CN101638407A

CN101638407A - 一种从茶叶中提取茶多酚的新方法

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Publication number: CN101638407A
Application number: CN200910094847A
Authority: CN
Inventors: 李奇峰; 林美娇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-08-18
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2010-02-03

Abstract

本发明公开了一种从茶叶中提取茶多酚的新方法，所述提取方法为：将茶叶原料和固相试剂(含固相反应试剂和保护剂)混合，所述的茶叶与固相试剂质量比为1∶0.01－2，将混合物于球磨机中充分研磨，取出研磨粉末，加水溶解，过滤，取上清液，调pH值至2.0－6.0，然后经分离纯化得到茶多酚。本发明具有环境友好、产品纯度高、溶剂残留少、操作方便，生产周期短，生产成本低等优点，是一种具有较好推广应用前景的从茶叶中提取茶多酚的方法。

Description

一种从茶叶中提取茶多酚的新方法

(一)技术领域

本发明涉及一种从茶叶中提取茶多酚的新方法。

(二)技术背景

茶多酚是茶叶中多羟基酚类衍生物的总称，占茶叶干重的15％～35％；其化学组成儿茶素类约占茶多酚总量的70％，此外还有黄酮及黄酮醇类、花白素及花青素、酚酸类及缩酚酸等。茶多酚是一类理想的天然抗氧化剂，具有抗癌、抗衰老、抗辐射、清除人体自由基、降低血糖血脂等一系列药理功能，在食品加工、医药保健、日用化工等领域有广泛的应用。

目前茶多酚制备的方法大致有4种：有机溶剂萃取法、金属离子沉淀法、树脂吸附法、CO₂超临界萃取法。但不论采用何种方法都需要在加热条件下，使用大量水、乙醇或两者混合液进行长时间浸提。这导致在浸提过程中和浸提液浓缩过程中能量的大量损耗、不可避免大带来步骤繁琐、生产周期较长、生产成本高的弊端。因此如何提高茶多酚的浸出率，减少浸提溶液用量就成为克服以上弊端的关键。

机械化学法提取技术是一门新型的无溶剂提取技术，是将机械力化学的原理和方法引入到天然生物活性成分的提取中而形成的一门技术，是典型的绿色提取技术。机械化学提取的过程大致如下：先将生物组织与固相试剂混合，通过碾磨在机械力的诱发下，有效成分与固相试剂发生化学反应，形成某种易溶于水的化合物，然后经过提取和纯化，获取有效成分。

机械化学提取的本质是官能团反应，与有机溶剂提取的相似相溶原理完全不同，因此机械化学提取茶多酚技术具有许多独特的优点。首先，通过茶多酚与固体反应试剂作用，生成易溶于水的茶多酚钠盐，这样就可以避免使用有机溶剂，并减少水的用量，从而避免了在浸提过程中有机溶剂的损耗并节约了浓缩浸提液的能源或设备投资。其次，由于茶多酚钠盐易溶于水，因此可以大幅提高了茶多酚浸提效率、减少浸提时间，产品得率大幅提高。再次，由于机械化学提取茶多酚是基于官能团反应的提取方法，因此提取的选择性大大提高，使茶多酚的得率和纯度得到提高。另外，机械化学法提取茶多酚技术与传统方法相比，机械化学提取的步骤较为简单，操作方便，从而使生产周期缩短，生产成本降低，并大幅减少了机械设备的投入。

由此可见，采用机械化学提取技术来提取茶多酚，是一种从茶叶中提取茶多酚的新方法，是对传统茶多酚提取方法的技术突破。这对实现茶多酚提取技术的革新和提升其生产水平具有重要的推动作用和现实意义。经文献检索，目前还未见采用机械化学提取技术提取茶多酚的报道。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种环境友好，操作简单，生产安全可靠、周期短、成本低廉、产品收率高，纯度好的从茶叶中提取茶多酚产品的方法。

本发明的研究思路为：

根据茶多酚的化学性质，即茶多酚能与碱性固相反应试剂发生化学反应，形成水溶性更强的物质，再在酸的作用下恢复为原来的化合物。其方法是：先通过高能机械力作用，使茶叶中的茶多酚与碱性固相反应试剂发生化学反应，生成易溶于水的化合物，再用酸处理后得到目标产物。由于茶多酚是多酚类物质，其邻、间位酚羟基在碱性条件下极不稳定，易发生氧化反应，因此在采用机械化学法提取茶多酚过程中，也可以考虑向碱性试剂中加入保护剂硼酸或硼酸盐，从而避免茶多酚在提取过程中被氧化。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种从茶叶中提取茶多酚的方法：将茶叶原料和固相试剂质量比1∶0.01-20混合，将混合物于球磨机中充分研磨1min-60min，取出研磨粉末，加水溶解，加水量为粉末质量的1-100倍，浸泡搅拌、过滤，取上清液，后经(1)向上清液中加入无机酸调pH值到1.0-7.0，得茶多酚水溶液，然后经常规分离纯化，得茶多酚产品；也可经(2)直接向上清液中加入二价或高价金属离子，获得茶多酚与二价或高价金属离子的沉淀，收集沉淀，加无机酸调节pH到1.0-7.0后，得转溶的茶多酚溶液，后经常规分离纯化，得茶多酚产品。

