇沉淀法等是茶葉中茶多糖提取的常用方法，國內外學者對此研究較為深入。

1.1水浸提法水浸提法是利用茶多糖易溶于熱水的特性，通過對提取條件的設置，能夠提高茶多糖的得率，具有操作簡單、成本較低等優點，在生產實踐中被廣泛應用。

不同學者從料液比、提取時間、提取溫度等方面對綠茶、普洱茶等茶多糖的水浸提法進行了深入研究，并且確定了最佳提取工藝。趙麗平等研究綠茶表明，提取茶多糖的最佳工藝條件為料液比1∶30 g/ml、提取時間3.5 h、提取溫度85 ℃，茶多糖的提取率為3.40%[7]。盧金珍等的研究結果為：料液比1∶10 g/ml，溫度85 ℃，時間90 min，次數為2次，茶多糖得率為5.88%[8]。原龍等研究報道最佳工藝條件：料水質量比為1∶25，提取溫度85 ℃，提取時間為90 min，提取1次，茶多糖得率為1.92%[9]。金婷等采用熱水浸提法提取普洱茶中的水溶性茶多糖，結果表明，最佳浸提條件為固液比1∶20 g/ml、溫度90 ℃、時間1.5 h、浸提2次，得到的最佳提取率是54.5%，為普洱茶中茶多糖的提取提供了依據[10]。羅玲等確定了普洱茶茶多糖的最佳提取工藝：料液比為1∶17 g/ml，浸提溫度為80 ℃，浸提時間為78.5 min，茶多糖得率為12.72%[11]。

目前，不同學者采用水提法提取茶多糖的研究，通過單因素試驗、正交試驗設計及響應面法確定的茶多糖的提取工藝基本一致：料液比為1∶20 g/ml左右，提取溫度90 ℃左右，提取時間1.5 h左右，提取次數1～2次。由此，有效減少了茶多糖水提取法的重復性，為茶多糖的進一步研究奠定了基礎。相比較而言，水提取法的工藝流程各不相同，從而獲取茶多糖得率差距較大。因此，筆者認為應該統一水提取方法的工藝流程，規范此提取方法。

1.2超聲波提取法超聲波提取是利用超聲波的空化作用加速植物多糖成分的浸出提取，因此，具有反應條件溫和、適應性廣泛、提取效率高等特點。

茶多糖得率的影響因素主要為料液比、時間、溫度、pH等，眾多學者對此進行了研究。李粉玲等研究鳳凰茶多糖結果顯示：最佳提取條件為料液比1∶40 g/ml、超聲波功率350 W、超聲時間20 min、超聲溫度70 ℃，茶多糖得率為4.740 4 mg/g[12]。楊泱等采用超聲波法從普洱茶中提取茶多糖，結果表明，最佳條件為提取溫度70 ℃，超聲波處理時間20 min，固液比1∶20 g/ml，提取次數3次，提取得率為3.784%[13]。而安衛征等采用超聲波浸提法從普洱茶中提取多糖，證實茶多糖提取的最佳條件：功率800 W，固液比1∶50 g/ml，時間25 min，提取得率為6.51%[14]。除此外，也有不少研究報道了綠茶茶多糖提取的最佳條件[15-16]。針對同一茶類，試驗結果相差較大，究其原因，與原料品種、加工工藝、試驗條件等因素相關性較大，值得進一步研究。

綜上所述，根據單因素試驗分析，可以看出超聲功率、料液比、提取時間、提取溫度等是提取茶多糖的主要影響因素。同常規方法相比，超聲波提取時間明顯縮短，茶多糖得率也較高。然而，基于試驗原理，超聲波提取法對于茶多糖的生物活性是否有影響，目前此方面的研究較少，需要進一步經過大量的試驗證實。

1.3酶提取法酶提取法是采用酶破壞細胞壁結構，加快有效成分溶出細胞的速率，進而提取熱穩定性差或含量較少的生物成分。常見酶的種類為纖維素酶、果膠酶、胰蛋白酶等。由于反應條件溫和、選擇性高、成本較低、環保無毒等特點，因此，酶法提取具有較大的應用潛力，必將成為功能成分開發的重要手段。

由可知，隨著人們對酶法提取方法的認可，探究了單一酶和復合酶及集成提取方法對茶多糖提取率的影響。不少研究結果表明，酶法提取與不加酶類提取茶多糖，前者可以顯著提高茶多糖的得率，同時酶種類、添加量、溫度和pH對茶多糖含量影響較顯著，且復合酶提取法的茶多糖含量高于單一酶類及不加酶提取法。

不同酶法提取對茶多糖得率的影響

茶葉種類提取方法茶多糖得率備注綠茶

胰酶提取法[17] ，茶葉水解酶提取法[18] ，果膠酶/胰蛋白酶/復合酶提取法[19]52.98%；2.01%；95.26%，55.10%，59.67%相比較而言，不同酶法提取工藝對于茶多糖的得率有重要影響紅茶復合酶提取法（果膠酶與纖維素酶）[20]3.69%復合酶對茶多糖的提取率有顯著相關性烏龍茶纖維素酶提取法[21]1.72%同其他研究一樣，確定了最佳的提取工藝條件

