全 文 :※工艺技术 食品科学 2015, Vol.36, No.02 19
树脂对普洱茶多糖的纯化与分离
杨新河1,2,黄建安2,刘仲华1,2,*,毛清黎1,2
(1.湖北工程学院生命科学技术学院,湖北 孝感 432000;
2.国家植物功能成分利用工程技术研究中心,湖南 长沙 410128)
摘 要:研究10 种树脂对普洱茶多糖脱色和蛋白质去除的效果及DEAE-52纤维素离子交换树脂对普洱茶多糖的分
离效果。结果表明,D101树脂适合于对普洱茶多糖同时脱色和蛋白质去除,当普洱茶多糖溶液体积为50 mL时,在
pH 4、温度50 ℃、料液质量浓度3.8 mg/mL、树脂用量11 mL的条件下,普洱茶多糖的脱色率为82.33%、蛋白质去除
率为70.89%。DEAE-52纤维素离子交换树脂分离经D101树脂处理的普洱茶多糖能得到6 个不同多糖级分。
关键词:树脂;普洱茶;多糖;纯化;分离
Purification and Separation of Pu-Erh Tea Polysaccharide by Resin
YANG Xinhe1,2, HUANG Jian’an2, LIU Zhonghua1,2,*, MAO Qingli1,2
(1. School of Life Science and Technology, Hubei Engineering University, Xiaogan 432000, China;
2. National Research Center of Engineering & Technology for Utilization of Botanical Functional Ingredients, Changsha 410128, China)
Abstract: Among ten types of macroporous resins, D101 resin was selected as the best for the decolorization and
deproteinization of Pu-Erh tea polysaccharides. When 50 mL of the sample at a concentration of 3.8 mg/mL, pH 4 was
adsorbed by 11 mL of D101 resin 50 ℃, the decolorization rate was 82.33% and the removal rate of protein was 70.89%.
Six polysaccharide fractions were obtained after subsequent DEAE-52 cellulose column chromatography.
Key words: resin; Pu-Erh tea; polysaccharide; purification; separation
中图分类号:S571.1 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2015)02-0019-06
doi:10.7506/spkx1002-6630-201502004
收稿日期:2014-06-20
基金项目:国家自然科学基金面上项目(31370692;31370691);湖北省自然科学基金面上项目(2014CFB573)
作者简介:杨新河(1974—),男,副教授,博士,主要从事茶及功能食品研究。E-mail:hbxhyang@163.com
*通信作者:刘仲华(1965—),男,教授,博士,主要从事茶及功能食品研究。E-mail:lark-liu@163.com
普洱茶是以云南省一定区域内的云南大叶种晒青毛
茶为原料,经过后发酵加工成的散茶和紧压茶。研究表
明,普洱茶具有抗氧化、降血脂、降血糖、抗突变、防癌
等功能[1-7],而茶多糖是其药理作用的主要成分之一[8-13]。
目前,普洱茶多糖的研究仅停留在粗茶多糖层面,几乎不
