微波离子沉淀提取法比较绿茶与红茶中茶多酚含量.docx

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微波离子沉淀提取法比较绿茶与红茶中茶多酚含量

题目：

微波-离子沉淀法比较绿茶与红茶茶多酚含量

学院：

基础与信息工程学院

专业：

应用化学

年级：

2010

姓名：

飘灵逸睿

学号

微波-离子沉淀提取法比较绿茶与红茶中茶多酚含量

（云南农业大学基础与信息工程学院，昆明650201）

摘要

通过采用微波提取和离子沉淀法结合起来提取茶多酚，并且探讨了其最佳的工艺过程。

通过正交试验确定了最佳的微波浸提参数和最佳的离子沉淀方案。

选用体积浓度为80％乙醇，料液质量比为：

1：

20，微波功率应选500w，pH为7.5在85℃的情况下萃取20min。

结果表明，该提取工艺简单，无毒性，产品得率较高，纯度好。

关键词：

茶多酚；微波提取；离子沉淀；

StudyontheextracttechnologyofGreenteaandBlackteapolyphenolby

microwaveradiationandionprecipitation

ChaoXiang

（CollegeofBasicScienceandInformationEngineer，YunnanAgriculturalUniversity.Kunming650201）

Abstract

Theconditionsofextractingteapolyphenolsthroughusingmicrowaveradiationandionprecipitationwereinvestigated.Byorthogonalexperimenttodeterminetheoptimalparametersofthemicrowaveextractionandionprecipitationprogram.Theoptionalvolumeconcentrationof80%ethanol,Solidtoliquidmassratio:

1:

20,microwavepowertobeelected500w,toextractethecase20minatpH7.5and

85c°.Theresultsindicatethattheextractionprocessissimple,non-toxic,higherproductyieldandgoodpurity.

Keywords:

teapolyhenols；microwaveextraction；ionprecipitation

前言

茶叶最早是被当作药物利用的，茶的药用早已载人史册，现代科学研究也证实了茶叶的药用功能，长期研究表明，茶叶具有降血糖、降血脂、降血压、抗衰老、防辐射、防龋齿、抗过敏、消炎灭菌、抗癌、抗突变等功效，并揭示出茶叶中对人体具有保健效果的有效成分，如儿茶素类、咖啡碱等。

，茶叶药用成分的提取利用已成为国内外天然药物开发关注的热点[1]。

茶多酚是从绿茶中提取的一类多酚类物质，是多羟基酚类化合物的总称，占茶叶干重的22%～30%，广泛存在于茶叶中。

绿茶是“不发酵”茶，由茶树新梢经过杀青、揉捻和干燥等工艺过程制成。

滇红茶是“发酵茶”由云南大叶种茶树鲜叶萎凋、揉捻、发酵和干燥工艺制成。

到目前为止各种关于茶多酚的提取方法主要有：

溶剂萃取法，离子沉淀法，大孔树脂吸附法，微波法，超临界C02流体法[2]。

综合参考这几种茶多酚的提取方法，发现茶多酚的提取率都不超过茶多酚总量的15％[3]，并且方法的使用比较单一，这就使得在提取茶多酚的过程中茶多酚的损失会比较大,大大损耗了能量，效率比较低。

为了节约能源，缩短时间和提高萃取效果，并研究红茶与绿茶茶多酚的含量。

本实验采用复合方法，即将微波提取法和离子沉淀法结合起来。

本实验采用了微波提取沉淀法提取法，酒石酸比色分光光度法检测，研究比较了绿茶与红茶中茶多酚的含量。

2材料与方法

2.1实验材料

2.2.1材料

信阳毛尖（信阳贤峰茶叶有限公司，市售），滇红经典58（云南滇红集团股份有限公司，市售），；95％乙醇（A.R.），氯化镁（A.R.），硫酸（A.R.），氨水（A.R.）。

