CN102302083B

CN102302083B - 一种茶叶蛋白产品的提取方法

Info

Publication number: CN102302083B
Application number: CN 201110225665
Authority: CN
Inventors: 张士康; 朱科学; 陆晨; 周惠明; 王彬; 彭伟; 蒋玉兰
Original assignee: HANGZHOU INST OF TEAS ALL-CHINA SUPPLY AND MARKETING COOPERATIVE; Jiangnan University
Current assignee: Hangzhou Inst of Teas, All-China Supply and Marketing Cooperative; Jiangnan University
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2031-08-08
Also published as: CN102302083A

Abstract

本发明提供了一种茶叶蛋白产品的提取方法，具体方法包括以下步骤：1）原料预处理过程；2）利用超声辅助碱提茶叶蛋白的过程；3）茶叶蛋白溶液脱色的过程；4）茶叶蛋白提取液浓缩过程；5）茶叶蛋白沉淀的过程；6）茶叶蛋白洗涤、精制和干燥的过程。本发明有益的效果：本发明采用茶渣或夏秋茶等低档茶为原料，采用低频循环超声技术辅助提取茶蛋白，此方法蛋白质提取率高，纯度高，方法成本低，简单易行，易于推广，所得茶叶蛋白产品的颜色为绿茶色，产品质量符合食品卫生标准。本发明提供了茶渣和夏秋低档茶增值转化再利用的新途径；开发出一种新型的植物源蛋白新产品，实现了茶叶资源综合利用和精深加工。

Description

一种茶叶蛋白产品的提取方法

技术领域

本发明涉及植物产品的开发利用领域，主要是一种茶叶蛋白产品的提取方法。

背景技术

我国是茶叶生产大国，茶产业发展迅速，茶园面积和产量不断增长，出现茶资源供大于求的趋势。据FAO-IGG统计，2009年全球茶叶产量达到392.84万吨。近10年中国茶叶产量持续增长，2000年至2007年间，茶叶产量从71.93万吨增长至114万吨，年均增长率接近11%，2009年已达到131万吨，是世界上最大的产茶国。而茶叶消费从2000年的45.6万吨增加到2006年的66万吨，年均增长不到6%。分析其原因，一方面，由于我国茶叶产业的发展概况是名优茶品种丰富，消费量大；而大部分低档茶夏秋茶因为价格低、采摘劳动成本高等原因导致大量茶资源留采得不到利用；另一方面茶叶功能性提取物产业和茶饮料产业发展迅速，年产上千吨的现代化生产线相继投产，这就产生了大量茶叶废渣，这些茶渣资源量很大，但是截止到目前还没有有效地开发利用途径，不仅造成了茶资源的巨大浪费，同时也是对环境的极大污染，因此大量茶渣和夏秋茶的处理成了急需解决的问题。而合理的综合利用和深度开发技术对于增加茶叶产业链经济价值以及环境保护都有良好的作用，也是满足国家茶产业发展战略需求的关键。

目前对于低档茶的综合利用主要集中在茶叶中可溶性成分的研究上。例如：汪叔雄等人在申请号为96113134.9的发明专利：在茶叶中提取茶多酚及其副产品的方法，李正雄在申请号为91103403.X的发明专利：水溶性茶叶提取物，叶春园在申请号为93102630.X的发明专利：茶叶下脚料综合利用方法。但这些深加工所提取的物质只占茶叶干重的30％左右，所利用的成分主要是茶多酚、咖啡碱、可溶性糖类和维生素等，经加工后的茶渣中仍残留1%~2%的茶多酚，0.1%~0.3%的咖啡碱，17%~25%的粗蛋白，16%~18%的粗纤维。我国目前对茶渣的回收利用也仍处在初步研究阶段，已有的发明主要集中在茶渣用做饲料、肥料的研究上，例如：屠幼英等人在申请号为200510049878.5的发明专利：用废弃茶渣发酵生产茶园专用有机肥的方法。