能确定其结构特征和评价其确切功效,因而开展普洱茶多
糖的分离对深入进行普洱茶多糖化学结构和生物活性研究
具有极其重要的意义。
目前,茶多糖的分离研究涉及到脱色、蛋白质去除和
分级等方面。常用的多糖脱色方法有活性炭法、过氧化氢法
和十六烷基三甲基溴化铵-正己醇-异辛烷法;蛋白质去除技
术有盐析法、等电点沉淀法、有机溶剂沉淀法和酶解法[14];
常见的分级方法有沉淀法、超滤法和柱层析法[15-18]。其中脱
色和蛋白质去除的上述方法均存在一些不足,如引起多糖
的降解与结构破坏、有机溶剂残留及效率低等,并且脱色
和蛋白质去除分为两步进行时工序繁锁、多糖损失严重。
而大孔吸附树脂是一类有机高聚物吸附剂,具有良好的大
孔网状结构和较大的比表面积,主要应用于环保、医药工
业、化学工业、食品工业等多个领域。其中,大孔树脂已
用于多种植物多糖脱色[19-23],但大孔树脂同时脱除粗多糖
中的色素和蛋白质的研究很少报道。本研究探讨大孔树脂
对普洱茶多糖脱色和蛋白质去除的效果,并采用兼有脱色
功能的DEAE-52纤维素离子交换树脂对普洱茶多糖进行分
级,旨在为研究普洱茶多糖的结构与生物活性奠定基础,
也为研究其他富含多酚类化合物的植物原料经微生物发酵
后提取的多糖脱色及蛋白质去除提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
龙润普洱茶(2007年) 云南龙润茶业集团;
AB-8、S-8、NKA-9、D201×4及001×7树脂 南开大
学化工厂;聚酰胺 中国医药集团上海化学试剂公司;
LSA-7树脂 西安蓝晓科技有限公司;D101树脂 天津
20 2015, Vol.36, No.02 食品科学 ※工艺技术
农药厂;XAD-7HP和HP-20树脂 日本三菱树脂株式会
社;纤维素DEAE-52阴离子交换树脂 英国Whatman
公司;D32透析袋 美国Bromma公司。其他试剂均为分
析纯。
1.2 仪器与设备
PHS-3TC型酸度计 上海天达仪器有限公司;
SKY-200B型恒温培养震荡器 上海苏坤实业有限公
司;Rotavapor R-200型旋转蒸发器 瑞士Büchi公司;
SHB-Ⅲ型循环水真空泵 郑州长城科工贸有限公司;
SHIMADZU UV-2550型紫外-可见光分光光度计 日本
岛津公司;SMY-2000ST测色色差计 北京盛名扬科技开
发有限责任公司;LD4-2A型低速离心机 北京医用离心
机厂;DHL-A电脑恒流泵、SZ-100自动收集器 上海沪
西仪器厂;玻璃层析柱 长沙汇虹玻璃仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 树脂的预处理
工艺流程:阴(阳)离子交换树脂→ 9 5 %乙醇
浸泡12 h→蒸馏水洗至流出液在试管中用水稀释不浑
浊→4% NaOH溶液(5% HCl溶液)浸泡4 h→蒸馏水洗至
中性→5% HCl溶液(4% NaOH溶液)浸泡4 h→蒸馏水洗
至中性。
吸附树脂的预处理与阳离子交换树脂相同。
1.3.2 样品制备
称取一定质量经石油醚脱脂的普洱茶干燥粉碎样,
放置浸提瓶中,加入25 倍质量的蒸馏水,在90 ℃水浴锅
中浸提70 min,过滤,滤液浓缩至一定体积,加入95%
乙醇使最终醇体积分数为80%,4 ℃冰箱中静置12 h后以
4 000 r/min离心10 min,取沉淀加适当水溶解,真空浓缩
至无醇味,备用。
1.3.3 静态吸附操作方法
量取5 mL经预处理的离子交换树脂或吸附树脂于
250 mL三角瓶中,分别加入50 mL相同的普洱茶多糖溶
液,30 ℃恒温振摇24 h,振摇频率120 r/min。振摇结束
后,用滤纸过滤的方法将树脂和茶多糖溶液分离,滤液定
容至100 mL并调至与原多糖溶液相同的pH值,然后测定
溶液与蒸馏水的总色差ΔE与蛋白质质量浓度,计算脱色
率与蛋白质去除率。
1.3.4 动态吸附操作方法
取3 根玻璃层析柱,分别装入经预处理的D101、
HP-20及AB-8树脂70 mL,按照2 BV/h流速各加入与静态
