绿茶中提取没食子酸的工艺研究

绿茶中提取没⾷⼦酸的⼯艺研究
绿茶中没⾷⼦酸的提取⼯艺研究
摘要：采⽤离⼦萃取分离技术从绿茶中提取没⾷⼦酸，研究了影响没⾷⼦酸提取率的因素，在单因素实验的基础上，通过正交实验优化了⼯艺。

结果表明，最佳提取⼯艺为：NaHCO3浓度0.15%，浸提温度75℃，料液⽐1:80，浸提时间50min，在此条件下，没⾷⼦酸的提取率可达8.636%。

关键词：绿茶; 提取; 没⾷⼦酸
Study on extraction technology of Gallic Acid from green tea
Abstract: Gallic Acid was extracted from green tea through ionize extraction separation, and the extraction processes were optimized through orthogonal tests based on single tests. The factors of influence extraction rate of Gallic Acid were studied. The results showed that the optimum conditions were as follows: the concentration of NaHCO3 0.15% ,the extracting temperature 75℃, the ratio of green tea and extracting solvent 1:80 and the extracting time 50min. The extraction rate can up to 8.636%.
Keywords: Green tea; Extracted; Gallic acid
前⾔
没⾷⼦酸(Gallic acid),⼜名五倍⼦酸或棓酸，化学名称为3,4,5-三羟基苯甲酸，针状结晶，是⼀种有机酸，没⾷⼦酸易溶于热⽔、⼄醚、⼄醇、丙酮和⽢油中，难溶于冷⽔，不溶于苯和氯仿，毒性为中，没⾷⼦酸常见于五倍⼦，漆树，茶叶，柿⼦等植物中，在医学上具有抗衰⽼，抗菌抗病毒，抗肿瘤的作⽤[1]，⼯业上可⽤作防腐剂，也可制备媒介染料和防爆剂等，在⾷品和有机合成⽅⾯也有⼴泛应⽤。

⽬前没⾷⼦酸常见的提取⽅法有碱⽔解法，酸⽔解法，发酵法，酶法，离⼦萃取法等。

采⽤离⼦萃取分离技术提取茶叶中的没⾷⼦酸具有操作简单，成本低，设备要求不⾼等特点。

本⽂探讨了绿茶中没⾷⼦酸的提取⼯艺研究，旨在为绿茶及没⾷⼦酸的开发利⽤提供理论参考依据。

1 材料、试剂及仪器
1.1材料与试剂
绿茶（产⾃汉中，50℃烘⼲后粉碎，过80⽬筛，备⽤）；没⾷⼦酸标准品（天津市光复精细化⼯研究所）；碳酸氢钠，⼄酸⼄酯均为分析纯。

1.2 仪器
Cary 50 紫外-可见分光光度计（美国⽡⾥安公司）；DGG-9140B 型电热恒温⿎风⼲燥箱（森信实验仪器有限公司）；
FW117中草药粉碎机(天津泰斯特仪器有限公司)；SHZ-D(Ⅲ)循环式真空泵（巩义市予华仪器有限责任公司）；GR-200 电⼦天平（⽇本AND）。

2 实验⽅法
2.1⼯艺流程
绿茶→烘⼲→粉碎→过筛(80⽬) →准确称取 1.000g移⼊锥形瓶→加⼊沸⽔→⽔浴锅(75℃)浸提→减压抽滤→滤液转移到100mL 容量瓶中→加⼊0.15%(质量分数)NaHCO3→蒸馏⽔定容→⼄酸⼄酯萃取→取1mL萃取液转移到50mL容量瓶中→蒸馏⽔定容→以蒸馏⽔为参⽐液测吸光度。

2.2提取液的制备
准确称取⼲茶粉1.0000g放⼊250mL锥形瓶中，加⼊蒸馏⽔80mL，将其放⼊75℃⽔浴锅，浸提60min，中途搅拌⼏次，将浸提液减压抽滤，将滤液移⾄100mL容量瓶中，加⼊
10mL0.15% NaHCO3，待冷却后⽤蒸馏⽔定容⾄刻度，将其吸取10mL⾄250mL分液漏⽃，加⼊等体积的⼄酸⼄酯萃取，将萃取⽔相(下层)分离⾄50mL烧杯中，吸取1mL⾄50mL容量瓶中⽤蒸馏⽔定容⾄刻度，备⽤测没⾷⼦酸含量。

