CN101804129A

CN101804129A - 一种提取天然茶多酚的方法

Info

Publication number: CN101804129A
Application number: CN201010141765A
Authority: CN
Inventors: 林德昌; 龙英才; 董俊萍; 林金建
Original assignee: Jinjiang Hengyuan Technology Development Co Ltd; Fudan University
Current assignee: Jinjiang Hengyuan Technology Development Co Ltd; Fudan University
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2010-08-18

Abstract

本发明属于茶叶深加工技术领域，具体为一种提取天然茶多酚的方法。该方法在0-75℃温度下使含茶多酚的水溶液流经充填无机沸石分子筛的吸附柱，经去离子水洗脱、5-50％乙醇水溶液洗脱，收集乙醇水溶液洗脱液，超滤后干燥即得纯度高于95％、咖啡因含量低于1.0％的茶多酚产品。该方法操作流程安全、简便、能耗低，得到茶多酚纯度高，咖啡因含量低，有机溶剂使用量少，所用吸附剂可反复使用。本发明适于从茶水浸取液分离提取茶多酚，尤其适于处理低档茶叶提高附加值，或用于茶叶深加工过程中的下脚料、含茶多酚废液的利用。

Description

一种提取天然茶多酚的方法

技术领域

本发明属于茶叶深加工技术领域，具体涉及一种从茶叶浸取液或茶加工下脚料、废液中提取茶多酚的方法。

背景技术

茶叶中含有茶多酚、茶氨酸等生物活性成分。茶多酚，又名茶单宁、茶鞣质，是茶叶中多酚类物质的总称，含有30种以上的酚性物质。其主要组分为儿茶素，占其总量的80％左右。茶多酚有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗辐射等多种功效，在预防和治疗世界三大人类多发病-龋齿、心血管疾病和癌症等方面潜力巨大，作为抗氧化剂和食品添加剂在食品行业被广泛应用。

茶多酚约占茶干重量的20～25％。在茶叶生产过程中，会产生20％左右的低档茶和副产品，利用廉价低档茶叶和茶叶加工的下脚料提取其功能性成分如茶多酚，具有显著的经济效益。目前从茶叶中制备茶多酚的方法主要分为以下3类：溶剂提取法、离子沉淀法和柱分离制备法，这三类方法各有优缺点。

溶剂提取法是用极性溶剂从茶叶中浸取，然后把浸取液进行液-液萃取分离，最后浓缩并得到产品，所用有机溶剂包括乙酸乙酯、丙酮、乙醚、甲醇、乙烷以及三氯甲烷(氯仿)等，该方法使用了多种有机溶剂，生产成本较高，有些有毒有机溶剂使产品和操作不尽安全，且易造成环境污染。例如使用氯仿萃取脱除咖啡因和色素，会使茶多酚产品中残留有毒的氯仿而使其品质降低并带来安全性问题。

离子沉淀法利用金属离子如铜盐、铅盐或三氯化铝沉淀茶多酚，使其与咖啡因分离。由于铜、铅、铝等金属离子对人体有毒，由此得到的茶多酚产品对于食品和医药工业亦是不合适的。在沉淀操作中还常需调节溶液pH值为弱碱性，对茶多酚的抗氧化性能有一定影响，易使茶多酚褐变。

柱分离制备法有凝胶柱、吸附柱和离子交换柱，以层析柱分离的研究较多，此类技术的关键是柱填充料和淋洗方法。柱分离通常可得纯度较高、咖啡因含量较低的茶多酚产品，但柱填料如吸附型树脂、亲脂凝胶等非常昂贵，在淋洗时还需用大量有机溶剂。

近几年国内对茶多酚提取工艺改进总的发展方向是绿色化生产工艺，尽量避免使用有毒有机溶剂或重金属离子，提高分离提取的效率，降低工业化生产的成本。[CN1097411A；CN1104621A；CN1370766A；CN1847238A；CN101121705A；CN101260125A；CN1186717A；CN1386731A]，也有多项流程结合，进行茶多酚、茶多糖等综合提取的工艺报道[CN1557841A]。超临界二氧化碳萃取技术也被用于茶多酚的提取，结合传统工艺可生产高纯度的茶多酚[CN1613855A，CN1253940A；CN1704413A]。但超临界技术的应用对设备要求较高。

