茶多酚的提取分离及体外抗氧化活性研究.docx

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1、摘要：茶多酚是从茶叶中提取的一种具有极强的抗氧化活性的重要成分，主要应用于食品和医疗行业中。现对茶多酚的药用价值、提取分离方法及其体外抗氧化活性进行了概括研究。关键词：茶多酚；药理作用；提取分离；体外抗氧化O引言本草纲目李时珍日：“茶苦而寒，阴中之阴，沉也，降也，最能降火”。茶叶在我国历史悠久，种植范围广，大多种植于云南、贵州和四川一带。茶叶作为一种传统的保健性饮品，具有降低心脑血管发病率和死亡风险，降低胆固醇和血压等众多功效。茶叶含有茶多酚、咖啡因、茶色素、茶多糖、7-氨基丁酸等多种成分。茶多酚（简称TP）是一种多羟基化合物，约占茶叶干重的25%,具有抗菌抗病毒、抗肿瘤、防治心血管疾病等药理

2、作用。由于茶多酚具有抗氧化性极强、毒副作用小、无异味等特点，因此被广泛应用于医学及食品工业中。茶多酚包括儿茶素、黄酮类化合物、花青素、酚酸四大类化合物，其中儿茶素是茶多酚的主要成分。儿茶素是一类黄烷-3-醇衍生物，儿茶素类主要包括儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素等，其中表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是从茶叶中提取的最主要的活性物质。本文就国内外学者对茶多酚的药用价值、提取分离技术及其体外抗氧化活性研究进行概述和探讨。1茶多酚的药用价值1.1 1抗肿瘤作用癌症的发病机制十分复杂，受控于多种因素与基因，而基因的表达涉及多种酶、生长因子、转录因子和信号传导因子等。据研究调查显示，茶多酚对大部分

3、肿瘤，尤其是恶性肿瘤具有抑制作用。茶多酚的抗癌机制主要是抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡分化、调节机体免疫系统等。但是，关于茶多酚对分子机制及信号通路等方面的机理还没有较确切的结论，尚待进一步探索。另外，茶多酚在治疗肿瘤时均使用口服途径，不同给药途径的治疗效果还有待研究。1.2 抗辐射作用现今社会，电子产品的不断增多使人们暴露在各种手机、电脑、电视塔、电磁波发射塔的辐射危害之中。长期暴露在辐射之下，细胞可能会被大面积杀伤甚至产生变异，从而引发一系列的疾病，如视力疾病、白血病、心脑血管疾病等。根据研究结果显示，茶多酚主要是通过清除自由基与调节基因表达及蛋白合成来抗辐射的，但是茶多酚并没有被开发

4、利用为抗辐射药物，只是在临床上起到了辅助的作用。茶多酚的抗辐射作用深入机理及应用还需要进一步研究。1.3 抗1化作用茶多酚可以作用于与自由基有关的酶，抑制氧化酶系，激活抗氧化酶系；同时也可以直接作用于自由基，清除无机自由基和脂自由基；也可以与诱导氧化过程的过渡金属离子，如铁离子、铜离子、钙离子等络合。茶多酚作为一种天然的抗氧化剂，目前多用于食品的保鲜保存和抗衰老、抗辐射、抗肿瘤等医学应用中，茶多酚的抗氧化作用也是茶多酚最为重要的一项应用。1.4 抗菌抗病毒作用茶多酚抗菌抗病毒的机理尚不完全清楚，普遍认为是茶多酚通过破坏细菌或病毒的结构，并与其中的DNA或RNA结合，来抑制细菌或病毒的增长繁殖。

5、此外，茶多酚广谱抗菌抗病毒、低毒、高效，且不易使病菌产生耐药性，有很好的临床抗菌抗病毒应用前景。1.5 防治心脑血管疾病的作用如今，心脑血管疾病已成为造成死亡的重要疾病之一。越来越多的研究结果表明，常喝茶叶对预防心脑血管疾病有着显著的作用。心脑血管所发生的主要疾病有冠心病、高血压、脑栓塞、动脉粥样硬化等。茶叶中的茶多酚可以降低血脂水平，从而保护心脑血管；可以降低使血凝黏度增强的血浆纤维蛋白原，溶解血栓，抑制动脉粥样硬化；可以降低血压，扩张血管；同时也有保护心肌损伤的作用。2茶多酚的提取2.1 溶液浸提法溶液浸提法是利用茶叶中不同化合物在溶剂中的溶解度存在差异进行提取分离的。传统的溶液浸提法使用

