果膠酶-微波法提取茶樹花多糖的工藝

韓艷麗， 凡軍民， 李 靜， 賈 君

(江蘇農林職業技術學院，江蘇句容 212400)

果膠酶-微波法提取茶樹花多糖的工藝

韓艷麗， 凡軍民， 李 靜， 賈 君

(江蘇農林職業技術學院，江蘇句容 212400)

以茶樹花為材料，采用果膠酶-微波法提取茶樹花多糖，研究提取茶樹花多糖的工藝。結果表明：通過單因素和正交試驗，在加酶量1.0%、酶解pH值5.5、酶解時間2.5 h、酶解溫度50 ℃的條件下，茶樹花多糖提取率最高；茶樹花經酶解后，在700 W微波強度下，微波時間60 s，茶樹花多糖提取率達4.82%。由結果可知，果膠酶-微波法明顯提高了茶樹花多糖的提取率。

茶樹花；果膠酶；微波；茶多糖

茶樹花是茶樹的生殖器官之一，其生長周期較長，營養消耗較多，茶農多棄之。近年來的研究發現，茶樹花中含有與茶葉相似的生物活性成分，如茶多糖[1]。茶多糖是茶葉中含有的一類復合多糖，具有降血糖、降血脂、輔助治療糖尿病等功效[2-3]。茶多糖的提取方法主要有熱水浸提法、酶法、超聲波法、微波法等[4-6]。其中酶工程技術方法是近幾年來用于天然植物有效成分提取的一項生物工程技術。

果膠酶(pectinase)是一類通過不同機制降解果膠基質的酶的總稱，主要作用于茶樹花細胞壁中的果膠，破壞果膠、半纖維素組成的無定形結構，有助于茶樹花中有效成分的滲出和擴散[7]。微波提取法能顯著縮短提取時間，較大程度地提高茶樹花多糖的提取效率[8]。

本研究主要采取果膠酶-微波提取的方法，通過單因素試驗和正交試驗研究果膠酶提取茶樹花多糖的最佳工藝條件，以期為茶樹花多糖的進一步研究提供理論和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

茶樹花采于江蘇省句容市江蘇茶博園內。摘取新鮮的茶樹花，裝入牛皮紙袋中，放置于干燥箱中，于105 ℃殺青 10 min，然后在70 ℃烘干、粉碎后過60目篩備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 果膠酶提取茶樹花多糖工藝流程 主要工藝流程：茶樹花粉末→果膠酶處理→滅酶→微波處理→真空抽濾→濃縮→加95%乙醇→離心→醇沉→真空干燥→獲得茶樹花多糖。

1.2.2 果膠酶提取的單因素試驗 在預備試驗的基礎上，選擇酶解時間、酶解pH值、加酶量和酶解溫度為考察因素，每個因素設定4個水平，即加酶量設定為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，酶解pH值設定為3.5、4.5、5.5、6.5，酶解時間設定為1.0、1.5、2.0、2.5 h，酶解溫度設定為25、35、45、55 ℃，按照上述工藝流程參數，考察茶樹花多糖提取的最佳工藝。

1.2.3 果膠酶提取的正交試驗 在單因素試驗基礎上，設酶解pH值為5.5，以加酶量(A)、酶解時間(B)、酶解溫度(C)為考察因素，設計L9(34) 正交表進行正交試驗，篩選茶樹花多糖提取的最優組合。因素水平設計詳見表1。

表1 正交設計因素和水平

1.2.4 果膠酶-微波提取試驗 茶樹花多糖提取最佳酶解條件試驗結束后，再進行微波浸提，考察微波強度(350、490、700W)、微波時間(30、60、90s)對茶樹花多糖提取率的影響。

1.3 測定方法

1.3.1 茶樹花多糖含量測定 采用蒽酮-硫酸比色法，將上述提取的茶樹花多糖加蒸餾水復溶、定容至設定體積，用蒽酮-硫酸顯色后，測加酶量，依據葡萄糖標準曲線A=0.007 7C+0.003 2(r2=0.999 92)(A為吸光度，C為葡萄糖質量濃度)，計算葡萄糖質量濃度，得到茶樹花多糖含量。

1.3.2 茶樹花多糖提取率計算 多糖提取率計算公式：

式中：C為葡萄糖質量濃度，mg/mL；D為多糖的稀釋倍數；f為換算因子，f=4.220；m為供試茶樹花的質量，g。

2 結果與分析

2.1 果膠酶提取的單因素試驗結果

2.1.1 加酶量對茶樹花多糖提取率的影響 由圖1可知，隨著加酶量的增加，茶樹花多糖的提取率呈逐漸升高的趨勢；當加酶量在0.5%～1.0%時，隨著加酶量的增大，多糖提取率明顯提高；但是，當加酶量為1.0%～2.0%時，多糖提取率提高不明顯。這可能是酶濃度達到一定值時，酶分子過于飽和，與底物結合機會較少的緣故。結合節約成本的原則，果膠酶的最佳添加量以1.0%為宜。

