2024年5月12日发(作者：)

第２４卷第２期　

２０１１年４月　

常州工学院学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

ＶＯ１．２４　Ｎｏ．２　

Ａｐｒ．２０１１　

在超声条件下从绿茶中提取儿茶素的工艺研究　

苏扬　姚国胜　乐传俊　陈静静徐风萍王辉　

（常州工学院理学院，江苏常州２１３００２）　

摘要：采用正交试验法，在超声条件下，研究浸提液乙醇浓度、提取时间、浸提温度、料液比４个　

条件对儿茶素提取率的影响，确定最佳提取工艺条件。结果表明，当浸提温度为６Ｏ℃、提取时间为　

４０　ｍｉｎ、料液比１：１２（Ｗ／Ｖ）、乙醇浓度为７０％（Ｖ／Ｖ）时，ＥＧＣＧ的浸提率达到２４．３７％，较之常规　

溶剂浸提法提高了３９．５８％。研究还发现，由于吸附作用，活性炭脱色会大幅降低提取液中ＥＧＣＧ　

的含量。　

关键词：超声波；绿茶；儿茶素；ＥＧＣＧ　

中图分类号：Ｑ９４６．８４　１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７１—０４３６（２０１１）０２～００４２—０４　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ　Ｃａｔｅｃｈｉｎ　ｆｒｏｍ　

Ｇｒｅｅｎ　Ｔｅａ　ｂｙ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｗａｖｅ　

ＳＵ　Ｙａｎｇ　ＹＡＯ　Ｇｕｏ—ｓｈｅｎｇ　ＹＵＥ　Ｃｈｕａｎ－ｊｕｎ　ＣＨＥＮ　Ｊｉｎｇ－ｊｉｎｇ　ＸＵ　Ｆｅｎｇ－ｐｉｎｇ　ＷＡＮＧ　Ｈｕｉ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ　２１３００２）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：１１１ｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｅｔｈａｎｏ１　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ，ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ—　

ｔｏ．ｓｏｌｉｄ　ｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｃａｔｅｃｈｉｎ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ｕｌⅡａｓｏｎｉｃ　ｗａｖｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉ—　

ｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ＥＧＣＧ　ｉｓ　２４．３７％．ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉ—　

ｔｉｏｎ　ｉＳ：ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　６０℃，ｔｈｅ　ｕｌｒｔａｓｏｎｉｃ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　４０　ｍｉｎ，ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ—ｔｏ—ｓｏｌｉｄ　ｒａｔｉｏ　１：１２　

（Ｗ／Ｖ），ａｎｄ　ｅｔｈａｎｏｌ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　７Ｏ％（Ｖ／Ｖ）．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｓｏｌｖｅｎｔ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ　

ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｈａｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｂｙ　３９．５８％．Ｂｙ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，ｗｅ　ａｌｓｏ　ｆｉｎｄ　ｍａｔ　ｔｈｅ　ｄｅ—ｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ａｃｔｉｖｅ　ｃａｒ－　

ｂｏｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＥＧＣＧ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｕｌｒａｓｏｎｉｃ　ｗａｖｅ；ｇｒｅｅｎ　ｔｔｅａ；ｃａｔｅｃｈｉｎ；ＥＧＣＧ　

