CN106914032A - 一种茶多酚的提取装置及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于茶叶深加工领域，具体来说涉及一种茶多酚的提取装置及其制备工艺，所述提取装置包括对茶叶进行预处理的预处理箱，对茶叶进行破碎、蒸煮，浸取茶多酚的浸取桶，对茶多酚粗品进行提纯的提纯筒，所述的预处理箱内设有支撑板供铺放新鲜茶叶，预处理箱与制冷制热装置相连，所述的浸取桶内设有搅拌桨，桶壁上设有溶剂进口和出口，所述的提纯筒筒壁上设有溶液进口和出口，提纯筒内设有搅拌器，所述制备工艺包括对茶叶进行预处理，然后进行浸取，在对浸取液进行提纯操作，在对茶多酚的提取中，将新鲜的茶叶进行预处理，进行反复的冰冻、解冻，破坏新鲜茶叶的细胞，将其中富含的茶多酚充分释放，提高茶多酚的提取率。
Description
技术领域
本发明属于茶叶深加工领域，具体来说涉及一种茶多酚的提取装置及其制备工艺。
背景技术
茶多酚(Green Tea Polyphenols,简称GTP)是茶叶中儿茶素类、黄酮类、酚酸类和花色素类化合物的总称，约占茶叶干重的15％-25％。茶多酚中最重要的成分是黄烷醇类的多种儿茶素(catechins)。茶多酚分子中带有多个活性羟基(-OH)可终止人体中自由基链式反应，清除超氧离子，类似SOD之功效，茶多酚对超氧阴离子与过氧化氢自由基的消除率达98％以上，呈显著的量效关系，其效果优于维生素E和C；茶多酚对细胞膜与细胞壁有保护作用，对脂质过氧化自由基的消除作用十分明显。茶多酚还有抑菌、茶菌作用，能有效降低大肠对胆固醇的吸收，防治动脉粥样硬化，是艾滋病毒(HIV)逆转酶的强抑制物，有增强机体免疫能力，抗肿瘤、抗辐射，具有抗氧化延缓衰老机理。毒理学研究证实，茶多酚安全、无毒。茶多酚在医药、日化、轻化、化妆品、食品、油脂、保健等诸多方面具有广阔的应用前景。茶多酚的研究发展于80年代，进入90年代形成高潮。目前对茶多酚的提纯和应用研究受到国内外的关注，仍处于方兴未艾的阶段。茶多酚的医药和保健价值，茶多酚已成为医药、食品界开发的热点，目前除了茶多酚片剂、胶囊剂等外，作为抗氧化剂和食品添加剂在粮油食品、方便食品、水产品、肉制品、配制品、调味品、糖果、饮料等多类食品中均有广泛的应用。因此，有较大的市场需求。
现今有几种提取茶多酚的方法：溶剂提取法是用极性溶剂从茶叶中浸取，然后把浸取液进行液-液萃取分离，最后浓缩并得到产品，目前工业化生产茶多酚主要采用此法，产品收率为5％-10％，产品的纯度约为80％-98％，咖啡因4％-7％。所用有机溶剂如：丙酮、乙醚、甲醇、乙烷以及三氯甲烷等，该方法使用多种有机溶剂，生产成本高，有些有毒物质的有机溶剂使产品和操作不尽安全，且易造成环境污染；离子沉淀法是利用金属能够沉淀茶多酚，而使其与咖啡碱分离，如铜盐、铅盐或三氯化铝，该方法使用了对人体有毒的重金属作沉淀剂，其产品为食食品和医药工业所不能接受；树脂吸附法大规模连续性生产的设备缺乏，只适合于小量的生产；需要对茶多酚选择性强的高吸附量的吸附剂，而且吸附剂用量较大，且由于茶叶中蛋白质、多糖等易堵塞树脂空隙，造成树脂失活，树脂活化和再生比较麻烦，树脂价格高，投资较大；超临界萃取法，虽然提取的纯度高，但是提取率极低，对设备要求高，投资大，所以大规模工业化生产还存在很多困难。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可以提高茶多酚提取率的提取装置和制备工艺。