2.1.2 酶解pH值對茶樹花多糖提取率的影響 由圖2可見，隨著酶解pH值的升高，茶樹花多糖在pH值3.5～4.5范圍內提取率提高緩慢；在pH值4.5～5.5范圍內，提取率明顯提高，其中以pH值為5.5時茶樹花多糖的提取率最高；在pH值 5.5～6.5范圍內茶樹花多糖提取率呈逐漸下降的趨勢。因此，選擇pH值為5.5為最佳酶解pH值。

2.1.3 酶解時間對茶樹花多糖提取率的影響 由圖3可知，隨著酶解時間的增加，茶樹花多糖的提取率呈逐漸提高的趨勢；在酶解時間為1.0～2.0 h范圍內，茶樹花多糖提取率提高明顯，這是由于隨著時間的延長，酶與底物結合機會增加，酶解比較充分；當酶解時間大于2.0 h時，茶樹花多糖提取率增加緩慢，這可能是由于酶解時間過長，溶劑中多糖濃度越來越高，使擴散速度減慢，達到平衡后，多糖的提取率增速緩慢。

由圖4可知，隨著酶解溫度的增加，茶樹花多糖的提取率呈先提高后降低的趨勢，當酶解溫度為45 ℃時，多糖提取率最高。由于在一定的溫度范圍內，果膠酶活性隨溫度的升高而增強，但溫度過高時，抑制了果膠酶的活性，從而使茶多糖提取率下降。

2.2 果膠酶提取的正交試驗結果

由表2正交數據極差分析結果可知，各因素對茶樹花多糖提取率影響力排序為A>B>C，即加酶量對茶樹花多糖提取率的影響最大，酶解時間次之，而酶解溫度對提取率影響最小。以茶樹花多糖提取率為考察各因素的指標，A可取A2、A3，B可取B3，C可取C3，從經濟角度考慮，最終確定茶樹花多糖提取最佳工藝組合為A2B3C3，即加酶量1.0%、酶解時間2.5 h、酶解溫度50 ℃。

表2 果膠酶提取茶樹花多糖的正交試驗結果

由表3方差分析結果可以看出，加酶量對茶樹花多糖提取率有顯著性影響(P<0.1)，即在90%的概率水平上，加酶量是顯著影響茶樹花多糖提取率的主要因素，其余因素如酶解時間與酶解溫度影響均不顯著。

根據果膠酶提取茶樹花多糖最佳工藝組合重復試驗3次，提取茶樹花多糖的平均提取率為(3.62±0.42)%。

表3 多糖提取條件的正交試驗方差分析

注：“*”表示影響顯著(P<0.1)。

2.3 果膠酶-微波提取試驗結果

2.3.1 微波功率對茶樹花多糖提取率的影響 茶樹花粉經酶解、滅酶后，分別用350、490、700 W微波處理30 s后提取茶樹花多糖，測定茶樹花多糖含量。如圖5所示，隨著微波強度的增大，茶樹花多糖提取率呈逐漸提高趨勢，350～490 W階段增長較快，490～700 W階段增長較為平緩，微波強度為700 W時，茶樹花多糖提取率最高，達4.51%。

2.3.2 微波時間對茶樹花多糖提取率的影響 茶樹花粉經酶解、滅酶后，再用700 W微波分別處理30、60、90 s后，提取茶樹花多糖并測定其含量。由圖6可知，隨著微波處理時間的延長，茶樹花多糖提取率呈先提高后降低的趨勢，這可能由于微波時間過長，多糖分解而造成損失，微波時間為60 s時，茶樹花多糖提取率最高。

3 結論

茶樹花具有豐富的營養成分，茶樹花多糖因具有降血糖、降血脂、降血壓、增強免疫力、減慢心率、增加冠脈流量、抗凝血、抗血栓等作用而受到人們的重視。本試驗采用果膠酶-微波法提取茶樹花多糖，進行果膠酶單因素和正交試驗，然后在此基礎上進行微波提取試驗，得出果膠酶-微波法提取茶樹花多糖的最佳工藝條件：加酶量1.0%，酶解pH值5.5，酶解時間2.5 h，酶解溫度50 ℃，微波強度700 W，微波時間 60 s，此條件下茶樹花多糖提取率達到4.82%，比單純微波提取時的2.61%[8]高85%。

果膠酶-微波法具有耗能少、提取快、提取率高等優點，這可能是因為果膠酶降解了茶樹花中的果膠、纖維素，從而破壞了細胞壁，增大細胞的通透性，加速了多糖的溶出[9]。

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10.15889/j.issn.1002-1302.2017.02.050

2015-11-19

江蘇省自然科學基金(編號：BK20131243)。

韓艷麗(1979—)，女，江蘇銅山人，碩士，副教授，從事食品分析與檢驗技術研究。Tel：(0511)87290302；E-mail：45600134@qq.com。

TS201.1；TQ281

A

1002-1302(2017)02-0166-03

韓艷麗，凡軍民，李 靜，等. 果膠酶-微波法提取茶樹花多糖的工藝[J]. 江蘇農業科學，2017，45(2)：166-168.