郭齐 赵宏吉 白晓波 董艳萍(绥化学院 食品与制药工程学院，黑龙江 绥化 152001)

0 引言

脂溶性茶绿色素中含有叶绿素，以及多种生物活性类物质，如茶多酚、氨基酸等物质，具有抑制细胞突变、防辐射等功能[1]。脂溶性茶绿色素中存在多种盐类有助于平衡人体血糖血脂并且具有抗癌和抗病毒性能[2]。

我国是茶叶产量大国，截至2018年，红茶的年产量已经超过26万吨[3-4]，每年将产生大量废弃茶叶。若能将废弃红茶加以利用，不但为开发利用其他茶种和脂溶性茶绿色素的生产提供了资源支撑，也提高了红茶本身的价值。

早在二十世纪六十年代初，色素的提取方法不断涌现。如溶剂提取法[5]、碱液法[6]、微波萃取法[7-8]、超临界CO2萃取法[9]等。其中溶剂萃取法由于提取效果较好，安全性高、使用成本低等优点，应用最为广泛[10]。本文采用溶剂提取法提取废弃红茶中脂溶性茶绿色素，并对提取工艺进行研究。

1 实验部分

1.1 实验试剂与仪器

试剂：废弃红茶为市售、无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、无水乙醚均为分析纯、脂溶性茶绿色素标准品为食品级。

仪器：FW 100型高速万能粉碎机、752型紫外-可见分光光度计、SHB-III型循环水式多用真空泵、HH-6型数显恒温水浴锅、320XT型普利塞斯XS系列电子天平。

1.2 实验方法

称取适量脂溶性茶绿色素标准品分别配置不同浓度的脂溶性茶绿色素标准液，测量不同浓度下标准溶液的吸光度值，以试样的浓度和吸光度值为坐标建立坐标系，绘制出标准曲线，得到标准方程[11]。

选取适量废弃茶叶烘干粉碎，称取适量溶剂溶解，经水浴加热后抽滤提取滤液，采用紫外分光光度计测量吸光度。

2 结果与分析

2.1 提取溶剂种类对脂溶性茶绿色素提取率的影响

四种溶剂对脂溶性茶绿色素的提取率结果如图1所示，无水乙醇提取效果明显优于其他溶剂。由于脂溶性茶绿色素的极性与无水乙醇的极性最为接近，所以无水乙醇对脂溶性茶绿色素提取量更高。所以选用无水乙醇作为提取溶剂。

2.2 提取温度对脂溶性茶绿色素提取率的影响

由图2可以看出，脂溶性茶绿色素的提取率在40℃到50℃之间不断增高。由于温度升高使得脂溶性茶绿色素的极性发生改变，所以提取率增高。当温度过高时，脂溶性茶绿色素易发生分解，所以提取率呈现下降趋势。所以脂溶性茶绿色素的最佳提取温度为50℃。

图1 溶剂对脂溶性茶绿色素的提取率结果

图2 温度对脂溶性茶绿色素提取率的影响

2.3 提取时间对脂溶性茶绿色素提取的影响

由图3可以看出，脂溶性茶绿色素的提取率在10min到30min间不断变高，当到达30min时提取率不再增长。当提取时间超过40min，脂溶性茶绿色素提取率开始不断下降，由于脂溶性茶绿色素对温度敏感，提取时间过长，导致脂溶性茶绿色素发生了分解。故当提取时间为30min时脂溶性茶绿色素的提取效果最好。

2.4 提取液料比对脂溶性茶绿色素提取的影响

由图4可以看出，随着无水乙醇与滤液比例的增大，脂溶性茶绿色素的提取率也逐渐增大，并且在液料比为12.5∶1时达到最大值。这是因为随着无水乙醇和茶叶比例的增大，无水乙醇渗透到茶叶中的效果越好[4]。当液料比大于12.5∶1时，脂溶性茶绿色素的提取率开始下降。由于茶叶中脂溶性茶绿色素的含量是一定的，乙醇溶液逐渐增多，导致提取溶剂中脂溶性茶绿色素的浓度逐渐变低，其提取率逐渐下降。因此可以确定提取脂溶性茶绿色素的最佳液料比为12.5∶1。

图3 提取时间对脂溶性茶绿色素提取的影响

图4 提取液料比对脂溶性茶绿色素提取的影响

3 正交试验结果与分析

根据单因素试验结果，以提取率作为衡量标准，对提取温度(A)、提取时间(B)、提取液料比(C)三个单一因素进行考察，设计L9(33)正交试验方案。正交试验水平表见表1。

表1 正交试验水平表

对表2进行直观分析，其中第5组试验提取效果最佳，此时废弃红茶茶叶中脂溶性茶绿色素提取率为12.5%，但这一方案是否为最佳方案还需进一步探究。对表2中的数据进行极差分析处理：Rc＞Ra＞Rb，K3c＞K3b＞K3a，K2a＞K1a＞K3a，K2b＞K1b=K3b，得到：能够对脂溶性茶绿色素提取效果产生影响的各单一因素中，影响最明显的是提取液料比，影响最小的是提取时间；最佳提取条件是A2B2C3，即：择无水乙醇体积与废弃红茶的比例为15∶1(mL∶g)，提取温度50℃，提取时间30min的提取效果最好。

在最佳提取条件下进行三次试验，验证提取效果的合理性，试验结果见表3。

表2 分析结果

表3 试验结果

4 结论

(1)根据单因素试验和正交试验的结果，确定了提取温度、提取时间和提取液料比三个单因素的最佳组合，即：无水乙醇与废气红茶的比例为15∶1(mL∶g)，提取温度50℃，提取时间30min条件下，脂溶性茶绿色素的提取效果较好，提取率可达12.57%。在对脂溶性茶绿色素提取效果产生影响的各个单因素中，提取液料比影响最为明显，提取温度次之，提取时间影响效果较弱。

(2)通过单因素试验结果，验证了脂溶性茶绿色素提取效果与提取溶剂的极性有关，且无水乙醇在四种溶剂中对脂溶性茶绿色素提取效果最好；验证了脂溶性茶绿色素在高温下具有易分解的特性。