茶叶或茶渣中蛋白质含量约为17~30%，氨基酸组成丰富合理，富含多种维生素和微量元素，不含胆固醇，具有多种生理活性功能，是一种优质的叶蛋白质资源。但茶叶组成极其复杂，在茶叶蛋白生产加工中，热物理作用会导致淀粉水解，糖类物质转化，蛋白与糖类物质结合，多酚类物质氧化等一系列化学变化，蛋白产品颜色变化严重，色泽较深，并且茶蛋白多为非水溶性蛋白，导致蛋白质提取率较低。这些问题的存在使得目前对茶叶蛋白的研究利用都还处在实验室的研究阶段，例如沈莲清等人在申请号为200810164171.2的发明专利：茶叶蛋白的双酶提取法，提取率最高仅为52.3%，蛋白酶用量大，价格昂贵，难以工业化生产和应用；余芳在申请号为200910181276.3的发明专利：一种富硒绿茶硒蛋白的提取方法，但其浸提时间为16h，提取时间久，生产周期长。简单的工艺，低廉的成本以及高得率是茶蛋白能否商品化生产的关键，对茶产业的深度开发具有重要意义。经查新，国内外尚未见到茶蛋白产品超声辅助提取方法的研究报道或专利公开。

发明内容

本发明的目的是针对现在低档茶、茶渣等综合利用技术中存在的不足之处，提供一种茶叶蛋白产品的提取方法，该利用超声辅助提取技术提取其中茶蛋白的方法工艺简单，生产成本低，茶蛋白提取率高。

本发明的另一个目的在于提供一种应用上述方法制备的茶蛋白提取物，该产品蛋白质含量为50%—65%，颜色为绿茶色，氨基酸含量丰富，组成比较平衡。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种茶叶蛋白产品的提取方法，该方法包括以下几个步骤：

（1）原料预处理过程：将茶叶或茶渣作为原料进行清洗除杂脱酚，干燥后粉碎备用；

（2）茶蛋白浸提过程：低频超声辅助碱提，制得茶叶蛋白质提取液，具体过程为：向原料中加入20～40倍重量的pH10-13的碱液搅拌浸提，采用低频超声辅助萃取技术，其中超声波条件为：超声功率：200～300W，超声频率：23.5～28.5Hz；提取条件为：料液温度40～80℃，浸提时间30～90min；

（3）对茶叶蛋白质提取液进行脱色处理；

（4）对茶叶蛋白质提取液进行浓缩处理，制得浓缩液；

（5）从浓缩液中沉淀出茶蛋白；

（6）对茶蛋白进行洗涤、精制和干燥，制得茶蛋白产品。

作为优选，步骤（1）原料预处理过程，其中原料分别经体积比浓度为0.01-0.03%EDTA-2Na水溶液，即乙二胺四乙酸二钠水溶液和体积比浓度为35-75%乙醇溶液洗涤，去除原料中的灰尘、金属离子和部分酚类物质，沥干后干燥。

作为优选，步骤（1）原料粉碎过程，其中原料经粉碎机粉碎后，过100-200目筛，低温4℃储藏备用。

作为优选，步骤（3）对茶叶蛋白质提取液进行脱色过程为：向每100ml蛋白质提取液中缓慢加入2～7ml的体积比浓度为30%双氧水溶液，在20～40℃下搅拌混合反应30～80min。

作为优选，步骤（4）对茶叶蛋白提取液进行浓缩的过程为：采用真空浓缩，温度控制在40-60℃，浓缩至原体积的20-50%。

作为优选，步骤（5）从茶叶蛋白质提取液中沉淀茶蛋白的过程为：向浓缩后的蛋白质提取液中加入HCl将pH调节至3～5，静置30～60min，使蛋白质充分沉淀，3000-10000r/min的离心力离心分离20-40min，弃去上清液，得蛋白质沉淀。

作为优选，步骤（6）对茶蛋白进行洗涤、精制和干燥的过程为：向上述所得的蛋白质沉淀中加入10～50倍沉淀重量的纯净水，室温下洗涤2～5次，3000-10000r/min离心分离20min，得蛋白质，加入3～10倍重量的纯净水，经搅拌调节pH至中性，再过胶体磨和均质机，喷雾干燥或冷冻干燥得茶叶蛋白产品。