吸附相同的茶多糖溶液280 mL,按照0.5 BV/管收集并测
定每管溶液与蒸馏水的总色差ΔE*,按照式(1)计算动
态吸附率。ࡼᗕ䰘⥛/%˙˄1ˉ ΔE* ˅h100ΔE (1)
上样完毕,关闭柱子下端活塞0.5 h,接着用2 BV蒸
馏水以2 BV/h的流速洗脱,合并水洗脱液与上样收集的
流出液,测定溶液与蒸馏水的总色差ΔE与蛋白质质量浓
度,计算脱色率与蛋白质去除率。
1.3.5 D101树脂静态吸附色素的曲线
量取5 mL经预处理的D101树脂于250 mL三角瓶中,加
入50 mL普洱茶多糖溶液,恒温振摇,振摇转速120 r/min。
每小时取1 mL溶液用于测定与蒸馏水的总色差ΔE,同时
补充1 mL原液于三角瓶中,计算树脂吸附不同时间的脱
色率。
1.3.6 D101树脂静态吸附单因素试验
1.3.6.1 温度对D101树脂脱色和蛋白质去除的影响
量取5 份经预处理的树脂5 mL,各加入相同质量浓
度的茶多糖溶液50 mL,温度分别设为20、30、40、50、
60 ℃,恒温振摇5 h,转速120 r/min。振摇结束后,依照
1.3.3节方法操作。
1.3.6.2 树脂用量对D101树脂脱色和蛋白质去除的影响
分别量取经预处理的树脂3、5、7、9、11 mL,加
入相同质量浓度的多糖溶液50 mL,50 ℃振摇5 h,转速
120 r/min。振摇结束后,依照1.3.3节方法操作。
1.3.6.3 pH值对D101树脂脱色和蛋白质去除的影响
量取5 份经预处理的树脂7 mL,分别加入预先调节好
pH值为4.0、4.6、5.2、5.8、6.4的相同质量浓度的多糖溶
液50 mL,50 ℃振摇5 h,转速120 r/min。振摇结束后,
依照1.3.3节方法操作。
1.3.6.4 料液质量浓度对D101树脂脱色和蛋白质去除的
影响
量取5 份经预处理的树脂7 mL,分别加入质量浓度为
0.24、0.48、0.95、1.90、3.80 mg/mL多糖及pH 5.2的溶液
50 mL,50 ℃振摇5 h,转速120 r/min。振摇结束后,依
照1.3.3节方法操作。
1.3.7 D101树脂静态吸附正交试验
根据单因素试验结果,确定温度、树脂用量、pH值
及料液质量浓度四因素的水平见表1,进行正交试验全面
考察4 个因素对D101树脂脱除普洱茶多糖溶液中色素和蛋
白质的影响,优化参数。
表 1 D101树脂静态吸附因素水平表
Table 1 Variables and levels used in orthogonal array design for
static adsorption of D101 resin
水平 A温度/℃ B树脂用量/mL C pH D料液质量浓度/(mg/mL)
1 30 7 4 3.8
2 40 9 4.6 1.9
3 50 11 5.2 0.95
1.3.8 分析及计算方法
1.3.8.1 蛋白质测定及蛋白质去除率计算
蛋白质测定采用考马斯亮蓝G-250法[24],以牛血清白
蛋白为标准品,线性回归方程为ρ=231.35A-11.396,相
※工艺技术 食品科学 2015, Vol.36, No.02 21
关系数r=0.996 4,其中,ρ为以牛血清白蛋白计的蛋白质
质量浓度/(µg/mL);A为吸光度。㳻ⲭ䍘৫䲔⦷/%˙ ρࡽˉρਾρࡽ h100 (2)
式中:ρ前、ρ后分别为脱色前和脱色后蛋白质质量
浓度/(μg/mL)。
1.3.8.2 色差值测定及脱色率计算[25]
调整待测茶多糖溶液pH值,用蒸馏水稀释4 倍,测定
与蒸馏水的总色差ΔE。㝡㢢⦷/%˙ ΔEࡽˉΔEਾΔEࡽ h100 (3)
式中:ΔE前、ΔE后分别为脱色前、后溶液与蒸馏水
的总色差值。
1.3.9 DEAE-52柱层析分离普洱茶茶多糖
准确称取经D101树脂脱色和脱蛋白质的多糖样品
2 g,溶于20 mL蒸馏水中,上DEAE-52柱(有效柱体积
为120 mL),依次用1 BV蒸馏水及0.1、0.2、0.3、0.5、
1.0 mol/L NaCl溶液洗脱,控制流速为0.1 BV/h,按照
