CN104974193A - 茶多酚的微波辅助酶法提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及茶多酚的微波辅助酶法提取工艺，本发明将新鲜茶叶除杂清洗后粉碎，依次调液加酶，真空微波处理，离心分离，树脂吸附，二级洗脱，真空浓缩，冷冻干燥后制的茶多酚干粉。所采用的微波为脉冲微波，通过严格控制脉冲微波剂量、脉冲宽度、脉冲周期，充分发挥微波的生物效应，激活各酶类的活性，达到快速高效提取茶多酚的目的。本发明效率高，能耗小，提取时间短，制得的茶多酚产品纯度高，生物活性高，绿色环保，天然无污染。

Description

茶多酚的微波辅助酶法提取工艺

技术领域

本发明属于植物提取技术领域，具体涉及茶多酚的微波辅助酶法提取工艺。

背景技术

茶多酚(Tea Polyphenols简称TP)，又名茶单宁，是茶叶中所含有的一类多羟基酚类化合物的总称。茶多酚是一种新型的天然抗氧化剂，可有效杀菌和抑制细菌生长，还可以清除活性氧自由基，抑制脂质过氧化，具有抗衰老特性。同时茶多酚具有解毒和抗辐射作用，能有效地阻止放射性物质侵入骨髓，并可使锶90和钴60迅速排出体外，被健康及医学界誉为“辐射克星”，已被列为天然食品添加剂。其在食品、医药、农业、日用化工等领域均有较广泛的应用。

目前茶多酚的浸提纯化方法主要有溶剂浸提法、金属离子沉淀法、树脂吸附法、超临界萃取法等。常规的溶剂萃取法，将茶叶用极性溶剂浸渍，然后把浸取液进行液-液萃取分离，最后浓缩得到产品。溶剂浸提法是目前工业化生产主要采用的方法，产品收率5％～10％，产品纯度为80％～98％。所用溶剂有丙酮、乙醚、甲醇、己烷及三氯甲烷等。该法生产成本高，且易造成污染，有机溶剂毒性大、成本高，在高温条件下提取茶多酚易氧化变质，生物活性降低。金属离子沉淀法使用了对人体有害的重金属做沉淀剂，在后续的加工中金属离子难以去除，不能满足食品、医药卫生等领域的要求。超临界萃取法制得的茶多酚纯度高，品质好，但超临界萃取对设备要求较高，设备投资大。

中国专利CN201210258868.2公开了一种工业化生产高纯度茶多酚提取技术，该发明从对新鲜的茶叶杀青、干燥获得有效茶多酚物质到运用微波提取茶多酚溶液，再以独特的膜浓缩技术提取茶多酚的浓缩液，最后利用大孔树脂的吸附、解析特性和活性碳独特功能除杂纯化，最大限度的获取高纯茶多酚。该方法降低提取工艺成本、无污染、能耗低、茶多酚得率高。微波为一种电磁波，具有穿透性，可同时作用于物料内外的极性分子，使得产品迅速升温。因此该发明可能会存在反应温度不易控制，导致产品中有效成分损失较大等问题。

中国专利CN201110167931.7公开了超声波辅助浸提鲜茶叶中茶多酚的工艺，该发明采用的工艺为：称取定量鲜茶叶于容器中，加入一定量溶剂，浸置一定时间后，于微波超声波耦合动态逆流浸提机中进行浸提操作。该发明利用溶剂进行茶多酚的浸提，产品存在有机溶剂使用量大，溶剂残留等问题。

