(上海海洋大学食品学院，上海 201306)

茶叶是我国丰富的天然植物资源，富含具有保健药效功能的茶多酚(Tea Polyphenols，TP)。现代科学研究表明茶多酚是一类新型的天然、高效、安全的食品抗氧保鲜剂。茶多酚易溶于水、甲醇、乙醇、丙醇及乙酸乙酯，不溶于氯仿、苯等有机溶剂，具有增强机体抵抗力、抗氧化、防癌、抗肿瘤、抗辐射、抑菌、抗病毒、降血糖和血脂、预防心血管疾病、抗衰老等多种天然生物活性。目前茶叶中茶多酚的提取多采用溶剂提取法、金属离子沉淀法、超声波浸提法、树脂吸附法等。超临界萃取法工艺过程简单，产品纯度高，所采用的溶剂为二氧化碳，无毒无污染。

本文探讨了以超临界二氧化碳萃取技术提取绿茶中茶多酚，优化了提取条件。本研究旨在开发一种新的保鲜方法，即通过对比和分析不同浓度茶多酚和特丁基对苯二酚(TBHQ)溶液浸泡过虾后的pH值变化，及挥发性盐基氮值的变化，对茶多酚在南美白对虾的保鲜效果进行分析研究。

1    材料与方法

1．1  主要仪器与试剂

紫外可见分光光度计；高效液相色谱仪；Delta 320-s型pH计(梅特勒一托利多仪器(上海)有限公司)；KJELTEC(TM)2300凯氏定氮仪(瑞典福斯公司)；超临界二氧化碳萃取仪(美国Foss公司)。

99%特丁基对苯二酚(TBHQ)；氧化镁；八种儿茶素和咖啡碱标样；乙醇，乙酸乙酯，无水硫酸钠。试剂均为分析纯，实验用水为蒸馏水。

绿茶下脚料。试验所用南美白对虾购于上海曹安水产批发市场。

1．2  超临界二氧化碳萃取茶多酚流程

干茶叶—一称取14 g—一放入萃取釜——加热至所需温度——打开进气阀——启动高压泵——调节压力至所需值——静态萃取——动态萃取同时收集萃取物——取下收集瓶——旋松高压泵——关闭气体阀门——开放气阀——取下萃取釜——关闭机器。

1．3   茶多酚总量的测定及儿茶素类的分析

按GB/T8313—2002测定茶多酚总量；茶多酚制品中儿茶素类含量用高效液相色谱法进行分析。

1．4  挥发性盐基氮的测定

挥发性盐基氮值用凯氏定氮仪测定。按GB2741—94规定，海虾的TVBN(mgN/100g)≤25为一级鲜度；≤30为二级鲜度。称取2 g左右样品，剪碎，放人蒸馏管中，加入0.5g氧化镁固体，迅速放进自动定氮仪蒸馏器上，关上安全门，仪器自动蒸馏、吸收、滴定、计算。同时添加同样氧化镁做空白试验。

1．5   pH值的测定

称取混匀试样5g，在烧杯中加入50mL蒸馏水，搅拌均匀，放置30 min(不断振摇)，然后过滤。滤液用酸度计测定，直接读取pH值。

2    结果与分析

2．1  超临界二氧化碳萃取茶多酚条件优化

2．1．1  压力对萃取率的影响    萃取的压力是超临界二氧化碳萃取过程中最重要的参数。萃取温度一定时，压力增大，液体的密度增大，在临界压力附近，压力的微小变化会引起密度的急剧改变，而密度的增加将引起溶解度的提高。茶多酚为强极性物质，但是由于本试验有乙醇作夹带剂。故在25～40 MPa压力范围考察压力对萃取率的影响，经实验选定萃取压力为35 MPa。

2．1．2  温度对萃取率的影响    一方面，温度升高，超临界流体密度降低，其溶解能力相应下降；另一方面，温度升高使被萃取溶质的挥发性增加，这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓度。当然萃取温度对溶解度的影响还与压力有密切的关系：在压力相对较低时，温度升高溶解度降低；而在压力相对较高时，温度升高二氧化碳的溶解能力提高。最后选择50℃为萃取最佳温度。

2．1．3   时间对萃取率的影响    茶多酚的萃取率随着静态萃取时间的增加而增加，时间越长，产物的量越大。但是到达60min以后，茶多酚的萃取率反而随着时间而下降，提取的效率就降低，能量和二氧化碳的消耗增加，最适宜的静态萃取时间应小于60min。

2．1．4  其它条件对萃取率的影响    实验显示，纯乙醇作为夹带剂直接萃取茶多酚的效果并不比乙醇水溶液好，这与采用纯乙醇直接萃取茶多酚的效果不如乙醇水溶液是一致的。同样可以看出，65% 的乙醇水溶液作为夹带剂萃取茶多酚的效果为最佳。另外本试验中采用动态萃取过程中动态在线加入夹带剂，对茶多酚的萃取率也有很大程度的提高。夹带剂的用量影响萃取率。随着夹带剂量的提高，到一定程度时，茶多酚的萃取率反而下降。由试验得知，夹带剂的量(体积mL)：茶叶量(g)为40％时为最佳条件。