儿茶素类（ＥＧＣＧ）物质是茶叶中主要的生物　浸提温度、料液比四个方面研究从绿茶中提取儿　

茶素的最佳工艺条件，并与常规方法进行比较；采　

用盐酸一香草醛法检测提取液中的儿茶素含　

量　’　，计算各工艺条件下的浸提率；同时还对提　

活性物质，具有抗氧化、抗菌消炎、抗病毒、降血糖　

和血脂、预防心血管疾病及抗衰老等作用。如何　

有效地分离提纯儿茶素一直是研究重点　Ｊ。　

超声波由于其空化作用引起湍动、微扰、界　

面、聚能效应，可在天然产物的提取中增加有效成　

取液的脱色过程对浸提率的影响进行研究。　

分的溶出速度和数量，从而提高有效成分的浸提　

率和缩短浸提时间　Ｊ。本文采用正交试验法，　

在超声条件下由浸提液乙醇浓度、超声提取时间、　

收稿日期：２０１１—０３－０３　

１　实验　

１．１材料、试剂和仪器　

材料、试剂：茶叶（雀舌，常州金坛，２００９年５　

作者简介：苏扬（１９７１一），男，硕士，讲师。　

第２期　

—

苏扬，姚国胜，乐传俊，等：在超声条件下从绿茶中提取儿茶素的工艺研究　４３　

６月份采摘）；无水乙醇（分析纯，江苏永丰化学　

用蒸馏水定容至刻度线。取稀释１００倍后的提取　

液１．００　ｍＬ于２５．０　ｍＬ容量瓶，加５．００　ｍＬ蒸馏　

水，用１％香兰素浓盐酸定容至刻度线。放置４０　

ｍｉｎ，以未加香兰素浓盐酸的提取液为空白，在　

试剂厂）；乙酸乙酯（分析纯，成都市科龙化工试　

剂厂）；盐酸（分析纯，江苏永丰化学试剂厂）；香　

兰素（分析纯，成都市科龙化工试剂厂）；活性炭　

（分析纯，上海实验试剂有限公司）；ＥＧＣＧ　

（９９．３６％，上海融乐医药科技发展有限公司）。　

仪器：金利牌超声波清洗器（频率（４０±５％）　

ＥＧＣＧ最大吸收波长处测量其吸光度值，并按式　

（１）计算浸提率：　

ｋＨｚ，功率（２５０±１０％）ｗ，上海吉理超声仪器有　

限公司，改装后带有温控加热系统）；７２２可见分　

光光度计（上海菁华科技仪器有限公司）；ＦＡ１００４　

电子天平（上海越平科学仪器有限公司）；ＳＨＢ一　

ⅢＳ循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限　

公司）；ＺＤＦ—ＯＢ真空干燥箱（上海博泰实验设　

备有限公司）；Ｓｅｎｃｏ　Ｒ系列旋转蒸发器（上海申　

生科技有限公司）。　

１．２实验方法　

１．２．１提取　

超声提取：称取５．００　ｇ绿茶，粉碎后置于圆底　

烧瓶中，按照料液比加入一定量的提取溶剂，然后　

将圆底烧瓶固定于超声波清洗仪中，使槽内水面与　

烧瓶中液面齐平，水浴加热至一定温度，超声提取　

一

定时间后停止，抽滤。共提取４次，合并滤液。　

常规溶剂提取：按超声提取确定的工艺条件，　

在无超声的条件下进行了常规提取，以与超声方　

法进行对比。　

１．２．２　ＥＧＣＧ含量的测定　

准确称取５．０　ｍｇ　ＥＧＣＧ粉末，用无水乙醇溶　

解，转移至５０．０　ｍＬ容量瓶并定容至刻度线配制　

成标准溶液。移取上述标准溶液１．２　ｍＬ于２５．０　

ｍＬ容量瓶，加５．００　ｍＬ蒸馏水，用１％香兰素浓　

盐酸定容至刻度线。放置４０　ｍｉｎ，以水样为空白，　

从４５０—６００　Ｉｌｌｌｌ每隔１０　ｎｍ测量一次吸光度值，　

确定ＥＧＣＧ的最大吸收波长。　

分别移取上述标准溶液１．２０　ｍＬ，１．６０　ｍＬ，　