本发明所述的固相试剂包括固相反应试剂和保护剂，固相反应试剂与保护剂质量比例为1∶0-1。

本发明所述固相反应试剂可选自下列一种或两种以上的任意组合：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化铜、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钙、硅酸钠、磷酸二氢钠、氯化钠、碳酸氢钾、碳酸钾、硅酸钾、磷酸二氢钾、氯化钾、氯化镁、亚硫酸钠、氯化铝、氯化钙等碱、强碱弱酸盐。更优选所述的固相反应试剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸二氢钠、硅酸钠、碳酸钙中的一种。

本发明所述可加入的保护剂选自下列一种或两种以上的任意组合：硼酸、硼酸钠、硼酸钾、硼酸钙或其它硼酸盐。

本发明推荐所述的茶叶原料与固相试剂质量比为1∶0.01-20，更优选1∶0.1-1。

所述的茶叶原料与固相试剂在球磨机中的研磨时间推荐为1-60min；更优选为5-10min。

上述提取过程中，所述的研磨粉末需加水溶解，加水量推荐为研磨粉末质量的1-100倍；更优选10-30倍。在研磨粉末加水溶解过程中，推荐使用浸泡搅拌，浸泡搅拌时间为1-60min，优选浸泡搅拌时间为10-30min。

本发明在茶叶原料与固相试剂作用形成水溶性物质，并获得上清液后，如采用方案(1)需在酸的作用下调节上清液，pH值使之恢复为原来的化合物，所述的pH值终点推荐为1.0-7.0；更优选为3.0-5.0。也可经方案(2)向pH＞8的上清液中加入二价或高价金属离子，生成茶多酚与高价金属离子的沉淀，后经加无机酸转溶，得到茶多酚溶液。

本发明推荐使用无机酸来调节上清液pH值和转溶茶多酚，所述无机酸优选自下列一种或两种以上任意比例的混合物：盐酸、硫酸、醋酸、碳酸、磷酸；更优选所述的无机酸为盐酸、硫酸、醋酸中的一种。

本发明所述的茶多酚浸提液分离纯化可采用常规方法，方法选自下列一种或两种以上任意组合：金属离子沉淀法、液液萃取、固相萃取、或层析。本发明推荐采用下列方法：(1)上清液调节pH值至3.0-5.0后，过大孔树脂层析柱，浓缩，干燥，得茶多酚产品。(2)在得到上清液后，此时上清液pH＞8，直接加入茶多酚金属离子沉淀剂，氯化锌、氯化钙、氯化铝等二价或高价金属离子，获得茶多酚与二价或高价金属离子的沉淀，收集沉淀，加酸调节pH到2-6后，得转溶的茶多酚，在通过液液萃取，得茶多酚产品。

本发明具体推荐所述提取方法按照如下步骤进行：(1)室温下，按茶叶原料与以上所述固相试剂混合，将混合物于球磨机中研磨5-10min；取出研磨粉末，向其中加入茶叶质量10-30倍的水，浸泡搅拌10-50min；过滤，取上清液，加入无机酸调pH值到3.0-5.0，所述的无机酸为盐酸、硫酸、醋酸中的一种，然后过大孔吸附树脂分离，浓缩，干燥，得茶多酚产品。(2)室温下，按茶叶原料与以上所述固相试剂混合，将混合物于球磨机中研磨5-10min；取出研磨粉末，向其中加入茶叶质量10-30倍的水，搅拌10-50min；过滤，取上清液，此时上清液pH＞8，直接加入氯化钙，获得茶多酚与钙离子的沉淀，收集沉淀，加无机酸调节pH到2.0-6.0后，得转溶的茶多酚，通过液液萃取，得茶多酚产品。

本发明有益效果体现在：

(1)无需加入大量水和有机溶剂进行加热浸提，节约了能源，提高了生产效率；

(2)无需大量使用有机溶剂，降低了生产成本；

(3)提取过程中废液主要是碱盐、中性盐溶液和无机酸，无机酸可回收利用，盐溶液和碱液经处理后可排放，对环境影响很小，另外，在提取过程中，无废气产生；

(4)提取的选择性大大提高，从而使提取率和产品的纯度得到了提高；

(5)提取过程工序简单，操作方便，避免了繁琐的萃取工序，缩短了生产周期，降低了生产成本。

综上，本发明具有环境友好，产品纯度高，溶剂残留少，操作方便，生产周期短，生产成本低等优点，是一种具有较好推广应用前景的从茶叶中提取茶多酚产品的方法。

(四)具体实施方式

以下以具体实事例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

室温下，将20kg碎茶末原料与2kg碳酸钠、0.4kg硼酸钠混合；将混合物于球磨机中研磨10min；取出研磨粉末，向其中加入400L水，搅拌30min；过滤，取上清液，加入盐酸调pH值到5.0；然后过大孔树脂层析柱，浓缩，干燥，得茶多酚产品，产品得率＞13％。