发明内容

针对上述茶多酚提取过程中的问题，本发明旨在提供一种反应条件温和，提取效率高，提取时间短，纯度高的茶多酚提取方法，为实现上述目的本发明所采用的技术方案如下：

茶多酚的微波辅助酶法提取工艺，包括以下步骤：

a)除杂清洗：选新鲜绿茶叶，除去木屑、树枝等杂质，用清水洗净茶叶表面尘土，沥干表面水分，备用；

b)茶叶粉碎：取步骤a)中的茶叶用粉碎机粉碎至30-50目筛，备用；

c)调液加酶：按料液比1∶13～18添加纯净水，混合均匀后调整茶水pH为4.0～5.5，搅拌均匀，按茶叶质量的0.1％～0.4％添加复合酶液，搅拌均匀后，备用；其中，复合酶为纤维素酶与果胶酶按酶活1∶1混合而成；

d)真空微波处理：将步骤c)中的物质置于真空微波炉中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，微波剂量为0.01-0.07kw／kg条件下，使得物料温度维持在50-60℃之间，处理25-39min；

e)离心分离：将步骤d)中物料离心分离，滤渣重复步骤c)、d)后离心，将两次上清液合并后备用；

f)树脂吸附：将合并后的滤液通过大孔树脂柱进行吸附；

g)二级洗脱：吸附树脂先用6-9％浓度的HCl+8％浓度的乙醇溶液洗脱，洗脱液流速为6-7ml／min，之后采用80％的乙醇溶液，控制流速为0.7-1.3ml／min洗脱解析茶多酚；

h)真空浓缩：将步骤g)中的洗脱液注入真空浓缩罐中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，温度为45-60℃，浓缩至30°Bé(波美度)；

i)冷冻干燥：将步骤h)中浓缩后的茶多酚浓浆置于冷冻干燥箱中干燥，得茶多酚干粉。

具体的，所述的微波真空处理所采用的微波为脉冲微波，脉冲宽度为10-20s，脉冲周期为13-25s。

做为优选条件之一，所述的脉冲微波脉冲宽度为10s，脉冲周期为13s。

做为优选条件之二，所述的脉冲微波脉冲宽度为20s，脉冲周期为25s。

做为优选条件之三，所述的脉冲微波脉冲宽度为15s，脉冲周期为19s。

本发明具有以下优势：

效率高，时间短：本发明采用微波辅助酶法提取茶叶中的茶多酚，以新鲜茶叶为原料，经除杂清洗、粉碎后，将复合酶加入到茶水中，采用真空微波处理料液，提高了茶多酚的提取效率。采用果胶酶与纤维素酶组成的复合酶系做为反应酶，可充分分解细胞壁，促进茶多酚的溶解。采用真空脉冲微波作用于反应物料，控制反应温度在50～60℃，保证反应酶处于最适反应温度。在脉冲微波的作用下充分发挥微波的生物学效应，激发反应酶系的酶活性，提高反应速度，缩短反应时间。

活性高、纯度高：本发明浸提过程中严格控制反应温度为50～60℃，保证了酶活性的同时，保证茶多酚不会因为温度的升高而丧失活性。同时整个反应体系处于真空环境中，防止产品的氧化。产品的浓缩干燥过程均在真空环境中操作，保证产品在各个环节中均具有较高的活性。采用树脂吸附法纯化茶多酚，两段式洗脱工序，先通过酸性洗脱液除去体系中的咖啡碱类物质，之后通过乙醇溶液解析吸附剂中的茶多酚，提高了产品的纯度。因此本发明生产的茶多酚产品纯度高，且具有较高的生物活性。

绿色环保、天然无污染：本发明使用纯净水做为浸提剂，不使用有机溶剂、不使用重金属，保证了产品的品质。利用脉冲微波技术辅助酶法提取，避免了传统茶多酚提取过程中的浸提液反复浸提的繁琐，仅需两次浸提即可满足要求，降低了生产能耗，整个生产过程更加低碳环保。采用脉冲微波充分发挥微波的生物学非热效应，激发反应酶系的活性，提高了反应速率。茶多酚纯化过程中采用的洗脱剂为易脱除的乙醇溶液，真空浓缩后进行冷冻干燥保证了产品的天然。