5 mL/管收集并测定每管在280 nm波长处的吸光度,然
后将样品溶液按1∶5稀释后用硫酸-苯酚法测定多糖的含
量。以苯酚-硫酸法检测280 nm波长处多糖的吸光度为纵
坐标,以试管数目为横坐标作DEAE-52色谱柱洗脱曲线
图。分别合并各主峰溶液,减压浓缩至一定体积后用流
水透析48 h,然后减压浓缩透析袋内的多糖溶液,冷冻
干燥得到多糖级分。
2 结果与分析
2.1 树脂的初步筛选
80
90
70
60
40
20
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ˉ10105010030ˉ20 㝡㢢⦷㳻ⲭ䍘৫䲔⦷ṁ㜲රਧⲮ࠶⦷/%
1. D101;2. S-8;3. HP-20;4. NKA-9;5. XAD-7HP;
6. 聚酰胺;7. D201×4;8. 001×7;9. AB-8;10. LSA-7。
图 1 树脂静态吸附对茶多糖脱色和蛋白质去除的效果
Fig.1 Effect of static adsorption by different types of resins on
decolorization and deproteinization
由图1可知,10 种树脂对普洱茶多糖中色素和蛋白质
的吸附各不相同,其中D101、S-8、HP-20及AB-8树脂对
普洱茶多糖中色素和蛋白质的吸附能力较强,均能去除普
洱茶多糖中60%以上的色素和50%以上的蛋白质,而其余
6 种树脂的色素脱除率和蛋白质去除率均低于50%。这10
种树脂对普洱茶多糖中色素和蛋白质去除能力的差异受到
树脂的极性、比表面积、孔体积和平均孔径、以及普洱茶
多糖、蛋白质和色素的相对分子质量与极性等多重因素的
综合影响。图1还表明,001×7阳离子交换树脂不但没有
脱色效果,反而使普洱茶多糖的颜色加深,可能的原因是
001×7阳离子交换树脂与普洱茶多糖溶液中的物质交换基
团后引起pH值的变化,促使更多的多酚氧化聚合成颜色
较深的物质。
吸附后的树脂用8 0 %酒精解吸4 h,经测定树脂
解吸前、后吸附固形物质量后计算发现S-8吸附固形
物的解吸率远低于D101、HP-20和AB-8树脂的解吸
率,仅为11.50%。由于S-8为极性树脂,比表面积仅为
100~200 m2/g, D101和HP-20树脂均为非极性树脂,比
表面积分别为500~600 m2/g和600 m2/g,AB-8为弱极性树
脂,比表面积为480~520 m2/g,因而初步推测普洱茶多
糖中色素和蛋白质的极性很强,能牢固地吸附在S-8树脂
上而不易被洗脱释放出来,进而表明S-8树脂再生十分困
难,不宜用于普洱茶多糖的脱色和蛋白质去除。因此,选
择D101、AB-8及HP-20作进一步筛选。
2.2 3 种树脂对茶多糖溶液中色素的动态吸附率
1 4 82 63 75
50
100
90
80
70
60
AB-8
D101
40 ㅵ᭄䰘⥛/% HP-20
图 2 3 种树脂动态吸附茶多糖溶液中色素的效果
Fig.2 Dynamic adsorption of pigments present in tea polysaccharide
by three types of resins
由图2可知,D101、AB-8及HP-20树脂动态吸附普洱
茶多糖溶液中的色素均随上样液体积的增加而呈现吸附能
力下降的趋势。其中第2管与第1管相比,吸附色素的能力
下降十分明显,D101、AB-8和HP-20分别下降了23.98%、
28.38%和24.24%,并且第2管的流出液中就含有较高的色
素;从第3管开始,3 种树脂对色素的吸附率都低于70%;
第6管时树脂对色素的吸附率均不到60%。由此表明,树脂
动态吸附普洱茶多糖溶液中色素的效果欠佳。
由图3与图1可知,D101、AB-8和HP-20处理4 倍树脂
体积的普洱茶多糖溶液时脱色率和蛋白质去除率低且效
果均不及静态吸附法处理10 倍树脂体积的普洱茶多糖溶
液。依据实验数据推理,3 种树脂采用动态吸附法分别处