本发明的优点在于：本发明利用低频循环超声辅助技术提取茶蛋白，改进了热水浴碱法提取蛋白的传统工艺，克服了碱液消耗量大、蛋白质提取率低的弊端，与传统的热水浴碱法提取工艺相比，提高了蛋白质的提取率和蛋白的纯度，蛋白的提取率可达80%以上，茶蛋白提取物中蛋白质纯度可达60%以上。同时，本发明方法制备的茶蛋白，经脱色工艺后，产品为绿茶色，改善了传统碱提法所得茶蛋白产品为深棕褐色的缺陷。所得茶蛋白产品在整个pH范围内具有很好的吸水性（3.7g/g）、吸油性（4.0g/g）；pH8.0以上时乳化性、乳化稳定性、起泡性和起泡稳定性可和大豆分离蛋白相媲美。本发明还具有工艺简单，能耗低，效率高，过程中不需要加入大量的酸和碱，节约水资源，萃取成本低，对环境污染小，萃取条件温和等优点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合举例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的举例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1﹑一种茶叶蛋白产品的提取方法，步骤为：

（1）茶叶经0.01%EDTA-2Na水溶液和35%乙醇溶液洗涤，去除原料中的灰尘、金属离子和部分酚类物质，沥干后干燥，干燥后的原料含水量8%；

（2）茶叶粉碎，过筛100目；

（3）低频循环超声辅助提取茶蛋白：称取1kg原料，向其中加入20倍重量的pH为10的碱溶液，采用低频循环超声辅助萃取技术提取其中的蛋白质等有效成分，其中超声辅助条件为：超声功率：300W，超声频率：24.5Hz；提取条件为：料液温度40℃，提取时间40min；提取完成后，3000r/min离心40min，弃去残渣，得蛋白质提取液；

（4）对蛋白质提取液进行脱色：向蛋白质提取液中加入3%的双氧水溶液，在20℃下搅拌混合反应30min；

（5）对蛋白质提取液进行浓缩：采用真空浓缩，温度控制在50℃，浓缩至原体积的50%；

（6）从经脱色浓缩后的蛋白质提取液中沉淀出茶蛋白：向脱色后的蛋白质提取液中加入HCl将pH调至5.0，静置60min，使蛋白质充分沉淀，3000r/min离心40min，弃去上清液，得蛋白质提取物沉淀。

（7）对茶蛋白进行洗涤、精制和干燥：向上述所得的蛋白质沉淀中加入50倍的纯净水，室温下洗涤2次，3000r/min离心分离20min，得蛋白质，加入8倍的纯净水，经搅拌调节pH至中性，再过胶体磨和均质机，喷雾干燥得茶蛋白产品。

（8）茶蛋白提取率：80.49%，茶蛋白提取物中蛋白质含量：55.74%。.

实施例2﹑一种茶叶蛋白产品的提取方法，步骤为

（1）茶叶经0.02%EDTA-2Na水溶液和50%乙醇溶液洗涤，去除原料中的灰尘、金属离子和部分酚类物质，沥干后干燥；

（2）茶叶粉碎，过筛150目；

（3）低频循环超声辅助提取茶蛋白：称取1kg原料，向其中加入30倍重量的pH为12的碱溶液，采用低频循环超声辅助萃取技术提取其中的蛋白质等有效成分，其中超声辅助条件为：超声功率：250W，超声频率：26.5Hz；提取条件为：料液温度55℃，提取时间60min；提取完成后，6000r/min离心20min，弃去残渣，得蛋白质提取液；

（4）对蛋白质提取液进行脱色：向蛋白质提取液中加入4%的双氧水溶液，在30℃下搅拌混合反应60min；

（5）对蛋白质提取液进行浓缩：采用真空浓缩，温度控制在40℃，浓缩至原体积的30%；

（6）从经脱色浓缩后的蛋白质提取液中沉淀出茶蛋白：向脱色后的蛋白质提取液中加入HCl将pH调至4.0，静置40min，使蛋白质充分沉淀，6000r/min离心30min，弃去上清液，得蛋白质提取物沉淀。

