超声波萃取法从茶叶中提取茶多酚

茶多酚常用的提取方法
1.溶剂提取法 2.离子沉淀法 3.树脂吸附分离法 4.超临界流体萃取法 5.超声波萃取法
超声波萃取法

超声波辅助提取茶多酚，最佳条件为70oC,lOOW超声辐射 下Байду номын сангаас80％乙醇按料液比1：10提取20min。提取的茶多酚含 量较高，防止茶多酚被氧化，保持高品质。工艺过程为：


（4）提取级数对提取率的影响
在处理好的茶叶中加人80%的乙醇80 mL，在260 W 功率下 超声提取25 nim，抽滤得滤液，按上述方法反复提取5 次， 测吸光度由表2 可知：经过2 次浸提后，茶多酚已基本被 提出，茶多酚提取量随着提取次数的增加而增加，
超声波提取的正交试验设计
但次数过多，所消耗溶剂的量增大，综合考虑，选择提取2 次为宜。

提取工艺对比

离子沉淀法 优点在于：(1)产品纯度高；(2)减少了大量有机萃取剂的 使用，减少一定量的能耗；(3)工艺流程上来看，包含了 有机溶剂以及沉淀剂的回收利用，工艺简单易实现，沉淀 剂等辅料成本较低。 缺点在于：(1)金属离子的使用限制了茶多酚的应用范围， 某些残留在茶多酚中有毒金属离子含量较高，其产品不能 为医药行业所接受；(2)在生产过程中大量废渣的产生无 疑对环境造成巨大压力；(3)转溶过程中程序较为繁琐， 导致部分多酚被氧化，降低得率； (4)生产设备条件要求 苛刻，对生产装臵，辅助设备以及管路的耐腐蚀性有较高 的要求。
茶多酚的药理作用

2.1茶多酚的作用有助于延 缓衰老 茶多酚具有很强的抗氧化 性和生理活性，是人体自 由基的清除剂。1毫克茶多 酚清除对人机体有害的过 量自由基的效能相当于9微 克超氧化物歧化酶(SOD)， 大大高于其他同类物质。 茶多酚有阻断脂质过氧化 反应，清除活性酶的作用。 据日本奥田拓勇试验结果， 证实茶多酚的抗衰老效果 要比维生素E强18倍。
超声波萃取的原理

超声波萃取中药材的优越性，是基于超声波的特殊物理性 质。主要是主要通过压电换能器产生的快速机械振动波来 减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固--液 萃取分离。 （1）加速介质质点运动。 （2）空化作用。超声波在液 体介质中传播产生特殊的“空化效应”，“空化效应”不 断产生无数内部压力达到上千个大气压的微气穴并不断 “爆破”产生微观上的强大冲击波作用在中药材上，使其 中药材成分物质被“轰击”逸出，并使得药材基体被不断 剥蚀，其中不属于植物结构的药效成分不断被分离出来。 加速植物有效成份的浸出提取。 （3）超声波的振动匀化 使样品介质内各点受到的作用一致，使整个样品萃取更均 匀。
茶叶150g；酒石酸亚铁溶液 600ml；缓冲液1800ml；蒸馏水 450ml



提取液：30%~80%乙醇； 10%~60%丙酮各组自配。每种浓 度约150ml，（70%乙醇，40丙 酮约500ml）


超声波提取的正交试验设计

在单因素试验基础上，选取超声时间、超声功率、料液比、 提取级数为主要考察因素，以茶多酚吸光度为考察指标， 进行4 因素3 水平超声波提取。

超声波萃取特点

适用于中药材有效成份的萃取，是中药制药彻底改变传统 的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工艺。与水煮、醇沉工 艺相比，超声波萃取具有如下突出特点： （1）无需高温。在40℃－50℃水温F超声波强化萃取，无 水煮高温，不破坏中药材中某些具有热不稳定，易水解或 氧化特性的药效成份。（2）常压萃取，安全性好，操作 简单易行，维护保养方便。 （3）萃取效率高。超声波强 化萃取20～40分钟即可获最佳提取率（4）具有广谱性。 适用性广，绝大多数的中药材各类成份均可超声萃取。 （5）超声波萃取对溶剂和目标萃取物的性质（如极性） 关系不大。（6）减少能耗。由于超声萃取无需加热或加 热温度低，萃取时间短，因此大大降低能耗。（7）药材 原料处理量大，成倍或数倍提高，且杂质少，有效成分易 于分离、净化。