柱分离工艺中，常采用大孔树脂为吸附剂[CN1634914A，CN1651424A；CN1785990A]，也有使用凝胶[CN1557841A]和交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)吸附[CN1709887A]，以及结合使用大孔树脂和纤维素[CN1973652A]等的专利报道。但大孔吸附树脂在工业化应用中仍存在成本较高，以及致孔剂等合成原料及溶剂残留等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效率高、成本低的提取天然茶多酚的方法。

本发明采用具有规整孔道、耐高温、机械强度高、易于再生重复使用、长寿命的无机沸石分子筛作为吸附剂，对含有茶多酚的溶液进行吸附分离，达到提取茶多酚的目的。

本发明提供的分离提取茶多酚的方法包含如下步骤：

(1)在0～75℃温度下，通过恒流器，使含茶多酚的水溶液流经充填无机沸石分子筛吸附剂的吸附柱，将茶多酚吸附；

(2)用水洗脱，直至流出液近无色，再用乙醇水溶液或乙酸乙酯水溶液洗脱，收集洗脱液；

(3)洗脱液真空蒸发浓缩后，经喷雾干燥或冷冻干燥，即得低咖啡因含量(＜1.0％)的茶多酚产品，产品纯度大于95％。

本发明应用具有均一孔道的沸石分子筛吸附提取茶多酚，对被处理分子具有择形选择性吸附分离作用，不会引入污染物质，用于提纯制备成本较低。

本发明中，使用的无机沸石分子筛吸附剂是FAU型沸石分子筛吸附剂，该沸石是硅铝摩尔比大于15的高硅Y型沸石，以该类型的疏水性沸石分子筛制成的吸附剂为佳。

本发明中，所用的洗脱剂为质量分数为5～50％乙醇水溶液或1～9％乙酸乙酯水溶液。

本发明中，失去吸附能力的无机沸石分子筛经0～100％乙醇-水溶液、丙酮洗脱可以恢复吸附性能。当吸附剂被一些大分子尺寸的有机物严重污染而失去吸附能力后，亦可通过加热再生恢复其吸附性质。吸附剂的加热再生温度是500～650℃，时间为1.5～5小时。再生后分子筛可重复使用。

本发明提供的用无机沸石分子筛吸附剂提取茶多酚的新方法，操作流程安全、简便、能耗低，得到茶多酚纯度高，咖啡因含量低，有机溶剂使用量少，未使用有毒有机溶剂或有毒金属离子，所用沸石分子筛吸附剂可反复使用。本发明适于从茶水浸取液分离提取茶多酚，尤其适于处理低档茶叶提高附加值，或用于茶叶深加工过程中的下脚料、含茶多酚废液的利用。

附图说明

图1为咖啡因样品的高压液相色谱(HPLC)谱图。

图2茶粉配制的茶液(1mg/mL)HPLC谱图。

图3是茶粉配制的茶液经本法处理后(实施例一)分离得到的茶多酚样品的HPLC谱图，从图2对比中可见茶多酚纯度高且咖啡因含量很低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。实施例中所用速溶茶粉及绿茶浓缩提取液由福建某公司提供。

实施例1

用市售FAU沸石粉末，硅铝比为72，加工成条状(直径2.5mm)，高温焙烧后剪成3-5mm的短条，在550℃空气中活化4小时并经冷却后，置于去离子水中，适当加热充分赶除气泡后，加入吸附柱中。吸附柱高45cm、内径3cm，沸石吸附剂装填量120g。

