CN102010394A - 非溶剂法生产低咖啡碱儿茶素工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开的非溶剂法生产低咖啡碱儿茶素工艺，其步骤如下：将绿茶碎末和去离子水按固液比1∶10～1∶15的比例混合，超声波提取；滤液静置分层后用陶瓷膜分离，将透过液用纳滤膜浓缩，再用天然木质纤维素树脂分离纯化，收集洗脱馏分；洗脱馏分用纳滤膜浓缩、喷雾干燥。本发明操作简单方便，成本低，投资少，无污染，产品绿色安全，易于工业化，与目前的生产工艺相比，不仅无需大量使用对环境污染和对人体有害的生产试剂，而且具有产物纯度高、生产周期短的优点，符合环保和安全的要求。

Description

非溶剂法生产低咖啡碱儿茶素工艺

技术领域

本发明涉及生产低咖啡碱儿茶素的工艺，尤其是采用非溶剂法生产低咖啡碱儿茶素工艺。

背景技术

由于儿茶素或茶多酚的药用功效及保健功能越来越受到人们的关注，从茶叶中提取茶多酚或儿茶素的工艺流程近年来发展很快，但得到的茶多酚或儿茶素产品中很难同时把咖啡碱去除、EGCG富集，而咖啡碱和EGCG在产品中的含量大小对产品的应用影响很大。目前工业上为了从茶多酚或儿茶素产品中去除咖啡碱和富集EGCG的方法主要有如下几种：

1.用氯仿或二氯甲烷等氯化物从茶提取液中萃取去除咖啡碱，去除率较高，但由于氯化物有毒，致使产品作为药用或保健品原料受到影响；

2.用酸液或弱碱液洗涤乙酸乙酯的萃取液来去除咖啡碱，该法酸液或弱碱液用量大，对产品的得率影响较大，使其工业应用受到限制，同时又由于有机溶剂的残留，致使茶多酚或儿茶素在药用或保健品原料的使用上受到一定禁锢；

3.用金属盐离子如Ca²⁺、Al³⁺、Zn²⁺等去络合茶多酚，再用酸转溶沉淀物，乙酸乙酯的萃取来去除咖啡碱，该法与第2种方法相似，由于大量使用金属盐离子和有机溶剂，致使茶多酚或儿茶素在药用或保健品原料使用上受到严重限制；

4.用超临界CO₂萃取法萃取茶叶中的咖啡碱或茶多酚产品中的咖啡碱，操作复杂，设备投资大，生产成本高，工业生产中很难推广；

5.将绿茶提取物或茶多酚先经乙酸乙酯、氯仿两种试剂多次富集和脱除咖啡因和色素，得到高含量儿茶素的茶多酚，再经Sephadex LH-20柱层析纯化，富集EGCG，该工艺不仅使用有毒有机溶剂，而且利用成本昂贵、制备周期较长的Sephadex凝胶树脂，工业生产中很难推广；

6.采用高速逆流色谱法，利用由烷烃、脂肪酯、脂肪醇和水组成的两相溶剂系统，可以分离制备出高纯度EGCG，但该工艺也是大量使用有毒有机溶剂，同时生产工艺难于放大，工业化生产比较困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简便，成本低，无污染，易于工业化的非溶剂法生产低咖啡碱儿茶素工艺。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术解决方案。

1)将绿茶碎末和去离子水以质量计算，按固液比1∶10～1∶15的比例混合，在40～50℃，超声波提取二次，每次提取30min。过滤合并滤液；

2)滤液0～10℃静置分层，澄清液用孔径为100～200nm的陶瓷膜分离，透过液用截留分子量为400～200道尔顿的纳滤膜浓缩至原体积的1/3～1/2；

3)浓缩液用天然木质纤维素树脂分离纯化，洗脱条件为：

将质量浓度5～15％、25～45％和75～95％乙醇的pH值分别调至3.5～5.5，依次洗脱，收集洗脱馏分；

4)洗脱馏分用截留分子量为400～200道尔顿的纳滤膜浓缩至原体积的1/3～1/4；

5)浓缩液喷雾干燥，干燥参数为进风温度120～140℃，出口温度85～95℃。

本发明中，调节pH值用的酸可以是盐酸、醋酸或柠檬酸。超声波频率为25KHz～100KHz。

本发明采用膜与木质纤维素树脂相结合的方法分离提纯儿茶素，然后再利用纳滤膜浓缩，进行儿茶素生产；主要利用咖啡碱与儿茶素的分子量差异及在木质纤维素树脂层析柱中与木质纤维素结合力不同，致使二者能够达到一定的分离。