本发明的发明人发现，茶叶在经历冰冻后，茶叶中富含的水会凝结成冰晶，对细胞进行破环，促使茶叶中富含的茶多酚等物质释放，因此在对茶叶进行提取茶多酚的前段处理中，通过冰冻、解冻的操作使茶多酚充分释放，本发明提供了一种茶多酚的提取装置，包括对茶叶进行预处理的预处理箱，对茶叶进行破碎、蒸煮，浸取茶多酚的浸取桶，对茶多酚粗品进行提纯的提纯筒，所述的预处理箱内设有支撑板供铺放新鲜茶叶，预处理箱与制冷制热装置相连，所述的浸取桶内设有搅拌桨，桶壁上设有溶剂进口和出口，所述的提纯筒筒壁上设有溶液进口和出口，提纯筒内设有搅拌器。
优选的，所述的预处理箱为竖杆与横杆围合成的矩形状箱体，横杆与横杆、竖杆之间围合有围板，所述的竖杆上沿横杆杆长方向延伸有支撑块，支撑块上设有支撑板。
优选的，所述的支撑板上设有贯穿板体的通孔。
优选的，所述的浸取桶内设有过滤板，过滤板将浸取桶分隔为存放茶叶的第一桶腔和浸取茶汁的第二桶腔，所述过滤板上设有贯穿板体的孔洞供茶汁流过。
进一步的，本发明还提供了一种茶多酚的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤：
（1）将新鲜的茶叶进行初步的晾干，使其含水量为50-60%，将晾干的茶叶平铺在预处理箱的支撑板上，平铺的厚度为10-20cm，将预处理箱的温度降低至-2~-5℃，保持10~20min；
（2）对预处理箱的冷冻茶叶进行解冻，再次进行冰冻，温度降低至-2~-5℃，保持10~20min，重复2~3次；
（3）将步骤（2）得到的冰冻处理的茶叶投入到浸取桶内，加入溶剂，搅拌30~60min；
（4）将步骤（3）得到的浸取液转入提纯筒内，向其中加入聚酰胺树脂或NKA大孔树脂吸附浸取液中的茶多酚，得到吸附茶多酚的树脂和废液，然后使用1-5×10-4mol/L的酒石酸溶液和50-90%的食用酒精溶液对吸附茶多酚的树脂进行洗脱，得到茶多酚洗脱液；
（5）对茶多酚洗脱液进行浓缩冷冻干燥，得到茶多酚成品。
优选的，所述的步骤（1）中茶叶平铺的厚度为10-15cm。
优选的，所述步骤（3）中的溶剂为水、丙酮、乙醚、甲醇、乙烷以及三氯甲烷中的一种；
优选的，所述步骤（3）中搅拌的时间为30-50min。
优选的，所述步骤（4）中聚酰胺树脂或NKA树脂的添加量为浸取液的1/3~1/2。
优选的，所述步骤（5）中洗脱液的冷冻温度为-3~-2℃，保持时间30-60min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：在对茶多酚的提取中，将新鲜的茶叶进行预处理，进行反复的冰冻、解冻，破坏新鲜茶叶的细胞，将其中富含的茶多酚充分释放，提高茶多酚的提取率；
聚酰胺树脂或NKA大孔树脂均具有良好的吸附效果，吸附率能达到85%以上，有效地除去植物多糖、咖啡碱等杂质，提高了茶多酚的提取纯度，达到95%，简化了提取工艺，采用了乙醇作为洗脱剂，回收方便，对环境无污染。
附图说明
图1为本发明提供的茶叶预处理箱的示意图；
图2为预处理箱中支撑板的示意图；
图3为浸取桶的示意图；
图4为提纯筒的示意图；
图中标号说明：10-预处理箱，11-支撑板，111-通孔，13-竖杆，131-支撑块，14-横杆，15-围板，20-浸取桶，21-搅拌桨，22-桶壁，23-溶剂进口，24-出口，25-过滤板，251-孔洞，26-第一桶腔，27-第二桶腔，30-提纯筒，31-筒壁，32-溶液进口，33-出口，34-搅拌器。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、3、4所示，本发明提供了一种茶多酚的提取装置，包括对茶叶进行预处理的预处理箱10，对茶叶进行破碎、蒸煮，浸取茶多酚的浸取桶20，对茶多酚粗品进行提纯的提纯筒30，所述的预处理箱10内设有支撑板11供铺放新鲜茶叶，预处理箱10与制冷制热装置相连，所述的浸取桶20内设有搅拌桨21，桶壁22上设有溶剂进口23和出口24，所述的提纯筒筒壁31上设有溶液进口32和出口33，提纯筒30内设有搅拌器34。
