基于响应面法优化沙棘普洱茶粉水提工艺及体外抗氧化能力评价研究.pdf
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1、云南民族大学学报(自然科学版),():收稿日期:基金项目:国家自然科学基金()作者简介:张靖鹏(),男,硕士,助理工程师 主要从事天然产物应用与开发研究通信作者:张得钧(),男,博士,教授 主要从事天然产物应用与开发研究基于响应面法优化沙棘普洱茶粉水提工艺及体外抗氧化能力评价研究张靖鹏,翟宇晴,张得钧(青海大学 生态环境工程学院,青海 西宁 )摘要:以沙棘普洱茶粉水提液中可溶性固形物为响应值,基于单因素及 响应面法优化实验研究不同料液比、时间、温度、的影响 对不同原料配比下的沙棘普洱茶粉进行有效成分检测及体外抗氧化实验,分析、评价其体外抗氧化能力 得到沙棘普洱茶粉(沙棘叶 普洱茶末 )的最优水
2、提工艺条件为料液比(原料 水)为 ()、提取温度为、提取时间为、为 沙棘普洱茶粉的活性成分含量较单一茶粉有所提高,对 (,)、(,()、()及 ()均具有较强的清除能力,制备的沙棘普洱茶粉均具有较好的体外抗氧化作用,为沙棘、普洱茶资源利用及功能性茶粉的开发提供一定参考关键词:沙棘茶粉;普洱茶粉;水提工艺;响应面法;体外抗氧化中图分类号:文献标志码:文章编号:()沙棘()是胡颓子科沙棘属植物,其果实中含有维生素 、维生素 、氨基酸、胡萝卜素、黄酮类、多酚类等多种生物活性物质,而其叶片中富含茶多酚、氨基酸、脂肪、咖啡碱等成分 经对沙棘叶分别以甲醇、水、无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯为提取剂进行提取,发现
3、其提取物均具有一定的抗氧化活性 此外,研究发现沙棘叶提取物 具有调节糖代谢及降糖功效 经验证,沙棘叶含药血清可降低高脂细胞模型的脂质累积和降低细胞内的 、水平 此外,沙棘叶可以通过抗氧化酶的水平进而减低黄曲霉毒素产生的氧化应激作用 普洱茶是由毛茶 ()()的鲜叶制作而成的,期间经晒青、杀青、揉捻、日晒等工序,再采用特殊的“渥堆”工艺后发酵而成 研究表明,普洱茶中富含茶多酚、咖啡碱、茶素、茶单宁、维生素等活性成分,具有降血脂 、缓解酒精性脂肪肝 及抗氧化 等功效,而其具有的降血脂的作用可能是通过影响鲨烯合成酶催化水平,抑制胆固醇合成,降低细胞内胆固醇浓度及参与肝细胞代谢过程实现的 茶粉又称茶精、
4、速溶茶,是以成品茶为原料,经提取、浓缩、喷雾干燥等工艺制成的粉末或颗粒状产品 目前,普洱茶粉制备工艺较为完善,产品稳定性较高 茶粉的提取方法包括水浸提法 、乙醇浸提法 及酶解法 ,其提取液中的可溶性固形物含量是评价茶粉提取率的重要指标之一 ,而得到的茶粉具有较高的茶褐素含量 ,具有较茶相比具有更好的降血脂功效 而复配茶提取液具有更好的口感,如沙棘叶与罗汉果、金银花复配,经提取、加入甜味剂和酸味剂制得的复合茶饮料色泽清亮,茶香自然清新,口感清爽 综上所述,将沙棘叶与普洱茶经复配、提取、干燥可能制备出具有更高饮用价值的茶粉 、因反应稳定、易操控等特点是体外自由基清除能力评价实验中常用的指示剂,而总
5、还原能力(,)与铜离子还原能力(,)则是通过还原金属离子进行的评估的一种体外抗氧化方法 基于生产成本考虑,首先选择原料配比(沙棘叶 普洱茶末 )为研究对象,通过采用单因素分析、响应面优化沙棘普洱茶水提工艺,后对不同原料配比的沙棘普洱茶粉进行体外抗氧化实验,进而对沙棘普洱茶粉的制备及功效进行初步研究,进而为沙棘、普洱综合加工、利用提供一定理论及实践参考 材料与方法 材料、试剂及设备沙棘叶(青海西宁大通县);普洱茶末(云南茶东家茶叶有限公司,云南昆明);、;,二甲基 ,菲啉(新亚铜灵);抗坏血酸标准品()();()试剂盒(南京建成生物工程研究所);其余试剂均为国产分析纯;紫外可见光分光光度计()(
6、上海元析仪器有限公司);酶标仪()(上海科华生物工程股份有限公司);数显恒温水浴锅()(天津赛得利斯实验分析仪器制造厂);喷雾干燥机组()(江苏先锋干燥工程有限公司);旋转蒸发仪()(上海夏丰实业有限公司);数字阿贝折光仪()(上海仪电物理光学仪器有限公司);紫外可见光分光光度计()(上海元析仪器有限公司);酶标仪()(上海科华生物工程股份有限公司)试验方法 沙棘普洱茶粉工艺将沙棘叶粉碎并与普洱茶末按照配料比(沙棘叶 普洱茶末 )混合,加入纯净水,浸泡 后,在一定温度、时间下进行水提,后进行浓缩、喷雾干燥,最终得到沙棘普洱茶粉 单因素试验以不同料液比、提取时间、提取温度与 进行单因素试验,考察