２．００　ｍＬ，２．４０　ｍＬ，２．８０　ｍＬ，３．２０　ｍＬ和３．６０　

ｍＬ于２５．０　ｍＬ容量瓶，加５．００　ｍＬ蒸馏水，用　

ｌ％香兰素浓盐酸定容至刻度线。放置４０　ｍｉｎ，以　

水样为空白，在ＥＧＣＧ最大吸收波长处测量其吸　

光度值。采用线性回归法建立ＥＧＣＧ的标准曲　

线方程。　

移取各提取液１．００　ｍＬ于１００　ｍＬ容量瓶，　

：　

，，ｌ０　

×１００％　（１）　

其中，Ｘ为浸提率；　为ＥＧＣＧ质量；ｍ。为绿　

茶质量。　

１．２．３提取液的脱色　

取提取液１００　ｍＬ，在水浴温度为４０℃、旋转　

速度为１２０～１５０　ｒ／ｍｉｎ的条件下，旋转蒸发回收　

乙醇，得浓缩液。将浓缩液用蒸馏水稀释至１００　

ｍＬ，５０℃水浴中加热数分钟直至浑浊现象消失　

为止，测量其ＥＧＣＧ的含量。取浓缩稀释液５０．０　

ｍＬ，调节ｐＨ　１～２，加入绿茶用量３６％的活性炭，　

在５Ｏ℃水浴中脱色２次，每次３０　ｍｉｎ。然后测定　

脱色后溶液中ＥＧＣＧ的含量。　

２结果与讨论　

２．１　ＥＧＣＧ最大吸收波长和标准曲线　

实验结果表明ＥＧＣＧ的最大吸收波长在５００　

ｉｌｉａ处。所测标准曲线如图ｌ所示，曲线方程为：　

Ｙ＝３６．３３９　２９ｘ＋０．０２０　５７　（２）　

图１　ＥＧＣＧ的标准曲线　

２．２提取工艺条件的确定　

采用正交试验法，由浸提液乙醇浓度、提取时　

间、浸提温度、料液比４个方面确定从绿茶中提取　

儿茶素的最佳工艺条件。通过检测提取液中的儿　

常州工学院学报　２０１１链　

茶素含量，计算各工艺条件下的浸提率（见表１、　

表２）。　

下进行儿茶素的提取，对该优化方案进行验证。　

结果显示，ＥＧＣＧ的浸提率为２４．３７％。　

正交试验的极差分析表明，提取条件的影响　

正交试验结果显示，以ＥＧＣＧ浸提率为评价　

指标的最佳提取条件是　Ｂ　ｃ，Ｄ　，即浸提温度为　

６０℃、超声提取时间４０　ｍｉｎ、料液比ｌ：１２（Ｗ／Ｖ）　

和乙醇浓度为７０％（ｖ／Ｖ）。在此最佳提取条件　

因素依次为：料液比＞乙醇浓度＞浸提温度＞提　

取时间。由此可见，料液比对浸提率的影响最大，　

而提取时间对浸提率影响最小。　

表１正交试验结果分析　

２．３超声法与常规溶剂提取法的比较　

根据正交试验结果所确定的最佳提取工艺　

２．４脱色对ＥＧＣＧ提取的影响　

取上述正交试验的５、７、９号实验的提取液各　

１００　ｍＬ，浓缩回收乙醇后用蒸馏水稀释至１００　

ｍＬ，测其ＥＧＣＧ含量；对该溶液使用活性炭进行　

条件，在无超声的条件下进行常规溶剂提取。　

结果表明，常规溶剂提取法中ＥＧＣＧ的浸提率　

为１７．４６％。由此可见，超声提取使ＥＧＣＧ的浸　

提率比常规溶剂提取提高了３９．５８％。这说明　

超声波的强烈振动和空化效应可以增加物质分　

子的运动速度和溶剂的渗透性，提高儿茶素的　

溶出速度和数量。　

脱色处理，脱色后溶液成淡黄色，钡０其ＥＧＣＧ含　

量。提取液、脱色液中ＥＧＣＧ的浓度值如表３所　

示。实验结果表明，对提取液进行脱色处理，使提　

取液中的ＥＧＣＧ含量大幅降低，损失率为８０％一　

８４％。因此，在儿茶素的提取过程中不应采用脱　

第２期　苏扬，姚国胜，乐传俊，等：在超声条件下从绿茶中提取儿茶素的工艺研究　４５　

色，以避免儿茶素的损失。　

２）脱色会造成ＥＧＣＧ的损失，损失率为８０％　

表３脱色对ＥＧＣＧ浓度的影响　

一

