红茶和绿茶的茶多酚提取工艺探讨

潘榕群 蒋健轩 蒋文峰

【摘 要】文章以红茶和绿茶为例，从浸提温度、固液比、时间及溶剂浓度方面对茶多酚提取影响进行深入的探讨与研究，总结红茶与绿茶的茶多酚提取工艺，以供参考。

【关键词】红茶；绿茶；茶多酚提取工艺

【中图分类号】S571.1 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）06-0067-02

0 前言

伴随着科学技术的不断发展，越来越多人追捧天然生物制品，同时也将如何利用天然资源的话题带入了人们的生活。在我国，茶具有重要的功效，也是人们的休闲饮品，历史悠久。除此以外，茶叶的保健功能也得到了诸多人的认可，茶叶当中含有茶多酚及嘌呤碱类咖啡碱成分。到目前为止，在茶叶中鉴定出450种以上的有机成分及15种以上的无机元素，占据了总量的94%，比如茶多酚占15%～30%，茶色素占15%左右，蛋白类占20%～30%，咖啡因占3%～5%，氨基酸占1%～5%，维生素占1%，还有少量的芳香类、酯类和有机酸等，对茶叶色香味的情况及营养价值的指标都有直接影响。在相关学者的研究中发现，茶叶还有抗癌、抗衰老、降低血糖等功能，而与这些功能有直接关系的元素就是茶多酚，因此对其进行研究就具有非常重要的现实意义。

茶多酚属于天然的食品抗氧化剂，更多地应用在一些含油性食品的抗氧化变质功能上。有研究结果显示[1]，其抗氧化能力是人工合成抗氧化剂BHA、BHT的5倍左右，不少研究者在其著作中已证实了BHA、BHT可能对人的酶系统有损害，目前美国、日本等国家已经禁用。但茶多酚在食品色素、维生素的保护上有着重要的作用，可以保持食物长时间的营养色泽，预防腐败，清除异味，应用在食物保鲜和防腐上有重要意义，因此有重要的研究价值。

与一般树叶、花草、菜叶不同，茶叶有较长的保存期，确保不会变质，这是因为茶多酚的掺入，延长储存期，预防食品褪色，也提高纤维素的稳定，保存各种营养成分不丢失[2]。所以，未来的生活生产中开发与利用天然抗氧化剂是非常重要的发展趋势，而从生物医学、卫生保健、日用化工和食品卫生领域的角度来看，茶多酚有非常广阔的应用前景和研究价值，如何提取茶叶中的茶多酚成为当前非常重要的课题。长期的经验积累得知，从茶叶中提取茶多酚有以下几种方法。

（1）溶剂提取法。这种方法包括有机溶剂提取法和水提取法，前者更多采用乙醇作为溶剂，以提高茶多酚产品安全性，后者则因为TP仅有5%左右的提取率而在应用中受到一定限制。

（2）离子沉淀法。由于茶多酚在中性或碱性的条件下能与多种离子产生络合沉淀，而这些物质具备水下低溶解度，因此在进行沉淀和离心的基础上能够与其他成分物质分离，并产生富集茶多酚的作用。将有机溶剂法与这种方法相比，它还能确保在离子常温下进行操作，不需要反复和长时间的加热过程，也不需要使用有毒有机溶剂，所以具备较强选择性的优势。但是这种方法的沉淀剂很多都是重金属碱式盐，对产品的安全性有威胁，而且沉淀剂的价格也比较贵。比如，Ca（OH）2的成本不高，但是是强碱，茶多酚就会因为强碱被氧化，导致TP氧化大量流失，而在应用较多的Al3+时，又很容易导致食用者患上老年痴呆症。

（3）超临界萃取法。它是一种新型的分离技术，主要从温度和压力方面应用与之接近甚至超出临界点的方式，将处于液体和气体之间的物质作为萃取剂，萃取固体或液体中的高沸点与热敏性，实现提纯与分离的目的[3]。

（4）微波提取法。这是通过对偶极子旋转和离子传导的利用，并确保同时进行内外部加热的方式实现细胞破裂、有效成分溢出的目标。这种方法具有经济性强、操作简单和省时省力的优势，也不会导致茶叶有效成分被破坏，但不宜大规模生产，这是因为介质属于无毒的二氧化碳，对产品不会产生毒素，更适合应用在医药及食品添加剂当中[4]。以下为笔者所应用的提取工艺，对其进行详细的分析与总结。

1 材料与方法

（1）实验材料。①仪器：主要包括HHS型电热恒温水浴锅、可见分光光度计、循环水式多用真空泵SHB-Ⅲ、电热恒温鼓风干燥箱、电子天平。②试剂：红茶、绿茶、蒸馏水、硫酸亚铁、磷酸氢二钠等。

