茶多酚超聲波輔助提取工藝條件優化研究

張華均

摘 要：本文在研究茶多酚超聲波輔助提取工藝所需材料及儀器方法的基礎上，對其試劑和茶多酚含量測定方法進行梳理，最終以實驗數據為導向，分析了超聲波輔助浸提單因素試驗、正交試驗以及驗證試驗等，最后得出了茶多酚超聲波輔助提取工藝的優化條件。

關鍵詞：茶多酚;超聲波;工藝優化條件

隨著現代生活水平的不斷提高與工業經濟發展的日新月異，茶多酚這一重要提取物的應用范圍不斷拓寬，有助于茶經濟的發展與茶葉使用價值的最大化。但由于茶多酚提取過程復雜，工藝流程繁多，如何降低茶多酚提取成本、優化提取過程也就成為困擾企業工業生產的重要難題。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

本文所采用實驗原材料樣品主要來自霍山縣茶葉生產基地，采摘時間為2020年4月，采摘新鮮茶葉后嚴格按照該茶葉生產基地相關生產操作規程，制成綠茶等待試驗。在茶多酚超聲波輔助提取工藝條件優化實驗過程中，主要利用植物粉碎機一臺、超聲波清洗器一臺、循環式水樣多用真空泵一臺以及雙光速紫外可見分光光度計一臺等諸多儀器，對其整個茶多酚超聲波輔助提取工業條件進行實驗測定。

1.2 試劑及茶多酚含量測定方法

在茶多酚超聲波輔助提取工藝實驗過程中，主要試劑包括硫酸亞鐵、硫酸二氫鉀、十二磷氫酸氫二鉀以及乙醇等諸多分析提取試劑。為進一步探究茶多酚超聲波輔助提取工藝條件優化過程，本文規定了茶多酚含量大小的實際測定方法，嚴格提取液1mL茶多酚浸提液，將其放入固定容積的量瓶后加水和酒石酸亞鐵溶液，將混合溶液充分攪拌后利用pH值為7.5的磷酸鹽溶液進行緩沖，最終利用比色皿，在540nm波長位置以空白試劑為對照，測定吸光度值，以每個樣品三組平行試驗最終取平均值的方式，測定整個試驗茶多酚含量，保證實驗結果的準確性與科學性。

1.3 實驗方法

在茶樣品烘干、粉碎和超聲、浸提以及離心等諸多處理后，對茶多酚含量進行科學測定。以整個實驗過程的超聲波功率、超聲波時間、乙醇試劑濃度、超聲波溫度等諸多參數為基本信息，對其進行單因素實驗和正交試驗，最終再進行驗證試驗，確定茶多酚超聲波輔助提取工藝的條件優化過程。在此過程中，茶多酚含量以干態質量分數表示，整個超聲實驗茶多酚浸提液均為50mL。

2 結果與分析

2.1 超聲波輔助浸提單因素試驗

在茶多酚超聲波輔助提取工藝條件優化實驗過程中，單因素實驗主要包括超聲波功率大小、超聲時間長短、超聲溫度高低、乙醇實際濃度大小以及液料比大小等影響因子參數，探究其對茶葉浸提液中茶多酚含量高低的影響。就超聲波功率對茶葉浸提液中茶多酚含量大小的影響而言，在乙醇試劑濃度確定不變、超聲波時間確定、超聲波溫度確定以及液料比溫度條件確定等基本前提下，以不同超聲波功率對茶葉浸提液中的茶多酚含量進行探究，其結果示意圖如圖1。由圖可知，超聲波功率越高，越容易獲得更強大的能量，但對茶葉浸提液中茶多酚含量影響卻不能一概而論，必須考慮超聲波與介質相互作用情況下，提取物的介質類別。當超聲波功率達到40W時，茶多酚的含量達到最大，而隨著超聲波功率的逐步增加，茶多酚的實際含量反而呈現降低趨勢。因此，超聲波功率為40W時，對茶葉浸提液中茶多酚含量的不良影響最小。

2.2 超聲波輔助浸提正交試驗

由于茶多酚超聲波輔助提取工藝中的超聲波功率值大小、乙醇試劑實際濃度、整個過程超聲時間長短、超聲溫度高低以及液料比大小等諸多因素對茶葉浸提液中茶多酚的實際浸出效果的優良與否存在相互影響、相互聯系作用，單單根據單因素試驗結果判斷各類參數信息對茶葉浸提液中茶多酚含量的影響存在一定不科學之處，故本文根據單因素實驗結果，在選擇固定超聲波頻率40W的基礎上，利用正交試驗表數據進行正交試驗，其試驗因素水平如表1所示。在單因素試驗探究影響程度與影響條件的基礎上，進一步將乙醇試劑濃度、實際超聲時間、超聲溫度以及液料比等四大重要參考因素進行正交試驗，不斷優化茶多酚超聲波輔助提取工藝條件，最終結果如表2所示。由表可知，四大試驗因素對茶葉浸提液中茶多酚實際含量大小的影響主要排序為液料比、乙醇試劑濃度、實際超聲時間和超聲溫度。最終探究實驗條件可知，茶多酚含量影響最佳浸提工藝條件為乙醇試劑濃度70%，實際超聲時間40min，實際超聲溫度70℃，液料比則為25。

2.3 驗證試驗

在確定單因素實驗和正交試驗所確定的各類參數信息對影響茶葉浸提液中茶多酚含量的多少及其提取效果的影響后，驗證各影響參數的相互交叉結果。試驗數據結果得出，茶葉浸提液中茶多酚的實際提取含量為26.5%左右，茶多酚的含量與正交試驗結果呈現一致性特征。也就是說，正交試驗所篩選出的最佳工藝條件具備良好重復性，實際數據信息穩定可靠，科學性較強，準確度較高。

3 結論

總而言之，茶多酚作為天然植物的重要提取物質，具備抗氧化、抗腫瘤甚至抗輻射、降血脂等諸多功用，不僅能夠有效用于人體免疫力的增強，用于醫療事業與衛生，更廣泛應用于食品行業、日化行業甚至輕工業生產等諸多領域，為區域經濟與社會發展做出了不容忽視的重要貢獻。在超聲波輔助提取茶多酚的工藝優化過程中，最佳浸提工藝條件為乙醇試劑濃度70%，實際超聲時間40min，實際超聲溫度70℃，液料比則為25。

參考文獻：

[1]隋世強，韓金峰，雋英華.超聲波輔助提取綠茶中茶多酚的方法研究[J].遼寧農業科學，2019（3）：22-25.

[2]和小梅，曹偉.茶多酚超聲波輔助提取工藝條件優化研究[J].湖南農業科學，2019（9）：111-113.