安吉白茶多糖的微波輔助提取及其抗氧化活性＊

于淑池,周俊波,彭忠,丁純,王夢婕,林靜

(湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,浙江湖州,313000)

安吉白茶多糖的微波輔助提取及其抗氧化活性＊

于淑池,周俊波,彭忠,丁純,王夢婕,林靜

(湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,浙江湖州,313000)

采用微波輔助法從安吉白茶中提取多糖,用硫酸-苯酚法顯色,在540 nm處運(yùn)用分光光度計測其吸光度值,計算多糖提取率;考察微波功率,浸提溫度,微波處理時間,浸提時間對多糖提取率的影響,并以正交試驗設(shè)計優(yōu)化工藝條件,結(jié)果表明:影響安吉白茶多糖提取率因素的主次關(guān)系是:微波功率>微波處理時間>浸提溫度>浸提時間。正交試驗最佳條件:微波功率240 W、微波時間4 min、浸提溫度65℃、浸提時間3 h,此條件下的白茶多糖得率為16.23%。安吉白茶多糖能夠明顯的在體外抑制人血紅細(xì)胞自氧化和H2O2所致紅細(xì)胞氧化溶血作用,隨著茶多糖濃度的增加抑制紅細(xì)胞的自氧化溶血作用也逐漸增強(qiáng)。當(dāng)茶多糖濃度為7 mg/mL,其溶血度為13.691%與相同濃度的Vc溶液相當(dāng),當(dāng)濃度<7 mg/mL時,茶多糖對紅細(xì)胞溶血的抑制作用比相同濃度下Vc作用弱。7 mg/mL的茶多糖對H2O2對所致紅細(xì)胞的溶血度為22.781%與3 mg/mL的Vc溶液作用相當(dāng),相同濃度下的茶多糖抗氧化活性比Vc溶液弱。

安吉白茶,提取,微波法,茶多糖,正交試驗,抗氧化活性

安吉白茶是浙江省名茶之一。從單株發(fā)展到面積6000 hm2,年產(chǎn)量達(dá)到675 t,產(chǎn)值6.75億元。茶葉資源十分豐富。每年在生產(chǎn)大量高、中檔茶的同時,產(chǎn)生大量的低檔茶、粗老茶等副產(chǎn)物。利用好這些茶資源,將具有很高的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。近年來的研究發(fā)現(xiàn),茶多糖(tea polysaccharide,TPs)是茶葉中繼茶多酚之后發(fā)現(xiàn)的又一種重要的生理活性物質(zhì),茶多糖具有降血糖、降血脂、抗凝血、抗血栓、降血壓、耐缺氧、增加冠狀動脈血流量、防輻射、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗炎、抗癌等多種功效[1-6]。茶多糖可望成為預(yù)防治療糖尿病及心血管疾病,增加免疫功能的天然藥物。微波提取技術(shù)是近年來新發(fā)展的一種方法,具有快速、高效、安全和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),被應(yīng)用于多種植物成分的提取。植物多糖一般采取熱水回流提取或浸提,需要長時間和較多的能耗。本文研究了微波輔助提取安吉白茶多糖的工藝,通過正交設(shè)計實(shí)驗對主要工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,采用紅細(xì)胞自氧化溶血、雙氧水誘導(dǎo)紅細(xì)胞氧化溶血實(shí)驗來研究茶多糖的抗氧化活性。

1 材料與方法

1.1 材料

安吉白茶:購自安吉縣溪龍鄉(xiāng),將安吉白茶在55℃烘箱干燥3 h,用粉碎機(jī)將干燥后的安吉白茶粉碎后過60目篩,得到安吉白茶細(xì)粉末。

1.2 試劑

三氯甲烷、正丁醇、葡萄糖、濃H2SO4、H2O2、VC、檸檬酸鈉、Na2HPO4、NaH2PO4無水乙醇、三氯乙酸、丙酮、乙醚等均為分析純。

1.3 儀器

TU-1810紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司),微波爐(美的),HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋(國華電器有限公司),101A-3型電熱鼓風(fēng)干燥箱,800-B型臺式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠),電子天平,固體樣品粉碎機(jī)(金壇市榮華儀器制造有限公司),SHZ-D循環(huán)水式真空泵(鞏義市英峪予華儀器廠),RE-52旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海安亭電子儀器廠)。

1.4 實(shí)驗方法

1.4.1 安吉白茶多糖提取工藝流程

安吉白茶→研磨→過60目篩→熱水浸提→微波輔助提取→離心取上清液→Sevage法除蛋白→離心取下層澄清液→濃縮→加乙醇沉淀12 h→離心取沉淀→乙醇洗滌→定容顯色→測吸光值→計算多糖提取率

式中:c為茶多糖濃度(mg/mL);V為茶多糖提取液的體積(mL);m為安吉白茶粉末質(zhì)量(mg)。

1.4.2 多糖含量測定

本實(shí)驗采用苯酚-硫酸比色法測定總糖含量[7-9],葡萄糖溶液為標(biāo)準(zhǔn),以葡萄糖濃度(g/L)為橫坐標(biāo),以吸光度值為縱坐標(biāo),得回歸方程:y=0.143x+0.0225,擬合度 R2=0.9726。