茶叶+乙醇—超声提取—过滤—蒸发浓缩—氯仿萃取—乙 酸乙酯萃取—蒸发回收酯—烘干的粗茶多酚--纯化
超声波萃取法优点

超声波提取茶多酚的工艺简单，尤其是结合溶剂法、沉淀 法和树脂吸附法用于提取制备，取得了较好的成效。该方 法具有提取温度低、减少浸提所需时间，提高浸提效果， 避免茶多酚在长时间高温下氧化的可能，回收率高、氧化 损耗小，节时、节能、提取率高等优点，同时避免了有毒 溶剂的使用，提取工艺成本低，综合经济效益显著，具有 良好的工业推广价值 。

茶多酚的药理作用

2.3茶多酚的作用有助于预 防和抗癌 茶多酚可以阻断亚硝酸铰 等多种致癌物质在体内合 成，并具有直接杀伤癌细 胞和提高机体免疫能力的 功效。茶叶中的茶多酚(主 要是儿茶素类化合物)，对 胃癌、肠癌等多种癌症的 预防和辅助治疗，均有稗 益。

2.4有助于预防和治疗辐射 伤害 茶多酚及其氧化产物具有 吸收放射性物质锶90和钴 60毒害的能力。 2.5有助于抑制和抵抗病毒 菌 茶多酚有较强的收敛作用， 对病原菌、病毒有明显的 抑制和杀灭作用，对消炎 止泻有明显效果。

2.2有助于抑制心血管疾病 人体的胆固醇、三酸甘油 脂等含量高，血管内壁脂 肪沉积，血管平滑肌细胞 增生后形成动脉粥样化斑 块等心血管疾病。茶多酚， 尤其是茶多酚中的儿茶素 ECG和EGC及其氧化产物茶 黄素等，有助于使这种斑 状增生受到抑制，使形成 血凝黏度增强的纤维蛋白 原降低，凝血变清，从而 抑制动脉粥样硬化。

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提取工艺对比

溶剂提取法 优点是：(1)容易实现工业化，整个操作工艺流程可以为 间歇或者连续生产且稳定可靠；(2)有机溶剂可以回收利 用。 缺点主要有：(1)得率较低，往往采用其他手段来提高其 得率；(2)较高温度的浸提条件使得产品在提取过程中易 氧化，产品纯度也比较低； (3)茶多酚中 咖啡碱的含量是一项很重要的指标，氯仿在工艺中用作咖 啡碱的脱除，氯仿等有毒的有机溶剂的使用影响到茶多酚 的质量和应用范围(如不能用于食品工业)，同时大量有毒、 易燃的有机溶剂对生产安全产生一定隐患；(4)萃取工艺 一般采用多级萃取操作，溶剂回收需要进行多级蒸馏，工 艺操作复杂，能耗大。
超声波提取的正交试验设计

（2）超声波提取时间对提取率的影响 往处理好的茶叶中分别加人80%的乙醇80 mL，在260 W功率下分别提取15、20、25、30、35、40 nim，测滤液 吸光度，提取初期，茶叶细胞内有效成分含量呈现过饱和 状态，浓度为提取温度下茶多酚的饱和浓度。随着提取的 进行，茶叶细胞内的茶多酚含量逐渐向非饱和状态过渡， 而提取介质中茶多酚含量却逐渐增大。在图中提取曲线后 期，茶叶细胞内茶多酚浓度与提取介质中茶多酚的浓度达 到动态平衡，此外，提取过程中茶多酚长时间处于高温下， 造成部分氧化。因此，提取率略有下降。

提取工艺对比

树脂吸附分离法 优点为：(1)选择茶多酚产物中一种或几种的儿茶素目标 性强，可以有选择地进行吸附分离目标儿茶素； (2)纯度 高，同时对咖啡碱的脱除率高；(3)产品的应用范围广； (4)树脂吸附一解吸过程一般都在比较温和的温度下进行， 避免了茶多酚的损失；(5)过程中避免了有毒有机溶剂的 使用并且容易回收，此方法是目前茶多酚清洁化生产的主 要研究趋势。 缺点为：(1)树脂再生的重复使用率限制了树脂吸附法生 产茶多酚的规模，因此往往只能适合小规模的生产；(2) 树脂的价格昂贵给生产成本造成了压力；(3)整个过程中 使用了大量的有机溶剂，脱附过程往往较繁琐。
茶多酚含量测定

用紫外分光光度法测定茶多酚的含量

测定波长的选择准确称取制备好的茶多酚标准样品0.1000 g，加蒸馏 水溶解后移人100mL 的容量瓶中，用水稀释至刻度，摇晃使其浓度均 一，取该溶液10.00 mL 置于100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度得 0.1000 mg/mL 的标准溶液。量取10.00 mL 的标准溶液于50 mL 容量 瓶中，用水稀释至刻度，在190～700 nm 波长范围内，用紫外可见分 光光度计扫描，可知其在274 nm 处有最大吸收峰，选取λ =274 nm 作为测定的波长。
超声波萃取法从茶叶中提取茶多 酚
一、背景