具体实施方式

下面结合具体实施例，以新鲜绿茶为原料，对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1

a)除杂清洗：选新鲜绿茶叶，除去木屑、树枝等杂质，用清水洗净茶叶表面尘土，沥干表面水分，备用；

b)茶叶粉碎：取步骤a)中的茶叶用粉碎机粉碎至30目筛，备用；

c)调液加酶：按料液比1∶13添加纯净水，混合均匀后调整茶水pH为4.0，搅拌均匀，按茶叶质量的0.1％添加复合酶液，搅拌均匀后，备用；其中，复合酶为纤维素酶与果胶酶按酶活1∶1混合而成；

d)真空微波处理：将步骤c)中的物质置于真空微波炉中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，微波采用脉冲微波处理，脉冲微波剂量为0.01kw／kg条件下，脉冲宽度为10s，脉冲周期为13s，物料温度维持在50-60℃之间，处理25min；

e)离心分离：将步骤d)中物料离心分离，滤渣重复步骤c)、d)后离心，将两次上清液合并后备用；

f)树脂吸附：将合并后的滤液通过AB-8型大孔树脂柱进行吸附；

g)二级洗脱：吸附树脂先用6％浓度的HCl+8％浓度的乙醇溶液洗脱，洗脱液流速为6ml／min，之后采用80％的乙醇溶液，控制洗脱液流速为0.7ml／min，洗脱解析茶多酚；

h)真空浓缩：将步骤g)中的洗脱液注入真空浓缩罐中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，温度为45℃，浓缩至30°Bé(波美度)；

a)冷冻干燥：将步骤h)中浓缩后的茶多酚浓浆置于冷冻干燥箱中干燥，得茶多酚干粉。

本实施例与常规高温溶剂浸提方法所得的茶多酚质量对比如下表1所示。

表1  本实施例与常规高温溶剂浸提法生产的茶多酚质量对比

由表2可知，本发明较传统方法制得的茶多酚产品品质好，纯度高，产品符合国家标准。

实施例2

a)除杂清洗：选新鲜绿茶叶，除去木屑、树枝等杂质，用清水洗净茶叶表面尘土，沥干表面水分，备用；

b)茶叶粉碎：取步骤a)中的茶叶用粉碎机粉碎至40目筛，备用；

c)调液加酶：按料液比1∶15添加纯净水，混合均匀后调整茶水pH为5.0，搅拌均匀，按质量为0.25％添加复合酶液，搅拌均匀后，备用；其中，复合酶为纤维素酶与果胶酶按酶活1∶1混合而成；

d)真空微波处理：将步骤c)中的物质置于真空微波炉中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，所采用微波为脉冲微波，脉冲微波剂量为0.04kw／kg，脉冲宽度为20s，脉冲周期为25s，物料温度维持在50-60℃之间，处理30min；

e)离心分离：将步骤d)中物料离心分离，滤渣重复步骤c)、d)后离心，将两次上清液合并后备用；

f)树脂吸附：将合并后的滤液通过DM-130大孔树脂柱进行吸附；

g)二级洗脱：吸附树脂先用7％浓度的HCl+8％浓度的乙醇溶液洗脱，洗脱液流速为6.5ml／min，之后采用80％的乙醇液流速为1.0ml／min；

h)真空浓缩：将步骤g)中的洗脱液注入真空浓缩罐中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，温度为50℃，浓缩至30波美度左右。

i)冷冻干燥：将步骤h)中浓缩后的茶多酚浓浆置于冷冻干燥箱中干燥，得茶多酚干粉。

本实施例与常规高温溶剂浸提方法所得的茶多酚质量对比如下表2所示。

表2  本实施例与常规高温溶剂浸提法生产的茶多酚质量对比

由表2可知，本发明较传统方法制得的茶多酚产品品质好，纯度高，产品符合国家标准。

实施例3

a)除杂清洗：选新鲜绿茶叶，除去木屑、树枝等杂质，用清水洗净茶叶表面尘土，沥干表面水分，备用；

b)茶叶粉碎：取步骤a)中的茶叶用粉碎机粉碎至50目筛，备用；

c)调液加酶：按料液比1∶18添加纯净水，混合均匀后调整茶水pH为5.5，搅拌均匀，按质量为0.4％添加复合酶液，搅拌均匀后，备用；其中，复合酶为纤维素酶与果胶酶按酶活1∶1混合而成；

