復合酶輔助微波技術提取茶葉中茶多酚的工藝優化

喻世濤+熊國璽+程書鋒+張輝+王萍++

摘要：采用復合酶輔助微波技術提取茶葉中的茶多酚，優化提取工藝。結果表明，復合酶解最佳工藝的纖維素酶用量為原料干物質重量的１％，果膠酶用量為原料干物質重量的０．５％，置于恒溫６０ ℃條件下，酶解３０ ｍｉｎ；微波提取最佳工藝以去離子水為提取溶劑，微波進料泵頻率９ Ｈｚ，提取功率３６ ｋＷ，物料比為１∶１０（m∶m），提取１次，茶多酚的平均得率為２５．１９％。與其他提取方法相比，該法快捷、環保、選擇性強。

關鍵詞：復合酶；微波；茶葉；茶多酚

中圖分類號：S571.1； Ｒ２８４．２文獻標識碼：Ａ文章編號：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，簡稱ＴＰ）又名茶單寧、茶鞣質，是茶葉中所含有的一類多羥基酚類化合物的總稱，約占茶葉干重的２０％～３５％，其主體成分為兒茶素類化合物，約占茶多酚總量的６５％～８０％［１］。茶多酚是一種新型的天然抗氧化劑，具有較強的殺菌和清除活性氧自由基的作用，在食品、醫藥、日用化工等領域均具有重要的應用［２，３］。目前，對于茶多酚的提取工藝研究，有采用酶法提取［４］，也有采用微波技術提取［５］，但利用復合酶輔助微波法從茶葉中提取茶多酚的研究還鮮見報道。本試驗探討采用復合酶輔助微波技術提取茶葉中茶多酚的最佳工藝條件，旨在為制定經濟的茶多酚制備工藝提供參考。

１材料與方法

１．１材料、試劑與儀器

茶葉（市售一級信陽毛尖，粉碎至４０目，備用）；纖維素酶（１０ ０００ Ｕ／ｇ）、果膠酶（３０ ０００ Ｕ／ｇ）（河南金潤食品有限公司）；９５％食用乙醇（武漢市長江化工公司）；硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、乙酸乙酯等均為分析純；水為去離子水。

ＷＣＤ３０Ｓ－０２型微波萃取設備（南京三樂微波技術發展有限公司）；ｐＨＳ－３Ｃ型精密ｐＨ計（上海精密科學儀器有限公司）；ＨＨ－６型數顯恒溫水浴鍋（常州澳華儀器有限公司）；ＵＶ－１６０１型紫外可見分光光度計（日本島津儀器有限公司）；ＣＰ３２３Ｓ－ＯＣＥ型電子天平（德國賽多利斯科學儀器有限公司），ＲＥ－５２Ａ型旋轉蒸發皿（上海亞榮生化儀器廠）。

１．２方法

１．２．１復合酶解條件與方法取備用的茶葉粉與適量去離子水混合，在不同條件下進行恒溫酶解，根據前期單因素試驗得到的適宜纖維素酶添加量為０．６％、果膠酶添加量為０．３％、酶解６０ ｍｉｎ、酶解溫度５０ ℃的試驗結果，選取纖維素酶和果膠酶的不同加酶量、酶解時間、酶解溫度為考察因素，各取３個水平，并對酶解物進行微波提取，以茶多酚得率為考察指標，進行Ｌ９（３４）正交試驗，試驗因素與水平見表１。

１．２．２微波提取條件與方法最佳復合酶解條件反應結束后，升溫至８５ ℃滅酶，然后以去離子水為提取溶劑，進行微波輔助提取。根據前期單因素試驗得到的適宜進料泵頻率為１２ Ｈｚ、微波功率３０ ｋＷ、物料比１∶１５（m∶m）、提取２次的試驗結果，茶多酚得率主要受進料泵頻率、微波功率、物料比、提取次數４個因素交叉影響。為了全面考慮這４個因素的影響，設計了Ｌ９（３４）正交試驗，選擇進料泵頻率、微波功率、物料比、提取次數為考察因素，各取３個水平，微波提取正交試驗的因素和水平見表２。

１．２．３茶多酚含量的測定試樣制備方法［６］：按ＧＢ ８３０３—８７《茶磨碎試樣的制備及其干物質含量測定》的規定，制備試樣。

茶多酚得率的測定方法［７］：酒石酸亞鐵比色法。茶葉中茶多酚的得率，以干態質量百分率表示，按以下公式計算：

茶多酚得率＝■×■×１００％

式中：Ｌ１為試液的總量（ｍＬ）；Ｌ２為測定時的用液量（ｍＬ）；Ｍ為試樣的重量（ｇ）；ｍ為試樣干物質含量百分率（％）；Ａ為試樣的吸光度；１．９５７為用１０ ｍｍ比色杯，當吸光度等于０．５０時，每毫升茶湯中含茶多酚相當于１．９５７ ｍｇ。

２結果與分析

２．１復合酶解正交試驗結果

復合酶解正交試驗結果如表３所示，方差分析結果如表４所示。由表３、表４可知，４個因素均為不顯著因素，各因素對茶多酚得率的影響由大到小的次序是Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ，即酶解溫度對茶多酚得率的影響最大，纖維素酶和果膠酶次之，酶解時間對其影響較小。從節約時間和減少能耗的角度考慮，選擇纖維素酶用量為原料干物質重量的１．０％，果膠酶用量為原料干物質重量的０．５％，置于恒溫６０ ℃條件下酶解３０ ｍｉｎ，優化最佳復合酶解工藝為Ａ３Ｂ３Ｃ１Ｄ３。按優化工藝條件進行驗證試驗，２次試驗所得茶多酚的平均得率為２４．５７％，結果較為理想，說明該工藝穩定、可行。