微波輻射提取工藝對茶色素提取率的影響研究

杜蘇萌，白帥帥，汪敏

（太原工業(yè)學院環(huán)境與安全工程系，山西太原030008）

茶色素主要成分有茶黃素、茶紅素、茶褐素[1]，是茶葉中兒茶素多酚類及其氧化性衍生物的混合物，而茶多酚在紅茶制造過程中經(jīng)酶促氧化聚合縮合反應形成的水溶性有色氧化產(chǎn)物[2-3]。色澤艷麗、著色效果好、穩(wěn)定性佳，茶色素有很強的藥學作用[4-5]，抗自由基，抗癌，調節(jié)機體免疫，抗衰老，抗凝，抑制血小板聚集，防止動脈粥樣硬化，保護心血管等方面都具有很顯著功能[6-7]。茶色素是一類含有多種營養(yǎng)成分的保健物質[8-9]，如 VC、VE、VD及氨基酸等[5-6]，而且茶色素耐熱、耐酸有較好的穩(wěn)定性理化性質[10]，因此如何從茶葉中高效獲得茶色素成分值得研究，本文就是采用微波輔助法對從茶葉中高效率提取茶色素的條件進行優(yōu)化研究，為工業(yè)上提高茶色素提取率提供一定有效的數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

正山小種茶葉：福建省安溪縣如意茶廠；結晶三氯化鋁，三氯化鐵，三氯甲烷，碘化鉍鉀，冰醋酸。

1.2 主要設備

微波爐：美的；TU-1901雙光束紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；752紫外可見分光光度計、真空抽濾機、常溫干燥箱。

1.3 方法

1.3.1 茶色素標準曲線的繪制

準確稱取茶色素粉末2.5 g，加去離子水定容于50 mL的容量瓶中，濃度為0.05 g/mL，用移液管取0.05 g/mL的溶液1 mL，進行稀釋，定容于50 mL的容量瓶中，濃度為0.001 g/mL，用移液管取0.001 g/mL的溶液5 mL，進行稀釋，定容于50 mL的容量瓶中濃度為10-4g/mL。按照表1吸取不同體積10-4g/mL茶色素溶液配制茶色素溶液的濃度梯度。

將配制的不同濃度茶色素溶液在439 nm處測定吸光度得到表2一組數(shù)據(jù)。

表1 茶色素7種濃度的溶液配制Table 1 Solution of 7 concentration of tea pigment preparation mL

表2 茶色素7種濃度的吸光度值記錄Table 2 The absorbance records of 7 tea pigment concentration

繪制標準曲線和計算回歸方程。

圖1 茶色素的標準曲線Fig.1 The standard curve of tea pigment

1.3.2 紅茶茶色素的提取工藝

紅茶茶葉磨碎→加水溶解，微波加熱→離心抽濾，濃縮濾液→加鹽酸調節(jié)pH，等電點沉淀除蛋白質、多糖→離心抽濾得濾液→加氫氧化鈉調pH，后抽濾得濾液→濃縮，蒸發(fā)干燥→氯仿萃取，干燥→紅茶茶色素粉末。

1.3.3 茶色素的測定原理

茶紅素是一類分子差異極大的異質性紅色或褐紅色的酚性物質與三氯化鐵反應呈現(xiàn)綠色、綠藍色、黑色或紫色，茶黃素分子中的苯并酚酮也可與三氯化鐵發(fā)生特異性反應生成紅色絡合物在439 nm處有最大吸收波長。

2 結果與分析

2.1 微波輻射時間對提取率的影響

稱取茶葉樣品10 g，加水300 mL淹沒樣品，在中高火的微波功率下在微波爐中輻射 3、5、6、7、8、9、10、11、13、15 min后，離心抽濾，濾液在50℃溫度的恒溫水浴中進行減壓濃縮至一定體積，再加水，除雜、過濾再濃縮，于50℃恒溫干燥后萃取，再干燥至恒重，分別稱取不同時間下干燥至恒重的樣品0.25 g，定容于50 mL容量瓶中，再分別吸取5 mL進行稀釋，重新定容于50 mL容量瓶中濃度為5×10-4g/mL，測定不同輻射時間下的茶色素稀釋溶液吸光度繪制曲線。

圖2 微波輻射時間對茶色素提取率的影響Fig.2 The effects of microwave time on productive rate of tea pigment

由圖2可以看出在7 min內吸光度值增加比較快，說明提取率比較好，7 min以后吸光度值開始下降，說明提取率開始下降，原因可能是在中高火的微波下，在7 min以內隨著時間延長茶葉得到充分破碎，茶色素充分浸出，7 min后，提取率下降可能由于茶葉受到微波長時間輻射，茶色素結構也受到破壞，所以在實際操作時應該把時間選在7 min。