理10 倍树脂体积料液,则对多糖溶液脱色和蛋白质去除
22 2015, Vol.36, No.02 食品科学 ※工艺技术
效果将远不及静态吸附法。综合考虑,选择D101树脂采
用静态吸附法来脱除普洱茶多糖溶液中的色素与蛋白质。
57
56
54
52
D101 AB-8 HP-20
51
55
58
53
50
㝡㢢⦷㳻ⲭ䍘৫䲔⦷ṁ㜲රਧⲮ࠶⦷/%
图 3 3 种树脂对茶多糖溶液动态脱色和蛋白质去除的效果
Fig.3 Effects of three types of resins on dynamic decolorization and
deproteinization of tea polysaccharides
2.3 D101树脂静态吸附色素的曲线
1 4 72 63 5
10
80
70
60
50
40
30
20
0 ᯊ䯈/h䰘⥛/%
图 4 D101树脂静态吸附色素的曲线
Fig.4 Static adsorption curve of D101 resin for pigments
由图4可知,D101树脂对普洱茶多糖中色素的脱除率
随时间延长而增加。当脱色时间在1~3 h内,脱色效果随
时间的延长而明显增加,但从4 h延长至7 h,脱色率略有
增加,意味着树脂吸附色素在4~7 h接近饱和。这可能与
吸附过程中色素的浓度降低和树脂的有效吸附面积减少有
关。考虑到脱色的时间效率及吸附时间过长会使多糖的保
留率偏低,因此,静态吸附色素的时间以5 h为宜。
2.4 D101树脂静态吸附单因素试验结果
2.4.1 温度对D101树脂脱色与蛋白质去除的影响
70
60
40
20
20 30 40 50 60
10
50
80
30
0
㝡㢢⦷㳻ⲭ䍘৫䲔⦷ᓖ/ćⲮ࠶⦷/%
图 5 温度对D101树脂脱色和蛋白质去除的影响
Fig.5 Effect of temperature on decolorization and deproteinization by
D101 resin
据图5,温度对普洱茶多糖溶液的脱色和蛋白质去除
有一定程度的影响。温度在20~50 ℃范围内,D101树脂
对茶多糖溶液的脱色率随温度的升高而增加,蛋白质去
除率增加明显;温度为50 ℃与60 ℃相比,后者脱色率略
高于前者,但蛋白质去除率明显下降。可能是当温度低
于50 ℃时随温度升高树脂功能基团活性增强,溶液的黏
度下降,色素和蛋白质分子的扩散速率加快,从而树脂吸
附3 种分子的速率加快;当温度超过50 ℃时,蛋白质同色
素的结合力减弱,色素竞争性被树脂吸附的能力强于蛋白
质。综合考虑脱色率、蛋白质去除率和操作温度的控制,
D101树脂宜在30~50 ℃范围使用。
2.4.2 树脂用量对D101树脂脱色与蛋白质去除的影响
70
60
40
20
3 5 7 9 11
10
50
90
80
30
0
㝡㢢⦷㳻ⲭ䍘৫䲔⦷ṁ㜲⭘䟿/mLⲮ࠶⦷/%
图 6 树脂用量对D101树脂脱色和蛋白质去除的影响
Fig.6 Effects of resin volume on decolorization and deproteinization by
D101 resin
据图6,树脂用量在3~11 mL范围内时,D101树脂对
茶多糖溶液的脱色率及蛋白质去除率随树脂用量的增加而
提高,因为树脂用量增加相当于单位体积溶液中用于吸附
物质的树脂总表面积增大,树脂功能基团增多,提高了对
色素和蛋白质的吸附量。当树脂用量超过11 mL时,随树
脂用量的继续增加,脱色率和蛋白质去除率进一步增加的
力度小,但会使多糖的保留率降低。因此,树脂用量以不
超过11 mL为宜。
2.4.3 pH值对D101树脂脱色与蛋白质去除的影响
70
60
40
20
4.0 4.6 5.2 5.8 6.4
10
50
90
80
30
0
㝡㢢⦷㳻ⲭ䍘৫䲔⦷
pH
Ⲯ࠶⦷/%
图 7 pH值对D101树脂脱色和蛋白质去除的影响
Fig.7 Effect of pH on decolorization and deproteinization by D101 resin
