复合酶辅助微波技术提取茶叶中茶多酚的工艺优化

发布时间:2019-08-31 来源: 散文精选 点击:


   摘要:采用复合酶辅助微波技术提取茶叶中的茶多酚,优化提取工艺。结果表明,复合酶解最佳工艺的纤维素酶用量为原料干物质重量的1%,果胶酶用量为原料干物质重量的0.5%,置于恒温60 ℃条件下,酶解30 min;微波提取最佳工艺以去离子水为提取溶剂,微波进料泵频率9 Hz,提取功率36 kW,物料比为1∶10(m∶m),提取1次,茶多酚的平均得率为25.19%。与其他提取方法相比,该法快捷、环保、选择性强。
  关键词:复合酶;微波;茶叶;茶多酚
  中图分类号:S571.1; R284.2文献标识码:A文章编号:0439-8114(2014)09-2130-03
  
  Optimizing Extraction of Tea Polyphenols from Tea by Multiple Enzymatic Assisted Microwave Technology
  
  YU Shi-tao1,2,XIONG Guo-xi1,2,CHENG Shu-feng1,2,ZHANG Hui2,WANG Ping2
  (1. Technology Center of China Tobacco Hubei Industrial Co., Ltd, Wuhan 430040, China;
  2. Wuhan Huanghelou Flavors & Fragrances Co., Ltd, Wuhan 430040, China)
  
  Abstract: Multiple enzymatic assisted microwave technology was used to extract tea polyphenols from Tea. The results showed that the optimal technology of multiple enzymatic was the cellulase dosage accounting for 1% dry raw material weight, pectinase dosage accounting for 0.5% dry raw material weight, and the extraction temperature of 60 ℃ for 30 min. The optimal condition for microwave extraction was using: distilled water as extraction solvent, feeding pump frequency of 9 Hz, the microwave power of 36 kW, the proportion of raw material to solvent of 1∶10(m∶m)and extraction once. Under the optimal condition, the extraction rate of tea polyphenols was 25.19%. Compared with other methods, it was rapid, environment friendly and selective.
  Key words: multiple enzyme; microwave; tea; tea polyphenols
  茶多酚(Tea polyphenols,简称TP)又名茶单宁、茶鞣质,是茶叶中所含有的一类多羟基酚类化合物的总称,约占茶叶干重的20%~35%,其主体成分为儿茶素类化合物,约占茶多酚总量的65%~80%[1]。茶多酚是一种新型的天然抗氧化剂,具有较强的杀菌和清除活性氧自由基的作用,在食品、医药、日用化工等领域均具有重要的应用[2,3]。目前,对于茶多酚的提取工艺研究,有采用酶法提取[4],也有采用微波技术提取[5],但利用复合酶辅助微波法从茶叶中提取茶多酚的研究还鲜见报道。本试验探讨采用复合酶辅助微波技术提取茶叶中茶多酚的最佳工艺条件,旨在为制定经济的茶多酚制备工艺提供参考。
  1材料与方法
  1.1材料、试剂与仪器
  茶叶(市售一级信阳毛尖,粉碎至40目,备用);纤维素酶(10 000 U/g)、果胶酶(30 000 U/g)(河南金润食品有限公司);95%食用乙醇(武汉市长江化工公司);硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、乙酸乙酯等均为分析纯;水为去离子水。
  WCD30S-02型微波萃取设备(南京三乐微波技术发展有限公司);pHS-3C型精密pH计(上海精密科学仪器有限公司);HH-6型数显恒温水浴锅(常州澳华仪器有限公司);UV-1601型紫外可见分光光度计(日本岛津仪器有限公司);CP323S-OCE型电子天平(德国赛多利斯科学仪器有限公司),RE-52A型旋转蒸发皿(上海亚荣生化仪器厂)。
  1.2方法
  1.2.1复合酶解条件与方法取备用的茶叶粉与适量去离子水混合,在不同条件下进行恒温酶解,根据前期单因素试验得到的适宜纤维素酶添加量为0.6%、果胶酶添加量为0.3%、酶解60 min、酶解温度50 ℃的试验结果,选取纤维素酶和果胶酶的不同加酶量、酶解时间、酶解温度为考察因素,各取3个水平,并对酶解物进行微波提取,以茶多酚得率为考察指标,进行L9(34)正交试验,试验因素与水平见表1。
  
  
  
  
  
  
  
  1.2.2微波提取条件与方法最佳复合酶解条件反应结束后,升温至85 ℃灭酶,然后以去离子水为提取溶剂,进行微波辅助提取。根据前期单因素试验得到的适宜进料泵频率为12 Hz、微波功率30 kW、物料比1∶15(m∶m)、提取2次的试验结果,茶多酚得率主要受进料泵频率、微波功率、物料比、提取次数4个因素交叉影响。为了全面考虑这4个因素的影响,设计了L9(34)正交试验,选择进料泵频率、微波功率、物料比、提取次数为考察因素,各取3个水平,微波提取正交试验的因素和水平见表2。
  
  
  
  
  
  
  
  
  1.2.3茶多酚含量的测定试样制备方法[6]:按GB 8303—87《茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定》的规定,制备试样。
  茶多酚得率的测定方法[7]:酒石酸亚铁比色法。茶叶中茶多酚的得率,以干态质量百分率表示,按以下公式计算:
  茶多酚得率=■×■×100%
  式中:L1为试液的总量(mL);L2为测定时的用液量(mL);M为试样的重量(g);m为试样干物质含量百分率(%);A为试样的吸光度;1.957为用10 mm比色杯,当吸光度等于0.50时,每毫升茶汤中含茶多酚相当于1.957 mg。
  2结果与分析
  2.1复合酶解正交试验结果
  复合酶解正交试验结果如表3所示,方差分析结果如表4所示。由表3、表4可知,4个因素均为不显著因素,各因素对茶多酚得率的影响由大到小的次序是D、A、B、C,即酶解温度对茶多酚得率的影响最大,纤维素酶和果胶酶次之,酶解时间对其影响较小。从节约时间和减少能耗的角度考虑,选择纤维素酶用量为原料干物质重量的1.0%,果胶酶用量为原料干物质重量的0.5%,置于恒温60 ℃条件下酶解30 min,优化最佳复合酶解工艺为A3B3C1D3。按优化工艺条件进行验证试验,2次试验所得茶多酚的平均得率为24.57%,结果较为理想,说明该工艺稳定、可行。

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