第２６卷第４期 ２００６年１ ２月 辽 宁 石 油 化 工 大 学 学 报 Ｖｏ１．２６ Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２００６ ＪＯＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＬＩＡＯＮＩＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＰＥＴＲＯｌ ＥＵＭ＆ＣＨＥＭＩＣＡｌ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 文章编号：１６７２—６９５２（２００６）０４—０１２１—０５ 用微波萃取法提取茶叶中茶多酚的工艺研究 宋建红，汪建华 （武汉工程大学等离子体化学与新材料重点实验室，湖北武汉４３００７４） 摘要： 以乙酸乙酯作为溶剂对茶叶进行微波萃取。通过比较不同萃取工艺的优缺点，对提取出的茶多酚采 用标准曲线法进行测定，结果表明。用此法对茶多酚的萃取率较高，且省时，效率高。通过进一步的放大性实验，可 以验证此方法在工业化提取茶多酚的应用方面很有前景。 关键词：微波萃取；茶多酚；茶叶 中图分类号：￥５７１．１ 文献标识码：Ａ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ Ｔｅａｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ Ｆｒｏｍ Ｔｅａ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ＳＯＮＧ Ｊｉａｎ ｈｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉａｎ～ｈｕａ ｆＫｅｙＬａ＆）ｒａｔｏｒｖ ｏｆ’Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ ｏＪ Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ ＴｅｃｈｎｏｌｏＫｙ， Ｗｕｈａｎ Ｈｕｂｅｉ ４３００７４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） Ｒｅｃｅｉ￣ｄ ２２ Ｓｅｐｔｅｗｄ￣ｅｒ ２００６；ｒｅｖｉｓｅｄ ２４ Ｓｅｐｔｅｍｈｅｒ ２００６；ａｃｃｅｐｔｅｄ ２６ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００６ Ａｂｓｔｒａｃｔ： ￣ｌｖｅｎｔ ｏｆ ｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｔｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｔｅａｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ ｆｒｏｍ ｔｅａ．Ａｆｔｅｒ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｄｅｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ，ａ ｃ￣ｍｃｌｕｓｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｃｏｎｌｅ ｔｏ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｅａｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ，ａｎｄ ｔｉｍｅ ｎｅｅｄｅｄ ｉｓ ｓｈｏｒｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｌａｒｇｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ＴＰ ｗｉｔｈ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ—ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｉｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；Ｔｅａｌｙｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ；Ｔｅａ ＼＼＞ ＜Ｙ ＼Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ Ｔｅ１．：＋８６—２７—８７１９４５３３；ｅ～ｎｃｍｉ１：ｚｈｉｌｙ２０００＠ｍｈｕ．ｃｏｒｎ 茶多酚又名茶单宁、茶鞣质，是茶叶中所含的一 类多羟基酚类化合物的总称，简称为ＴＰ ０Ｈ （Ｔｅａｐｏｌｙｐｈｏｎｅ１）。其主要成分为儿茶素类（黄烷醇 类）、黄酮、黄酮醇类、花青素类、酚酸、缩酚酸类及聚 ＯＨ 合酚类等。其中儿茶素类化合物为茶多酚的主体成 分，约占茶多酚总质量的６５％～９８％。儿茶素类化 ０Ｈ 合物主要包括表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素 没食子酸酯和没食子儿茶素没食子酸酯４种物质。 其结构式可表示为【卜２ Ｊ： 式中： ０Ｈ Ｒ１—０Ｈ，Ｒ２— ＯＨ 收稿日期：２００６—０９ ２２ 为左旋没食子儿茶素没食子酸酯。 Ｒ１一ＯＨ，Ｒ２＝＝＝Ｈ为左旋表没食子儿茶素； 作者简介：宋建红（１９７７～），男，湖北武汉，在读硕士。 辽宁石油化工 ０Ｈ Ｒ１一Ｈ，Ｒ２— ０Ｈ 为左旋表儿茶素没食子酸酯； Ｒｌ—Ｈ，Ｒ２＝＝＝Ｈ为左旋表儿茶素。 茶叶在世界上是仅次于水而被广泛消费的饮 料。它作为中华民族的传统保健饮料已有四五千年 的历史，喝茶有助于健康的理念已被广大人民所接 受，喝茶可以预防一些疾病也被流行病学所证实。 过去人们认为喝茶有助于健康是因为茶叶中含有维 生素和一些微量元素，但是这一看法并不全面。近 来研究表明，茶叶中对身体健康最有益的物质是具 有很强抗氧化能力的茶多酚。 为了比较自然萃取和微波萃取的优缺点，萃取 剂为乙酸乙酯时，本文进行了二者的对比实验。见 表１。 表１ 自然苹取和微波萃取后提取率的比较 由表可见，以乙酸乙酯作为溶剂时自然浸泡茶 叶１２ ｈ后得到的茶多酚的萃取率为３．８６％，而其他 条件相同情况下，用微波辐射３ ｍｉｎ样品溶液后提 取率即可达到１６．５６％，由此可见，微波萃取确实能 够大大地节约萃取时间，提高目标物质的萃取效率。 从茶叶中提取茶多酚的传统方法有沉淀萃取法 和有机溶剂直接萃取法，这两种方法在操作工艺上 都比较复杂，并且所耗时间长，所需原材料较多。近 年来，用微波萃取法提取茶叶中的茶多酚正在成为 研究热点，在微波条件下，要求溶剂吸收微波的能力 较强，即溶剂需具极性，因此微波可以加快茶叶中的 茶多酚向溶剂中溶解的速度和效率。影响微波提取 过程的主要因素包括：微波加热功率；提取溶剂的种 类，萃取时间；溶剂用量以及润湿水量等。 １ 实验部分 １．１实验装置 萃取系统由一台家用微波炉改装而成（格兰仕 公司的ＷＤ一７００型），工作频率为２ ４５０ ＭＨｚ，最大 功率为７００ Ｗ，一个长６０ ｃｍ的冷凝管连接到盛放 溶剂和样品的容器Ｖｌ（磨口），整个系统是开放式的， 第４期 朱建红等．用微波萃取法提取茶叶中茶多酚的Ｔ艺研究 １２３ 表２影响因子和水平 般来说，一个三水平四因子的正交实验共需 进行８１次实验（３４），为了减少试验次数并找到最佳 的萃取条件，我们可以设计一个Ｌ。