6、热水为溶剂，后来因其提取率低、产品易氧化、耗时长等原因，逐渐使用有机溶剂进行提取。茶多酚的提取工艺流程：用乙醇溶液浸提茶叶中的茶多酚，经真空浓缩后，用氯仿萃取去除咖啡碱等杂质，干燥后再用乙酸乙酯进行萃取除去色素，最后真空浓缩干燥回收得到粗品。该方法结果稳定，但工艺复杂、产率较低，并且使用多种有机溶剂，能量消耗大，生产成本高。用该方法进行了茶多酚生产的工业试验，通过设计单因素试验，确定了较优的提取条件：用75%的酒精浸提茶多酚，氯仿3级萃取去除杂质，乙酸乙酉旨3级萃取纯化，干燥条件为使用质量浓度为1.06-1.10kg/1.的料液进行雾化，雾化料液与热风混合接触，控制热风的进口温度为180220

7、,出口温度为90110oCo最后产品得率达6.1%12.6%。2.2 微波辅助提取法微波辅助提取，又称微波萃取，主要原理是微波辐射过程中产生的高频电磁波使细胞内部温度迅速升高，细胞破裂，有效成分溶解；在微波场下，可加强萃取成分的驱动力，缩短萃取时间。这种方法提取率高、操作简便、高效、节约溶剂，是近年来提取中药成分的一种重要手段。在微波辅助提取茶多酚时，因微波产生高温，茶多酚组分EGCG和ECG易发生异构化，含量降低。但因微波萃取作用时间短，茶多酚下降的含量仍远少于热水浸提法。通过正交试验研究茶叶在不同微波条件下提取茶多酚的浸出效果，得到最佳浸提条件：茶叶平均粒径为0.246mm,料液比为1:2

8、0,再用50C水浴浸提2次，微波浸提2次，每次3min,最后茶多酚的浸出率达86.33%。2.3 超声波提取法超声波提取的原理普遍认为是空化效应、热效应和机械作用。超声波利用其空化作用使细胞在溶剂中破裂，以便细胞中的化学成分溶于溶剂；利用其热效应使植物内部温度升高加速有效成分的溶解，以此来提高提取率。超声波提取法的有机溶剂用量少、成本低、操作简便，有效缩短了浸提时间，且避免了物质长时间的高温氧化。通过单因素试验法探究了超声波提取茶多酚的工艺，得到最佳操作条件：茶叶粒数小于40目，用70%的乙醇作为浸提剂，PH值为12,浸提时间为40min,料液比为1:10。两次超声波辐射浸提后的提取率达89.

9、2%。通过响应面法优化超声波辅助提取茶多酚的工艺。为了降低生产成本，采用水为浸提溶液提取茶多酚。首先设计单因素试验，考察提取温度、超声波处理时间、超声波功率、液料比4个因素，然后在此基础之上设计四因素三水平的响应面法，分析并确定最佳的提取工艺：超声提取温度71,提取时间30min,超声功率800W,液料比16:1。最后得到的茶多酚提取率为22.89%,较热水浸提法，提取率有了较大的提升。2.4 离子沉淀法离子沉淀法利用的是被提取物质可以和某些物质络合形成沉淀的原理。提取茶多酚时常用无机盐作为沉淀剂，先将茶叶浸提后加入沉淀剂沉淀分离，再加入酸溶解，最后萃取干燥，得到茶多酚。离子沉淀法操作简便、易

10、于沉淀及萃取、成本低，对工业生产有一定的意义。但是该方法在沉淀、转溶等过程中茶多酚有较大的损失，且沉淀时PH值较难控制，茶多酚易氧化。利用作为沉淀剂提取茶多酚。他们通过探究发现，酸性环境不适合茶多酚-Zn络合物的形成，而茶多酚在碱性条件下不稳定，易发生氧化反应，故PH值调节为7.0较好。试验中选择茶多酚与锌盐质量比为1:3,沉淀20min,沉淀完全后采用4mol/1.的HCl以1:4的料酸比转溶，转溶15min。最后茶多酚经纯化得到的产率为23.04%,纯度达90%。进行了复合型沉淀剂提取茶多酚的研窕。Zn2Al沉淀剂被认为是较适宜的弱酸性沉淀剂，将两者复合后的茶多酚产率比单一沉淀剂高，其最佳

11、提取工艺条件：复合沉淀剂的用量为15g/100g茶叶末，沉淀PH值为5.5-6.2,沉淀30min,获得了提取率为10.4%、纯度大于96%的淡黄色茶多酚晶体。2.5 超临界萃取法超临界萃取法利用介于气液之间的一种物态作为萃取剂，通过改变萃取剂流体的压力和温度，在超临界的状态下，将流体与待分离的物质接触，使其有选择性地按极性大小、沸点高低和分子量大小，把不同的物质依次萃取出来。超临界流体一般选用CO?作为溶剂，因为其不活泼，在萃取过程中不易发生化学反应，且无毒、无味、不易燃，较安全。此方法操作简便，易于分离，试验过程较安全环保，试验成本低，具有良好的开发应用前景。通过超临界COz萃取茶叶中的茶