柠檬酸（A.R.）.酒石酸亚铁溶液：

称取0.2000g硫酸亚铁铵（A.R）,和1.000g酒石酸钾钠（A.R.），用蒸馏水溶解后定容至200mL,PH7.5的磷酸盐缓冲液：

取A液85ml和B液15mL混匀即得（A液为1/15mol/L的磷酸氢二钠溶液，B液为1/15mol/L的磷酸二氢钾溶液）。

2.2.2实验仪器

CEM密闭式微波萃取器（上海仪器厂），真空抽滤装置；PHS一3C数字酸度计（杭州东星仪器设备厂）；800型离心沉淀器（济南市医疗器械厂）；GSP一805型圆盘搅拌器（江苏电分析仪器厂电子设备分厂）；79—1磁力加热搅拌器；UV-9100紫外可见分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）；电子天平；微波炉；LD4—800大容量低速离心机（北京博医康技术公司；真空冷冻干燥机）。

2.3试验方法

2.3.1茶多酚制备工艺与操作流程

茶末→微波乙醇水溶液提取→过滤→滤液→真空浓缩→粗提液→Ca2+沉淀→调PH离心→沉淀物→酸转溶→酯萃取→清液→酯层→酯回收→真空冷冻干燥→茶多酚。

2.3.2茶多酚的浸提

准确移取同质量的红茶与绿茶一定量粒度为0.250mm的茶叶末，精确到0.0001g，，用滤纸包好，选用水、80％乙醇为浸提剂，在不同温度下，采用微波处理法[3]进行提取，所得上清液即为茶多酚粗提液。

2.3.3茶多酚的沉淀

沉淀茶多酚：

据茶多酚能与无机盐中的金属离子配位生成沉淀而对茶多酚进行分离。

准确移取一定量茶多酚粗提液，在一定酸度条件下加入适量镁盐，离心分离，即得茶多酚一镁盐沉淀。

2.3.4沉淀转溶

向茶多酚—镁盐沉淀物中加入一定量的硫酸溶液，搅拌，并在一定温度下放置，使之溶解。

2.3.5乙酸乙酯萃取

茶多酚易溶于乙酸乙酯，而共存物咖啡因易溶于氯仿，在乙酸乙酯中溶解度很低，故将转溶后得到的清液，用适量的乙酸乙酯进行萃取可进一步纯化茶多酚。

2.3.6茶多酚的分离干燥

将含茶多酚的乙酸乙酯浓缩液冷冻后于45℃，真空度为2×10∧5Pa的环境下真空冷冻干燥35小时后得成品。

2.3.7通过在相同条件下，分别提取红茶和绿茶，提取完成并干燥，用电子天平比较红茶与绿茶茶多酚的含量。

3.1测定方法

3.1.1茶多酚分析检测法——酒石酸亚铁比色法

取茶多酚提取液适量，按文献[3]方法显色后，置于lcm石英比色皿中，在400．700nm波长范围测绘其吸收光谱（见图1），在可见光区最大吸收波长为540nm，与文献值[3]相符。

图1酒石酸亚铁一茶多酚吸收光谱

确定实验条件时，取所得茶多酚溶液适量，用紫外一可见分光光度计在最大吸收波长540nm下测定其ABS值，比较吸光度值的大小,得出结论。

3.1.2茶多酚含量测定

茶多酚（％）=（A×1．957×2）／1000×100L1/（L2M×m）

式中：

L1—试样的总量mL；L2---测定时的用液量mL；M——试样的质量g；1．957——用10mm比色皿．当吸光度等于0．50时，每毫升茶汤中含茶多酚相当于1.957mg。

3.1.3茶多酚提取率的测定

茶多酚提取率（%）：

茶多酚成品（g）/茶末质量（g）

4.1结果与讨论

4.1.1茶多酚的光谱特性

茶叶破碎过60目筛（粒度约为0．246mm）后，用体积浓度为80％乙醇浸提2h。

吸取浸提液1mL于25mL比色管中，加水4mL、酒石酸亚铁溶液5mL，充分混匀后用pH7.5的磷酸缓冲溶液定容，用1cm的比色皿，以空白溶液为参比，在波长400nm一700nm范围内扫描其吸收光谱，结果见图1。

