白毫银针茶毫中茶多糖工艺优化及其抗氧化研究

白毫银针，简称银针，属于白茶类，素有茶中“美女”、“茶王”之美称[1]。它色白如银，形状似针，遍披白毫，香气清鲜，滋味鲜爽微甜，汤色呈浅杏黄色[2]。茶毫也叫茶毛，是茶叶芽尖上面细小的绒毛，一般来说，鲜叶的嫩度越嫩，茶毫就越多，所以这个指标在很多情况下作为白茶茶叶嫩度的一个重要指标[3]。茶毫不仅对茶叶外形有显著影响，在经过一系列复杂的加工工序后茸毛中的内含物质在冲泡茶叶时也会溶于茶汤中，不但能增进茶汤滋味，而且会使茶汤产生“白毫满披”的现象。因此，成茶是否显茶毫是评定白毫银针品质的主要特征之一。化学成分与茶叶品质关系密切，关于茶的研究都有介绍茶叶的化学成分和感官审评，如香气成分[4，5]、茶多酚[6，7]、茶多糖[8-12]，但较少对其茶毫单独进行研究，茶毫与茶叶品质的关系不明确。茶多糖易溶于水，并且水提取具有价格低、无毒、安全的优点。为此，本试验采用微波辅助法提取白毫银针茶毫中茶多糖，优化茶毫多糖提取工艺，为研究茶毫与茶叶品质的关系提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
白毫银针茶毫干品，烘干粉碎后过60目筛，备用。
三氯乙酸、正丁醇、苯酚、98%硫酸等试剂，均为分析纯。
1.2 主要仪器
UV-2550型紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；SYC-15型超级恒温水浴锅（南京桑力电子设备厂）；WG900CSL123-K6型微波炉（格兰仕集团）；H2050R型低温高速台式离心机（湘仪实验室开发有限公司）；WK-400A型高速药物粉碎机（青州市精诚机械有限公司）；BSA224S型电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司）；SHB-Ⅲ型循环水式真空泵（郑州长城科工茂有限公司）。
1.3 试验方法
1.3.1 标准曲线的绘制 采用苯酚硫酸法测定葡萄糖的含量[13，14]。准确称取葡萄糖 0.020 0 g 于 100 mL 容量瓶中，加入去离子水定容，即为0.2 mg/mL葡萄糖标准溶液。取2.0 mL 去离子水作为空白对照，依次取 0.4、0.8、1.2、1.6、1.8、2.0 mL 葡萄糖标准溶液，用去离子水补足至 2.0 mL，在7个样品中均加入1.0 mL 6%的苯酚，5.0 mL 98% H2SO4，静置10 min 后摇匀，室温放置 20 min，定容到25 mL。 然后测定490 nm波长处的吸光度。 　　1.3.2 样品含量的测定 取试验所得的茶毫多糖溶液0.50 mL，按标准曲线的测定方法进行样品检测，通过线性回归计算茶毫多糖含量。茶毫多糖提取率公式如下：
茶毫多糖提取率=×100%
1.3.3 单因素提取试验 准确称取白毫银针茶毫样品1.000 g置于250 mL锥形瓶中，加入一定比例的去离子水（1∶10、1∶15、1∶20、1∶25、1∶30）（g∶mL，下同），在一定功率（180、360、540、720、900 W），一定时间（5、6、7、8、9 min）下进行微波辅助提取茶多糖，将提取液进行减压抽滤和减压旋转浓缩，将浓缩液与三氯乙酸试剂按照体积比为1∶1混合，在10 000 r/min的转速下离心15 min，取上清液，定容至10 mL，得到茶多糖提取液，备用。
本试验共考虑3个单因素：料液比、微波功率、微波时间，通过单因素预试验得出最优的单因素条件，进行正交试验。
1.3.4 正交试验 在单因素试验基础上，采用三因素三水平的正交试验设计，试验因素和水平如表1所示。
