CN103704421B - 超声波超临界联合提取茶多酚工艺 - Google Patents
超声波超临界联合提取茶多酚工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种超声波超临界联合提取茶多酚工艺，其主要包含以下步骤：1、茶叶经粉碎处理，形成水糊状浆剂；2、采用高功率密度超声波对浆剂进行处理；3、利用超临界CO2提取高纯度茶多酚；4、在高温室中采用喷雾沉降，形成高纯度茶多酚；采用以上工艺提取茶多酚可以大大提高茶多酚提取率，同时大大缩短了提取时间，减少能量的应用，开发了茶叶末的价值，具有良好的环保意义和经济意义。
Description
技术领域
本发明涉及针对茶叶进行其有效成分的高效提取工艺，尤其涉及一种超声波超临界联合提取茶多酚工艺。
背景技术
现代生物化学技术的发展促进了茶叶的进一步研究，而研究结果不断表面，作为世界三大饮料之一的茶，其包含的多种成分对人体身体健康具有重要意义。
研究表明，茶多酚可以作为一种食品添加剂，不仅对食品口味进行相应的改善，而且对人体具有一定保健作用，其可以从茶叶中大量获得。茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。其中以黄烷醇类物质（儿茶素）最为重要。茶多酚又称茶鞣或茶单宁，是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是茶叶中有保健功能的主要成份之一。研究表明，茶多酚等活性物质具解毒和抗辐射作用，被健康及医学界称为“辐射克星”。同时，茶多酚能极强的清除有害自由基，可以作为一种全天然的抗氧化剂，用于食品添加，由于其能阻断脂质过氧化过程，提高人体内酶的活性，从而起到抗突变、抗癌症的作用。此外，由于茶多酚的复合成分，其对人体脂肪的新陈代谢也起到一定作用，一方面，茶多酚中的部分成分可以减少动脉粥样化斑块的增生，抑制动脉粥样硬化，另一预防，可以通过对人体内相应酶的控制，调节人体血脂、血压、血糖，抑制过氧化脂质的产生，防止中风。
现目前茶多酚的提取多采用热水浸泡或者通过有机溶剂获得，但是这些方案存在一定局限性，一方面，茶多酚有效成分提取的程度不高，另一方面引入了一些对人体不利的有害成分残留，而随着生物提取技术的进步，超临界技术的发展，其在生物有效成分提取方面越发显得重要，也有学者试着将超临界技术引入茶多酚提取，但由于茶叶细胞结构，使得即使采用超临界技术也无法保证茶多酚的提取效率。
发明内容
本发明要解决的问题是克服以上不足，提供一种超声波超临界联合提取茶多酚的技术工艺，来提高茶叶中有效成分茶多酚的提取效率。
为解决以上问题，本发明的技术方案具体步骤如下：
1）对新鲜茶叶做烘干处理，形成干茶叶，在挑选精选茶叶后将剩余的茶末进行初步粉碎处理，通过粉碎装置将其粉碎至20目-60目，添加蒸馏水为溶剂，料液比为1：10-1：25，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆剂，为提高浸出率，通过热交换，使水糊状浆剂温度控制在40-95℃。
2）对水糊状浆剂进行高功率微波爆破处理，微波具有高频性与波动性，可以通过对茶叶细胞中的极性分子作用，使其细胞破裂；高功率微波工作功率为800-1200W，微波处理时间为6-10min。
3）对水糊状浆剂进行高功率密度超声波处理，超声波的机械粉碎功能以及产生的空化效应，使得茶叶细胞胞壁进一步被破坏，为保证效果，超声波采用混响声场超声波场，超声波场采用18-25MHz中不同频率声场进行混响超声波场处理，超声波功率为800-1200W，处理时间为6-10min，至此，经过微波与超声波处理的茶叶细胞被破坏严重，胞内茶多酚成分流入热水中。
4）为获得较好的茶多酚成分，同时保证茶多酚提取率，待水糊状浆剂冷却后，利用超临界CO2进行提取，超临界提取过程温度为50-80℃，压力为16-30MPa，提取时间为0.5-3h。