表（表３），这个 实验方案仅需做９组实验就可以达到要求，茶多酚 的萃取效率见表３。 表３ Ｌｑ（３ ）（ｎ＝３）正交实验结果 实验次数 Ａ ｆ３ Ｃ Ｄ 萃取效率，％ ｌ １ ｌ １ ｌ １９．７６ ２ １ ２ ２ ２ １Ｏｌ８９ ３ ｌ ３ ３ ３ ｌ１．１６ ４ ２ ｌ ２ ３ ｌ６．５６ ５ ２ ２ ３ １ １５．５Ｏ ６ ２ ３ ｌ ２ ｌ３．６９ ７ ３ ｌ ３ ２ ７．４Ｏ ８ ３ ２ ｌ ３ ｌ０．０５ ９ ３ ３ ２ １ １ １ ６４ ２．２影响萃取效果的因素 以２７％的微波功率，６ ｍｉｎ的辐射时间，４５ ｍＬ 的溶剂和５ ｍＬ的润湿水用量作为基准，然后改变４ 个因子中的一个，其余３个因子不变，可以得到不同 因子对萃取率的影响【 —６ Ｊ。 ２．２．１ 微波功率对萃取率的影响 随着微波功率 的逐渐增大，茶多酚的萃取率也显著增加，但增加到 定程度后会下降，这是因为随着微波功率的增大 温度会…ｔ－＿Ｙｔ ，因此在高功率条件下茶多酚容易被氧 化，茶多酚氧化引起的损失导致提取率降低，因此选 择合适的微波功率可以得到较理想的萃取率，如图 ２所示。 ２．２．２时间对萃取率的影响 在刚开始的那一段 时间，萃取率会随着时间的增加而显著增加，但到一 定时间后，茶多酚的萃取率提高就不很明显，甚至没 有增加。如图３所示。 讳 蚌 微波功率 图２微波功率对萃取率的影响 孚 嘞Ｌ 蚌 ４ ３时间／ｍｉｎ 图３时闾对革职率的影响 ２．２．３溶剂用量对萃取率的影响茶叶ｌ ｇ左右， 所用的溶剂在４Ｏ ｍＬ 以前时萃取率增加较为明 显，从４Ｏ ｍＬ／ｇ增加到５０ ｍＬ ，茶多酚的提取率不 再增加，说明茶多酚的提取已经趋于完全。如图４ 所示。 乎 讳 蚌 ｐ（溶刑）／（ｍｒ．‘ｇ ） 图４｜０（溶剂）对萃取率的影响 ２．２．４润湿水对萃取率的影响不加润湿水加润 湿水较少时，茶多酚的提取率较低，这是因为乙酸乙 酯对茶叶的润饰效果较差，而且其偶极性较弱，用微 波萃取的效率就低；而茶叶用水浸润后茶多酚的提 取率就明显增加，但是浸润水的用量须适量，也不可 太多，５ ｍＬ／ｇ的用量较为合适。因为加入适量水刚 好被茶叶完全吸收后，水就成为茶Ｉ１－ｒ与乙酸乙酯进 行物质和能量交换的微观介质，在微波辐射条件下， 茶多酚和热量就被迅速转移到乙酸乙酯中。如图５ ２ １ ０ ９ ８ ７ 辽宁石油化工大学学报 第２６卷 所示。 ４ ３ ２ １ Ｏ ９ ８ ７ ３．５实验结果及讨论 将上述两组提取液分离后取５Ｏ ｍＬ送紫外分 光光度计分析测试，并结合图１中的标准方程可得 蚺 薛 梅 ｐ（润湿水）／（ｍＬ‘ｇ。。） 图５ Ｐ（润湿水）ｘ４萃取率的影响 综合分析以上各种影响因素对萃取效率的影响 得知：最佳的萃取工艺条件为微波辐射功率为１８９ ｗ，萃取时间为３ ｍｉｎ，溶剂用量为４５ ｍＬ ，浸润水 的用量为６ ｍＬ 。此时得到的萃取效率为１６． ５６％，比较理想。 ３放大性实验 ３．１装置简介 本装置由广州天水华圆公司提供，其型号为 ＨＷＣ１０—２微波提取设备。其处理能力为１Ｏ Ｌ／ 次。 ３．２工作原理 当溶剂加到植物原料（或者中草药）中时，溶剂 由于扩散、渗透作用通过细胞壁透入细胞内，溶解了 可溶性物质，从而造成细胞内外的浓度差，由于细胞 内的浓溶液不断向外扩散，这样就可以把所需要的 目标成分近于完全溶出或者溶出其中的大部分。高 频电磁波穿透提取介质并到达物料的内部维管束和 腺胞系统，由于吸收了微波能，细胞内部温度迅速上 升，使其细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受压力，而 导致细胞破裂。细胞内有效成分自由流出，于是在 较低的温度条件下提取介质捕获并溶解。通过进一 步过滤和分离，便可获得所需的提取物质。 ３．３实验条件 本放大性实验做了两组实验，将两组茶叶分别 命名为１＃和２＃，相关数据见表４。 表４放大性实验条件 序号优（质量）／ （乙酸乙酯）／辐射时间／微波功率／ ｇ ｍＬ ａｒｉｎ Ｗ 到茶多酚含量（占茶叶干基），结果见表５。 