茶多酚（Tea Polyphenols）是茶叶中多酚类物质的总称， 包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。 其中以黄烷醇类物质（儿茶素）最为重要。 茶多酚又称 茶鞣或茶单宁，是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是 茶叶中有保健功能的主要成份之一。研究表明，茶多酚等 活性物质具解毒和抗辐射作用，能有效地阻止放射性物质 侵入骨髓，并可使锶90和钴60迅速排出体外，被健康及医 学界誉为“辐射克星”。
超声波提取的正交试验设计

（3）料液比对提取率的影响 在处理好的茶叶中分别加人80%的乙醇40、60、80、100、 120、140 mL，在260 W 功率下分别提取25 min，测滤液 吸光度，由图4 可知，随着乙醇水溶液体积用量的增加， 茶多酚吸光度先增加后减少，在保证一定提取率基础并从 经济技术角度考虑，溶剂用量越少越好. 这样可降低成本， 减少提取液体积，减轻后序工作，故选择加入80 mL 乙醇， 即料液比为1∶8为宜。

实验器材

试剂

超声波清洗机 2台 粉碎 机 1台 托盘天平3台 离心机（50ml离心管）1台 离心管（50ml，具盖）9个/组 超声波细胞粉碎机 1台 吸水纸3卷 置物篮2个 小烧杯（100ml） 9个 /组 量筒7个/组 漏斗（滤纸） 3个/组 25ml容量瓶 9个/组 吸量管 0.2ml 1个/组 5ml 2个/组 具塞试管20ml 19个/组 15*150试管 19个/组 滴管 2个/组 分光光度计（比色皿 5付

（1）超声波功率对提取率的影响
在处理好的茶叶中加人80%的乙醇80 mL，在不同超 声波功率100、160、260、360、460、560 W 下分别提取25 nim，测滤液吸光度，在不同的功率下茶多酚吸光度明显不 同，这主要是由超声波对不同物质的作用差异所致，在超 声波功率为260 W 时，茶多酚吸光度最高，浓度最大，亦 即提取率最高。

标准曲线的绘制分别量取0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL 浓 度为0.1000 mg/mL 的标准样液于6 只50 mL 容量瓶中，用水稀释至 刻度，以蒸馏水为参比，在波长274 nm 处测定吸光度，根据浓度与 吸光度绘制标准曲线，回归出曲线方程。
应用前景

1989年我国批准使用茶多酚作为抗氧化剂。茶多酚分子中 带有多个活性酚羟基(-OH)可终止人体中自由基链式反应, 清除超氧离子,类似SOD之功效,茶多酚对过氧化氢和超氧 阴离子自由基的消除率达98%以上,呈显著的量效关系,其 效果优于维生素E和C;茶多酚对细胞膜等有保护作用,对脂 质过氧化自由基的消除作用十分明显。茶多酚还有抑菌、 杀菌作用。能有效降低大肠对胆固醇的吸收,防治动脉粥 样硬化,是艾滋病毒(HIV)逆转酶的强抑制物,有增强机体 免疫能力、抗肿瘤、抗辐射作用,毒理学研究证实,茶多酚 安全、无毒,可以作为食品天然抗氧剂、化妆品和日用化 学品的优良添加剂,在医药上可以作为一些疾病患者的辅 助药品和保健药品的原料。目前,茶多酚的应用已遍及食 品、医药、精细化工等领域。
参考文献
1、梁斌，万福成．粗陈茶叶中茶多酚的提取与应用．农 技服务，2008

2、刘伟，蒲晓林．茶多酚的制备，牙膏工业，2008
3、陶阿丽，孙维矿，杨光，詹妮，张国升.茶多酚的提取 及应用研究进展．现代企业教育，2011

4、何晓梅，刘体云，魏梦洁，韦传宝．AI3+沉淀法制备 茶多酚工艺研究．安徽农业科学．2011
超声波提取的正交实验结果
按表1 的设计进行茶多酚的超声波提取正交试验，由表3 可知，4 个主要因素对茶多酚提取的影响顺序为D＞C＞A＞ B，即提取级数影响最大，其次为料液比，超声波提取时间 和超声波功率的影响较小。这说明在超声波法提取茶多酚 工艺中，该提取液和溶剂有利于提取，而超声波时间和超 声波功率则起辅助作用。最优的水平组合为A1B2C2D2，即 超声波功率260 W、超声波提取时间25 min、料液比1∶8、 提取级数2 次。