2.3最⼤吸收波长的确定及对提取物的检验
⽤蒸馏⽔溶解没⾷⼦酸标准品并稀释的溶液和茶叶提取液，以蒸馏⽔为参⽐液，⽤紫外-可见分光光度计在(200~500)nm波长范围内进⾏扫描。

图1 标准品溶液紫外扫描图图2 提取液紫外扫描图由图1(标准品溶液)和图2(提取液)可知，在260nm附近紫外吸收波峰基本⼀致，从⽽可确定所提物质为没⾷⼦酸。

2.4标准曲线的绘制
准确称取没⾷⼦酸标准品0.5000g于500mL容量瓶中，⽤蒸馏⽔定容配制成浓度为1mg/mL的母液，分别吸取3mL、4mL、
5mL、6mL、7mL、8mL、9mL、10mL到500mL 容量瓶中⽤蒸馏⽔定容⾄刻度，配制成浓度为0.006mg/mL、0.008mg/mL、0.010mg/mL、0.012mg/mL、0.014mg/mL、0.016mg/mL、0.018mg/mL、0.020mg/mL的标准液。

⽤紫外-可见分光光度计在262.0nm波长下测定标准溶液的吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制没⾷⼦酸标准曲线，如图3，回归⽅程
Y=43.677X-0.0024，相关系数R2=0.9990，说明在0.006mg/mL～0.020mg/mL浓度范围内，线性关系良好。

图3没⾷⼦酸标准曲线
2.5提取液中没⾷⼦酸含量测定
将2.4测得吸光度代⼊下式，计算没⾷⼦酸提取率：
没⾷⼦酸提取率(%)
()
0.0024100
=100%
43.6771000
A Q
m
+??
，A为吸光度，m为⼲茶粉质量(g)，Q 为稀释倍数(Q=50)。

3结果与讨论
3.1单因素试验
3.1.1时间对没⾷⼦酸提取率的影响
在料液⽐为1:80，温度为75℃，NaHCO3浓度为0.15%的条件下，仅改变时间，测吸光度，计算提取率，结果见表1。

表1时间对没⾷⼦酸提取率的影响
时间/min 20 30 40 50 60
提取率/% 7.420 7.706 7.760 8.527 8.142 由表1可知，没⾷⼦酸的提取率随时间的增长出现先升⾼后降低的趋势，没⾷⼦酸的提取量升⾼是因为茶叶中单宁被⽔解的程度增⼤，降低可能是茶叶中的没⾷⼦酸已经基本提取完全，时间的增加使得其他杂质提取出来，导致提取试剂对没⾷⼦酸溶解度下降[2]。

因此选择50min为较佳的提取时间。

3.1.2料液⽐对没⾷⼦酸提取率的影响
在温度为75℃，NaHCO3浓度为0.15%的条件下，时间为60min条件下，仅改变料液⽐，测吸光度，计算提取率，结果见表2。

表2料液⽐对没⾷⼦酸提取率的影响
料液⽐1:40 1:50 1:60 1:70 1:80
提取率/%7.103 7.525 7.650 7.942 8.126 由表2可知，没⾷⼦酸的提取率随料液⽐的增⼤⽽呈现逐渐上升的趋势，这是因为当
料液⽐达到1:80时，有⾜够溶剂使得单宁⼏乎完全溶解，再增加溶剂，没⾷⼦酸的提取率也不会有较⼤增长，因此，料液⽐应选择1:80。

3.1.3温度对没⾷⼦酸提取率的影响
在料液⽐为1:80，NaHCO3浓度为0.15%，时间为60min条件下，仅改变温度，测吸光度，计算提取率，结果见表3。

表3温度对没⾷⼦酸提取率的影响
温度/℃30 45 60 75 90
提取率/% 7.728 7.996 9.015 9.246 9.337 由表3可知，随着温度的升⾼，⼀定范围内没⾷⼦酸的提取率也呈现出增⾼的趋势，原因是分⼦运动速度加快，没⾷⼦酸的渗透、溶解、扩散速度也加快，从⽽加快了绿茶中没⾷⼦酸的溶出[3]，但温度达到90℃时，没⾷⼦酸的提取率已⽆明显升⾼，考虑到经济与操作性，温度应选择75℃。

3.1.4NaHCO3浓度对没⾷⼦酸提取率的影响
在料液⽐为1:80，温度为75℃，时间为60min条件下，仅改变NaHCO3浓度，测吸光度，计算提取率，结果见表4。

