茶多糖提取分离工艺的研究.pdf

1-|品 工 艺 食品研究与开：；莨：2 o o 6 V o 2 7 N o 4 茶多糖提取分离工艺的研究 崔志芳，李春露。韩秋霞(山东科技大学化_T学院，山东 青岛 2 6 6 5 1 0)7 9=。摘要：对低档乌龙茶多糖提取工艺及粗分离纯化条件进行了研究，得到的最佳浸提争件为 7 O o【二 下浸提 3 o-n，最佳 浸提比为 1：3 0，微波加热 1 0 m i n多糖提取率 8 1，采用乙醇法沉淀再利用三氯乙酸脱除蛋白的方法可使 多糖得率 为 7 5，同时浸提液中的蛋白质得到有效去除。该提取分离纯化方法不仅缩短 了 提取时间而且使 多 糖的收率提 高 将近一倍，这一发现对于茶多糖的提取分离具有极大的现实意义，从而为低档茶叶的综合利用开辟 了一条新途径。关键词：茶；多糖；分离 T HE R ES E AR CH 0N T HE S E P ARA T 1 0N 0F P 0L YS ACC HAR I DE F R0M GRE EN T E A C U I Z h i f a n g L I C h u n l u，H A N Qi u x i a (T h e C o l l e g e o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g，S h a n d o n g U n i v e r s i t y()f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y，Q i n g d a o 2 6 6 51 0，S h a n d o n g，Ch i l i D I Ab s t r a c t：T h e e x t r a c t i o n s e p a r a t i o n a n d p u r i fi c a t i o n o f wa t e J-一 s o l u b l e p o l y s a c c h a r i d e f r o m l O W r a n k Wu L o n g t e a we r e s t u d i e d T h e f a c t o r s i n fl u e n c i n g t h e p r o c e s s s u c h a s t e mp e r a t u r e t h e i mme r s e r a t i o a n d t h e t i me f o r e x t r a c t i o n，mi c r o w a v e a n d t h e f o l l o wi n g p o l y s a c c h a r i d e s p u ri fi c a t i o n w e r e i l l u s t r a t e d T h e r e s u l t s h o we d山a t t h e o p t i ma l p a r a me t e r s w e r e：i mme r s e r a t i o 1：3 0 7 0 o C for 3 0 mi n u t e s T h e e x t r a c t i o n e f fi c i e n c y o f p o l y s a c c h a r i d e c o u l d b e i n c r e a s e d t o a b o u t 8 1 wi t h 1 0 mi n mi c r o w a v e w h i c h s h o we d t h a t t h e e x t r a c t i o n b y mi c r o w a v e c o u l d i mp r o v e t h e e x t r a c t i o n e f fi c i e n c y w h i l e t i me s a v i n g T h e d i r e c t p r e c i p i t a fi o n o f p o l y s a c c h a r i d e a n d