CN103749798A

CN103749798A - 一种水提茶叶中egcg的方法

Info

Publication number: CN103749798A
Application number: CN201410004137.4A
Authority: CN
Inventors: 潘顺顺; 孙世利; 凌彩金; 操君喜; 苗爱清; 张婷
Original assignee: Tea Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Tea Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2014-01-03
Filing date: 2014-01-03
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明公开了一种从茶叶中水提EGCG的方法，本发明方法用去离子水提取茶叶中的EGCG，在单因素实验的基础上，利用响应面法对EGCG的提取条件进行优化，得到最佳提取条件为调节去离子水pH值为6，液料比41，即41ml去离子水/g绿茶，在85℃恒温水浴锅中提取34min，过滤，得EGCG提取液，重复提取1次，测定EGCG含量，EGCG产率可达3.40%。

Description

一种水提茶叶中EGCG的方法

技术领域

本发明涉及一种水提茶叶中EGCG的方法，属于植物提取技术领域，特别是涉及利用响应曲面法优化茶叶EGCG提取条件的方法。。

背景技术

茶叶中儿茶素(catechin) 是茶叶中重要的一类天然活性物质，是天然的抗氧化剂和自由基清除剂，被广泛应用于食品加工、医药保健等领域。儿茶素占茶叶中茶多酚总量的60%～ 80%，主要有表没食子儿茶素没食子酸酯( EGCG)、表儿茶素没食子酸酯( ECG)、表没食子儿茶素(EGC)及表儿茶素(EC)等，其中EGCG含量最高，约占儿茶素的50%～60%。大量实验已证明EGCG具有多种生理活性，EGCG是儿茶素中抗氧化作用最强的，具有抗肿瘤、降血压、降血脂、清除自由基、延缓衰老等作用。随着人们对茶叶成分保健功能认识的深入，EGCG的提取制备研究越来越受到人们的关注。

茶叶中EGCG的提取溶剂主要为水或一定浓度的乙醇，提取温度高，周期长，液料比大，并且大量的使用有机溶剂给生产和人类带来了很大的安全隐患和环境灾难。因此有必要寻找一种简便安全经济高效的提取EGCG的方法。响应曲面法(RSM) 是依据几个因素和一个或多个响应值之间的回归关系，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，它可快速有效地确定多因子系统的最佳条件，它已成为精度高、应用广并具有实用价值的优化技术，因此被广泛地应用于条件优化和模型建立中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从茶叶中水提EGCG的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种水提茶叶中EGCG的方法，包括以下步骤：

1）调节去离子水pH值为4～8，将绿茶粉末与去离子水混匀，使液料比为10～50，即10～50ml去离子水/g绿茶粉末，置于50～90℃条件下浸提10～50min，过滤，分别得EGCG提取液和绿茶滤渣；

2）再将绿茶滤渣重复浸提1～4次，将每次所得的EGCG提取液混合，测定EGCG含量，即可。

进一步的，一种水提茶叶中EGCG的方法，通过响应面法优化后，包括以下步骤：

1）调节去离子水pH值为6，将绿茶粉末与去离子水混匀，使液料比为41，即41ml去离子水/g绿茶粉末，置于85℃条件下浸提34min，过滤，分别得EGCG提取液和绿茶滤渣；

2）将绿茶滤渣再重复浸提1次，将2次所得的EGCG提取液混合，即可。

进一步的，在上述响应面法优化过程中，设置绿茶粉末和水的液料比、浸提温度和浸提时间3个变量，并利用design expert软件根据Box-Behnken设计原则进行优化。

本发明的有益效果是：

本发明只通过少量的实验，就可合理有效地优化绿茶EGCG的提取工艺，所选用的溶剂为水价廉易得，无毒，环保，成本低，操作简便。

在本发明中，当提取条件为提取溶剂为pH值6的去离子水，提取温度为85℃，提取时间为34min，液料比为41，提取次数为两次时，EGCG的产率达到3.40%。（全文中的分钟都已用min）

本发明采用Box-Behnken(BBD)中心组合设计，响应面分析法优化EGCG提取条件，用三个变化因子，只用三个水平，与正交法相比，用少量的实验组就可得出结果，并且所得到的的最佳条件不是设定的值而是在设定条件的范围之内。通过采取响应面法对提取温度、提取时间以及液料比进行优化，得到EGCG提取的最佳优化条件，获得最佳产率，提高了提取效率，降低了能耗，减少了污染物的排放，具有工业化生产的实际意义。

本发明通过响应面法优化茶叶中EGCG的提取工艺，设置以下3个变量：提取温度、提取时间、茶叶与水的液料比；利用design expert 软件根据Box-Behnken设计原则进行优化，整个提取工艺不使用有机试剂，但可以达到提高茶叶EGCG的产率、减少水资源和能源的消耗、并减少生产过程中污水的产生与排放的目的。

附图说明

图1 提取温度对EGCG 产率的影响；

图2 提取时间对EGCG 产率的影响；

图3 液料比对EGCG 产率的影响；

图4 提取次数对EGCG 产率的影响；

图5 去离子水的pH值对EGCG 产率的影响；

图6温度和时间交互影响EGCG产率的响应面图（a）和等高线图（b）；

图7温度和液料比交互影响EGCG产率的响应面图（a）和等高线图（b）；

图8时间和液料比交互影响EGCG产率的响应面图（a）和等高线图（b）。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但并不局限于止。