表５实验结果 ｌ茶叶Ｉ ｌ舍少量水乙酸乙酯微波浸提 Ｉ过滤 Ｉ过滤 固豳 ｌ减压蒸馏 ｌ粗提取物Ｉ ｌ乙酸乙酯萃取 卤Ｊ减压蒸馏， 真空干燥 图６溶剂萃取法工艺流程 将上述得到的精制茶多酚样品配成溶液后送 ＨＰＬＣ分析，由此可以分析经过纯化分离后得到的 茶多酚纯度，在上述色谱条件下，可以得ＮＪｂ茶素标 样色谱图，见图７。样品色谱图如图８。 其分析的条件为：流动相为 （甲醇） （水） （乙酸）为２５：７５：０．５；Ｃ】８反相柱（１２０ ｒｎｉｎ×４．６ ｍｍ，５ ）；波长为２７０ ｎｍ；温度２５℃；流速为１．０ ｍＬ／ｍｉｎ。实验以及分析检测结果验证了后续的分 离纯化过程是合理科学的。 第４期 宋建红等．用微波萃取法提取茶叶中荣多酚的工艺研究 １２５ ０ ２ ４ ６ ８ １０ ｌ２ １４ 时间／ｍｉｒａ 图７儿茶素标样色谱 参考文 献 ［１］ 严鸿德．茶叶深加工技术［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，１９９８ ［２］ 宗乾收，林军，严胜骄，等．微波诱导法萃取印楝种壳中印楝素的研究［Ｊ］．云南化工，２００２，２９（６）：１９—２１． ［３］ Ｖｉｏｒｉａ Ｌ．ＭｉｃｒＯ、Ⅳａｖｅ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｆｒｏｍ ｓｔａｎｄａｒｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｏｉｌｓ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ａｎａ１．ｃｈｅｍ·， １９９４．６６：１０９７ １ １０６． ［４］ 张熊禄，陈厚辉，史燃云，等．微波法从茶叶中提取茶多酚［Ｊ］．林产化工通讯，２００１，３５（５）：２０—２２． ［５］ 叶新强，黄若华，王艳平，等．应用前景广泛德微波处理技术［Ｊ］．山东环境，１９９８（１）：２１—２３． ［６］ 郝金玉，王占湖，付宣．微波萃取技术进展［Ｊ］．云南化工，１９９９（３）：２６—２９． 图 ６时８ （Ｅｄ．：ＺＷ，Ｚ） 问样 （上接第１２０页） 舱 潜 『３］赵玉英．蒙成药哈日阿布日 １６中多糖的组分和糖含量研究［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２００５，２５（２）：３１４ ３１６． ｆ４］Ｍｉｎ Ｒ Ｗ，Ｒａｊｅｎｄｒａｎ Ｖ，Ｌａｒｓｓｏｎ Ｎ，ｅｔ ａｔ．Ｓｔｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ０ｆ ｇｌｕｃａ￣ｅ ａｎｄ ２ Ｌｉａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｄｕｒｉｎｇ ａ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒ（）ｃｅ｝；｝；ｉｎ ａｎ ａｑｕｅ。ｕｓ ２ ｐｈａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ｏｎ ２ ｌｉｎｅ ＦＩＡ ｗｉｔｈ ｍｉｅｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ ｓａｍｐｌｉｎｇ ａｎｄ ｄｕａｌ ｂｉ￣ｓｅｎｓｏｒ ｄｅｔｅｒｃｔｉｏｎ ｌ Ｊ Ｊ．Ａｎａｌ－ ｃｈｉｍ．ａｃｔａ，１９９８，３６６（１ ３）：１２７２ １３５１、 ［５］ 肖田梅，席山，杨宪立，等．微波消解一ＦＡＡＳ测定蒺黎蒙古药成药中钾［Ｊ］．光谱实验室，２００５，２２（４）：８６５—４６７． ［６］４－ｒ￣＃．蒙药方刑［Ｍ］．呼和浩特：内蒙古人民出版社，１９８６． （Ｅｄ．：ＺＺＨ，Ｚ）