如何減少茶多酚提取中的誤差

目前茶多酚的提取方法主要有溶劑提取法、離子沈澱法、微波提取法、超聲波提取法、超臨界流體萃取法和樹脂吸附分離法[2-3]。2.1溶劑萃取溶劑萃取法是利用茶葉中的多酚和咖啡因在不同溶劑中的溶解度差異進行分離，用壹種不溶於溶劑的茶多酚萃取劑萃取純化茶多酚。其工藝路線為:茶葉粉碎-萃取-有機溶劑脫色、脫咖啡因-乙酸乙酯萃取-溶劑回收幹燥-茶多酚[4]常用的提取劑是水或水等有機溶劑，得出水與有機溶劑相互作用的效果比純水作為提取劑要好。溶劑萃取法的優點是:(1)易於實現工業化，整個操作過程可間歇或連續生產且穩定可靠；(2)有機溶劑可以回收利用。主要缺點是:(1)良品率低，常采用其他手段提高其良品率；(2)高溫提取條件使得產品在提取過程中容易被氧化，產品純度也比較低；(3)茶多酚中咖啡因的含量是壹個非常重要的指標。氯仿是用來去除咖啡因的。氯仿等有毒有機溶劑的使用影響了茶多酚的質量和應用範圍(如果不能用於食品工業)，大量有毒易燃的有機溶劑對生產安全有壹定隱患；(4)萃取過程壹般采用多級萃取操作，溶劑回收需要多級蒸餾，工藝操作復雜，能耗高。2.2離子沈澱法離子沈澱法是利用茶多酚在中性或堿性條件下能與金屬離子Al3+、Bi3+、Ca2+、Ag+、Hg2+形成絡合沈澱的特性，使其從浸提液中分離出來，進而與水溶液中的咖啡因、單糖、氨基酸等成分分離，從而獲得高純度的茶多酚[5]。總的工藝路線如下:茶葉原料-乙醇提取-真空過濾-金屬離子沈澱-酸溶-乙酸乙酯提取-濃縮-真空幹燥-精制茶多酚[6]利用茶多酚和沈澱劑純化茶多酚的優點是:(1)產品純度高；(2)減少了大量有機萃取劑的使用，降低了壹定的能耗；(3)工藝流程方面，包括有機溶劑和沈澱劑的回收利用，工藝簡單易實現，沈澱劑等輔料成本低。缺點是:(1)金屬離子的使用限制了茶多酚的應用範圍，部分有毒金屬離子殘留在含量較高的茶多酚中，其產品不能被制藥行業接受；(2)在生產過程中，大量廢渣的產生無疑對環境造成巨大壓力；(3)增溶過程中工序復雜，導致部分多酚類物質氧化，降低收率；(4)生產設備條件苛刻，對生產設備、輔助設備、管道的耐腐蝕要求高。2.3微波提取這種方法的基本原理是分子在微波場中高頻運動，擴散速率增大，使茶多酚等提取物在微波的作用下快速提取出來。微波提取的最佳條件是80 ℃,固液比1: 15，時間1.5分鐘[7]。王贏采用微波輔助提取技術從日照綠茶中提取茶多酚，提取率達到14.21% [8]。Ezzohra Nkhili等人比較了微波輔助水提取(MWE)和傳統加熱輔助水提取(CWE)對茶多酚提取的影響。結果表明，MWE提取的茶多酚含量高於CWE，尤其是EGCG的含量達到77.14 mg/g，高於CWE。微波輔助提取可以縮短提取時間，避免茶多酚的氧化，有效保護原料中的有效成分；提取率高，節省溶劑，大大提高了提取效率；避免使用有毒溶劑，產品安全。微波輔助提取技術具有節能、省工、省時、環保、適合批量提取、易於推廣等優點，是壹項可持續發展的技術。2.4超聲波輔助提取茶多酚超聲波提取法，最佳條件為70℃，在100 w超聲波輻射下，按料液比80%乙醇提取20min [10—11]。提取的茶多酚含量高，能防止茶多酚被氧化，保持高品質。工藝流程如下:茶葉+乙醇-超聲波提取-過濾-蒸發濃縮-氯仿萃取-乙酸乙酯萃取-蒸發回收酯幹茶多酚粗品-純化[12]超聲波提取茶多酚工藝簡單，特別是結合溶劑法、沈澱法、樹脂吸附法進行提取制備，取得了很好的效果。該方法具有提取溫度低、提取時間短、提取效果好、避免了茶多酚長時間高溫氧化的可能性、回收率高、氧化損失小、省時、節能、提取率高等優點。同時避免了有毒溶劑的使用，提取工藝成本低，綜合經濟效益明顯，具有良好的工業推廣價值。