（7）对茶蛋白进行洗涤、精制和干燥：向上述所得的蛋白质沉淀中加入30倍的纯净水，室温下洗涤4次，6000r/min离心分离20min，得蛋白质，加入5倍的纯净水，经搅拌调节pH至中性，再过胶体磨和均质机，冷冻干燥得茶蛋白产品。

（8）茶蛋白提取率：89.57%，茶蛋白提取物中蛋白质含量：60.76%。

实施例3﹑一种茶叶蛋白产品的提取方法，步骤为：

（1）茶渣经0.03%EDTA-2Na水溶液和75%乙醇溶液洗涤，去除原料中的灰尘、金属离子和部分酚类物质，沥干后干燥；

（2）茶叶粉碎，过筛200目；

（3）低频循环超声辅助提取茶蛋白：称取1kg原料，向其中加入40倍重量的pH为13的碱溶液，采用低频循环超声辅助萃取技术提取其中的蛋白质等有效成分，其中超声辅助条件为：超声功率：300W，超声频率：23.5Hz；提取条件为：料液温度80℃，提取时间90min；提取完成后，10000r/min离心20min，弃去残渣，得蛋白质提取液；

（4）对蛋白质提取液进行脱色：向蛋白质提取液中加入7%的双氧水溶液，在25℃下搅拌混合反应80min；

（5）对蛋白质提取液进行浓缩：采用真空浓缩，温度控制在60℃，浓缩至原体积的20%；

（6）从经脱色浓缩后的蛋白质提取液中沉淀出茶蛋白：向脱色后的蛋白质提取液中加入HCl将pH调至3.0，静置50min，使蛋白质充分沉淀，10000r/min离心20min，弃去上清液，得蛋白质提取物沉淀。

（7）对茶蛋白进行洗涤、精制和干燥：向上述所得的蛋白质沉淀中加入40倍的纯净水，室温下洗涤5次，10000r/min离心分离20min，得蛋白质，加入10倍的纯净水，经搅拌调节pH至中性，再过胶体磨和均质机，喷雾干燥得茶蛋白产品。

（8）茶蛋白提取率：91%，茶蛋白提取物中蛋白质含量：63.10%。

实施例4﹑一种茶叶蛋白产品的提取方法，步骤为：

（1）茶渣经0.03%EDTA-2Na水溶液和60%乙醇溶液洗涤，去除原料中的灰尘、金属离子和部分酚类物质，沥干后干燥，干燥后的原料含水量10%；

（2）茶叶粉碎，过筛100目；

（3）低频循环超声辅助提取茶蛋白：称取1kg原料，向其中加入35倍重量的pH为11的碱溶液，采用低频循环超声辅助萃取技术提取其中的蛋白质等有效成分，其中超声辅助条件为：超声功率：300W，超声频率：28.5Hz；提取条件为：料液温度50℃，提取时间50min；提取完成后，8000r/min离心30min，弃去残渣，得蛋白质提取液；

（4）对蛋白质提取液进行脱色：向蛋白质提取液中加入5%的双氧水溶液，在40℃下搅拌混合反应50min；

（5）对蛋白质提取液进行浓缩：采用真空浓缩，温度控制在40℃，浓缩至原体积的40%；

（6）从经脱色浓缩后的蛋白质提取液中沉淀出茶蛋白：向脱色后的蛋白质提取液中加入HCl将pH调至4.0，静置30min，使蛋白质充分沉淀，8000r/min离心20min，弃去上清液，得蛋白质提取物沉淀。

（7）对茶蛋白进行洗涤、精制和干燥：向上述所得的蛋白质沉淀中加入20倍的纯净水，室温下洗涤4次，8000r/min离心分离20min，得蛋白质，加入3倍的纯净水，经搅拌调节pH至中性，再过胶体磨和均质机，冷冻干燥得茶蛋白产品。