８４％。因此在提取过程中应避免采用脱色。　

实验编号—ＥＧｃＧ浓度（　—ｍｇ／ｍＬ　）　

［参考文献］　

提取液　脱色液　

［１］赵振军，刘宗岸，仓梅琴，等．茶多酚及儿茶素对人体健康的影　

响［Ｊ］．福建茶叶，２００６（１）：４０－４２．　

［２］张帅．茶叶中儿茶素的提取研究［Ｊ］．安徽农业科学，２００７，３５　

（３０）：９６９２—９６９３．　

［３］唐伟强，吕扬效．微波提取低档茶叶茶多酚的研究［Ｊ］．材料　

３　结论　

导报，２００７，２１（１１）：２４—３３．　

［４］郑海燕，张建新，刘丽丽，等．超声波提取绿茶多酚的工艺研　

１）超声条件下从绿茶中提取儿茶素的效果　

究［Ｊ］．西北农业学报，２００９，１８（２）：２６１—２６４．　

明显优于常规浸提法，不但可以使儿茶素的浸提　

［５］尹莲．超声法提取茶多酚的试验研究［Ｊ］．食品工业，１９９９　

率大大提高，而且可以缩短浸提时间。当超声频　

（３）：１０—１Ｉ＿　

率为４０　ｋＨｚ、超声功率为２５０　Ｗ、浸提温度为　

［６］石竞竞，刘有智．新型物理场强化萃取技术及应用［Ｊ］．化学　

６０℃、超声提取时间为４０　ｍｉｎ、料液比１：１２（Ｗ／　

工业与工程技术，２００５，２６（６）：９一ｌ１．　

［７］王亚荣，刘亚军，高丽萍，等．茶儿茶素一香草醛酸性试剂检测　

Ｖ）、乙醇浓度为７０％（Ｖ／Ｖ）时，ＥＧＣＧ的浸提率　

方法的研究［Ｊ］．安徽农业大学学报，２０１０，３７（４）：６７５—６８１．　

达到最大，与相同条件下常规浸提法相比，其　

［８］魏毅，王娟，罗杰英．香芙兰素比色法测定茶多酚口含片中儿　

ＥＧＣＧ的浸提率从１７．４６％上升至２４．３７％，提高　

茶索的含量［Ｊ］．中国中药杂志，１９９９，２４（６）：１４．　

了３９．５８％。提取条件中料液比对浸提率的影响　

［９］黄河宁，赖文忠，周文富，等．分光光度法测定茶制品中儿茶素　

是最大的，而提取时间对浸提率影响最小。　

含量的研究［Ｊ］．绍兴文理学院学报，２００３，２３（９）：２５—２８．　

责任编辑：唐海燕　

（上接第１５页）　

［参考文献］　

３　结论　

［１］蒋小燕．数字信号处理与应用［Ｍ］．南京：东南大学出版社，　

２００８．　

设计并仿真实现了一种基于ＦＰＧＡ的ＦＩＲ数　

［２］薛年喜．ＭＡＴＬＡＢ在熟悉信号处理中的应用［Ｍ］．２版．北　

字滤波器。先用Ｍａｎａｂ中ＦＤＡＴｏｏｌ工具箱确定　

京：清华大学出版社。２００８：３９７—４ＯＯ．　

了ＦＩＲ数字滤波器的响应系数，再转换成对应的　

［３］周亚凤，李跃华，朱吴．基于ＦＰＧＡ的１６阶ＦＩＲ滤波器的设　

计［Ｊ］．南京工业大学学报。２００５，２７（１）：４６—５０．　

二进制数，然后用ＶＨＤＬ编程实现了该滤波器，　

［４］ＵｗｅＭｅｙｃｒ・Ｂａｃｓｃ．Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｉｎ１　Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍ－　

通过仿真图可知所设计的ＦＩＲ数字滤波器完全符　

ｍａｎｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙｓ［Ｍ］．２ｎｄ．北京：清华大学出版社，２００６：　

合设计指标要求。　　、

１０２—１０５．　

责任编辑：张秀兰