1.4.3 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上,選取微波功率、浸提溫度、微波時間、浸提時間為正交試驗的影響因素,以安吉白茶多糖提取量為指標(biāo)進(jìn)行正交試驗,選用標(biāo)準(zhǔn)L9(34)正交試驗表進(jìn)行試驗方案設(shè)計,其因素與水平設(shè)計見表 1。

表1 正交試驗因素水平設(shè)計

1.4.4 安吉白茶多糖對紅細(xì)胞自氧化及 H2O2所致紅細(xì)胞氧化溶血的影響

試驗按著王德潔等[10]的方法進(jìn)行。其中紅細(xì)胞自氧化溶血度計算參照文獻(xiàn)[10]。

式中:A,測試管吸光度值;A0,對照管吸光度值。

1.4.5 統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用 SPSS17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,數(shù)據(jù)用平均值 ±標(biāo)準(zhǔn)誤表示(X±SE),P<0.05為有顯著性差異,應(yīng)用 Origin 7.5軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行做圖。實(shí)驗組與對照組進(jìn)行 T檢驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交試驗結(jié)果

以微波功率、浸提溫度、微波作用時間、浸提時間為正交試驗的影響因素進(jìn)行正交試驗及數(shù)據(jù)處理如下表:

表2 L9(34)正交試驗及極差分析

續(xù)表2

由極差分析得出影響效果為:A>B>C>D,進(jìn)一步根據(jù)各水平的均值比較,確定微波輔助提取安吉白茶中茶多糖的最佳工藝參數(shù)為 A3B1C3D3,即微波功率 240 W、微波時間4min、浸提溫度 85℃、浸提時間4 h。

表3 正交試驗的方差分析結(jié)果

由方差分析法可知,A微波功率和B微波時間對得率的影響最大,C浸提溫度其次,D浸提時間相對最小,且由配對比較得知:C3(85℃)和 C1(65℃)無顯著差異(P>0.05)、D3(4 h)和 D2(3 h)無顯著差異(P>0.05)。因為茶多糖熱穩(wěn)定較差,故選擇浸提溫度 C1(65℃)水平,從省時節(jié)能方面考慮,選擇浸提時間 D2(3 h)水平,綜合以上 2種分析結(jié)果,可得微波輔助提取安吉白茶多糖的最佳工藝為:微波功率240 W、微波時間4min、浸提溫度 65℃、浸提時間3h。

此得率比孫慕芳[12]等的微波輔助提取信陽毛尖茶多糖得率 14.241%、安衛(wèi)征[13]等的超聲波提取普洱茶多糖得率 6.51%,楊泱等[14]的超聲波提取普洱茶多糖得率 3.784%和盧金珍[15]等是水法提取得率2.39%都有了很大的提高,表明微波的輔助大大提高了白茶多糖的提取量,提高了原材料的利用率。與傳統(tǒng)多糖提取技術(shù)相比,微波輔助提取技術(shù)可以大大縮短提取時間,具有節(jié)能、提取效率高等優(yōu)點(diǎn),為提取安吉白茶多糖的開發(fā)提供了可靠的實(shí)驗依據(jù)。

2.2 驗證試驗

在最佳工藝條件下進(jìn)行提取多糖的驗證實(shí)驗,重復(fù)2次,得率分別為16.12%、16.34%,則平均得率為16.23%。

2.3 安吉白茶多糖對紅細(xì)胞溶血的抑制作用

對照組與試驗組經(jīng)37℃水浴24 h后,出現(xiàn)明顯的溶血現(xiàn)象,1500 r/min離心10 min,于540 nm處測定各組吸光值,以對照組為100%溶血,計算溶血度。結(jié)果見表4,圖1。

表4 茶多糖對紅細(xì)胞溶血度的影響

由表4可知,不同濃度的茶多糖溶液均可抑制紅細(xì)胞的自氧化溶血作用。茶多糖濃度的增加抗氧化活性也隨之增加,但是當(dāng)茶多糖濃度小于3mg/mL時,其抗氧化活性變化不大。經(jīng)T檢驗,茶多糖及Vc各劑量組與對照組比較均有極顯著性差異(P<0.01)。把表4的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的柱形圖,見圖1。

圖1 茶多糖對紅細(xì)胞溶血度的影響

由圖1可知,茶多糖及Vc對抑制紅細(xì)胞自氧化呈現(xiàn)一定的趨勢,隨著含量的增加溶血度逐漸降低,Vc所呈現(xiàn)的趨勢較為規(guī)律,茶多糖在濃度為1～3 mg/mL時,溶血度下降趨勢平緩,當(dāng)濃度大于3 mg/mL時溶血度迅速下降,抗氧化活性迅速上升,當(dāng)茶多糖濃度達(dá)到7 mg/mL時與相同濃度的Vc抗氧化活性相近。