实施例2

室温下，将20kg茶叶原料与2kg碳酸氢钠、0.4kg硼酸钠混合；将混合物于球磨机中研磨10min；取出研磨粉末，向其中加入400L水，搅拌5min；过滤，取上清液，加入盐酸调pH值到5.0；然后过大孔树脂层析柱，浓缩，干燥，得茶多酚产品，产品得率＞13％。

实施例3

室温下，将20kg茶叶原料与2kg碳酸钾混合；将混合物于球磨机中研磨5min；取出研磨粉末，向其中加入400L水，搅拌5min；过滤，取上清液，加入氯化钙2kg，搅拌溶解氯化钙，得茶多酚钙盐沉淀，收集沉淀，加酸调节pH5.0，得转溶茶多酚；后经过乙酸乙酯液液萃取，收集浓缩乙酸乙酯相，干燥，得茶多酚产品，产品得率＞10％。

Claims

1、一种从茶叶中提取茶多酚的新方法，所述提取方法为：将茶叶原料和固相试剂质量比1∶0.01-20混合，将混合物于球磨机中充分研磨1min-60min，取出研磨粉末，加水溶解，加水量为粉末质量的1-100倍，浸泡搅拌、过滤，取上清液，后经(1)向上清液中加入无机酸调pH值到1.0-7.0，得茶多酚水溶液，然后经常规分离纯化，得茶多酚产品；也可经(2)直接向上清液中加入二价或高价金属离子，获得茶多酚与二价或高价金属离子的沉淀，收集沉淀，加无机酸调节pH到1.0-7.0后，得转溶的茶多酚溶液，后经常规分离纯化，得茶多酚产品。

2、如权利要求1所述的从茶叶中提取茶多酚产品的方法，其特征在于所述的固相试剂包括固相反应试剂和保护剂，固相反应试剂与保护剂质量比例为1∶0-1。

3、如权利要求2所述的固相反应试剂，其特征在于所述的固相反应试剂为下列一种或两种以上的任意组合：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化铜、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钙、硅酸钠、磷酸二氢钠、氯化钠、碳酸氢钾、碳酸钾、硅酸钾、磷酸二氢钾、氯化钾、氯化镁、亚硫酸钠、氯化铝、氯化钙等碱或强碱弱酸盐，更优选所述的固相反应试剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸二氢钠、硅酸钠、碳酸钙中的一种。

4、如权利要求2所述的保护剂，其特征在于所述的所述保护剂为下列一种或两种以上的任意组合：硼酸、硼酸钠、硼酸钾、硼酸钙或其它硼酸盐。

5、如权利要求1所述的从茶叶中提取茶多酚产品的方法，其特征在于所述的茶叶原料与固相试剂质量比为1∶0.01-20，更优选所述的茶叶原料与固相试剂质量比为1∶0.1-1。

6、如权利要求1所述的从茶叶中提取茶多酚产品的方法，其特征在于所述的茶叶原料与固相试剂在球磨机中的研磨时间推荐为1-60min，更优选为5-10min。

7、如权利要求1所述的从茶叶中提取茶多酚产品的方法，其特征在于所述的研磨粉末需加水溶解，加水量推荐为研磨粉末质量的1-100倍，更优选10-30倍；在研磨粉末加水溶解过程中，推荐使用浸泡搅拌，浸泡搅拌时间为1-60min，优选浸泡搅拌时间10-30min。

8、如权利要求1所述的从茶叶中提取茶多酚产品的方法，其特征在于当采用后续方案(2)时，直接向上清液中加入二价或高价金属离子，获得茶多酚与金属离子沉淀，所述二价或高价金属离子为下列一种或两种以上的任意组合：Ca²⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Pb²⁺、Se⁴⁺、Ba²⁺。

9、如权利要求1所述的从茶叶中提取茶多酚产品的方法，其特征在于使用无机酸来调节上清液pH值或转溶，所述无机酸选自下列一种或两种以上任意比例的混合物：盐酸、硫酸、醋酸、碳酸、磷酸。

10、如权利要求1所述的从茶叶中提取茶多酚产品的方法，其特征在于当采用后续方案(1)时，需调节上清液pH值到1.0-7.0，得茶多酚溶液；当采用后续方案(2)时，需向茶多酚与金属离子沉淀中加酸调节pH值到1.0-7.0，转溶茶多酚，得茶多酚溶液。

11、如权利要求1所述的从茶叶中提取茶多酚产品的方法，其特征在于在得到茶多酚溶液后的常规分离纯化方法可以采用下列一种或两种以上方法的任意组合：液-液萃取、固相萃取、层析等方法。