5）为提高茶多酚浓度，减少水分增发过程耗费的时间，先采用生物膜系统对得到的含大量茶多酚的溶液进行浓缩处理，之后在烘干室内进行喷雾，得到纯净的茶多酚干粉。
此外，制取茶多酚原料同样可以采用新鲜茶叶，采用鲜茶叶进行加工主要通过真空高速剪切匀质机，将鲜茶叶进行粉碎，同时按照1：8-1：23的比例加水，形成水糊状浆剂，并通过热交换，使水糊状浆剂温度控制在40-95℃。
采用以上工艺提取茶多酚可以大大提高茶多酚提取率，同时大大缩短了提取时间，超声波与微波的使用使得茶叶细胞中的茶多酚成分加速溶解到溶液中；CO2超临界技术的应用则避免了浸提过程中需要长期维持高温状态，因此节约了大量能量，同时也能提高提取的纯度与提取率；原料可利用茶叶末进行加工，开发了废弃物的价值，具有良好的经济意义。
具体实施方式
以下将通过实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：
本实施例公开了一种超声波超临界联合提取茶多酚工艺，按照以下步骤进行：
1）对新鲜茶叶做烘干处理，形成干茶叶，在挑选精选茶叶后将剩余的茶末进行初步粉碎处理，粉碎至60目，取5kg茶末与50kg热水进行混合，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆剂，为提高浸出率，加热水糊状浆剂至40℃。
2）对水糊状浆剂进行高功率微波爆破处理，微波具有高频性与波动性，可以通过对茶叶细胞中的极性分子作用，使其细胞破裂；微波采用高功率微波发生器，工作功率为800W，微波时间为6min。
3）对水糊状浆剂进行高功率密度超声波处理，超声波的机械粉碎功能以及产生的空化效应，使得茶叶细胞胞壁进一步被破坏，为保证效果，同时采用18MHz和20MHz的声场进行混响超声波场处理，超声波功率为1KW，处理时间为6min，至此，经过微波与超声波处理的茶叶细胞被破坏严重，胞内茶多酚成分流入热水中。
4）为获得较好的茶多酚成分，同时保证茶多酚提取率，待水糊状浆剂冷却后，利用超临界CO2进行茶多酚提取和去咖啡碱处理，超临界提取过程温度为50℃，压力为25MPa，提取时间为1h。
5）采用生物膜系统对得到的含大量茶多酚的溶液进行浓缩处理，之后在烘干室内进行喷雾，得到纯净的茶多酚干粉590g，纯度达98.2%。
实施例2：
实施例2与实施例1的不同之处在于仅仅通过超声波技术进行茶多酚提取，其具体步骤如下：
1）对新鲜茶叶做烘干处理，形成干茶叶，在挑选精选茶叶后将剩余的茶末进行初步粉碎处理，粉碎至60目，取5kg茶末与50kg热水进行混合，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆剂，为提高浸出率，加热水糊状浆剂至40℃。
2）对水糊状浆剂进行高功率微波爆破处理，微波具有高频性与波动性，可以通过对茶叶细胞中的极性分子作用，使其细胞破裂；微波采用高功率微波发生器，工作功率为800W，微波时间为6min。
3）对水糊状浆剂进行高功率密度超声波处理，超声波的机械粉碎功能以及产生的空化效应，使得茶叶细胞胞壁进一步被破坏，为保证效果，同时采用18MHz和20MHz的声场进行混响超声波场处理，超声波功率为1KW，处理时间为6min，至此，经过微波与超声波处理的茶叶细胞被破坏严重，胞内茶多酚成分流入热水中。
5）将溶有大量茶多酚成分的热水过滤处理，经膜系统的过滤与浓缩作用，之后在烘干室内进行喷雾，得到纯净的茶多酚干粉590kg，但同时还含有大量咖啡碱。
实施例3：
本实施例与实施例1不同之处在于仅仅通过CO2超临界技术对茶多酚进行提取，其具体按照以下步骤进行：
1）对新鲜茶叶做烘干处理，形成干茶叶，在挑选精选茶叶后将剩余的茶末进行初步粉碎处理，粉碎至60目，取5kg茶末与50kg热水进行混合，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆剂。