1.4微波提取微波提取方法是微波輻射高頻電磁波，可瞬間穿透物料，在提取物質時加熱升溫，導致細胞壁破裂，有效成分流出。具有快速、節能、高效等優點，其在我國的食品工業、制藥工業和化學工業等開發中日益被關注。

不同學者采用單因素試驗和正交試驗表明：料水比、微波功率、微波處理時間、浸提溫度、浸提時間等是微波提取茶多糖的重要影響因子。以鳳凰茶為材料的茶多糖提取工藝為料水比1∶40 g/ml、微波時間120 s、微波功率640 W、浸提次數2次、浸提溫度75 ℃，茶多糖得率為4.740 4 mg/g[22]。而安吉白茶中提取多糖的正交試驗最佳條件：微波功率240 W、微波時間4 min、浸提溫度65 ℃、浸提時間3 h，此條件下的茶多糖得率為16.23%[23]。孫慕芳等以信陽毛尖為試驗材料的茶多糖提取研究中，通過響應面法獲得茶多糖的最優工藝參數：提取時間為70 min，提取溫度為55 ℃，料水比為1∶10 g/ml，提取功率為650 W，茶多糖得率高于14.241%[24]。由此可見，不同茶葉的微波提取工藝存在一定差異。李鶴等確定微波提取最佳工藝參數為是料水比為1∶35 g/ml，微波功率為500 W，提取溫度為50 ℃，提取時間為5 min，綠茶中多糖的得率為1.991 mg/g[25]。同其他提取方法相比，微波提取的時間大大縮短，而且提取溫度也較低，茶多糖提取率也較高。

1.5醇沉淀利用植物中的大多數成分易溶于水及醇等溶劑的特性，經過水浸提、提取液濃縮、乙醇沉淀、干燥等步驟，獲得茶多糖。相對其他提取方法，醇沉法操作簡單易行、設備要求不高、成本較低。

林春榕等采用水提醇沉法從云南麗江產白雪茶中分離提取出雪茶多糖，研究發現，提取溫度、提取時間對提取率的影響有顯著性差異，而料液比影響較小，在最佳工藝條件下提取的茶多糖平均得率為2.609%[26]。趙昕等提取苦荊茶老葉中茶多糖，結果表明，影響茶多糖提取的主次因素依次為提取時間、提取溫度、乙醇用量和料液比，最佳條件下茶多糖的產率為2.648%[27]。吳穎等從鐵觀音茶梗提取茶多糖，結果表明，各因素對茶多糖含量影響的主次順序為水醇比、沉淀時間和離心時間，在最優提取條件下，所得茶多糖含量為0.792 5 mg/ml[28]，與李碧嬋等[29]研究的結果差異較大。周增志等以普洱茶為材料進行試驗研究，結果表明，影響茶多糖提取率的各因素主次關系為：醇沉時間>固液比>浸提溫度>浸提時間，在此最佳工藝下，所得的粗多糖平均提取率為 1.773 1%[30]。另外，于淑池等以龍井茶為原料，研究得到各因素對多糖得率的影響依次為：浸提溫度>料液比>醇沉濃度>浸提時間；最佳提取工藝條件下，茶多糖得率可達6.333%[31]，與劉悅等[32]的研究結果差異較大。

通過比較，不同學者證實影響茶多糖提取率的主次因素不同，差異性較大。另外，同其他提取方法相比，醇沉法提取茶多糖得率比較低。初步推測影響茶多糖提取率的因素主要與茶葉的種類、茶樹年齡、生長環境、加工狀態及提取工藝等因素有關。

1.6其他方法茶多糖的提取技不斷引進與開發，其提取方法進一步優化，得出高得率、高純度的茶多糖。陳義勇等將粗綠茶作為原料，將傳統水浴浸提法和超聲-微波協同輔助提取法對茶多糖得率進行了比較，并確定了最佳提取條件[33]。結果表明，超聲-微波協同輔助提取茶多糖的最佳工藝條件為提取時間23 min、料液比1∶30 g/ml、微波功率90 W。與傳統的水浴浸提法相比，超聲-微波協同輔助提取法的茶多糖得率從2.95%提高到4.19%。而陳明等采用超臨界CO2萃取可有效提取茶葉中的多糖，確定萃取壓力35 MPa，萃取溫度45 ℃，萃取時間2 h的條件下，茶多糖的提取率可達92.5%，而且最大限度保持了茶多糖的生物活性[34]。

2茶多糖的分離、純化

茶多糖通常是一類復合物，包括糖類、果膠、蛋白質等成分，經提取后，茶多糖的純度不高，還有部分蛋白質、茶多酚等物質，需要經過脫蛋白和脫色素，為排除非目標物質的干擾，研究學者對去除這些干擾物進行了研究。目前，常用的脫蛋白方法有Sevag法、三氯乙酸法和三氟三氯乙烷法，同時脫色法中以離子交換樹脂法和聚酰胺大孔吸附樹脂應用較多。