表4 NaHCO3浓度对没⾷⼦酸提取率的影响
NaHCO3浓度% 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
提取率/% 6.004 6.831 8.779 7.529 6.576 由表4可知，随着NaHCO3浓度的增⼤，没⾷⼦酸的提取率先升⾼后降低，浓度达0.15%时提取率最⼤。

因为随着NaHCO3浓度的增⼤，提取液的碱性逐渐增强，没⾷⼦酸中羟基所解离出来的H+和OH-易形成离⼦化合物，促使分⼦极性增强，⽔溶性增⼤，没⾷⼦酸⼏乎完全溶解于⽔中，当浓度过⾼时，pH 过⼤，没⾷⼦酸会发⽣降解反应，导致提取率降低。

所以应选择NaHCO3浓度为0.15%。

3.2提取⼯艺的优化
3.2.1正交试验的设计及结果
在单因素基础上，对浸提时间、料液⽐、温度、NaHCO3浓度四个影响因素进⾏L9(34)
正交试验，进⼀步优化提取⼯艺条件。

正交试验结果见表5，⽅差分析见表7。

表6正交试验结果分析表
实验
A B C D
没⾷⼦酸
提取率
(%) 时间
(min)
料液⽐
(g/mL)
温度
(℃)
NaHCO3浓
度
(%)
1 1(40) 1(1:60) 1(60) 1(0.10) 7.994
2 1 2(1:70) 2(75) 2(0.15) 8.258
3 1 3(1:80) 3(90) 3(0.20) 7.853
4 2(50) 1 2 3 8.221
5 2 2 3 1 8.152
6 2 3 1 2 8.29
7 3(60) 1 3 2 8.098
8 3 2 1 3 7.908
9 3 3 2 1 8.297
K18.035 8.104 8.064 8.148
K28.221 8.106 8.259 8.215
K38.101 8.147 8.034 7.994
R 0.186 0.043 0.225 0.221
表6正交结果极差分析表明，没⾷⼦酸提取率影响因素顺序为：温度>NaHCO3浓度>时间>料液⽐。

提取最优组合为
A2B3C2D2，即浸提时间50min，料液⽐1:80g/mL，浸提温度为75℃，NaHCO3浓度为0.15%，在此条件下进⾏三组平⾏实验，平均提取率为8.636%。

3.2.2正交试验结果⽅差分析
对表6进⾏⽅差分析，结果如表7所⽰。

因素偏差平⽅和⾃由度F⽐显著性
时间min 0.053 2 17.667
料液⽐0.003 2 1.000
温度℃0.089 2 29.667 *
浓度% 0.077 2 25.667 *
误差0.00 2
由表7可知，浸提温度和NaHCO3浓度对实验结果有显著影响，料液⽐为不显著影响因素，因此，在⽤离⼦萃取发提取绿茶中的没⾷⼦酸时，应严格控制浸提温度和NaHCO3浓度，从⽽提⾼提取率。

4结论
1)本实验测得的没⾷⼦酸含量较⾼，可能是因为实验过程中酯型⼉茶素表没⾷⼦⼉茶素没⾷⼦酸酯剧烈的减少，转化成没⾷⼦酸，同时单宁物质被微⽣物分泌的单宁酶降解[4]，导致没⾷⼦酸含量显著增⾼。

2)通过正交试验，对没⾷⼦酸提取率影响的顺序是：温度>NaHCO3浓度>时间>料液⽐，并确⽴了最佳提取⼯艺：NaHCO3浓度为0.15%，浸提温度75℃，料液⽐1:80，浸提时间为50min，在此条件下，没⾷⼦酸的提取率可达8.636%。

3）离⼦萃取法提取绿茶中的没⾷⼦酸，以蒸馏⽔作为提取溶剂，具有成本低，操作简单，提取物品质优等特点，有很⼤的市场发展潜⼒。

参考⽂献
[1] 王丽萍.五倍⼦酸抗肿瘤作⽤实验研究[D].长春:吉林⼤学,2006.
[2] 邱亮,于华忠,刘建兰等.茶条槭叶没⾷⼦酸的提取⼯艺优化及其稳定性研究[J].湖南农业
科学,2012,(09):85-88.
[3] 李婷,栗波,刘军海.绿茶中没⾷⼦酸提取⼯艺的研究[J].江西⾷品⼯业,2010,(4)28-30.
[4] 吴警,刘春莹,郭久宁等.绿茶和发酵茶的茶多酚组成⽐较[J].安徽农业科
学,2011,39(9):5345.。