（2）方法。利用酒石酸亚铁比色法（GB 8318—2002）对茶及茶多酚开展实验。首先是乙醇提取物的制作。选择种类不同的茶叶试样进行磨碎，取一定量试样放置在500 mL的瓶中，结合提取时间、温度、浓度等指标分析单因素的试验。浸提完成后，尽快进行减压并进行过滤，将滤液移入500 mL容量瓶当中，采用50 mL浓度相同的乙醇溶液洗涤残渣，滤出滤液到以上的容量瓶中。其次是应用测定方法进行测定。吸取1 mL的上述试液，注入25 mL的容量瓶中，将4 mL的水和5 mL的酒石酸亚铁倒入，确保混合充分以后，加入pH7.5缓冲液，直到到达要求的刻度值，對比空白溶液，每毫升茶含茶多酚约1.957 mg，通过以下公式测定吸光度A，茶多酚%=（A×1.957×2）/100×L1（L2×M）。其中L1是试液的总量，单位为mL，L2是测定时用液量，单位是mL；M表示试液的质量，单位是g，m（%），A分别表示试样的干物质含量和试样吸光度。再次进行乙醇提取茶多酚单因素的试验。要求利用1.0 g红茶和0.5 g绿茶叶，磨碎试样的2种茶叶，将其倒入不同的锥形瓶中，提前做好恒温水浴浸提乙醇的工作，再趁热用减压乙醇进行过滤。完成后将其倒入原来的容量瓶，而剩余的残渣还可再次通过乙醇进行洗涤，持续2～3次，再次滤出，整合到容量瓶当中，最后直到冷却将其稀释，倒入原有的标准刻度值容量瓶。再取1.0 g红茶叶与0.5 g绿茶叶，采用1∶80固相比、60 ℃温度、60%乙醇浓度分别在10、20、30、40、50、60 min时间中实验。再取1.0 g红茶叶与0.5 g绿茶叶采用1∶80固化比，40 min浸润时间和60%乙醇浓度，分别在30、40、50、60、70、80 ℃浸润温度下进行实验。再取1.0 g红茶叶与0.5 g绿茶叶，以40 min为浸润时间，60 ℃为浸提温度，60%的乙醇浓度，分别在1∶40、1∶80、1∶120、1∶160和1∶320的固液比中进行实验。取1.0 g红茶叶与0.5 g绿茶叶，采用40 min的浸润时间，60 ℃的浸提温度和1∶80的固液比，再次在逐层上升的乙醇浓度条件下开展实验，直到浓度值达到100%。最后通过乙醇提取茶多酚。这个实验主要应用正交试验法，将红茶、绿茶当中的茶多酚提取出来，同时观察记录和分析固液比、浸提剂浓度、浸提温度、浸提时间4项指标，记录相关的条件与时间，以及对应的茶多酚浸出的效果，以确定有效的条件。

2 结果与分析

（1）乙醇提取茶多酚因素试验结果分析。在乙醇浸提时间方面，浸提时间对茶多酚提取率有直接的影响，笔者在取1.0 g红茶叶和0.5 g绿茶叶进行的研究中发现，如果固液比为1∶80，对应的温度为60 ℃，而乙醇浓度为60%时，前30 min茶多酚浸提率会伴随时间的增加而增加，在浸提时间超出30 min以后，浸提率达到最大值，并逐渐呈现缓慢下降的趋势。影响原因可能是在浸提时间的逐渐推移下，暴露于空气中的茶多酚因时间的延长和高温的影响导致内部出现了氧化反应或降解反应，直接影响了浸出率，使其下降。由此可以看出，茶多酚浸提的时间以30 min为最佳。

从浸提温度来看，固液比为1∶80，浸提时间为40 min，乙醇浓度为60%时，茶多酚提取率伴随温度的增加而增加，当温度为60 ℃时，提取率为最高值，一旦超过60 ℃，提取率就会随之而逐渐下降。因此，我们可以得出结论，温度在一定的范围内不断升高时，有效成分溶解度也会随之增加，而提取液茶多酚提高后，对其产生的推动力会逐渐减小，那么在高温的条件下茶多酚氧化的程度就会增加，所以60 ℃是适宜温度。

从浸提溶剂用量来看，如果浸提时间为40 min，温度为60 ℃，乙醇浓度为60%，那么茶多酚提取率会随固液比的逐渐减小而逐渐增加，当这个比值达到1∶80时，对应的提取率就会出现最大值，如果比值超出了这个值，那么提取率的增速变缓，而伴随容剂量的增大后续的实验难度也就加大，所以要达到节约溶剂的标准，可将1∶80列为最佳料液比。

从浸提溶剂浓度来看，如果浸提时间为40 min，温度为60 ℃，固液比为1∶80，那么乙醇体积百分含量在40%向60%增加的过程中对应的浸提率逐渐下降，出现这个结果的原因是高浓度乙醇使得茶叶中蛋白质物质变形，所以可以判断60%的乙醇溶液是最佳的浓度。

（2）最优提取条件小结。综合考虑上述結果，以茶多酚提取率为主要控制指标，红茶较优提取工艺条件是固液比为1∶80，乙醇浓度为60%，浸提温度为50%，浸提时间为30 min，对应的茶多酚提取率为20.35%。绿茶中，优质的提取工艺条件为固液比、乙醇浓度、浸提温度、时间、提取率分别为1∶80、50%、50%、40 min及25.44%。

3 结语

综上所述，在以红茶和绿茶为原料的研究中，溶剂法提取茶多酚是最佳手段。其中，红茶提取茶多酚影响因素由大到小分别是固液比、浸提时间、浸提温度、浸提剂浓度；绿茶则为浸提温度、浸提剂浓度、固液比、浸提时间。对红茶和绿茶的茶多酚提取工艺进行探讨与研究，能够确定最经济合理的工艺路线，确保有更高的红茶和绿茶提取率，且保证较小的能耗，安全可靠。

参 考 文 献

[1]何健，印伟.茶叶中茶多酚的提取工艺及其含量测定[J].制剂技术，2011，20（13）：31-33.

[2]刘萍.红茶和绿茶中茶多酚提取工艺研究[J].天津农学院学报，2010，17（4）：39-42.

[3]帅建军，李睿.茶多酚的分离提取及其性质研究[J].江苏教育学院学报：自然科学版，2008，25（4）：26-31.

[4]赵卫星，王燕.天然抗氧化剂——茶多酚提取、分离和钝化方法[J].广东化工，2010，37（8）：7-8.

[责任编辑：钟声贤]