楊泱等研究10種樹脂對普洱茶多糖溶液色素脫除的效果，比較sevag法、三氯乙酸法、鹽酸等電點法對普洱茶多糖的脫蛋白質效果[35]。結果表明，D101大孔吸附樹脂為普洱茶多糖脫色的最佳樹脂，脫色率為72.27%；三氯乙酸的脫蛋白效果最佳，可脫除95.2%的蛋白質，與王傳名等研究表明三氯乙酸脫蛋白方法最佳一致[36]。盡管Sevag法脫蛋白造成多糖損失較嚴重、多次重復操作，有機試劑大量浪費等，大多數學者仍然采用此種方法，并且取得較好的結果。邵立平等采用Sevag法去除粗多糖中的蛋白質，蛋白質去除率 91.2%[37]。然而，王黎明等用Sevag法脫蛋白，蛋白質脫除率28.3%[38]，與前者結果差距較大，初步斷定與茶多糖提取材料相關性較大，有待進一步研究。

茶多糖的脫蛋白和脫色不但可以單獨分離，而且兩者可以共同進行，另外，茶多糖純化研究也隨之清晰。陳義勇等對綠茶制取的茶多糖進行脫蛋白和脫色純化研究，結果表明，聚酰胺吸附柱層析法作為茶多糖純化的最佳方法，蛋白質脫除率達到95.8%[39]，與謝亮亮等研究結果相符[40]。總之，茶多糖的分離純化方法比較統一，研究較深入。

3茶多糖的分子組成

目前，關于茶多糖方面的研究越來越受關注，而茶多糖的分子組成的報道各不相同，有的單糖組成、摩爾比及分子量差異甚至較大，現將目前研究情況進行簡單整理，見。

不同茶類的分子組成情況

材料分子組成 單糖組成烏龍茶[41-42]

梁進等分離出4個多糖成分，即TPSⅠ、TPSⅡ、TPSⅢ和TPSⅣ，其中組分Ⅱ為茶多糖總量的57.36%楊立杰等研究結果表明，烏龍茶多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖等組成綠茶[43-45]陳小強等先后從提取的堿性多糖中，分析出其含有3種均一性多糖，分別為gTPC1、gTPC2、gTPC3；同時，潘見等分離純化得到均一組分TPSⅡ，分子量為1.01×105D；另外，楊建軍等研究證實茶多糖的主要成分是TF1、TF2和TF3陳小強等也確定了堿性茶多糖的單糖成分鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖；同時，潘見等確定其單糖組成為L鼠李糖、L巖藻糖、L阿拉伯糖、D木糖、D甘露糖、D葡萄糖、D半乳糖。楊建軍等研究結果表明，TF 1是由葡萄糖、甘露糖、木糖組成；TF2由葡萄糖、木糖組成；TF3由葡萄糖、木糖、阿拉伯糖組成普洱茶[46]郭威等研究結果表明普洱茶多糖4種組分TPS1、TPS2、TPS3、TPS4試驗結果證實：普洱茶多糖中含有甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、巖藻糖8種單糖，不含有木糖；TPS1中含有全部8種單糖；TPS2、TPS3和TPS4均由7種單糖組成，且都不含巖藻糖Gynostemma pentaphyllum Makino tea[47]魯有等研究結果表明，茶多糖是一個典型的雜合多糖、包括甘露糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、木糖、半乳糖和阿拉伯糖

通過可以看出，茶多糖的單糖組成是以半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖為主，大約占茶多糖2/3，還有木糖和甘露糖等。茶多糖的單糖種類基本相同，但其摩爾比及分子量差異性顯著，這與茶葉原料、分離純化的方法有關。因此，要準確分析茶葉復合多糖的組成、相對分子量、化學結構和藥理等方面，仍有必要進一步分離純化。

42卷23期任小盈等茶多糖的提取與分離純化技術研究新進展4存在問題與展望

隨著生活水平的不斷提高，人們對養生方面越來越關注，而茶多糖作為保健品也越來越受青睞。隨著科技的不斷發展，實驗室中茶多糖單一某種提取方法或單一某種分離純化方法都已比較成熟，然而提取和分離純化方法在搭配組合上還需要進一步優化，能夠更好地獲得高得率、高純度的茶多糖。盡管實驗室提取的茶多糖純度較高，但是還不能夠應用于工業化生產的茶多糖產品的開發，原因在于提取過程中使用了較多的試劑，安全方面存在隱患，限制茶多糖相關產品的開發與推廣。另外，不同茶多糖分子結構、保健機理方面的研究較少，對其描述也不是非常清晰，有待進一步研究。總之，茶多糖的研究領域中，如何保證茶多糖提取的綠色環保值得深入研究。

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