2.5超臨界流體萃取法超臨界流體萃取法是壹種新的分離方法，利用溫度和壓力略高於或接近臨界值的介於氣體和液體之間的流體作為萃取劑，從固體或液體中萃取出壹些高沸點、熱敏性的組分，從而達到分離提純的目的[13]。工藝流程為:茶葉-茶汁-濃縮-超臨界CO2萃取-有機溶劑萃取-酯相濃縮幹燥-超臨界CO2萃取-茶多酚[4]。與其他提取分離技術相比，超臨界CO2流體萃取法提取茶多酚主要有以下優點:(1)以CO2為萃取劑，大大減少了過程對環境的汙染，產品中幾乎沒有有毒金屬和有機溶劑殘留。目前，超臨界流體是唯壹能代替有毒有機溶劑提取咖啡因等的物質。(2)提取條件溫和，有效防止了茶多酚的氧化。其主要缺點是:(1)兒茶素在非極性超臨界CO2流體中溶解度低，往往需要醇溶液作為夾帶劑，因此提取率和純度不高；(2)提取設備條件比較嚴格，往往需要專門設計，工藝投資大，生產成本比較高。目前只能小規模進行工業化，提取物要經過反復精制才能提純。2.6樹脂吸附分離法樹脂吸附分離法的原理是根據吸附樹脂對茶多酚選擇性吸附和解吸的特性，實現茶多酚與其他提取物成分的分離。樹脂吸附法對樹脂的種類和結構要求較高。多孔樹脂的比表面積、孔隙率和極性都會影響茶多酚的吸附量。極性多酚容易通過氫鍵與極性樹脂締合，然後用合適的有機溶劑洗脫吸附了茶多酚的樹脂，再用乙酸乙酯萃取洗脫液，就可以選擇性地將茶多酚從其浸出液中分離出來。其工藝流程如下:茶葉-熱水提取-濃縮-吸附柱吸附-脫附劑洗脫-茶多酚洗脫液真空蒸餾回收溶劑-真空幹燥-粉末粗茶多酚-水溶解成溶液-乙酸乙酯萃取-真空蒸餾回收溶劑-真空幹燥-粉末結晶茶多酚[4]。樹脂吸附法分離茶多酚的優勢在於:(1)茶多酚產品中的壹種或多種兒茶素具有很強的靶向性，目標兒茶素可以被選擇性吸附分離；(2)純度高，咖啡因去除率高；(3)產品應用範圍廣；(4)樹脂吸附-解吸過程壹般在相對溫和的溫度下進行，避免了茶多酚的損失；(5)避免使用有毒的有機溶劑，易於回收。該方法是目前茶多酚清潔生產的主要研究方向。主要缺點是:(1)樹脂再生的重復利用率限制了樹脂吸附法生產茶多酚的規模，因此往往只適合小規模生產；(2)樹脂價格高給生產成本帶來壓力；(3)整個過程中使用了大量的有機溶劑，脫附過程往往比較復雜。結論與展望茶多酚作為壹種天然抗氧化劑，在食品、化妝品、保健品等應用領域的需求正在逐步擴大。目前壹些工業化的提取純化工藝比較落後，存在壹定的弊端。有毒的有機溶劑和壹些重金屬離子會限制茶多酚產品在食品或藥品中的應用。大孔樹脂吸附法和超臨界CO2流體萃取法是目前比較流行的方法，但是巨大的成本和操作費用限制了茶多酚的規模化生產。理想的茶多酚提取純化技術應滿足工藝簡單、操作方便、安全性好、提取率高、產品純度好、無毒或少毒的要求，並滿足工業化生產的需要，因此新的茶多酚提取純化技術需要進壹步開發和研究。(1)新型萃取劑的開發及其在茶多酚提取中的應用。雙水相萃取技術是壹種新興的、很有前途的分離技術，與離子液體和超臨界流體壹起被稱為26世紀的三大綠色溶劑。與傳統的有機溶劑萃取劑相比，雙水相萃取技術相分離時間短，有助於活性物質在兩相中的傳質，幾乎不存在溶劑殘留問題。該產品對人體無害，工藝易於放大和連續操作，能為生物活性物質提供溫和的環境，不易氧化失活茶多酚。雙水相體系的類型和組成，以及茶多酚和咖啡因在雙水相體系中的分配關系是今後雙水相體系提取茶多酚研究的重點。(2)采用超大孔連續床純化茶多酚。超大孔連續床中有許多超大孔，可通過化學修飾與茶多酚形成氫鍵，使原料溶液中的細胞碎片等固相順利通過並與目標締合，從而有效分離目標茶多酚。成本低，可將離心、過濾、濃縮和色譜分離步驟集成，目標物在床層停留時間短，選擇性強。超大多孔連續床的制備和孔內化學改性壹直是新型生物分離的關鍵，床體的強度、尺寸和再生性有待進壹步研究。