据图7,pH值在4.0~6.4范围内时,D101树脂对普洱
茶多糖溶液的脱色率与蛋白质去除率随pH值的降低而明
显升高,因为pH值的降低可能有更多的蛋白质处于等电
点而沉淀析出,同时会使离子形式的色素更多地转变为以
分子形式存在而有利于树脂的吸附。从脱色率及蛋白质去
除率的综合效果来看,pH值适宜在4.0~5.2范围内。
※工艺技术 食品科学 2015, Vol.36, No.02 23
2.4.4 料液质量浓度对D101树脂脱色与蛋白质去除的
影响
70
60
40
20
0.24 0.48 0.95 1.90 3.80
10
50
90
80
30
0
㝡㢢⦷㳻ⲭ䍘৫䲔⦷䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/mL˅Ⲯ࠶⦷/%
图 8 料液质量浓度对D101树脂脱色和蛋白质去除的影响
Fig.8 Effect of sample concentration on decolorization and
deproteinization by D101 resin
据图8,多糖质量浓度在0.24~1.90 mg/mL范围内,
D101树脂对普洱茶多糖溶液的脱色率和蛋白质去除率随
着质量浓度的增加而提高。而料液质量浓度1.90 mg/mL与
3.80 mg/mL 相比较,前者脱色率略有降低,但蛋白质去
除率增加了6.55%。从脱色率、蛋白质去除率、后续浓缩
工序的能耗及效率等方面综合评价,料液质量浓度宜控制
在0.95~3.80 mg/mL范围内。
2.5 正交试验设计优化脱色与蛋白质去除的工艺条件
在单因素试验基础上,采用四因素三水平正交试验
法优化普洱茶多糖提取液的最佳脱色和蛋白质去除条件,
试验结果见表2。
表 2 普洱茶多糖溶液脱色与脱蛋白质的正交试验设计与结果
Table 2 Results of orthogonal array experiments for the optimization
of resin adsorption conditions
试验号 A温度 B树脂用量 C pH
D料液
质量浓度
脱色
率/%
蛋白质
去除率/%
1 1 1 1 1 70.45 53.38
2 1 2 2 2 70.62 54.66
3 1 3 3 3 66.53 48.97
4 2 1 2 3 68.60 53.81
5 2 2 3 1 70.23 57.08
6 2 3 1 2 78.12 65.91
7 3 1 3 2 69.35 60.50
8 3 2 1 3 74.38 62.49
9 3 3 2 1 79.08 71.60
脱色率
k1 69.20 69.47 74.32 73.25
k2 72.32 71.74 72.77 72.70
k3 74.27 74.58 68.70 69.84
R 5.07 5.11 5.62 3.41
最佳条件 50 11 4 3.80
蛋白质
去除率
k’1 52.34 55.90 60.59 60.69
k’2 58.93 58.08 60.03 60.36
k’3 64.87 62.16 55.52 55.09
R’ 12.53 6.26 5.07 5.60
最佳条件 50 11 4 3.80
由表2极差分析可看出,pH值对于脱色率的影响较
大,树脂用量次之,料液质量浓度对脱色率影响最小。
温度对于蛋白质去除率的影响较大,树脂用量次之,pH
值对蛋白质去除率影响最小。从数据分析确定的脱色和
蛋白质去除条件相同,即温度50 ℃、树脂用量11 mL、
pH 4.0、料液质量浓度3.8 mg/mL。
在此条件下进行进一步实验的结果表明,普洱茶
多糖溶液的脱色率可达到82 .33%,蛋白质去除率为
70.89%,优于正交组合表中各处理的结果,证明优化的
条件是合理的。
2.6 纤维素DEAE-52阴离子交换树脂分离普洱茶茶多糖
1 6723 11145 1338956 14412 10034 12278
1.0
5.0
4.5
4.0
3.0