若把pH值对咖啡碱和儿茶素在木质纤维素树脂中，与木质纤维素结合力影响因素加以考虑，在pH值3.5～5.5，咖啡碱基本上是以盐的形式存在，不易吸附在树脂上，而茶多酚在此时主要以分子状态存在，增大与木质纤维素结合力，尤其是脂溶性儿茶素结合力更强，且比较稳定，再利用不同浓度的酸化乙醇进行解析，可以制得不同规格的儿茶素产品。根据产品的用途，可以选择不同的pH值。

本发明操作简单方便，成本低，投资少，无污染，产品绿色安全，易于工业化，与目前的生产工艺相比，不仅无需大量使用对环境污染和对人体有害的生产试剂，如氯化物、乙酸乙酯、金属盐离子等，也无需化工合成树脂的介入，经本方法得到的儿茶素含量≥90％，其中EGCG含量≥60％，咖啡因含量≤0.2％，得率大于7％。本发明工艺能有效缓解食品、药品、保健品级高EGCG、低咖啡碱的儿茶素产品供应不足的现象。

附图说明

图1是35％乙醇洗脱馏分产品HPLC检测图谱；

图2是45％乙醇洗脱馏分产品HPLC检测图谱。

具体实例方式

实例1

1)称取1000.0g绿茶，以固液比1∶12比例加去离子水12L，45℃，超声波频率为28KHz，超声波提取30min，每15min停2min，过滤提取液、再重复提取一次，合并二次滤液，即得提取液17L；

2)将滤液4℃静置分层，澄清液用孔径为100nm的陶瓷膜分离，分离压力为0.1MPa，流速20ml/min，收集透过液；透过液用纳滤膜(200dal)浓缩至原体积的1/2；

3)浓缩液上样至已经平衡好的木质纤维素树脂层析柱(层析柱规格为20cm×1500mm)，静置30min，依次用pH值5的5％乙醇洗脱4个床层(流速1.9L/min)，pH值5的35％乙醇洗脱3个床层(流速1.7L/min)，pH值5的80％乙醇洗脱2个床层(流速1.8L/min)，收集洗脱馏分；

4)用纳滤膜(200dal)浓缩至原体积的1/4，喷雾干燥(进风温度125℃，出口温度95℃)，检测35％乙醇洗脱馏分浓缩干燥产品HPLC图谱如图1。

参照标准曲线分析计算得，该馏分中EGCG含量为60.7％，咖啡碱含量为0.19％，总儿茶素含量为91.2％，产品得率为7.2％。

实例2

1)称取500.0g绿茶，以固液比1∶15比例加去离子水7.5L，50℃，超声波频率为40KHz，超声波提取30min，每15min停2min，过滤提取液、再重复提取一次，合并二次滤液，即得提取液11L；

2)将滤液5℃静置分层，澄清液用孔径为200nm的陶瓷膜分离，分离压力为0.1MPa，流速20ml/min，收集透过液；透过液用纳滤膜(400dal)浓缩至原体积的1/2；

3)浓缩液上样至已经平衡好的木质纤维素树脂层析柱(层析柱规格为20cm×1500mm)，静置30min，依次用pH值3.5的15％乙醇洗脱4个床层(流速2.0L/min)，pH值3.5的45％乙醇洗脱3个床层(流速2.0L/min)，pH值3.5的90％乙醇洗脱1.5个床层(流速1.9L/min)，收集洗脱馏分；

4)用纳滤膜(400dal)浓缩至原体积的1/4，喷雾干燥(进风温度140℃，出口温度95℃)，检测45％乙醇洗脱馏分浓缩干燥产品HPLC图谱如图2。

参照标准曲线分析计算得，该馏分中EGCG含量为60.1％，咖啡碱含量为0.17％，总儿茶素含量为90.3％，产品得率为7.3％。

Claims (1)

1.非溶剂法生产低咖啡碱儿茶素工艺，其步骤如下：

1)将绿茶碎末和去离子水以质量计算，按固液比1∶10～1∶15的比例混合，在40～50℃，超声波提取二次，每次提取30min。过滤合并滤液；

2)滤液0～10℃静置分层，澄清液用孔径为100～200nm的陶瓷膜分离，透过液用截留分子量为400～200道尔顿的纳滤膜浓缩至原体积的1/3～1/2；

3)浓缩液用天然木质纤维素树脂分离纯化，洗脱条件为：

将质量浓度5～15％、25～45％和75～95％乙醇的pH值分别调至3.5～5.5，依次洗脱，收集洗脱馏分；

4)洗脱馏分用截留分子量为400～200道尔顿的纳滤膜浓缩至原体积的1/3～1/4；

5)浓缩液喷雾干燥，干燥参数为进风温度120～140℃，出口温度85～95℃。

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