实验还表明，接收剂的不同对茶多酚的萃取率也有影响。65%乙醇温水浴和乙酸乙脂接收都没有直接用65%乙醇接收萃取率高，可能是因为温水浴一定程度上导致了茶多酚的氧化，而乙酸乙脂由于其易挥发的特性，可能会带走一部分的茶多酚。试验表明采用65％乙醇接收茶多酚的效果最好。

出口温度对萃取率的影响很小，因此，试验中考虑到二氧化碳在不结冰的情况下，选择出口温度为85℃。

2．2  条件优化的正交设计

为了提高萃取率，设计了以萃取温度、压力、时间、夹带剂浓度、夹带剂用量做五因素四水平正交实验，因素、水平设计见表1。

由正交实验结果(表2)可知，各因素对萃取率影响的显著性大小为：A萃取温度>B压力>E夹带剂用量>D夹带剂浓度>C萃取时间；最佳工艺条件为：A3B2C1Dl，即萃取温度为50℃，压力为35MPa，夹带剂乙醇浓度为65％，萃取时间为60min，夹带剂的量为40％。根据该分析结果做了三组验证实验，结果显示茶多酚的平均得率为10.5% ，产品儿茶素含量可达77.35%，高于正交实验的提取率，说明正交实验的结果可信。

2．3   茶多酚制品纯化

对超临界萃取出的茶汤进行简单的减压蒸馏，去除其中的乙醇，然后进行冷冻干燥，得到茶多酚制品。样品HPLC分析结果见图1。八种儿茶素和咖啡碱标样见图2。

从图1中可以发现，超临界萃取茶多酚制品中儿茶素(C)的含量为77.35%。研究表明，茶多酚的生物活性，如抗氧化、抗辐射和抗肿瘤等，主要是由儿茶素在起作用，因此除了关注茶多酚总量外，更应注重儿茶素单体的含量。

2．4  茶多酚的应用研究

本文还通过对市场购得的鲜活的南美白对虾，首先去头、剥壳，然后分别置于配制好的不同浓度的茶多酚和特丁基对苯二酚溶液中，浸泡半小时。取出，沥干，装在保鲜袋里，保存于0～5℃环境中。定期测定其挥发性盐基氮值和pH值，作为鲜度指标。通过对比和分析结果表明：0.4%的特丁基对苯二酚对虾肉的保鲜效果最佳，在此环境下可储存长达10 d的时间；1.6%的茶多酚对虾肉保存时间可达8 d。但由于茶多酚为天然抗氧化剂，所以相比较茶多酚是比较理想的保鲜剂。

为考察茶多酚的保鲜效果，同时试验了不同浓度TBHQ溶液对南美白对虾的保鲜效果，作为对比。在贮藏过程中，对照组A在第7 d其TVBN值已经达到了35.64 mgN/100g，超过了二级鲜度的上限，B组和C组到第8 d达到25.67mgN/100g和20.47 mgN/100g，还不到二级鲜度上限。而D组到第9 dTVBN值为22.6 mgN/100g，还不到一级鲜度上限。E组第10 d为25.12 mgN/100g，尚在二级鲜度范围内。实验显示各组pH值升高幅度始终小于对照A组，其中B组和C组的作用最为明显。

3     结论

3．1   通过单因素条件的选择以及正交试验的优化，采用超临界二氧化碳萃取技术提取绿茶中茶多酚的最优条件为压力35 MPa、釜温50℃、静态萃取时间1 h、动态萃取时间1 h。茶多酚的萃取率为10.5%。

3．2  超临界萃取出的茶多酚只需简单的真空冷冻干燥即可得到中儿茶素的含量可达77.35% 的茶多酚制品，而且未检测出咖啡因。该方法操作简便，简单易行，分离效果好，使用成本低，且不需要用到有机溶剂，符合二十一世纪绿色化学的理念。

3．3  在选择夹带剂的浓度时，发现65%的乙醇效果最好，茶多酚的萃取率得到了很大程度的提高。

3．4  超临界二氧化碳萃取茶多酚，只需进行简单的后续处理就可以得到纯度较高的茶多酚粉末，进行有效的应用。

3．5   萃取率的大小不仅取决于与溶解度有关的温度、压力和夹带剂等热力学因素，还取决于与萃取速率有关的分子扩散，流动形态和夹带剂等动力学因素。本试验研究是在试验室条件下进行萃取条件的优化，在实际生产中可能还将受到物料量、反应釜的容积等因素影响。

3．6   茶多酚保存条件下，通过挥发性盐基氮值和pH值的综合分析，发现1.60％的茶多酚对虾肉保存时间可达8 d。起到了延长南美白对虾保鲜期的效果。此外，茶多酚为天然抗氧化剂，对人体不仅无毒，还有一定的保健功能。