本文關(guān)鍵詞：機械化學法輔助提取茶末有效成分的工藝研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《長江大學》 2015年

機械化學法輔助提取茶末有效成分的工藝研究

馮歡歡  

【摘要】：茶葉成分種類繁多,主要成分包括：茶多酚、茶多糖、氨基酸、維生素、咖啡堿、黃酮類化合物和多種礦物質(zhì)等。其中,茶多酚含有多個活性羥基,具有非常強的抗氧化性,可以清除活性氧自由基,抑制脂質(zhì)類化合物過氧化。此外,茶多酚還具有抑菌和殺菌、延緩衰老、助消化、抗輻射等多種藥理功效,是一種新型的天然抗氧化劑,已經(jīng)在食品、醫(yī)藥、日化等多個領(lǐng)域都得到了廣泛的運用。黃酮類化合物是光合作用的產(chǎn)物,在人體內(nèi)不能合成,只能從食品或藥品中獲得,茶具有降血壓、降血脂、抗腫瘤等多種作用,均與茶葉中含有黃酮類化合物有關(guān)。近年來,我國已經(jīng)開發(fā)出了很多茶產(chǎn)品,如：茶飲料、茶保健品、含茶食品等。但我國茶資源的利用率仍然很低,特別是低值茶和茶葉加工中的下腳料的利用率更低。因此,開發(fā)高效、廉價、綠色環(huán)保的適合工業(yè)生產(chǎn)的茶葉提取分離技術(shù)將是人們關(guān)注的焦點。目前,用于茶葉提取分離方法主要有溶劑提取法、沉淀法、超聲波法、微波法、生物酶解法和超臨界萃取法等。但這幾種方法都有其利弊,且大多方法只能在實驗室條件下進行,也比較消耗人力物力,提取過程中不可避免地使用的有機溶劑,不僅會污染環(huán)境,還會危害人體健康。近年來,機械化學法在植物有效成分的提取過程中運用比較廣泛,該方法不僅可以提高有效成分的提取率,而且還實現(xiàn)了用水提取一些不溶于水的有機物,具有良好的應(yīng)用前景。機械化學法包括超微粉碎和固相化學反應(yīng)兩部分：超微粉碎破碎植物材料細胞壁,增加顆粒比表面積,暴露有效成分,在物料表面形成新鮮切面；固相化學助劑在新鮮切面上與有效物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),有效成分被修飾,從而改變了有效成分的溶解特性,進而提高了這些成分在特定溶劑的溶出率。本課題以茶葉加工廠的下腳料——茶末為原料,以水為溶劑,采用機械化學法輔助提取茶多酚和總黃酮,簡化了提取工藝,降低了能耗和生產(chǎn)成本,提高了茶葉原料利用率,為制茶副產(chǎn)物的高值化利用提出了一條新思路。本研究的主要內(nèi)容包括：首先,篩選出機械化學法輔助提取的最佳助劑：然后,考察提取過程中各單因素對提取物提取率的影響；其次,在單因素基礎(chǔ)上通過響應(yīng)面分析,優(yōu)化提取工藝；最后,與傳統(tǒng)的熱回流和超微粉碎提取法比較。試驗結(jié)果如下：(1)機械化學法輔助提取茶末總黃酮和茶多酚的最佳助劑為Na2CO3 和 Na2B4O7與β-環(huán)糊精,Na2CO3和Na2B4O7的質(zhì)量比為1：2,Na2B4O7起保護作用。(2)以Na2CO3和Na2B4O7為助劑,在研究了堿助劑含量、乙醇濃度、料液比、提取次數(shù)、提取溫度和溶液pH等單因素對總黃酮和茶多酚提取率影響的基礎(chǔ)上采用Box-Behnken試驗設(shè)計原理和響應(yīng)面分析法研究了堿助劑含量、乙醇濃度和料液比對茶末總黃酮和茶多酚提取率的影響,并建立了該工藝的二次多項式模型。該回歸模型具有高度顯著性,可以對茶末總黃酮和茶多酚提取率進行很好地分析和預(yù)測；并確定了茶末總黃酮提取工藝的最佳條件為：提取次數(shù)為3次、提取溫度為50℃、溶液pH為4.0、乙醇濃度為40%、料液比1g/53mL、堿助劑含量6.3%,總黃酮提取率為9.08%；茶末茶多酚提取工藝的最佳條件為：提取溫度50℃、提取3次、溶液pH為4.0、堿助劑含量為6.0%、乙醇濃度為32%、料液比1g/52mL,茶多酚提取率為28.98%。(3)以β-環(huán)糊精為助劑,蒸餾水為溶劑,從茶末中提取總黃酮和茶多酚,在單因素試驗基礎(chǔ)上,采用Box-Behnken試驗設(shè)計原理和響應(yīng)面分析法研究了β-環(huán)糊精含量、提取溫度和料液比對茶多酚提取率的影響,并建立該工藝的二次多項式模型。該回歸模型具有高度顯著性,可以對總黃酮和茶多酚提取率進行很好地分析和預(yù)測；并確定了茶末總黃酮提取工藝的最佳條件為：料液比1g/61.83mLβ-環(huán)糊精含量8.27%、溫度53℃,且在此條件下驗證茶末總黃酮提取率為7.843%,接近預(yù)測值7.835%；茶多酚提取工藝的最佳條件為：β-環(huán)糊精含量8.41%、溫度58℃、料液比lg/57mL,且在此條件下驗證茶多酚提取率為27.96%,與模型預(yù)測理論值28.06%基本一致。(4)機械化學法與熱回流提取法和超微粉碎提取法比較,發(fā)現(xiàn)：①在提取茶末中總黃酮的過程中,用40%乙醇和6.3%的堿助劑輔助提取,總黃酮提取率最高,達到9.08%：用蒸餾水熱回流提取,總黃酮提取率最低,為7.635%；在此條件下,采用Na2CO3和Na2B4O7甫助提取,以20%乙醇為溶劑提取,總黃酮提取率最高達8.902%,而以水為溶劑提取時,總黃酮的提取率也能達到7.858%,綜合比較,用醇提取比水提取的提取率增加不到1.3%。②在提取茶末中茶多酚的過程中,發(fā)現(xiàn)用32%乙醇和6.0%的堿助劑輔助提取,茶多酚提取率最高,達到28.98%；用p-環(huán)糊精輔助提取,茶多酚提取率也比較高,達到27.96%；用蒸餾水熱回流提取,茶多酚提取率最低,為25.98%。因此,綜合比較,機械化學法輔助提取茶末總黃酮和茶多酚的提取工藝,不僅提取率高,能耗低,且綠色環(huán)保。在實際生產(chǎn)中,從生產(chǎn)成本和可持續(xù)發(fā)展的角度來看,具有很大的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：長江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TS272.4
【目錄】：

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