称取速溶茶粉5克，配制成0.01g/mL的茶水，抽滤除去不溶杂质。调节流速稳定在5.5mL/min，将500mL含茶多酚的茶水溶液以恒流泵泵至吸附柱，茶水溶液泵尽后，立即泵入20～500mL去离子水。随后以200～2000ml 7％的乙醇溶液洗脱，收集乙醇洗脱液，经超滤浓缩后，加入少量无水乙醇旋蒸干燥，得棕褐色晶状固体粉末0.5g，茶多酚含量98％，咖啡因含量为0.5％。吸附分离茶液原样及制得的茶多酚样品的HPLC见附图2和附图3所示，经本法处理茶多酚纯度大大提高，而咖啡因含量则大幅降低。

实施例2

用市售FAU沸石粉末，硅铝比为60，加工成条状(直径2.5mm)，高温焙烧后剪成3-5mm的短条，在500℃空气中活化4小时并经冷却后，置于去离子水中，适当加热充分赶除气泡后，加入吸附柱中。吸附柱高45cm、内径3cm，沸石吸附剂装填量125g。

称取速溶茶粉10克，配制成0.01g/mL的茶水，抽滤除去不溶杂质。调节流速稳定在8mL/min，将1L含茶多酚的茶水溶液以恒流泵泵至吸附柱，茶水溶液泵尽后，立即泵入30～1000mL去离子水。随后以200～2000mL 20％的乙醇溶液洗脱，收集乙醇洗脱液，经超滤浓缩后，加入少量无水乙醇旋蒸干燥，得棕褐色晶状固体粉末0.9g，茶多酚含量为96％，咖啡因含量为0.7％。

实施例3

用市售FAU沸石粉末，硅铝比为15，加工为粒径为1.5～2mm的小球，600℃焙烧3.5小时后，120℃通水蒸汽疏水化处理2小时。置于去离子水中，适当加热充分赶除气泡后，加入吸附柱中。吸附柱高45cm、内径3cm，沸石吸附剂装填量126g。

称取速溶茶粉5克，配制成0.01g/mL的茶水，抽滤除去不溶杂质。调节流速稳定至10mL/min，将500mL含茶多酚的茶水溶液以恒流泵泵至吸附柱，吸附柱通过循环水恒温至50℃，茶水溶液泵尽后，立即泵入20～200mL去离子水。随后以200～2000mL 10％的乙醇溶液洗脱，收集乙醇洗脱液。吸附剂用200～2000mL无水乙醇洗脱，再用200～500mL去离子水50℃温度下洗脱，吸附柱即可重复使用。如此提取操作6次，收集的洗脱液旋蒸浓缩后，喷雾干燥，得棕褐色粉末2.58g，茶多酚含量为97.5％，咖啡因含量为0.4％。

实施例4

用调市售FAU沸石粉末，硅铝比为80，挤条成型(直径2.5mm)，高温焙烧后剪成3～5mm的短条，置于去离子水中，充分赶除气泡，加入吸附柱中。吸附柱高45cm、内径3cm，沸石吸附剂装填量118g。

调节恒流泵流速为5mL/min，将200mL绿茶浓缩液泵至吸附柱，吸附柱通过循环水恒温至30℃，继以50～200mL去离子水洗脱。随后以100～1000mL 10％的乙醇溶液洗脱，收集乙醇洗脱液，经超滤浓缩后，加入少量无水乙醇旋蒸干燥，得棕褐色晶状固体粉末1.4g，茶多酚含量为95％，咖啡因含量为0.8％。

Claims

1.一种提取天然茶多酚的方法，其特征在于具体步骤如下：

(3)洗脱液真空蒸发浓缩后，经喷雾干燥或冷冻干燥，即得咖啡因含量小于1.0％的茶多酚产品，产品纯度大于95％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无机沸石分子筛吸附剂是FAU型沸石分子筛吸附剂，该沸石的硅铝摩尔比大于15。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述乙醇水溶液的质量分数为5～50％，乙酸乙酯水溶液质量分数为1～9％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无机沸石分子筛使用后，经0～100％乙醇-水溶液、丙酮、热水洗脱以恢复其吸附性能。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无机沸石分子筛吸附剂能加热后再利用，加热温度为500-650℃，加热时间为1.5-5小时。