CN102226211B - 固定化多酚氧化酶动态连续氧化制备茶黄素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以茶多酚为原料、固定化多酚氧化酶动态连续氧化制备茶黄素的方法。目前，红茶茶汤中茶黄素的含量仅占红茶干物质的0.3-1.5％，且直接利用红茶提取得率非常低。现行茶黄素的合成制备不能实现连续动态制备，仅限于实验室的制备，导致获得茶黄素的成本非常之高，限制了茶黄素在医药保健上的应用。本发明以茶多酚为底物，固定化多酚氧化酶为催化媒介，控制反应温度，在填充床反应器上实现底物与氧气连续进入，完成茶多酚的氧化、聚合形成茶黄素类物质并由恒流泵连续泵出。本发明在生物反应器上重复利用固定化多酚氧化酶实现了茶黄素的连续动态制备，得到一定含量的茶黄素混合液，为茶黄素的工业化制备提供基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种以茶多酚为原料、在填充床反应器上利用固定化多酚氧化酶动态连续氧化制备茶黄素的方法。
背景技术
茶黄素是红茶中一类具有特色的色素物质，对红茶茶汤的色泽及风味影响很大，红茶的发酵程度导致其中的茶黄素含量仅占红茶干物质的0.3-1.5％，直接从红茶提取的收率很低。茶黄素是一类具有多羟基的苯并卓酚酮结构的化合物，以下面的四种茶黄素为主体：
茶黄素具有很多潜在的和已被科学证明了的医药保健功能，如抗氧化、抗癌症、抗炎活性等。目前，获得茶黄素的方法主要有直接提取法、化学氧化法、酶促氧化法等。利用红茶茶汤直接提取茶黄素得率非常之低，获得大量茶黄素的成本很高。化学氧化儿茶素制备茶黄素存在着氧化剂的毒性问题，游离酶促氧化茶多酚制备茶黄素存在着酶源浪费、产物与酶分离困难、无法实现酶重复利用、无法连续化制备等问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种在填充床反应器上利用固定化多酚氧化酶实现茶黄素的连续动态制备，且能结合柱层析实现一定含量和酯型比例茶黄素的制备，对未反应的茶多酚实现循环利用，提高茶多酚利用率。
为此，本发明的技术方案如下：固定化多酚氧化酶动态连续氧化制备茶黄素的方法，其具体步骤如下：1)以树脂作为载体，采用吸附交联法将多酚氧化酶固定在树脂上，制得固定化多酚氧化酶；2)将茶多酚用溶剂溶解配制成底物料液，所述底物料液的浓度控制在5-15mg/mL，茶多酚中的儿茶素总量≥30％；3)将固定化多酚氧化酶固定于填充床反应器中形成床体，从填充反应器的底部将氧气与底物料液同时通入床体中，进行茶多酚的动态连续氧化，使儿茶素聚合形成茶黄素；4)通过恒流泵从填充床反应器上端将反应生成液连续泵出，得到茶黄素混合液；5)由于得到的茶黄素混合液中含有溶剂、茶黄素及未反应的茶多酚，需要对茶黄素混合液进行浓缩、干燥(冷冻干燥、喷雾干燥)，得到粗茶黄素产品。本发明从填充反应器的底部将氧气与底物料液同时通入床体中，氧气起到了鼓泡作用，使反应充分、完全；在氧气的作用下，反应生成的茶黄素被顶至床体的上方，然后通过恒流泵及时泵出。
所述的粗茶黄素产品通过柱层析分离可以得到高含量(65％-85％)高酯型比(70％-90％)的茶黄素产品。
步骤3)氧化反应的条件为：当柱床体积为100mL时，填充床反应器内的反应温度控制在10-50℃，氧气流量控制在10-100mL/min，底物料液流速控制在1.0-5mL/min，反应生成液泵出的流速为底物料液流速的1-1.2倍，及时将反应生成液泵出填充床反应器外。本发明通过合理的氧化条件，使儿茶素尽可能多地转化为茶黄素，减少杂质的生成。
上述的方法，最优的反应条件为：以98％含量的茶多酚为底物原料，底物料液的浓度控制在10mg/mL，填充床反应器的温度控制在28℃，底物流速控制在2.0mL/min，氧气流量控制在50mL/min，反应生成液由恒流泵以2.0mL/min泵出。
上述的方法，多酚氧化酶为真菌漆酶、植物果实多酚氧化酶、茶叶多酚氧化酶或酪氨酸酶。
上述的方法，所述的树脂为阳离子交换树脂、大孔吸附树脂或阴离子交换树脂，优选阳离子交换树脂D152。