（8）茶蛋白提取率：84.76%，茶蛋白提取物中蛋白质含量：60.04%。

实施例5﹑一种茶叶蛋白产品的提取方法，步骤为：

（1）茶渣经0.02%EDTA-2Na水溶液和50%乙醇溶液洗涤，去除原料中的灰尘、金属离子和部分酚类物质，沥干后干燥；

（2）茶叶粉碎，过筛100目；

（3）低频循环超声辅助提取茶蛋白：称取1kg原料，向其中加入30倍重量的pH为12的碱溶液，采用低频循环超声辅助萃取技术提取其中的蛋白质等有效成分，其中超声辅助条件为：超声功率：200W，超声频率：25.5Hz；提取条件为：料液温度70℃，提取时间30min；提取完成后，5000r/min离心40min，弃去残渣，得蛋白质提取液；

（4）对蛋白质提取液进行脱色：向蛋白质提取液中加入2%的双氧水溶液，在35℃下搅拌混合反应60min；

（6）从经脱色浓缩后的蛋白质提取液中沉淀出茶蛋白：向脱色后的蛋白质提取液中加入HCl将pH调至3.5，静置30min，使蛋白质充分沉淀，5000r/min离心40min，弃去上清液，得蛋白质提取物沉淀。

（7）对茶蛋白进行洗涤、精制和干燥：向上述所得的蛋白质沉淀中加入10倍的纯净水，室温下洗涤5次，5000r/min离心分离20min，得蛋白质，加入10倍的纯净水，经搅拌调节pH至中性，再过胶体磨和均质机，喷雾干燥得茶蛋白产品。

（8）茶蛋白提取率：86.50%，茶蛋白提取物中蛋白质含量：55.27%。

最后，需要指出的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改所产生的所有变形，均应认为在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种茶叶蛋白产品的提取方法，其特征是：该方法包括以下几个步骤：

（3）对茶叶蛋白质提取液进行脱色处理；向每100ml蛋白质提取液中缓慢加入2～7ml的体积比浓度为30%双氧水溶液，在20～40℃下搅拌混合反应30～80min；

（4）对茶叶蛋白质提取液进行浓缩处理，制得浓缩液；采用真空浓缩，温度控制在40-60℃，浓缩至原体积的20-50%；

（5）从浓缩液中沉淀出茶蛋白；

（6）对茶蛋白进行洗涤、精制和干燥，制得茶蛋白产品。

2.根据权利要求1所述的茶叶蛋白产品的提取方法，其特征在于：步骤（1）原料预处理过程，其中原料分别经体积比浓度为0.01-0.03%EDTA-2Na水溶液，即乙二胺四乙酸二钠水溶液和体积比浓度为35-75%乙醇溶液洗涤，去除原料中的灰尘、金属离子和部分酚类物质，沥干后干燥。

3.根据权利要求1或2所述的茶叶蛋白产品的提取方法，其特征在于：步骤（1）原料粉碎过程，其中原料经粉碎机粉碎后，过100-200目筛，低温4℃储藏备用。

4.根据权利要求1所述的茶叶蛋白产品的提取方法，其特征在于：步骤（5）从茶叶蛋白质提取液中沉淀茶蛋白的过程为：向浓缩后的蛋白质提取液中加入HCl将pH调节至3～5，静置30～60min，使蛋白质充分沉淀，3000-10000r/min离心分离20-40min，弃去上清液，得蛋白质沉淀。

5.根据权利要求1所述的茶叶蛋白产品的提取方法，其特征在于：步骤（6）对茶蛋白进行洗涤、精制和干燥的过程为：向上述所得的蛋白质沉淀中加入10～50倍沉淀重量的纯净水，室温下洗涤2～5次，3000-10000r/min离心分离20min，得蛋白质，加入3～10倍重量的纯净水，经搅拌调节pH至中性，再过胶体磨和均质机，喷雾干燥或冷冻干燥得茶叶蛋白产品。