t h e n t h e r e mo v a l o f p r o t e i n b y r r C A c o u l d g e t 7 5 g p o l y s a c c h a r i d e fr o m 1 0 0 g t e a a t t h e s a me t i me，t h e p r o t e i n i mp u ri t y c o u l d b e e f fi c i e n t l y g o t r i d o f T h e s i mp l e，r a p i d a n d a c c u r a t e t e c h n o l o g y，s e p a r a t e a n d p u r i f y t h e p o l y s a c c h a r i d e s o f t e a f r o m t h e l o w r a n k t e a wa s s t u d i e d i n t h i s r e s e arc h a n d t h u s a n e w w a y f o r t h e c o mp r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n o f t h e l O W r a n k t e a w a s o p e n e d u p Ke y wo r d s：t e a；p o l y s a c c h a r i d e；s e p a r a t i o n 近年来，随着多糖类生化研究技术的发展，人 们对活性多糖的生物功能有了新的认识。大量的研 究表明，茶多糖具有防辐射、抗凝血、降血糖、增强 机体免疫能力、降血压及减慢心率、降血脂、耐缺氧 及增加冠状动脉血流量等作用fl I。中国是茶的故乡，茶在中国得到了广泛的种 植，产量显著上升，在许多地区出现积压现象，市场 上中低档茶严重滞销，而在茶叶的生产加工过程中 也有大量的枝叶和灰末等副产品，其中多数没有利 用。为解决中低档茶叶的出路及其副产品的再利 用，国内外开展了从茶叶中提取有效成份的研究，并广泛应用于食品、医药、日 用化工等领域。为了合 理开发利用茶叶资源，迫切需要建立一种快速、灵 敏、而又简单、易行的茶多糖的分离提取方法。最早的茶叶多糖的提取方法较为简单，包括热 酚法、水提法、酸性乙醇法 等等，大量实验证明水 提法是较简单易行的优点。这也是多糖提取的通用 作者简介：崔志芳(1 9 7 5 一)，女，讲师，博士，研究方向：生物化工产 品分离工艺。方法。茶叶多糖的粗提提取分离多采用三氯乙酸除 蛋白结合有机溶剂沉淀法这两种工艺组合的方式。在前人实验的基础上，本论文尝试采用水提法 与微波萃取的相结合的方式来提取茶多糖。在茶多 糖粗分离提取工艺中，首次探讨浸提液脱蛋白与有 机溶剂沉淀这两种工艺的先后顺序对于多糖提取 分离的影响。1 实验材料和方法 1 1实验材料与仪器 乌龙茶：产地福建，购于茶叶超市；牛血清蛋 白、考马斯亮兰 G 一 2 5 0购 自购 自华美生物丁程公 司；其余实验化学试剂如浓硫酸、无水乙醇等均为 国产分析纯。海菱牌水果榨汁机，上海海菱电器有限公司；WF J 7 2 0 0 型可见光分光光度计，龙尼柯(上海)仪器 有限公司；循环水式多用真空泵，S H B I I I 郑州长城 科工贸有限公司；D L 一 5型低速大容量离心机，上海 安亭科学仪器厂；G a l a n z WD 8 0 0 s 型微波炉，中国顺 德格兰仕电器有限公司。1 2分离分析方法 乌龙茶多糖的提取工艺流程如下图 1 1 所示：维普资讯 http:/ 8 0 2 o o 6。V o 12 7 N 0 4 食品研究与开发 食 品 工 艺 提取过程中采用考马斯亮兰法测蛋白质含量，苯酚 一硫酸法I I测 总糖含 量 w。