实施例1：

一、样品准备

金萱夏季绿茶: 购自茗皇茶业有限公司。将绿茶粉碎，过100目筛，作为样品。

二、EGCG提取液制备与产率计算

EGCG提取液制备：称取3g样品，加入一定量的去离子水，在一定条件下进行提取，提取后的溶液进行抽滤，之后80000rpm离心10min，上清液回收，定容，最后采用高效液相色谱法测定提取液中EGCG含量。

EGCG产率计算：

EGCG 产率(%) =[测定出的EGCG重量/样品重量质量]×100%

三、实验设计与统计分析

1）单因素实验

称取3g样品于烧杯中，用去离子水浸提，在恒温水浴锅中按不同提取时间、提取温度、液料比、pH值、提取次数进行单因素实验，测定提取液中EGCG含量，计算出EGCG产率。每个处理重复三次。图1～5为单因素实验结果。

由图1可知，在固定去离子水pH为6.0，液料比30（即30ml去离子水/g绿茶），提取时间30min，提取1次的条件下，EGCG产率随着提取温度的升高呈现先升高后下降趋势，在提取温度为70℃时产率达到最高，随后逐渐下降，这可能是由于过高的温度促进了EGCG的转化，同时，高温也增加了能耗，故提取温度不宜过高。

由图2可知，在固定去离子水pH为6.0，液料比30，提取温度70℃，提取1次的条件下，EGCG产率随着提取时间的增加呈现先升高后下降趋势，在提取时间为40min时产率达到最大，之后逐渐下降，这可能是随着时间延长EGCG 发生了转化。

由图3可知，在固定去离子水pH为6.0，提取温度70℃，提取时间30min，提取1次的条件下，随着液料比的增加浸提率逐渐提高，在液料比达到30之后，随着液料比的增加，浸提率增加缓慢。

由图4可知，在固定去离子水pH为6.0，液料比30，提取温度70℃，提取时间30min的条件下，随着浸提次数的增加，浸提率增加，但在浸提两次后增加缓慢。

由图5可知，在固定液料比30，提取温度70℃，提取时间30min，提取1次的条件下，随着去离子水pH值增加，浸提率先增加后下降，在pH为6时达到最高。

2）响应面优化提取EGCG工艺条件

以单因素实验为基础，选取对EGCG提取效果影响较显著的三个提取因素（温度A，时间 B，液料比C），固定去离子水pH值为6，提取2次，利用design expert软件根据Box-Behnken设计原则设计三因素三水平12个析因实验，5个中心点的响应面优化实验，响应面因素水平见表1，响应面实验方案及结果见表2。

表1响应面因素与水平取值

Figure 2014100041374100002DEST_PATH_IMAGE002

表2 Box-Behnken实验设计与结果

Figure 2014100041374100002DEST_PATH_IMAGE004

利用design expert软件针对上述实验结果进行多元回归拟合，得到多元二次回归方程如下：Y=3.12+0.27A-0.13B+0.77C-0.13AB+0.098AC+0.24BC-0.23A²-0.16B²-0.72C²其中Y为EGCG产率，A为提取温度，B为提取时间，C为液料比。

该模型的方差分析结果见表3，可知模型F=12.85，P<0.05，回归显著；失拟项F=3.15，P>0.05，失拟项不显著；模型决定系数R²=0.9429，表明此模型误差较小，拟合程度较好，可用于指导EGCG提取优化。

表3 回归方程各项方差分析

Figure 2014100041374100002DEST_PATH_IMAGE006

EGCG提取显著性检验结果如表4所示。从各因素回归系数可以得出影响茶叶EGCG提取率的各因素按影响大小依次为液料比>提取温度>提取时间。

表4 EGCG提取回归模型系数显著性检验

Figure 2014100041374100002DEST_PATH_IMAGE008

图6～8直观给出了各个因子交互作用的响应面和等高线分析图。

通过design expert软件分析，最佳提取工艺条件是：提取温度85.42℃，提取时间34.22min，液料比40.79；理论预测值EGCG得率为3.45376%。

3）验证实验

为了验证响应面法优化茶叶EGCG提取工艺的有效性，在回归模型优化的提取条件下结合单因素实验，考虑到实际的可操作性，选取提取温度85℃，提取时间34min，液料比41（即41ml去离子水/g绿茶），pH值6，提取2次，重复3次试验，比较试验值与预测值的吻合度，平均EGCG得率为3.40％，与预测值为3.45％基本一致，说明回归方程方程与实际情况拟合很好，充分验证了所建模型的正确性。

Claims

1.一种水提茶叶中EGCG的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.一种水提茶叶中EGCG的方法，其特征在于：通过响应面法优化后，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种水提茶叶中EGCG的方法，其特征在于：在所述的响应面法优化过程中，设置绿茶粉末和去离子水的液料比、浸提温度和浸提时间3个变量，并利用design expert软件根据Box-Behnken设计原则进行优化。