d)真空微波处理：将步骤c)中的物质置于真空微波炉中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，所采用的微波为脉冲微波，脉冲微波剂量为0.07kw／kg，脉冲宽度为15s，脉冲周期为19s，物料温度维持在60℃之间，处理39min；

e)离心分离：将步骤d)中物料离心分离，滤渣重复步骤c)、d)后离心，将两次上清液合并后备用；

f)树脂吸附：将合并后的滤液通过H1020大孔树脂柱进行吸附；

g)二级洗脱：吸附树脂先用9％浓度的HCl+8％浓度的乙醇溶液洗脱，洗脱液流速为7ml／min，之后采用80％的乙醇液流速为1.3ml／min；

h)真空浓缩：将步骤g)中的洗脱液注入真空浓缩罐中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，温度为60℃，浓缩至30波美度左右；

i)冷冻干燥：将步骤h)中浓缩后的茶多酚浓浆置于冷冻干燥箱中干燥，得茶多酚干粉。

本实施例与常规高温溶剂浸提方法所得的茶多酚质量对比如下表2所示。

表3  本实施例与常规高温溶剂浸提法生产的茶多酚质量对比

由表3可知，本发明较传统方法制得的茶多酚产品品质好，纯度高，产品符合国家标准。

Claims (5)

1.茶多酚的微波辅助酶法提取工艺，其特征在于包括以下步骤：

a)除杂清洗：选新鲜绿茶叶，除去木屑、树枝等杂质，用清水洗净茶叶表面尘土，沥干表面水分，备用；

b)茶叶粉碎：取步骤a)中的茶叶用粉碎机粉碎至30-50目筛，备用；

c)调液加酶：按料液比1∶13～18添力纯净水，混合均匀后调整茶水pH为4.0～5.5，搅拌均匀，按茶叶质量0.1％～0.4％添加复合酶液，搅拌均匀后，备用；其中，复合酶为纤维素酶与果胶酶按酶活1∶1混合而成；

d)真空微波处理：将步骤c)中的物质置于真空微波炉中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，微波剂量为0.01-0.07kw／kg条件下，使得物料温度维持在50-60℃之间，处理25-39min；

e)离心分离：将步骤d)中物料离心分离，滤渣重复步骤c)、d)后离心，将两次上清液合并后备用；

f)树脂吸附：将合并后的滤液通过大孔树脂柱进行吸附；

g)二级洗脱：吸附树脂先用6-9％浓度的HCl+8％浓度的乙醇溶液洗脱，洗脱液流速为6-7ml／min，之后采用80％的乙醇液流速为0.7-1.3ml／min；

h)真空浓缩：将步骤g)中的洗脱液注入真空浓缩罐中，调整真空度为-0.090～-0.080MPa，温度为45-60℃，浓缩至30°Bé(波美度)；

i)冷冻干燥：将步骤h)中浓缩后的茶多酚浓浆置于冷冻干燥箱中干燥，得茶多酚干粉。

2.如权利要求1所述的茶多酚的微波辅助酶法提取工艺，其特征在于所述的微波真空处理所采用的微波为脉冲微波，脉冲宽度为10-20s，脉冲周期为13-25s。

3.如权利要求2所述的茶多酚的微波辅助酶法提取工艺，其特征在于所述的脉冲微波脉冲宽度为10s，脉冲周期为13s。

4.如权利要求2所述的茶多酚的微波辅助酶法提取工艺，其特征在于所述的脉冲微波脉冲宽度为20s，脉冲周期为25s。

5.如权利要求2所述的茶多酚的微波辅助酶法提取工艺，其特征在于所述的脉冲微波脉冲宽度为15s，脉冲周期为19s。