1.3.5 羟基自由基的清除 取7支试管，分别加入pH 7.4的磷酸缓冲液1.00 mL，浓度为6.00 mmol/L的FeSO4 1.00 mL和5.00 mmol/L的邻二氮菲0.50 mL，混合均匀后，取其中2支试管分别作为损伤管和未损伤管，往另外5支试管中分别加入3.00 mg/mL的多糖溶液1.00、1.20、1.40、1.60、1.80 mL和0.01% H2O2 1.00 mL，损伤管和未损伤管不加多糖溶液，未损伤管不加H2O2，用蒸馏水补足体积，37 ℃保温1 h， 测定其在536 nm处的吸光度，平行测定3次。维生素C对照试验：将上述试验中多糖溶液改为维生素C溶液即可，测定吸光度值，记录数据。对羟自由基清除率公式如下：
羟自由基清除率=×100%
2 结果与分析
2.1 标准曲线的绘制
以吸光度为纵坐标，葡萄糖浓度（mg/mL）为横坐标，绘制标准曲线。求得标准曲线回归方程为Y=6.047 2X-0.110 1，R2=0.999 6。
2.2 料液比对白毫银针茶毫多糖提取率的影响
从图1中可以看出，随着料液比的增加，白毫银针茶毫多糖提取率随之增加，在料液比为1∶20处出现最大值，继续增大溶剂的用量，白毫银针茶毫多糖的提取率反而下降。因此，1∶20为提取白毫银针茶毫多糖的最佳料液比。
2.3 微波时间对白毫银针茶毫多糖提取率的影响
从图2中可以看出，随着微波时间的增加，白毫银针茶毫多糖提取率升高，在7 min时，多糖提取率达到最高，随着微波提取时间的增大，7 min后多糖提取率有所下降。因此，7 min为提取白毫银针茶毫多糖的最佳提取时间。
2.4 微波功率对白毫银针茶毫多糖提取率的影响
从图3可以看出，在微波功率为540 W时白毫银针茶毫多糖得率最高，多糖提取率呈先增大后减小的趋势，由于功率过大，能量的消耗也会增加，成本随之提高。综合考虑，选取540 W为提取白毫银针茶毫多糖的最佳微波功率。
2.5 正交试验结果
由单因素试验可知，白毫银针茶毫中茶多糖提取的最佳单因素条件为：料液比为1∶20、微波时间为7 min、微波功率为540 W。正交试验结果如表2所示。由表2可知，白毫银针茶毫多糖提取的最佳料液比是1∶20，最佳微波功率为540 W，最佳微波时间为7 min，即A2B2C2。从极差中可以得出：RC>RB>RA，即在试验所设定的因素中，微波提取过程料液比对多糖提取率影响最小，其次是微波功率，影响最大的是微波时间。
在最佳提取工艺条件下（A2B2C2）进行3次平行提取，测定白毫银针中茶毫多糖的含量，其提取率为6.89%，高于正交试验中各水平提取率，表明该工艺可行。
2.6 白毫银针茶毫多糖与维生素C溶液对?OH的清除作用
从图4中可以看出，浓度为0.12～0.22 mg/mL的白毫银针茶毫多糖对?OH的清除率随其浓度的增加而增加，0.22 mg/mL的多糖溶液对?OH的清除率达到38.40%，虽然与维生素C溶液的清除率有所差距，但较接近，说明白毫银针茶毫多糖具有一定的体外抗氧化活性。
3 小结
白毫银针茶毫多糖提取的最佳工艺条件为料液比1∶20，微波功率540 W，微波时间7 min。在此条件下，茶毫多糖提取率为6.89%。浓度为0.22 mg/mL的白毫银针茶毫多糖溶液对?OH的清除率达到38.40%，茶毫多糖对?OH的清除率随多糖浓度的增加而增加，说明白毫银针茶毫多糖具有一定的体外抗氧化活性。有关报道证明，茶毫与白毫银针茶叶品质有关，而且与茶树抗性有关[3]。本试验对茶毫中的化学成分茶多糖进行提取工艺优化，以期为白毫银针茶叶加工生产和培育优良品种提供参考。