茶多糖的提取研究進展

◎ 游沛清，馮小萍，李滔滔，文瑞明，肖谷清

（湖南城市學院材料與化學工程學院，湖南 益陽 413000）

在全球經濟復蘇步伐放緩的背景下，世界茶葉生產依然保持上漲的態勢。茶樹種植面積和茶葉產量持續上漲，產大于銷的問題依然嚴重。2017年，我國茶葉產業發展呈現出產業規模慣性擴張，茶類結構繼續調整的特點；2017年全國干毛茶總產量約為260.9萬噸；市場需求不足，銷售狀況不容樂觀[1]。

目前，我國經濟已進入新常態，茶葉消費增長動力不足的現狀仍將繼續維持，茶葉企業產能增長速度與老百姓茶葉消費增長速度已經嚴重不匹配，這是茶葉產業發展面臨的難點之一。為了解決此問題，應擴大茶葉的應用領域，而從茶葉中提取功能成分茶多糖不失為一個好的方法。

茶多糖（Tea Polysaccharides，TPs）是茶葉中具有生物活性的復合多糖，由糖類、蛋白質、果膠和灰分等物質組成，具有降血糖、降血脂、抗血栓、抗癌、抗輻射和增強機體免疫力等多種功效[2]，尤其是降血糖功效明顯，對糖尿病的防治具有顯著效果。

目前，國內外提取茶多糖的方法主要有水浸法、酸提法、堿提法以及輔助提取法，如微波輔助提取法、酶輔助萃取法和超聲波輔助萃取法等。酸提法和堿提法均對提取條件要求高，所以應用情況不多。倘采用這兩種方法提取茶多糖，應特別注意，使用稀酸法浸提時，時間要短，溫度也不要太高；使用稀堿法浸提，則應在氮氣流中操作，以防止茶多糖降解失效。當前，采用較多的茶多糖浸提法主要是水浸法及相關輔助萃取法。

1 水浸提法

茶多糖的水浸法，首先要把原料磨碎，然后再用水浸提。焦自明等[3]以低檔茶葉提取茶多酚后的茶渣為原料，研究茶多糖的水提工藝及初步純化技術。分別對提取過程中的料液比、浸提時間、浸提溫度、浸提次數進行了單因素實驗，并用L9（34）正交實驗優化提取工藝，用醇沉及脫蛋白技術對茶多糖進行初步純化，得出優化的工藝：料液比1∶30，浸提溫度85 ℃，浸提時間2 h，浸提次數3次，濃縮液與95%乙醇用量比為1∶5，乙醇沉淀靜置6 h，Sevage法脫蛋白3次，茶多糖的得率為4.10%。

水浸法由于操作方便、成本低，因而應用廣泛，與其配套的輔助萃取法也被很多研究者采用并作深入研究，因為單純的水浸法萃取率偏低。

2 酶輔助提取法

酶工程技術是天然植物功能成分萃取的一項嶄新的生物工程技術，選用恰當的酶，在常溫常壓下即可將植物組織細胞分解，從而加速功能成分的釋放，提高萃取效率。何曉梅等[4]以皖西粗老低檔綠茶為原料，通過單因素和正交實驗，確定酶輔助浸提茶多糖的最佳工藝條件：酶解溫度45 ℃，酶解時間120 min，纖維素酶添加量12 mg/g，果膠酶添加量12 mg/g，茶水比1∶30，浸提1次，茶多糖得率達到5.414%。

酶輔助提取法溫度較低，時間較短，且茶多糖成分不會被破壞，但成本相對較高，萃取效率也不太高。

3 微波輔助提取法

將微波加熱技術用于輔助茶多糖的萃取，能夠顯著提高茶多糖的萃取效率，大大降低生產成本，提高經濟效益。李繼偉等[5]采用響應面法優化了高山云霧茶茶多糖的提取條件，得到最優提取條件：以水為提取劑，液料比20 mL/g，中高火（680 W）微波處理133 s，80 ℃水浴 0.65 h，茶多糖得率達到11.20%。