2.0
0.5
3.5
2.5
1.5
蛋白质
0.3 mol/L NaCl
0.5 mol/L NaCl
1.0 mol/L NaCl
0.2 mol/L NaCl
0.1 mol/L NaClH2O
0.0 ㇑ᮠ੨ݹᓖ 多糖
图 9 普洱茶茶多糖在DEAE-52色谱柱上的洗脱曲线
Fig.9 Elution curve of Pu-Erh tea polysaccharide on DEAE-52 column
采用DEAE-52柱层析对经D101树脂脱色和脱蛋白质
的茶多糖进行分离,依次经H2O和0.1、0.2、0.3、0.5、
1.0 mol/L NaCl溶液梯度洗脱。从图9可知,检测多糖时,
除了0.1 mol/L NaCl溶液洗脱收集的溶液呈现一个大峰和
一个小峰有交叉之外(二峰视为单峰收集),其他浓度
的洗脱剂均可获得一单峰。第1个多糖峰对应的溶液在
280 nm波长处有明显的吸收峰,意味着该溶液可能含有糖
与蛋白质的结合物,第2、3个多糖峰对应的溶液在280 nm
波长处有一个很小的吸收峰,余下各多糖峰对应的溶液在
280 nm波长处未见吸收峰。合并各主峰对应的收集液,
减压浓缩,透析48 h后袋内溶液减压浓缩,冷冻干燥得
到多糖级分,按照收集的先后顺序依次命名为TPSⅠ、
TPSⅡ、TPSⅢ、TPSⅣ、TPSⅤ和TPSⅥ。
3 讨 论
普洱茶属于后发酵茶,多酚氧化程度高,产生的氧
化产物茶黄素、茶红素、茶褐素为普洱茶色素。普洱茶
中茶色素具有含量高,极性很大且存在部分与多糖及蛋
白质结合的特点,完全不同于绝大多数植物多糖提取液
中的色素,色素的脱除十分困难。通过预实验发现活性
炭对普洱茶多糖溶液几乎没有脱色效果;过氧化氢的脱
色率约为45.2%,但考虑到过氧化氢有可能破坏多糖结
构及引起普洱茶中简单多酚氧化聚合成有颜色的物质而
未作深入研究;传统的Sevag法5 次蛋白质去除率仅为
36.83%;溶液中终质量分数1%胰蛋白酶与Sevag法5 次
相结合时蛋白质去除率为49%。因此,常用的多糖脱色
24 2015, Vol.36, No.02 食品科学 ※工艺技术
和蛋白质去除方法均不适合于普洱茶多糖溶液的直接脱
色与蛋白质去除。
本研究采用树脂进行普洱茶多糖同步脱色和蛋白质
去除,与常规的多糖脱蛋白、脱色方法相比,具有工序
少、操作简单、溶剂安全、处理量大、周期短等优点。夏
玮等[23]用高效凝胶过滤色谱测定了树脂对多糖脱色前后的
色谱图,结果色谱图形状大致相同,只是不同部分峰高有
一定程度的降低,树脂对不同分子质量范围的多糖都有一
定吸附作用,不会专一性吸附凝胶过滤色谱峰中单峰对应
的多糖,也不会破坏多糖的结构。因此,采用树脂进行普
洱茶多糖同步脱色和蛋白质去除不仅为后续研究普洱茶多
糖的分离纯化、结构与生物活性奠定了坚实的基础,也为
研究其他植物原料经微生物发酵后提取的多糖脱色和蛋白
质去除提供了重要的技术参考。
此外,用纤维素DEAE-52树脂分离经D101树脂脱色
和蛋白质去除的普洱茶多糖,得到6 个多糖级分,经透
析、浓缩和冷冻干燥后根据颜色深浅和多糖含量高低,
可优先选择TPSⅠ和TPSⅡ用于进一步分离纯化、结构
表征与功效研究。本研究还表明D101树脂对普洱茶多糖
溶液中色素的吸附率高达82.33%,故可以对吸附的色素
进行洗脱收集及进一步的分离纯化、结构与药理活性研
究,也许将有助于深化茶叶科学的相关理论和深度开发
普洱茶色素。
4 结 论
本实验筛选出D101树脂适合于对普洱茶多糖同时
脱色和蛋白质去除,并优化了其对普洱茶多糖溶液脱色
和蛋白质去除的条件:当普洱茶多糖溶液体积为50 mL
时,温度50 ℃、树脂用量11 mL、pH 4.0、料液质量浓度
3.8 mg/mL。在此条件下普洱茶多糖溶液的脱色率高达
82.33%,蛋白质去除率为70.89%。用纤维素DEAE-52阴
离子树脂分离经D101树脂脱色和蛋白质去除的普洱茶多
糖能得到6 个多糖级分。
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