(g)，D N S法f 8 l 测定还 原性糖的含最 w 2(g)，乌龙茶总重最为 W o(g)，则 茶多糖含量 w =W I W (公式 1-1)茶多糖提取率=W：j w 0 x 1 0 0 式1-2)蛋 白 质 脱 除 率=主 羹 曩 擘 誊 薯 篙 (公式 1 3)q龙茶一 榨汁机磨粉一 水浸提(浸提比、温度、微波辅助)乙 醇 沉 淀 浓 缩 多 糖 三 氯 乙 酸 脱 蛋 白 I I 过 滤 _|氯乙酸脱蛋白一 乙醇沉淀浓缩多糖+图 1 1乌龙茶多糖提取分离工艺流程 2 实验结果与讨论 2 1基本物性的测定 荣多糖浸提液呈棕黄色，散发出诱人的清香。p H值测定为弱酸性，其黏度高于水或其稀溶液，具 体结果如下表所示：表 1乌龙茶浸提液的基本物性 茶多 糖 浸 提 液 各项 指 标p H 黏 度m n d s 蛋白 含 量m g s 糖含 谴m g g 具 体 数值 6 0 7 0 l 1 6 7 8-2 1 4 3 4 5 0，9 7 6 7 9，4 5 8 5 6 2 0 4-8 7 8 2 4 由以 I二 数据 叮知，茶多糖的浸提液呈酸性，这 与文献中，李布 等人报道的茶多糖为酸性多糖 的结果是相吻合的。2 2 茶多糖的提取及分离 采用 1：2 0的浸提比(1 g 茶叶 2 0 m L蒸馏水)提取 3 0 m i n，考察了不同提取温度对于多糖提取的 影响，如 下图 1 所示。由图中可以看出，多糖的提取率随温度的上升 而增加，增加的幅度随温度的升高而降低。如 3 0 c lC 时多糖的提取率仅为 3 1 3，9 0 c lC 下则为 6 4 2，由于7 0 c lC 下提取多糖的提取率为 6 1 7，与 9 0 c lC 相差=，f=大，考虑到能耗及高温对于多糖结构可能带 来的负而影响，本实验选择 7 0 c lC 作为最佳的提取 温度。V 斛 鞭 3 O 5 O 7 O 9 O 温度()图 1不同温度对浸提多糖的影响 l：1 0 1：2 0 1：3 0 1：d O 1：5 0 浸提 比(茶叶 g：水 m L)图2微波加热对多糖提取的影响 我们同时考察 了 同浸提比情况下，微波(加 热 1 0 ra i n)对于多糖提取的影响。由图2 可以看出：与水浸提多糖相 比 微波提取不但极大地缩短了提 取时间，相同浸提比条件下，微波提取所得多糖的 含量普遍高于水浸提。另外，对两种提取方式而言，其多糖的提取率均随浸提比的增加而增大。说明加 人较多量的水可以使茶叶中的多糖得到充分释放，如：对于微波萃取，1：1 0 浸提比仅得到 5 0 9的多 糖收率，而 1：5 0吖：得8 2 6的多糖，由于 1：3 0的 浸提比就可以得到：s 1 的多糖收率，同时考虑到过 多的水加入量导致浸提液中多糖浓度降低，从而不 利于进一步的分离纯化。因此进一步的实验中选取 1：3 0浸提的浸提比提取多糖。对于 1：3 O 浸提比，微波加热 1 0 ra i n 得到的多 糖浸提液中的主要杂质蛋白质，相关文献 普遍采用：先向浸提液中加入适量三氯乙酸(T C A)，使蛋白质沉淀，离心后再对上清液进行乙醇沉淀得 到多糖。考虑到 T C A沉淀蛋白质的过程【f 1，其强酸 特性也会对于浸提液中的多糖造成一定的影响，而 这恰恰是诸多文献中普遍忽略的一个问题，我们考 察了乙醇沉淀多糖 与j氯乙酸除蛋白的先后顺序 对于多糖的提取及去除蛋白效果的影响，即图 1 1 所示的路线、。对于路线，浸提液先经过 同浓度的T C A沉 淀蛋白质，将其离心后，通过测定 T C A加入前后上 清液中蛋白质浓度，可求得 T C A沉淀蛋白质的量，进而通过公式(1 3)求得蛋白质脱除率，实验结果 如图 3 所示。由图 3 可得：当T C A浓度为 5时，蛋白质脱 除率基本稳定在 5 0左右，故应选用 5的T C A 沉淀蛋白质。浸提液经 T C A沉淀蛋白质之后，再向上清液中 加入小同浓度的乙醇沉淀其中的多糖，离心后同样 测定上清液中的多糖含量，计算该操作沉淀的多糖 量进而求得多糖的最终提取率，如图 4 所示。同时，为了便于比较图 4：还列出了路线中，浸提液直接 采用不同浓度的乙醇沉淀得到的多糖提取率。9 8 7 6 5 4 v 斟 辖 8 6 4 2 )维普资讯 http:/ 1-|品 工 艺 霞 研究焉辩畿 2 0 0 6 v o|2 7，N 0 4 u 斛 舀 峰 嘣 一 甜 器 I C A浓度()图3 T CA浓度对于对去除蛋白质的影响 乙醇浓度()图4乙醇沉淀多糖的效果比较 由图4 可以看出，如果采用路线，即：浸提液 先经 T C A脱蛋白，再用乙醇沉淀多糖，则乙醇对多 糖的沉淀效果要远远低于浸提液直接采用乙醇沉 淀的方式。