微波加熱輔助提取法的優點：①能夠高效地萃取植物中的有效成分。②提取速度快、產率高。③時間短，對物料選擇性高。④耗能低、萃取劑用量少、操作簡單、投資少，不污染環境。缺點是微波輔助萃取法只適合熱穩定性物料的浸提，而對于熱敏感性物料，微波輔助提取法會使物料失活或變性。

4 超聲波輔助萃取法

超聲波輔助萃取技術是利用超聲波在介質傳播過程中引起溶劑質點加速度增大，在溶劑中的空化作用會加速破碎細胞，從而使功能成分快速浸出。

熊磊等[6]研究超聲波提取黃金茶多糖工藝及體外抗氧化活性的試驗中，采用L9（34）正交試驗、方差分析和多重比較法對超聲波提取黃金茶多糖進行試驗，對黃金茶多糖提取的單因素（超聲功率、超聲時間、料液比、超聲溫度）進行優化。黃金茶多糖優化提取工藝為超聲功率165 W，超聲時間40 min，料液比1∶40，超聲溫度65 ℃，黃金茶多糖最高得率可達11.23%。

超聲波輔助萃取法具有提取時間短、產率高、條件溫和等特點。但萃取操作要注意頻率、超聲強度、萃取時間等參數的選擇以及萃取劑的選擇。該法的缺點是將超聲輔助萃取技術放大應用比較困難，嚴重限制了該技術在工業上的推廣與應用。

5 樹脂法

楊新河等[7]研究了10種樹脂純化與分離普洱茶多糖的方法，結果顯示，D101樹脂可以同時脫除普洱茶多糖中蛋白質和色素，在最佳條件下（茶多糖體積50 mL、pH4、溫度50 ℃、料液質量濃度3.8 mg/mL、樹脂用量為11 mL），蛋白去除率為70.89%，脫色率為82.33%。樹脂吸附法具有能耗較低，無有毒物質的排放，對環境污染小，符合化工“清潔生產”的發展趨勢，在茶多糖的生產上具有良好的開發應用前景。從已有的研究報道看，開發吸附容量大、選擇性高、洗脫性能好的樹脂是樹脂吸附法實現工業應用的關鍵。

6 超臨界萃取法

Chen等[8]使用CO2超臨界萃取提取茶葉中茶多糖，其最佳提取工藝為提取時間2 h、提取溫度45 ℃、提取壓力35 MPa、乙醇濃度20%、顆粒度380 nm，結果表明CO2超臨界萃取不僅可以提高茶多糖提取率，還可以保持活性，在茶多糖的生產中有廣闊應用前景。

與前述幾種方法相比，超臨界萃取法的優點是純天然性和高提取效率，萃取溫度低、既無毒、又無害無殘留、也不污染環境，是從茶葉中提取茶多糖的一種好的萃取方法。但該法設備一次性投入較大，因在高壓狀態下萃取，萃取釜體積較小，生產能力有限，無法形成工業化大生產，產品成本高。

7 展望

從茶葉中提取茶多糖的幾種方法各有優缺點，或者采用大量的有機溶劑進行綜合提取而造成環境污染；或者采用超聲、微波單一輔助提取技術進行提取，綜合效率不高；且提取出的產品純度不高，純化成本高、難度大。

筆者認為，可考慮采用超聲-微波聯合輔助技術，用水浸法從茶葉中提取茶多糖，并使用樹脂對提取的茶多糖進行分離純化，該法汲取了目前多種茶多糖提取方法的優點，預期研究前景好。在研究的過程中可以根據茶多糖的特性設計制備新型樹脂，再從制備的樹脂中篩選出適于從茶葉提取液中高效分離、純化茶多糖的高選擇性樹脂，提高分離與純化效率，以期得到高純度的茶多糖產品。