离子沉淀法提取茶多酚

实验名称：茶多酚的提取工艺试验

实验目的及要求：

1.了解茶多酚的性质和用途。

2.了解植物天然产物的常规提取及精制方法。

3.通过本实验的具体操作，掌握并熟悉茶多酚的提取与精制的方法及其操作原理和步骤。

4.掌握提取精制过程中茶多酚的分析检测方法。

实验原理：

茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，含量约占茶叶干重量的20％－30％。茶多酚可以消除超氧阴离子和过氧化氢自由基，同时具有抑菌、杀菌，有效降低大肠对胆固醇的吸收，增强机体免疫能力等功能。目前，茶多酚被广泛的用作食品、饮料、药品和化妆品的天然添加成分。

（离子沉淀法）茶多酚易溶于热水，与一些金属离子形成络合物，并在一定pH值下溶解度很低。形成的金属离子络合物溶于酸溶液后，茶多酚再次转变成游离状态，再用对茶多酚有更好选择性的溶剂进行萃取、浓缩和干燥，即可得到茶多酚的纯品。

实验仪器介绍及基本操作：

电动搅拌器、离心机、pH试纸、真空干燥箱、抽虑瓶、旋转蒸发仪、真空泵、天平、紫外分光光度计、容量瓶、烧杯、量筒等。实验试剂及材料：

氯化钠、碳酸氢钠、柠檬酸、硫酸铝、盐酸、亚硫酸氢钠、乙酸乙酯、维生素C（抗坏血酸）、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、硫酸、绿茶等

实验内容及步骤：

1．浸提

称取一定重量过20目的茶叶末，加入其重量15-25倍的60℃-80℃的热水，搅拌下恒温浸提20min-30min,过滤得到茶叶浸提液。即：以料液比:1/15、1/20、1/25，提取温度:60℃、70℃、80℃，提取时间:20min、25min、30min为3因子3水平进行正交实验，然后对实验结果进行极差分析，选出最优组合，做验证性实验，如若符合最佳结果，进行下面的实验

测浸提液体积，并取样分析浸提液中茶多酚的含量，计算浸提液中茶多酚的总量、茶多酚的浸提率。

2．盐析

加氯化钠于茶叶浸提液中，质量分数为2-6％，静置0.5-1.5h 后过滤（可用抽滤或者离心的方式）。

3．沉淀

在上述滤液中加入茶叶重量2%-5%的亚硫酸氢钠，然后加入茶叶重量15%-25%的硫酸铝饱和溶液，加热至上述最优组合温度，用10%-20%的碳酸氢钠溶液在快速搅拌下调节pH至5-6，此时有大量沉淀析出，沉淀自然沉降一段时间后过滤，最后用等体积最有温度热水洗涤沉淀三次。

4．酸溶

将沉淀在快速搅拌下放入到茶叶重量1-3倍的pH=2.5-4.5的盐酸水溶液溶解沉淀，控制酸转溶液的pH=2.5-4.5，酸转时间10min-50min,少量胶状沉淀经离心分离出去。即：

以酸浓度：pH=2.5，pH=3.5，pH=4.5，料酸比：1:1,1:2,1:3，酸转时间：10min,30min,50min为3因子3水平进行正交实验，在最优条件下测酸转溶液体积然后对实验结果进行极差分析，选出最优组合。

测酸转溶液体积并取样分析计算酸转溶液中茶多酚的含量和总量，计算茶多酚经过盐析、沉淀及酸溶后的回收率。

5．萃取

加入茶叶重量2％－5％的NaHSO3至酸转溶液中，然后用体积0.3-1.5倍的乙酸乙酯萃取1－5次，每次萃取时间2-10min，合并萃取液。

测萃余相体积，并取样分析计算萃余相中茶多酚的总量，计算茶多酚的萃取率。

6．洗涤

加入茶叶重量1-3％的维生素C至萃取液体积0.4倍的水中，用柠檬酸调节水溶液的pH=2.5-3.0，等分成2份对乙酸乙酯萃取液洗涤两次。

7．蒸发浓缩

将洗涤后的乙酸乙酯相在50～70℃下真空蒸发回收乙酸乙酯，待浓缩成膏状物时，加入膏状物2倍体积的无水乙醇洗涤挂在壁上的物料，继续浓缩成稠的膏状物。

计算其中茶多酚的含量。

提取过程中茶多酚的分析测定方法（定量）

准确吸取待测溶液1ml，将其稀释1～25倍（稀释成15倍），再从稀释液中准确吸取1ml，注入25ml的容量瓶中，加水4ml和酒石酸亚铁溶液5ml，充分混合，再加pH=7.5的磷酸盐缓冲溶液至刻度，用1cm比色杯，在波长540nm处，以试剂空白液作参比，测定吸光度。计算公式：茶多酚（g/ml）=1.957AX/500

A:吸光度 X:稀释倍数。

1）酒石酸亚铁溶液

1g硫酸亚铁和5g酒石酸钾钠用水溶解并定容至至1L，放置过夜后使用。

2）pH=7.5的磷酸二氢钾缓冲液

A液：称取磷酸氢二纳23.877g,溶解并定容至至1L；

B液：称取经110度烘干2h的磷酸二氢钾9.078g，加水溶解并定容至至1L

A液85ml和B液15ml混匀即可。

计算项目：

1)浸提液中茶多酚的总量及茶多酚的浸提率计算

浸提液中茶多酚的总量（g）=浸提液中茶多酚的含量（g/ml）×浸提液体积（ml）

茶多酚的浸提率=[浸提液中茶多酚的总量（g）／原料茶叶末中茶多酚的总量（g）]×100%

2)经过盐析、沉淀及酸溶后茶多酚的总量和回收率计算

酸转溶液中茶多酚的总量（g）=酸转溶液中茶多酚的含量（g/ml）×酸转溶液的体积（ml）

酸转溶液中茶多酚的回收率=[酸转溶液中茶多酚的总量（g）/浸提液中茶多酚的总量（g）]×100%

3)萃余相中茶多酚的总量和茶多酚的萃取率计算

萃余相中茶多酚的总量（g）=萃余相中茶多酚的含量（g/ml）×萃余相溶液的体积（ml）

茶多酚的萃取率=100%×[酸转溶液中茶多酚的总量（g）-萃余相中茶多酚的总量（g）] /酸转溶液中茶多酚的总量（g）

4）茶多酚的最终得率计算

100%×[酸转溶液中茶多酚的总量（g）-萃余相中茶多酚的总量（g）]/原料茶叶的重量

实验要点及难点：

1. 通过本实验的具体操作，掌握并熟悉茶多酚的提取与精制的方法及其操作原理和步骤。

2. 掌握提取精制过程中茶多酚的分析检测方法。

实验注意事项：

1.茶多酚易氧化，分离过程中注意避免高温，过酸或过碱并尽量缩短提取时间。

2.沉淀完全后应尽快抽提滤出沉淀，酸溶过程一定要充分，控制好溶液pH。

思考题：

通过对本工艺的实验结果进行分析，讨论分析哪些因素影响茶多酚产品的产率？怎样影响的？应如何控制？

实验参考资料：

宋航.制药工程专业实验. 北京：化学工业出版社.2005：149-156