2.2 微波功率對提取率的影響

稱取茶葉樣品10 g，加水300 mL淹沒樣品，將其分別放在微波系統(tǒng)中，依次設定微波功率為低火：1、中低火：2、中火：3、中高火：4、高火：5 的情況下微波輻射7 min后，離心抽濾，濾液在50℃溫度的恒溫水浴中進行減壓濃縮至一定體積，然后再加3倍體積的水進行一系列操作去雜質、過濾、濃縮，于50℃下恒溫干燥后萃取，再放置在50℃的干燥箱中干燥至恒重。同上制備濃度為5×10-4g/mL的茶色素溶液。測定不同微波功率下茶色素溶液的吸光度值繪制曲線。

由圖3可以看出在輻射時間定為7 min時，改變微波輻射功率對茶色素的提取率有很大影響，將微波輻射定在中火時茶色素提取率最高，高于或低于這個檔位都使得茶色素提取降低，原因可能由于功率過低對茶葉破碎強度不夠，茶色素沒有充分釋放，過高可能使得茶色素結構有所破壞導致提取率降低，所以微波功率選擇中火。

圖3 微波輻射功率對茶色素提取率的影響Fig.3 The effects of microwave power on the productive rate of tea pigment

2.3 固液比對茶色素提取率的影響

稱取茶葉樣品 10 g，分別加水 150、200、300、400、500 mL，在中高火的微波功率下輻射7 min后，離心抽濾，濾液在50℃的恒溫水浴中減壓濃縮至一定體積，然后加3倍體積的水進行一系列操作，去雜質，過濾，濾液再濃縮，于50℃恒溫干燥箱中干燥后進行萃取，再放置在50℃干燥箱中干燥至恒重。取不同固液比樣品配制濃度為5×10-4g/mL的茶色素溶液，各取10 mL，在439 nm處測定吸光度結果表示見圖4。

圖4 固液比對茶色素提取率的影響Fig.4 The effects of solid liquid ratio on productive rate of tea pigment

由圖4可以看出固液比在1∶20（g/mL）時茶葉提取率最高，高于或低于這個比例都會降低茶色素的提取率，原因可能是合適的固液比既能使得茶葉中茶色素充分溶解，又不會太稀使得后續(xù)濃縮過濾因水分太多導致茶色素損失，因此在實際操作時應選擇合適的固液比。

3 結論

本試驗使用微波輻射提取紅茶茶葉茶色素，研究微波輻射功率、微波輻射時間以及固液比對紅茶茶色素提取率的影響，最后得出在微波輻射時間為7 min，微波輻射功率為中火，固液比為1∶20（g/mL）的時候吸光度值最高，也是茶色素提取率最高。

[1]Jiang Ping Fan,Chong Fan,Dong Wen Min.Free radical scavenging and anti-oxidative activities of an ethanol-soluble pigment extract prepared from fermented Zijuan Pu-erh tea[J].Food and Chemical Toxicology,2013，59:527-533

[2] Qiu-ping Wang,Chun-xiu Peng,Bin Gao.Influence of large molecular polymeric pigments isolated from fermented Zijuan teaon the activity of key enzymes involved in lipid metabolism in rat[J].Experimental Gerontology,2012,47(9):672-679

[3] 羅琴,陳丹美,林惠昆.提取溶劑及pH值對滇紅紅茶色素吸收光譜的影響[J].楚雄師范學院學報,2013(9):40-48

[4] 龔加順,隋華嵩,彭春秀.“紫娟”曬青綠茶色素的HPLC—ESI—MS分離鑒定及其穩(wěn)定性研究[J].茶葉科學,2012(2):179-188

[5] 李琴,祝媛媛,吳紹艷.脂溶性茶色素的提取及其穩(wěn)定性的研究.[J].化學與生物工程,2012(12):51-53

[6] 李靜,操慶國.茶色素制備方法的研究[J].江西農業(yè)學報,2012,24(8):103-104

[7] 陳來蔭,陳榮山,葉陳英.茶色素的提取、功效及應用研究進展.[J].茶葉通訊,2013(2):31-35

[8] 徐詠全,李麗維,李長文.普洱茶及其提取物中茶多糖含量測定的研究[J].江西農業(yè)學報,2012,24(8):100-102

[9] 紀俊玲,蔣海華.茶葉及其活性組分[C].全國印染助劑行業(yè)第28屆年會,2012:260-269

[10]李菁.茶籽餅抗腫瘤活性成分與茶籽殼抗氧化的初步研究[D].湖北:湖北中醫(yī)藥大學,2012