1. 研究目的与意义
一、研究的目的与意义
由于人们生产、生活需求的不断扩大，天然产物有效成分的提取分离与应用研究获得了前所未有的发展。绿色天然提取物茶多酚，在绿色的二十一世纪极具发展潜力。据有关专业人士介绍，目前，茶多酚在全球年消耗量约1800吨，其中，美国约700吨，西欧500吨，日本500吨，其他国家和地区约400吨。近年来除欧美国家需求逐年增加外，东南亚、南亚等消费量也有较快增长。因此，当前茶多酚的市场前景广阔，有关专家预计，未来几年，国内外茶多酚需求量将迅速从目前的1800吨攀升至2100吨以上，其市场规模可达十几亿元。我国是世界茶叶生产大国之一，每年约有70万吨茶叶，其中有约15万吨茶片、茶末，可供提取2.3吨食品级茶多酚。因此开发天然抗氧化剂茶多酚将有充足的资源保证。自从新世纪对茶多酚类开展系统研究以来，茶多酚的许多功能被陆续发现。大量的研究也证实，茶叶中富含茶多酚(TeaPolyphenols， 简称TP)， 咖啡碱(Caffeine)、 茶多糖(TeaPolysaccharide， 简称TPS)等多种天然活性成分， 因此具有消热解暑、利尿解毒、益思提神、坚齿防龋、增强免疫力、预防衰老、杀菌抗病毒、降脂减肥、降血压、预防心血管疾病、消臭、抗辐射损伤、抗过敏、抗癌抗突变等保健功能。因而本实验主要是研究茶多酚的提取和鉴定检测方法。2. 国内外研究现状分析
二、国内外同类研究的综述
我国对茶多酚的研究开始于五六十年代，而专业研究开始于七十年代，目前我国对茶多酚的研究在国际上处与领先水平。国内生产的茶多酚含量大于89%，咖啡碱小于2%。当前茶多酚已被广泛应用于食品工业与医药行业。由于茶多酚具有生物活性的特性，不断地对茶多酚进行研究，不断地出现新的研究成果。王玉春在茶多酚的提取方法及应用研究进展一文中就茶多酚提取的各种方法的基本流程及各自得优缺点和茶多酚的用途做一综述。曹群在茶多酚的提取方法研究中对现如今对茶多酚的提取方法进行简单的归纳，并比较各种提取工艺的优缺点。李俊华在茶多酚的提取工艺研究中经过对茶多酚的性质及现有提取方法利弊的分析，确定采用超临界二氧化碳萃取技术对茶叶中的茶多酚进行了萃取研究，结果表明超临界二氧化碳萃取技术是可行的，并探讨了其较佳的提取工艺参数。王艳在天然抗氧化剂茶多酚提取、分离和纯化方法一文对其性质、结构和组成做了简单的介绍，重点介绍了茶多酚的主要提取、分离和纯化方法。王学松在茶叶中茶多酚的提取方法研究一文中综述了从茶叶中提取茶多酚的方法、特点以及改进，重点论述了溶剂萃取法、盐沉淀法、树脂分离法、超临界萃取法这四种提取方法及其特点。随着研究的深入，综合各种方法的优点寻找提取纯度高的茶多酚的新工艺已成为目前的研究热点。3. 研究的基本内容与计划
三、课题研究的内容
（1）茶多酚提取工艺：效果较好的是有机溶剂萃取法、离子沉淀提取法、树脂吸附分离法、超临界二氧化碳萃取法，其次是超声波浸提法、层析法、膜技术。本实验主要采取水溶剂萃取的方法。
水溶剂萃取的方法是传统的提取工艺，先后已开发出十多种提取工艺[4,5] 。是利用茶叶中不同化合物在不同溶剂中的溶解度不同进行提取分离。在粗茶叶萃取溶液中，除含有茶多酚以外，还含有咖啡碱、酯质、色素、植物多糖、有机酸、以及悬浮物，且茶多酚含量仅为25%～40% ，所以大多数工艺用乙酸乙酯、氯仿等有机溶剂反复萃取的方法进一步除杂、纯化、精制。溶剂萃取法一般的工艺路线图1所示
粗茶多酚 |
水 层 |
溶剂层 |
氯仿 |
浸提3次 |
水重复 |
茶 叶 |
滤 渣 |
滤 液 |
浸提3次 |
乙酸乙酯 |
水 层 |
有机相 |
回 流 |
减压蒸馏 |
乙酸乙酯 |
浓缩液 |
图1溶剂萃取法一般的工艺路线
本法的优点是：稳定、可靠；缺点是：有效成分的含量和提取率较低，通过以上工艺获得的茶多酚含量通常仅能达到50%～65%，即便采用由我国农科院茶叶研究所所开发的专利方法冷冻静止除杂法，使茶多酚含量提高到84%，仍难以满足医药和日化等对纯度要求极高的行业的需求；用水提取提取率低，产品易被氧化，一般需大量使用多种有机溶剂，包括有毒溶剂如氯仿等，难为食品和医药等行业所接受；需多次进行加热、蒸馏处理,工序繁琐，生产成本高。