上述的方法，步骤2)中的溶剂为水、10-50％乙醇水溶液或pH值为3.2-7.3的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液。
上述的方法，所述的填充床反应器为双层夹套柱，该填充床反应器的双层夹套内通水，通过水循环控制填充床反应器内的反应温度，所用的氧气为纯氧。
上述的方法，当进行茶黄素的放大反应时，氧气流量和底物流速根据放大倍数进行调节，底物料液浓度仍为5-15mg/mL，填充床反应器内的反应温度仍控制在10-50℃。
上述的方法，所述的填充床反应器内设有一位于床体上方的能升降的圆形活塞式挡板，活塞式挡板与填充床反应器内壁之间有用于反应生成液泵出的通道，该活塞式挡板通过一侧壁上开有多个孔的硬管与恒流泵连接。圆形活塞式挡板的位置根据床体的高度来调节。反应生成液通过孔进入硬管内，然后由恒流泵泵出。
本发明具有的有益效果：实现了连续动态生物法合成茶黄素，反应条件易于操控，固定化酶得到了重复利用，且制得茶黄素混合物中茶黄素含量稳定，在一定柱层析条件下能实现一定含量和酯型比的茶黄素，同时可以根据需要得到不同含量、不同酯型比例的茶黄素产品，提高了茶多酚在氧化制备茶黄素的经济效益。
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明实施例1中随机抽样的茶黄素液相检测图谱。
图2是本发明实施例2中随机抽样的茶黄素液相检测图谱。
图3是本发明实施例3中随机抽样的茶黄素液相检测图谱。
图4是本发明实施例4中随机抽样的茶黄素液相检测图谱。
图5是本发明实施例5中随机抽样的茶黄素液相检测图谱。
具体实施方式
实施例1
称取适量固定化多酚氧化酶用配制相应茶多酚底物的pH3.2磷酸氢二钠-柠檬酸湿法装柱，柱底部填充少许脱脂棉，柱床控制在100mL。用磷酸氢二钠-柠檬酸配制pH3.2儿茶素总量为40％的茶多酚底物料液10mg/mL，循环水控温30℃，氧气流量为55mL/min，底物流速2.5mL/min。氧气与底物同时进入填充床反应器反应，连续用泵将茶黄素混合物泵出，对混合物进行液相分析，此反应条件下以TF为主体见图1，且茶黄素含量在16.25％。对茶黄素混合液进行冷冻干燥即可获得含量为55％的茶黄素产品，冷冻干燥预冻温度零下50℃，物料厚度1.5cm。
实施例2
用水配儿茶素总量为70％的茶多酚(pH5.7)底物料液10mg/mL，循环水控温28℃，氧气流量为70mL/min，底物流速2.0mL/min。氧气与底物同时进入填充床反应器反应，连续用泵将茶黄素混合物泵出，对混合物进行液相分析，此反应条件下以TF为主体见图2，且茶黄素含量在18.39％。对茶黄素混合液进行冷冻干燥即可获得含量为70％的茶黄素产品，冷冻干燥预冻温度零下40℃，物料厚度1.5cm。
实施例3
用30％乙醇配制儿茶素总量为80％的茶多酚(pH5.0)底物料液10mg/mL，循环水控温32℃，氧气流量为45mL/min，底物流速3.0mL/min。氧气与底物同时进入填充床反应器反应，连续用泵将茶黄素混合物泵出，对混合物进行液相分析，此反应条件下四种主要茶黄素均出现，见图3，此时茶黄素含量为24.57％。将茶黄素混合液上分离柱进行分离，并对不同茶黄素收集组分进行旋转蒸发浓缩，以去除有机洗脱液，温度控制在45℃。后进行冷冻干燥获得不同茶黄素含量和酯型比例的茶黄素产品，冷冻干燥预冻温度零下50℃，物料厚度1.5cm。
实施例4
称取适量固定化多酚氧化酶用配制相应茶多酚底物的40％乙醇湿法装柱，柱底部填充少许脱脂棉，柱床控制在100mL。用40％乙醇配制儿茶素总量为90％的茶多酚底物料液10mg/mL，循环水控温28℃，氧气流量为70mL/min，底物流速7.0mL/min。氧气与底物同时进入填充床反应器反应，连续用泵将茶黄素混合物泵出，对混合物进行液相分析，此反应条件下四种主要茶黄素均出现，见图4，此时茶黄素含量为30.45％。将茶黄素混合液上分离柱进行分离，并对不同茶黄素收集组分进行喷雾干燥处理，得到不同系列茶黄素产品。
实施例5