茶多酚的最大吸收波长为540nm，故确定检测茶多酚的适宜波长为540nm。

4.1.2不同提取方法对茶多酚提取的影响

茶多酚易溶于水、醇类、醚类、酯类等溶剂，而不溶于氯仿，常用的提取剂有水、乙醇等。

实验结果表明，水浸提效果不好，所需时间长，温度高，严重影响茶多酚制品中儿茶素的组成，而采用乙醇不仅有利于茶多酚的溶出，且乙醇对茶多酚有保护作用，使茶多酚不易被氧化，所以本文茶多酚提取剂选用体积浓度为80％乙醇，料液质量比为：

1：

20。

4.1.3微波功率对茶多酚浸出率的影响

准确称取0.3g（准确至0．0001g过40H过滤的茶末，料液比为1：

20，置于相同体积和相同浓度的乙醇水溶液中，此处采用80％的浓度，在85℃的情况下萃取20min，茶汤经过滤测定其吸光度[4-5]，结果图表示。

由图2所示，在不同的功率条件下茶多酚的萃取率有很大的不同。

其原因是不同种类的物质对微波

具不同的吸收能力。

在一定的微波功率条件下，浸出率随微波功率的增加而增加，但是当功率超过一定范围时，浸出率反而降低，故微波功率应选500—600W为宜。

并进行正交实验。

图2微波功率对茶多酚浸出率的影响

4.1.4搅拌速度对茶多酚浸出量的影响

称取0．3g（准确至0．0001g经过40目过滤的茶末[2]。

料液比为1:

20，用60％的乙醇水溶液在600W功率，85~C微波萃取20min，搅拌速度分别为不搅拌、低速搅拌、中速搅拌、高速搅拌。

随着搅拌速.度的增大，茶多酚的浸出量反而越来越低，影响越来越大。

当茶叶在不搅拌时萃取，其提取率最大。

高速搅拌时茶多酚的浸出量最小。

这可能和搅拌时对茶多酚影响有关系，搅拌速度越高，茶多酚的氧化速度就越快，茶多酚的浸出量就越低。

综上分析，浸提时最好不搅拌处理。

4.1.5Mg2+沉淀法最佳PH的确定

选用Mg2+沉淀茶多酚时，对PH有较严格的要求，PH值太小，形成的沉淀物会很少；PH值太大，沉淀物可能会变质。

为确定Mg2+沉淀TP的最佳PH，试验如下：

分别移取茶多酚粗提液10.00mL于小烧杯中，加入相同量的钙盐，摇匀。

用5％氨水调节PH，在室温下用PHS一3型数字式酸度计进行测定后离心分离，将茶多酚．钙盐沉淀用2mol/L硫酸溶液转溶后，按3.1.2方法检测茶多酚的含量，结果见表2。

由表可见，PH6.00、6.50时沉淀不完全，沉淀量较少，PH>8.5条件下，茶多酚已被氧化，沉淀茶多酚的适宜酸度为PH7．00-8．00，PH7．5时沉淀率高，效果较佳。

本文选mg2+沉淀茶多酚的PH7．5。

表2pH对茶多酚一钙盐沉淀的影响

4.1.6氯化镁最佳用量的确定

移取茶多酚粗提液10.00mL于小烧杯中，在PH7．5条件下加入不同质量的氯化镁，离心分离，取上层清液适量，按1.3.1方法检测茶多酚的量，上层清液的ABS值越小，说明茶多酚沉淀得越完全。

4.1.7显色剂用量的影响

吸取1mL茶多酚标准液于10只25mL容量瓶中,加入不同量的显色剂（酒石酸亚铁溶液）,再加PH=7.15的磷酸盐缓冲液,分别测定其吸光度值并且给出他△A值,结果说明显色剂用量在410～610mL范围,吸光光度基本不变,因此选定显色剂用量在5ml条件下进行测定。

综合分析以上可能影响到茶多酚浸出率的因素，可以发现对茶多酚的浸出率都存在着一定的影响。

其中在不搅拌的情况下进行微波萃取．效果更加好，故初步判断微波萃取时采用不搅拌方法。

所以在以上单因素单水平实验的基础上，从中选取对茶多酚浸出率影响比较大的因素乙醇浓度、料液比、微波功率、浸提时间、浸提温度、乙醇水溶液的pH值进行正交实验，以确定最佳的微波萃取方案[5]

表1正交因素水平表

完成以上正交试验后，正交实验和单因素单水平实验