12、多酚。他们将超临界流体加热至适当温度，调节压力至所需要的值，经过静态萃取、动态萃取收集萃取物，发现萃取出的C02只需进行简单的真空冷冻干燥就可以得到儿茶素含量达77.35%的茶多酚制品。他们后续设计了正交试验，探究压力、温度、时间等条件对萃取率的影响，得到最佳萃取条件：压力35MPa,釜温50,静态萃取1h,动态萃取1h,选择65%的乙醇溶液作为夹带剂，茶多酚的萃取率达10.5%0同时，他们发现萃取率大小还取决于萃取速率与有关的分子扩散、流动形态和夹带剂等因素，在实际生产环节受物料量与反应釜容积等因素的影响，故试验还可进一步优化。1.2 6复合酶法酶是一种高效专一的生物催化剂。合适的酶能分解细

13、胞壁的纤维素、半纤维素及果胶，从而破坏细胞壁，加快有效成分溶出细胞的速率。酶解法提取率高，对儿茶素抗氧化活性造成的损失少，步骤简单，具有广阔的应用前景。研究所得复合酶的最佳提取工艺条件为：酶添加量015%,一级酶解提取80min,二级水提取20min,温度50,PH值范围4.55.5。复合酶解法的茶多酚提取率可高达98%以上，茶多酚中儿茶素的相对含量较沸水提取法高出9%-10%o在提取过程中，酶解法也经常与其他方法联用。采用了复合酶与微波联合辅助法提取绿茶中的茶多酚，通过设计单因素试验和正交试验，确定了最佳提取工艺：在50OC时，用复合酶酶解40min,然后用500W的微波辐射8min,用25

14、%的乙醇作为提取剂，控制料液比为1:30。当复合酶法与微波萃取法联用时，提取时间明显缩短，提取率较单一提取法有了较大提升。1.7 盐析法盐析法是指在溶液中加入大量的无机盐，促使高分子物质的溶解度降低，以沉淀的形式析出，从而达到分离的目的。常用的无机盐有硫酸镁、硫酸钠、硫酸钱等。现阶段盐析法主要用于蛋白质的分离纯化。探窕了盐析对茶多酚质量的影响，他们发现适当增加盐浓度有利于茶多酚的主要成分脂溶性的儿茶素及儿茶素总量的提高，但达到一定的浓度后，盐浓度的增加不利于儿茶素品质的提高。同时，盐析后茶多酚制品的抗潮性能有所下降，如何解决这一问题还有待研究。1.8 树脂吸附法树脂吸附法是利用树脂的吸附特性和

15、有选择性的洗脱剂来实现与其他浸提组分的分离，根据所采用的树脂类型的不同，可分为吸附柱分离法、离子交换柱分离法和凝胶分离法。树脂吸附法的重点是选择合适的吸附剂和洗脱剂，吸附剂的吸附容量和分辨率、洗脱剂的洗脱能力决定了最后的提取率。该方法无污染，树脂可反复利用，整个过程耗能少、成本低、工艺简单。若要将该方法运用于工业化生产中，则需要选择吸附量大、再生容易、价格低廉的吸附剂。通过HZ802吸附树脂、1.SATO吸附树脂、NKA-2吸附树脂提取茶多酚，比较发现，NKA-2更适合作为茶多酚的吸附剂，得到最佳浸提方案：用7倍于茶末质量的80%乙醇作为浸提溶剂，调节PH值为3,在7080C条件下浸提2次，每

16、次30min,最后得到的产物提取率为13.65%,纯度可达94.72%。1.9 膜分离技术膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时选择性分离。分离膜可以根据孔径大小分为微滤膜（0.1lm）、超滤膜（0.05mInm）、纳滤膜（几纳米）、反渗透膜等。膜分离技术是一门在20世纪60年代后迅速崛起的新型技术，可用于分离、浓缩纯化和精制等工艺中，因其具有节能环保、高效、过程简单、易于控制等优点，被广泛应用于食品、医药、生物、化工等各个领域。设计试验提取茶多酚，并比较了不同分离膜在茶多酚提取工艺中的效果，他们首先用热水3次浸提，通过微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜进行微滤除杂、超滤除杂、纳滤除杂、反渗透除杂，比较茶多酚的含量，最后再进行膜的清洗，发现微滤膜用于茶多酚浸提液的初步除杂效果不明显，造成一部分功能丧失；超滤膜可有效地澄清茶多酚浸提液，固体