从表1的结果可以看出，使用乙酸乙酯所得到的产品纯度最高，但产率很低；96%乙醇的提取率最高，但含有的杂质很多；不难看出，水提取的纯度也较高，若用水与沉淀法结合，可以得到不错的产率和纯度。一般情况下，醇法也可与溶剂法、沉淀法等结合而提高产品质量，但若从尽量回收茶多糖和咖啡碱等副产物的角度出发，水法更为方便。虽然不少文献资料认为丙酮法较好，不过在溶剂提取实验的条件下，此法并未显示出任何优越性
表1 溶剂与茶多酚提取纯度
溶剂 | 乙酸乙酯 | 丙酮（含水） | 水（沉淀剂） | 96%乙醇 |
提取率（%） | 2~4 | 4~6 | 6~8 | 9~12 |
纯度（%） | 94 | 70 | 85 | 60 |
（注：表中数据均为十次试验所得平均值）
（2） 茶叶中茶多酚测定方法
在茶叶水浸出物中与亚铁离子产生络合反应的酚性化合物,均称茶多酚。1原理茶叶中多酚类物质能与亚铁离子形成紫蓝色络合物。用分光光度法测定其含量。2仪器和用具实验室常规仪器及下列各项: 2.1分析天平:感量0.0001g。 2.2分光光度仪。3试剂和溶液所用试剂应为分析纯(AR),水为蒸馏水。 3.1酒石酸亚铁溶液:称取1g(准确至0.0001g)硫酸亚铁(GB664-77)和5g(准确至0.0001g)酒石酸钾钠(GB1288-81),用水溶解并定容至1L(溶液应避光,低温保存,有效期一个月)。 3.2pH7.5磷酸盐缓冲液: 3.2.1磷酸氢钠:称取23.377g磷酸氢二钠(GB1263-77),加水溶解后定容至1L。 3.2.2磷酸二氢钾:称取9.078g磷酸二氢钾(GB1274-77),加水溶解后定容至1L。取上述磷酸氢二钾溶液85ml和磷酸二氢钾溶液15ml混合均匀。4操作方法 4.1取样按GB8302-87《茶取样》的规定取样。 4.2试样的制备按GB8303-87《茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定》的规定,制备试样。 4.3测定步骤 4.3.1试液的制备按GB8305-87《茶水浸出物测定》中3.4.1的规定,制备试液。 4.3.2测定准确吸取上述(4.3.1)试液1mL,注入25mL的容量瓶中,加水4mL和酒石酸亚铁溶液(3.1)5mL,充分混合,再加pH7.5的缓冲液(3.2)至刻度,用10mm比色杯,在波长540nm处,以试剂空白溶液作参比,测定吸光度(A)。
5结果计算5.1计算方法和公式茶叶中茶多酚的含量,以干态质量百分率表示,按下式计算
A1.9572 L1
茶多酚(％)＝───────────100
100 L2Mm
式中:L1--试液的总量,mL;L2--测定时的用液量,mL;M--试样的质量,g;m--试样干物质含量百分率,％；A--试样的吸光度;1.957--用10mm比色杯,当吸光度等于0.50时,每毫升茶汤中含茶多酚相当于1.957mg。如果符合重复性(5.2)的要求,则取两次测定的算术平均值作为结果。5.2重复性同一样品的两次测定值之差,每100g试样不得超过0.5g。
五、研究计划
作业期限： 2012 年 2 月 21 日至 2012 年 6 月 16日
2012.02.21-2012.02.26 资料整理以及购买茶多酚等原料
2012.03.01-2012.03.26 进行水溶剂萃取茶多酚实验
2012.04.04-2012.04.28 萃取方法的改进和研究
2012.05.06-2012.05.15 茶叶中茶多酚的测定
2012.05.16-2012.06.16 论文总结与补充
4. 研究创新点
四、 特色与创新
水提取法是以水为溶剂，采用水浴加热提取多次，合并提取液后用氯仿萃取,分出氯仿相后改用乙酸乙酯多次萃取，合并乙酸乙酯相并减压蒸馏浓缩近干, 将其干燥（真空、冷冻或喷雾干燥）后用去离子水重结晶即得产品。此法有机溶剂使用少，工艺简便，成本低，产品纯度高。利用测定出来的茶叶中茶多酚的含量于萃取中产品的得率对比从而有效改进萃取方法中不足之处。
