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四川边茶中茶多糖提取条件的优化研究
巩发永齐桂年李静
(四川农业大学信息与工程学院雅安625014）
（四川农业大学茶学系四川农业大学资源与环境学院)
摘要:运用四因素二次回归正交旋转组合设计方法研究了温度、时间、茶水比、pH值对四川边茶中茶多糖(TPS)提取率的影响，结合影响TPS生物活性的因素，确定了TPS较优提取范围。试验结果通过贡献率法计算表明，在试验范围内各因子对TPS提取率作用的大小依次为pH值>温度>茶水比>时间；数学回归模型通过降维分析可知在试验范围内温度和pH值处于较高水平时，TPS提取率有明显增加，并且二者的交互作用显著一致，时间和茶水比的水平变化对TPS提取率影响较小；频率分析得到TPS提取率>的优化条件：温度为74．06—8O．74qC，时间为69，56-79．58min，茶水比为38．49-42．59倍，pH值为7．411—8．284的范围内；所建立数学回归模型在试验范围内能较准确的预测TPS的提取率。
关键词：边茶、茶多糖、提取、优化
茶多糖(Tea-polysaccharides，简称TPS)是茶叶中具有特殊生物活性的一类与蛋白质结合在一起的酸性多糖或酸『生糖蛋白I¨药理研究表明，茶多糖具有显著的降血糖效果和免疫活性，使茶多糖可望成为预防治疗糖尿病及心血管疾病，增加免疫功能的天然药物目。近年来，大多数研究表明茶叶原料的老嫩程度对茶多糖含量的影响较大，且随粗老程度的递增，茶多糖的含量也增加131。而四川边茶主要是以粗老枝叶甚至修剪枝叶为加工原料，因此对四川边茶中茶多糖的研究有着重要的意义。浸提条件
对茶多糖的提取得率和生物潘眭有着直接的影响。本试验的目的主要是通过二次回归正交旋转组合设计的方法，研究影响四川边茶中TPS得率的关键因子温度、时间、茶水比、pH值，并结合影响TPS生物潘眭的限制条件，用数学方法对浸提条件进行优化筛选，为工业化提取茶多糖提供科学依据。
1材料和方法
1．1材料供试材料为康砖茶，由四川雅安茶厂提供。
1．2方法
1．2．1实验设计：TPS提取条件采用二次回归正交旋转组合设计方法，实验因子的水平及编码见表1。
1．2．2TPS提取与分离：2Og茶样—粉碎—水浸提—过滤—调pH值7．0左右—O℃下减压浓缩一3倍95％乙醇沉淀一离心一沉淀物用无水乙醇、丙酮、乙醚交替洗涤2次一7O℃抽真空干燥。
1．2．3分析方法：糖含量：蒽酮比色法；蛋白质含量：考马斯亮蓝G一250比色法。
1．2．4统计分析软件：DPSv3．01专业版。
2结果与分析
利用二次回归正交旋转组合设计方案，其试验组合及结果列于表2，建立TPS提取率回归方程
2．1四元二次回归方程的建立与检验
据表2结果，计算各项回归系数，以这些回归系数建立TPS提取率与温度、时间、茶水比、pH值四因子的数学回归模型：
其中x。、x、x，、x为温度、时间、茶水比、pH值的编码值，试验结果方差分析见表3。由方差分析可知：回归方程的失拟性检验Fl=O．312(I㈣。)=2．94)不显著，可以认为所选用的二次回归模型是适当的；回归方程的显著性检验F2=151．111(叫。=3．49)极显著，说明模型的预测值与实际值吻合非常
好，模型成立；对回归系数显著性检验，在0【：O．10显著水平剔除不显著项，得到优化后的方程为：
由图2-2可知，其他因素固定在零水平的条件下，升高浸提温度或增大茶水比都可增加提取率，并且二者有显著的一致作用。
由图2-3可知，其他因素固定在零水平的条件下，升高浸提温度或增大DH值都可增加提取率。在温度处于较低水平时，提取率随pH值的增大先略有降低后显著增加，在pH值处于较低水平时，提取率随温度的增大而缓慢增加，当温度或pH值处于较高水平时，提取率随pH值或温度的增大显著增加，此时二者有显著的一致作用。
图2-4说明，其他因素固定在零水平的条件下，延长浸提时间或增大茶水比都可增加提取率，并且二者有显著的一致作用。
图2-5说明，其他因素固定在零水平的条件下，在时间处于较低水平时，提取率随pH值的增大先略有降低后显著增加，当时间处于较高水平时，提取率随pH值增大开始增加缓慢，但是当pH值大于零水平后，提取率随pH值增大开始显著增加；无论pH值处于何水平，提取率随时间的延长而缓慢增加，也就是说一旦pH值固定，延长浸提时间对提取率增加意义不大，总的说来二者作用是一致的。
图2-6所表达的意思与图2—5基本一致，只不过时间水平换成了茶水比水平，但是可以看出对增加提取率的重要性来说茶水比的作用要大于时间作用。
2．5浸提条件的优化及验证
由于数学回归模型(1)不存在提取率函数的极大值，因此不能用边际分析方法求解最佳浸提条件，故可以用频率分析方法寻优。结合在酸性或碱性环境下浸提所得TPS生物活性明显降低，在一2
取优化后浸提条件的平均值方案，x1=1．37，X=0；7285，x3=1．054，x4=O．565即温度为77．4~C，时间为74．57rain，茶水比为4O．54倍，pH值为7．85组合方案对优化结果验证。其实测提取率Y=9．69％>8％，而理论值仁9．87％与实测值非常接近，同时也进一步验证了数学回归模型合适性。
此模型在试验范围内能较准确的预测TPS的提取率。
3．2在浸提温度10—90℃，浸提时间20—100mln，茶水比10—50倍，pH值4．0—10范围内对提取率作用的大小依次为pH值>温度>茶水比>时间。
3．3数学回归模型通过降维分析可知在试验范围内温度和pH值处于较高水平时，TPS提取率有明显增加，并且二者的交互作用显著一致，时间和茶水比的水平变化对TPS提取率影响较小。
3．4茶多糖提取条件较优(>8％)的范围：温度为74．06—80．74℃，时间为69．56—79．58min，茶水比为38．49—42．59倍，pH值为7．4l1—8．284。其中pH值范围偏碱性，这可能与TPS是一类酸陛多糖或酸性糖蛋白，在碱性溶液更易浸出有关。
参考文献
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