微波提取日照绿茶中茶多酚的工艺研究
2021-02-23 21:07:04热度:173°C
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茶叶中富含一类多羟基酚类物质,即茶多酚(TeaPolyphenols,简称TP),它是一类以儿茶素类(约占,I"P的79%)为主体的多酚类化合物;此外还含有黄酮、黄酮苷类、花色素类、酚酸及缩酚酸等,TP占绿茶干物质的20%~30%,具有很强的抗氧化作用和良好的药理作用,能够高效地抗癌、抗衰老、抗辐射、清除人体自由基、降血糖和血脂。关于茶多酚提取工艺的研究较多,但结果不尽相同,以微波法提取日照绿茶中茶多酚的提取工艺则研究较少。本文以日照绿茶为原料,先通过单因素实验确定各因素最佳水平,再通过三因素三水平的正交实验确定茶多酚最佳组合提取工艺。本实验设定微波炉提取茶多酚的功率为600W。
1材料与方法
1.1试剂与仪器
材料:日照绿茶。
主要试剂:无水乙醇,四水合酒石酸钾钠,七水合硫酸亚铁,磷酸氢二钠,磷酸二氢钾,碳酸氢钠(以上试剂均为分析纯级);18mol/L浓硫酸。主要仪器:wD900ASL23—2型微波炉;FA2004型电子天平;722光栅分光光度计;RE52—99型旋转蒸发器;SHB—III循环水式多用真空泵等。
1.2实验方法
1.2.1单因素试验
1.2.1.1乙醇浓度(体积分数)
称取茶叶1.000g,pH=6.0,料液比为1:30,时间为3min,浸提次数1次。乙醇的浓度水平分别为0、20%、40%、60%、80%、100%进行实验。为防止提取液暴沸,微波处理30S即暂停冷却,再继续处理30s。
1.2.1.2料液比
称取茶叶1.000g,pH=6.0,乙醇浓度为60%,处理时间为3min,提取1次,料液比水平从1号到6号分别为1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30。
1.2.1.3提取时间
称取茶叶1.000g,pH=6.0,乙醇浓度为60%,料液比为1:20,提取1次,处理时间从1号到6号分别为180、210、240、270、300、330S。
1.2.1.4pH值
称取茶叶1.000g,取乙醇浓度为60%,处理时间为3min,液料比为1:20,提取次数为1次,从1号到6号的pH值分别为3、4、5、6、7、8。
1.2.2正交试验
以茶多酚提取率为考察指标,通过正交试验,找出微波浸提茶多酚的最优条件。考察因素及具体水平见表1。
表1因素水平
2结果与分析
2.1单因素试验
2.1.1乙醇浓度
表2乙醇浓度试验结果
由表2中可以看出,当乙醇浓度为80%时提取率最高;60%~80%之间变化较缓,表明在这两个浓度之间,提取率的增高与浓度的增大之间的相关性减小,为了节约成本,可以用60%的乙醇作浸提溶剂。
2.1.2料液比(见表3)
表3料液比试验结果
表3表明,料液比为1:10时提取率最高;从1:15~1:30的提取率变化较缓,此试验结果说明并不是料液比越高提取率越高,即在1:5到1:10之间成正比例关系,而从1:10到1:30之间则成近似反比例关系。
2.1.3提取时间(见表4)
表4时间试验结果
表4表明,当微波处理时间为240S时提取率最高;当时间大于270S时提取率急剧下降,可能因为微波处理的时间太长,温度过高,会导致茶多酚氧化程度增加。
2.1.4pH值(见表5)
表5pH值试验结果
表5可知,pH=6.0时提取率最高,在过酸、中性碱性条件提取率较低。这是因为茶多酚在pH=6.0时稳定性最好,此时也最利于茶多酚的溶出;而在中性及碱性条件下茶多酚容易被氧化。
2.2正交试验结果
根据料液比这个单因素试验结果可以看出,改变料液比对茶多酚的提取率影响较小,为了提高试验效率和节省资源,在此试验中料液比规定为为1:10。表6是一组三因素三水平的正交试验结果。
表6正交试验结果
由表6中所提取的茶多酚含量的R值分析,影响茶多酚含量的因素排序为:A>B>C,A影响最大,B次之,C最小。说明在微波浸提过程中,pH值是影响提取率最重要的因素;溶剂浓度的影响力比pH值要小得多,从R值上看要小将近一半;浸提时间对提取率的影响最小。因此,综合各因素K值和直观比较得出理论上最佳提取产率的方案为:A2B2C2。而从单因素试验分析可以得出日照绿茶茶多酚提取的最佳方案为A2B1C2:,而正交试验中没有该方案,为验证该方案是否为最佳方案,通过一组平行实验来比较:每个方案平行3次试验,见表7。
表7两种方案的平均提取率
由表7可知,两种方案的提取率接近,但从经济角度考虑A2B1C2为最佳方案。
3结论与讨论
通过单因素试验以及正交试验得出,以日照绿茶为原料,以乙醇水溶液为溶剂,用微波法加热提取茶多酚的最佳浸提组合条件为:pH=6.0,乙醇浓度为60%,提取时间为24OS。该方案具有简便、经济、快捷、毒性小、节约能源等特点。由于该试验选用的日照绿茶为低等茶,市场价格相当便宜,而通过提取茶多酚途径对茶叶进行深加工,可以提高茶叶的附加值,发展前景广阔。
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