说明前面T C A的加入对于多糖结构可能 造成了一定的影响，进而影响了乙醇对于后一步的 多糖沉淀的效果。如果采用路线，浸提液直接采用乙醇沉淀，可以使浸提液中提取出来的茶多糖得到充分的沉 淀。如采用 2 5的乙醇即可以使浸提液中9 2 6 的多糖得到有效沉淀，而浸提液若经过 T C A沉淀 后，相同浓度的乙醇只能使浸提液中4 2 2的多糖 沉淀下来，至于 T C A对于后续乙醇沉淀多糖效果影 响的具体的机理还有待于进一步探讨。对于路线，采用 2 5的乙醇使多糖充分沉淀 后，再将得到的沉淀重新溶解于水，用 5的 T C A 沉淀其中的蛋白质，可使大约 4 5的蛋白质得到 沉淀，说明该路线在实现多糖有效提取的同时，还 81 能使蛋门质得到较好的 除。本实验充分说 J：T C A 脱除蛋白质与乙醇沉淀多糖顺序的先后安排，埘于 多糖提取具有较大的影响。我们建议先将浸提液直 接经过乙醇沉淀后，进行蛋-质的去除。3 结论与建议 采用水浸提多糖时，7 0足较适合的温度，提 多糖的得率较岛。鉴于微波J I】热提取多糖既能提高多糖的得率，又能缩矩提取时间，凶此该法对于多糖的提取是非 常有效的。水浸提 微波 J 1 热提取多糖，l：3 0的浸 提比均能使多糖得到较好的提取，浸提液中多糖提 取得率在 8左右，超过 了文献报道 I的 6的水 平。通过对浸提液除蛋白和乙醇沉淀多糖 同顺 序比较表明，先将浸捉液直接经过乙醇沉淀后 再进 行蛋白质的去除，可去除大约 4 5的蛋一质，最终 得到7 5的多糖提取率。该方法既可实现多糖的 有效提取，义能使提取液中的蛋r 1 质得到去除。参考文献：E J 刚。陈国华，王淑女 I 1 茶多糖的降血糖、抗炎及碳粒 廓清作用f J】_ 茶叶科学 1 9 9 1，l】(2)：1 7 3 1 7 4 2】王淑如 茶多糖的抗凝m及抗血栓f J _ 中草药 1 9 9 2，2 3 (5)：2 5 4 2 5 6 3】C h e n H X，Z h a n g M，X i e B J C o mp o n e n t s a n d a n t i o x i d a n t a c t i v i t y o f p o l y s a c c h a r i d e c o n j u g a t e f r o m g r e e n t e a J F o o d Ch e mi s t r y 2 0 0 5，9 0：1 6 1 9 【4 j李布青，张慧玲，舒庆龄 中低档绿荣中茶多糖的提取及 降眦糖作用，茶业科学 1 9 9 6，1 6(1)：6 7 7 2 f 5】陈海霞，谢笔钧 茶多糖不同提取 艺的比较研究【J】，食 品丁业科技2 0 0 1，2 2(2)：1 8 1 9，6】付博强，谢明勇，聂少平 茶叶中多糖含量的测定 食品 科 学 2 0 0 1，2 2(1 1)：6 9 7 1 【7】陈建国，胡欣，梅松 茶叶中茶多糖的提取和测定方法f J 1 _ 中国卫生检验杂志 2 0 0 4，2 9(6)：4 3 2 4 3 3 8 1林颖，吴淑敏，吴雯，等 天然产物中的糖含量测定方法正 确性的研究f J 1 _ 天然产：物研究与开发 1 9 9 6，9(3)：5-8 f 9 l李知敏，王伯初，周菁 植物多糖脱蛋门力 法的比较分析 重庆大学学报 2 0 0 4，2 7(8)：5 7 5 9 f l O 1邓国栋，郁建甲 正交试验优选荣多糖提取工艺 食品 研究 与开发 2 O 0 4，8,2 5：8 4-8 5 更正 收稿日期：2 0 0 5-1 2-2 9 本刊2 7 卷 2 0 0 6 年第 3 期 蛋氨酸铬螫合物的红外光谱解析 一义，作者为：张华，王静，徐德昌 ，邹 春虹(1 哈尔滨工业大学食品科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 8 6；2 中国农、I 科学院质标所，北京，1 0 0 0 8 1；3 哈尔滨顺大实业发展有限公司，黑龙江 哈尔滨 1 5 0 0 7 0)，特此更正。维普资讯 http:/