2.4 安吉白茶多糖對H2O2所致紅細(xì)胞溶血的抑制作用

正常組、對照組及實(shí)驗組于37℃水浴恒溫1h后,出現(xiàn)明顯的溶血現(xiàn)象,1500 r/min離心10 min,于415 nm處測定各吸光光度值,計算溶血度。結(jié)果見表5、圖2。

由表5可知,不同濃度的茶多糖溶液均可抑制H2O2所致紅細(xì)胞的溶血。當(dāng)茶多糖濃度為7 mg/mL時,抑制H2O2對紅細(xì)胞溶血的作用與3 mg/mL的Vc相近,濃度越高茶多糖對H2O2所致紅細(xì)胞的溶血抑制作用也越強(qiáng)。經(jīng)T檢驗顯示,茶多糖茶多糖各劑量組與對照組比較均有極顯著性差異(P<0.01)。把表5的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的柱形圖,如圖2所示。

表5 茶多糖對H2O2所致紅細(xì)胞溶血度的影響

圖2 茶多糖對H2O2所致紅細(xì)胞溶血度的影響

由圖2可知,相同濃度下茶多糖的抗氧化活性比Vc要弱,濃度越高茶多糖對H2O2所致紅細(xì)胞的溶血抑制作用也越接近Vc。茶多糖濃度為1～3 mg/mL時,溶血度下降趨勢平緩,當(dāng)濃度>3 mg/mL時,紅細(xì)胞溶血度迅速下降,茶多糖抗氧化活性迅速上升。

3 結(jié)論

(1)本實(shí)驗采用微波技術(shù)對安吉白多糖的提取工藝進(jìn)行了研究,由單因素和正交試驗得出優(yōu)化提取工藝條件為:微波功率240 W,微波時間4 min,浸提溫度65℃,浸提時間3 h,多糖得率為16.23%。

(2)安吉白茶多糖對紅細(xì)胞溶血的抑制作用的實(shí)驗表明,當(dāng)濃度>3 mg/mL時溶血度迅速下降,抗氧化活性迅速上升,當(dāng)茶多糖濃度達(dá)到7 mg/mL時與相同濃度的Vc抗氧化活性相近。茶多糖對H2O2所致紅細(xì)胞溶血的抑制作用的實(shí)驗中,當(dāng)濃度>3 mg/mL時,紅細(xì)胞溶血度迅速下降,茶多糖抗氧化活性迅速上升,7 mg/mL的茶多糖與3 mg/mLVc溶液的抗氧化作用相近。2個抗氧化實(shí)驗都顯示,當(dāng)茶多糖濃度>3 mg/mL時,茶多糖的抗氧化活性不明顯,當(dāng)>3 mg/mL茶多糖抗氧化活性迅速上升,濃度越高與Vc的抗氧化活性越接近。

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ABSTRACTMicrowave-assisted extraction is adopted to extract polysaccharide from AnjiWhite Tea.sulphuric acid-phenolmethodwas used for coloration,and the contentofpolysaccharidewas determined by the spectrophotometer at 540 nm.The effects ofMicrowave intensity,temperature of extraction,Microwave-treating time and the influence ofMicrowave-treating time were studied.Itwas found that the order of elements influencing the extraction was:KV ofMicrowave﹥Microwave-treating time﹥temperature of extraction﹥t ime of extraction.The optimized condition for the extraction was:KV 240W,Microwave-treating time:4 min;extracting at 65℃for3h.Under the above conditions the extracting yield of polysaccharide was 16.23%.AnjiWhite Tea polysaccharide exhibits a significant potency in inhibiting the hemolysisof red blood cells itself and H2O2induced hemolysis.W ith the increase of polysaccharide’s concentration,the inhibition of auto-oxidation of red blood cell hemolysis increased gradually.When the concentration was up to 7mg/mL,the hemolysis was 13.691%which equals to Vc with same Concentration.When the TPswas less than 7 mg/mL,its inhibition of hemolysis of red blood cellswasweaker than Vc in same concentration.The inhibition of hemolysis due to H2O2by 7 mg/mL TPs was 22.781%which equals to 3mg/mL of Vc.The antioxidant of TPswas not as good as the same concentration of Vcsolution.

Key wordsAnjiwhite tea,extraction,microwave-assisted,tea polysaccharide(TPs),orthogonal exper iment,antioxidant activity

Study on M icrowave-assisted Extraction Technology of Anji W hite Tea Polysaccharides and Its Anti-oxidant Activity

Yu Shu-chi,Zhou Jun-bo,Peng Zhong,Ding Chun,WangMeng-jie,Lin Jing
(School of Life Sciences,Huzhou Teachers College,Huzhou 313000,China)

碩士,副教授。

＊浙江省教育廳科研項目(Y200803515);浙江省大學(xué)生科技活動計劃項目(新苗人才計劃)

2010-02-05,改回日期:2010-04-27