7、不同因素对沙棘普洱茶粉料液中可溶性固形物的影响 除变化量外,试验固定料液比为 (),提取温度为 ,提取时间为 ,为 ,分别研究料液比(、),提取温度(、和 、沸腾),提取时间(、和),(、)对可溶性固形物的影响 响应面试验设计根据单因素确定 个水平,以料液比、提取时间、提取温度与 为试验因素,以可溶性固形物为响应值,采取 中心组合法进行 因素 水平试验设计,试验因素水平见表 表 响应面试验因素水平设计水平因素料液比水提温度 水提时间 底物 理化检测检测料液中可溶性固形物使用 饮料通用分析方法 中可溶性固形物的检测方法 检测不同沙棘叶、普洱茶末原料配比下沙棘普洱茶粉产品中相关活性化合物含量(包括
8、:沙棘总黄酮、儿茶素、茶多酚及茶褐素),检测方法:沙棘总黄酮参照 中国药典 年第一部 沙棘项下,茶多酚、儿茶素参照?茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法,茶褐素参照 红茶中茶红素和茶褐素含量的测定分光光度法 体外抗氧化能力评价按照最优提取工艺参数,分别对沙棘叶、普洱茶末及不同沙棘叶、普洱茶末配比(、)的沙棘普洱茶粉进行提取,后经浓缩、干燥制备得到茶粉样品分别称取沙棘茶粉、普洱茶粉、沙棘普洱茶粉(沙棘叶 普洱茶末 )、沙棘普洱茶粉(沙棘叶 普洱茶云南民族大学学报(自然科学版)第 卷末 )、沙棘普洱茶粉(沙棘叶 普洱茶末 )及 样本溶液,对上述样本溶液依次进行梯度稀释,得到 、浓度梯度的样本及对照
9、品溶液)抗氧化能力测定 称 ,用乙醇溶解定容至 ,得到 储备液 吸取 储备液 并用乙醇定容至 ,得到 工作液 于 孔板中加入 的 工作液,再各自加入 样本溶液和 溶液,分别作为样品组和阳性对照组,每隔 于 波长下测定 值,直至测至 ,空白对照组以乙醇代替样本溶液 自由基清除率计算公式为:清除率()()()式中,为空白对照组吸光度,为样本组吸光度)抗氧化能力测定称 ,用 醋酸缓冲液溶解,定容至 称过硫酸钾 ,用 醋酸缓冲液溶解,定容至 取 溶液和 过硫酸钾溶液,混匀后避光反应 ,得到 母液 吸取 母液,用 醋酸缓冲液稀释至 ,避光反应 后,即得 工作液于 孔板中加入 的 工作液,再各自加入 样本
10、溶液和 溶液,分别作为样品组和阳性对照组 每隔 于 波长下测定 值,直至测至 ,空白对照组以乙醇代替样本溶液 自由基清除率计算公式为:清除率()()()式中,为空白对照组吸光度,为样本组吸光度)抗氧化能力测定以试剂盒提供的实验方法进行实验,于比色皿中加入 工作液,再分别加入 样本溶液,将其置于 下孵育 ,于 波长下检测吸光度,根据吸光度计算公式:总抗氧化能力()()()式中,为测定组吸光度,为空白组吸光度,为反应时间(),为取样量(),为反应液总体积()抗氧化能力测定称取 加水溶解,定容 ,摇匀备用;称 醋酸铵加水溶解,定容至 ,摇匀备用;称取 新亚铜灵(,二甲基 ,菲啉)加无水乙醇溶解,定容
11、至 ,摇匀,避光保存吸取新亚铜灵溶液、溶液和醋酸铵溶液各 ,分别加入 ()溶液 、后用无水乙醇补足 ,避光反应 后在 波长下检测 值 做标准曲线,得回归方程样本溶液按上述操作加入,加入样品 ,反应 后于 波长下检测 值 根据样品 值,带入回归方程得到对应的清除 还原能力值 数据分析试验数据使用 软件对数据进行统计分析,每个实验重复 次 试验数据使用 软件进行统计分析 数据采用单因素 分析,以评价两组差异的显著性 使用 软件对响应面模型进行分析 结果与分析 单因素实验结果及分析 料液比对沙棘普洱茶料液中可溶性固形物的影响由图 可知,当料液比在 时,料液的可溶性固形物随着水添加量的增加而增加,说明
12、增加水添加量促进原料中水溶性成分溶出 当料液比增加至 以上时,料液中的可溶性固形物含量明显下降,这是由于过多水对料液起到稀释作用 水提温度对沙棘普洱茶料液中可溶性固形物的影响由图 可知,当温度在 时,料液中的可溶性固形物不断增加,说明温度升高可以明显提高原料中水溶性成分溶出 当温度增加至 以上时,料液中可溶性固形物出现轻微下降及逐步稳定现象,这第 期张靖鹏,翟宇晴,张得钧:基于响应面法优化沙棘普洱茶粉水提工艺及体外抗氧化能力评价研究可能是达到一定温度后,使水溶性物质已基本完全溶出且温度过高会破坏部分活性成分,故而使得温度对其影响不再明显 图 料液比对沙棘普洱茶粉料液中可溶性固形物的影响图 水提
13、温度对沙棘普洱茶料液中可溶性固形物的影响 水提时间对沙棘普洱茶料液中可溶性固形物的影响由图 可知,在提取时间在 以内时,料液中的可溶性固形物不断增加,说明随时间增加原料中水溶性成分会不断溶出 当将提取时间增加至 以上时,料液中可溶性固形物会逐步稳定,这可能是一段时间后,水溶性物质已基本溶出且部分活性成分有所损失,故而料液中的可溶性固形物含量不再增加 对沙棘普洱茶料液中可溶性固形物的影响由图 可知,料液中 值在 以下时,料液中的可溶性固形物不断增加,当将 值增加至 时,料液中可溶性固形物略有下降,这可能是由于过碱环境不利于茶多酚等物质溶出,故而导致料液中的可溶性固形物含量有所下降 图 水提时间对
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