用30％乙醇配制儿茶素总量为70％的茶多酚(pH5.0)底物料液10mg/mL，循环水控温35℃，氧气流量为90mL/min，底物流速11.0mL/min。氧气与底物同时进入填充床反应器反应，连续用泵将茶黄素混合物泵出进入分离柱分离茶黄素。对制备茶黄素混合液随机抽样检测见附图5。混合液上聚酰胺柱进行茶黄素的分离，此时得到含量在80％以上，酯型比例达80％以上的得率为11.64％的茶黄素产品。旋转蒸发仪对茶黄素混合液进行浓缩以去除乙醇，温度控制在50℃。后进行冷冻干燥获得不同系列的茶黄素产品，冷冻干燥预冻温度零下50℃，物料厚度2cm。
上述的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
Claims (8)
1.固定化多酚氧化酶动态连续氧化制备茶黄素的方法，其具体步骤如下：1）以树脂作为载体，采用吸附交联法将多酚氧化酶固定在树脂上，制得固定化多酚氧化酶；2）将茶多酚用溶剂溶解配制成底物料液，所述底物料液的浓度控制在5-15mg/mL，茶多酚中的儿茶素总量≥30%；3）将固定化多酚氧化酶固定于填充床反应器中形成床体，从填充反应器的底部将氧气与底物料液同时通入床体中，进行茶多酚的动态连续氧化，使儿茶素聚合形成茶黄素；4）通过恒流泵从填充床反应器上端将反应生成液连续泵出，得到茶黄素混合液；5）对茶黄素混合液进行浓缩、干燥，得到粗茶黄素产品；
所述的多酚氧化酶为真菌漆酶、植物果实多酚氧化酶、茶叶多酚氧化酶或酪氨酸酶；
步骤3）氧化反应的条件为：当柱床体积为100mL时，填充床反应器内的反应温度控制在10-50℃，氧气流量控制在10-100mL/min，底物料液流速控制在1.0-5mL/min，反应生成液泵出的流速为底物料液流速的1-1.2倍。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以98%含量的茶多酚为底物原料，底物料液的浓度控制在10mg/mL，填充床反应器内的反应温度控制在28℃，底物流速控制在2.0mL/min，氧气流量控制在50mL/min,反应生成液由恒流泵以2.0mL/min泵出。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的树脂为阳离子交换树脂、大孔吸附树脂或阴离子交换树脂。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的树脂为阳离子交换树脂D152。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤2）中的溶剂为水、10-50%乙醇水溶液或pH值为3.2-7.3的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的填充床反应器为双层夹套柱，该填充床反应器的双层夹套内通水，通过水循环控制填充床反应器内的反应温度，所用的氧气为纯氧。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当进行茶黄素的放大反应时，氧气流量和底物流速根据放大倍数进行调节。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的填充床反应器内设有一位于床体上方的能升降的圆形活塞式挡板，活塞式挡板与填充床反应器内壁之间有用于反应生成液泵出的通道，该活塞式挡板通过一侧壁上开有多个孔的硬管与恒流泵连接。
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| 王斌等.固定化多酚氧化酶填充床反应器连续制备茶黄素的研究.《第六届海峡两岸茶业学术研讨会论文集》.2010,66. |
| 袁新跃.树脂固定化多酚氧化酶及其催化茶多酚形成茶黄素的研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》.2009,B016-2. |
| 龚志华.体外酶促氧化合成茶黄素研究.《经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会（第二卷）》.2010,1-8. * |
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