2）为获得较好的茶多酚成分，同时保证茶多酚提取率，将水糊状浆剂通过超临界CO2进行茶多酚提取和去咖啡碱处理，超临界提取过程温度为50℃，压力为25MPa，提取时间为1h。
3）在获得茶多酚溶液后，采用生物膜系统对得到的含大量茶多酚的溶液进行浓缩处理，之后在烘干室内进行喷雾，得到纯净的茶多酚干粉591.5kg，纯度达98.2%5。
实施例4：
本实施例与实施例1不同之处在于所采用的原料为新鲜茶叶，具体的按照以下步骤进行：
1）取10kg新鲜茶叶，对新鲜茶叶做清洁处理后，直接将鲜茶叶置于真空高速剪切匀质机中，按照重量比1：8比例添加纯净水，启动高速剪切匀质机，形成鲜茶叶水糊状浆剂，并通过热交换，是水糊状浆剂温度控制在95℃。
2）对水糊状浆剂进行高功率微波爆破处理，微波具有高频性与波动性，可以通过对茶叶细胞中的极性分子作用，使其细胞破裂；微波采用高功率微波发生器，工作功率为1KW，微波时间为10min。
3）对水糊状浆剂进行高功率密度超声波处理，超声波的机械粉碎功能以及产生的空化效应，使得茶叶细胞胞壁进一步被破坏，为保证效果，同时采用18MHz和20MHz的声场进行混响超声波场处理，超声波功率为1200W，处理时间为10min，至此，经过微波与超声波处理的茶叶细胞被破坏严重，胞内茶多酚成分流入热水中。
4）为获得较好的茶多酚成分，同时保证茶多酚提取率，待水糊状浆剂冷却后，利用超临界CO2进行茶多酚提取和去咖啡碱处理，超临界提取过程温度为50℃，压力为25MPa，提取时间为1h。
5）采用生物膜系统对得到的含大量茶多酚的溶液进行浓缩处理，之后在烘干室内进行喷雾，得到纯净的茶多酚干粉290.3kg，纯度达97.6%。
实施例1和本实施例相比，其采用碎茶叶末作为原料进行加工，可以有效开发价值低的茶叶末，来提升茶叶的开发价值，因此具有更好的商业性。
以上仅为与本发明有关的部分实施例，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明说明书内容所作的等效变化与装饰，皆应属于本发明覆盖的范围内。
Claims (2)
1.一种超声波超临界联合提取茶多酚工艺，其特征在于所述工艺包含以下步骤：
1）茶叶经粉碎处理，形成水糊状浆剂：所述茶叶先经过烘干，并通过粉碎装置将其粉碎至20目-60目，添加蒸馏水为溶剂，料液比为1：10-1：25，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆剂，并通过热交换，使水糊状浆剂温度控制在40-95℃；对水糊状浆剂进行高功率微波爆破处理，所述高功率微波为800-1200W，处理时间为6-10min；
2）采用高功率密度超声波对浆剂进行处理：所述超声波采用混响声场超声波场，超声波场采用18-25MHz中不同频率声场进行混响超声波场处理，超声波功率为800-1200W，处理时间为6-10min；
3）利用超临界CO2提取高纯度茶多酚：将水糊状浆剂进行冷却后，利用超临界CO2进行提取，超临界提取过程温度为50-80℃，压力为16-30MPa，提取时间为0.5-3h；
4）在高温室中采用喷雾沉降：先对高纯度茶多酚采用生物膜系统进行浓缩处理后进行喷雾沉降，形成高纯度茶多酚。
2.如权利要求1所述的超声波超临界联合提取茶多酚工艺，其特征在于，将权利要求1中所述步骤1）中的茶叶经粉碎处理，形成水糊状浆剂：所述茶叶先经过烘干，并通过粉碎装置将其粉碎至20目-60目，添加蒸馏水为溶剂，料液比为1：10-1：25，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆剂，并通过热交换，使水糊状浆剂温度控制在40-95℃，替换为，采用鲜茶叶进行加工，采用真空高速剪切匀质机，将鲜茶叶进行粉碎，同时按照1：8-1：23的比例加水，形成水糊状浆剂，并通过热交换，使水糊状浆剂温度控制在40-95℃。
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