对新鲜的茶叶进行冷冻、解冻的处理，使用茶叶中富含的水分形成冰晶对茶叶中的细胞进行破坏，使得茶多酚的提取率提高。浸取桶20对茶叶进行浸泡的同时，搅拌桨21将茶叶打烂，进一步分离出其中的茶多酚。
优选的，所述的预处理箱10为竖杆13与横杆14围合成的矩形状箱体，横杆14与横杆14、竖杆13之间围合有围板15，所述的竖杆13上沿横杆14杆长方向延伸有支撑块131，支撑块131上设有支撑板11，在所述的支撑板11上铺放新鲜的茶叶，通风效果更好。
优选的，所述的支撑板11上设有贯穿板体的通孔111，如此，便于对茶叶进行更快速、彻底的处理。
优选的，所述的浸取桶20内设有过滤板25，过滤板25将浸取桶20分隔为存放茶叶的第一桶腔26和浸取茶汁的第二桶腔27，所述过滤板25上设有贯穿板体的孔洞251供茶汁流过。
实施例1
一种提取茶多酚的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将新鲜的茶叶进行初步的晾干，使其含水量为50%，将晾干的茶叶平铺在预处理箱的支撑板上，平铺的厚度为10cm，将预处理箱的温度降低至-2℃，保持20min；
（2）对预处理箱的冷冻茶叶进行解冻，再次进行冰冻，温度降低至-2℃，保持20min，重复2次；
（3）将步骤（2）得到的冰冻处理的茶叶投入到浸取桶内，加入水，搅拌60min；
（4）将步骤（3）得到的浸取液转入提纯筒内，向其中加入聚酰胺树脂吸附浸取液中的茶多酚，所述聚酰胺树脂的添加量为浸取液体积的1/3，得到吸附茶多酚的树脂和废液，然后使用1×10-4mol/L的酒石酸溶液和90%的食用酒精溶液对吸附茶多酚的树脂进行洗脱，得到茶多酚洗脱液；
（5）对茶多酚洗脱液进行浓缩冷冻干燥，冷冻温度为-2℃，保持时间30min，得到茶多酚成品。
实施例2
（1）将新鲜的茶叶进行初步的晾干，使其含水量为55%，将晾干的茶叶平铺在预处理箱的支撑板上，平铺的厚度为15cm，将预处理箱的温度降低至-3℃，保持20min；
（2）对预处理箱的冷冻茶叶进行解冻，再次进行冰冻，温度降低至-25℃，保持20min，重复3次；
（3）将步骤（2）得到的冰冻处理的茶叶投入到浸取桶内，加入水，搅拌60min；
（4）将步骤（3）得到的浸取液转入提纯筒内，向其中加入聚酰胺树脂吸附浸取液中的茶多酚，所述聚酰胺树脂的添加量为浸取液体积的1/3，得到吸附茶多酚的树脂和废液，然后使用2×10-4mol/L的酒石酸溶液和80%的食用酒精溶液对吸附茶多酚的树脂进行洗脱，得到茶多酚洗脱液；
（5）对茶多酚洗脱液进行浓缩冷冻干燥，冷冻温度为-3℃，保持时间40min，得到茶多酚成品。
实施例3
（1）将新鲜的茶叶进行初步的晾干，使其含水量为60%，将晾干的茶叶平铺在预处理箱的支撑板上，平铺的厚度为20cm，将预处理箱的温度降低至-5℃，保持20min；
（2）对预处理箱的冷冻茶叶进行解冻，再次进行冰冻，温度降低至-5℃，保持20min，重复3次；
（3）将步骤（2）得到的冰冻处理的茶叶投入到浸取桶内，加入水，搅拌60min；
（4）将步骤（3）得到的浸取液转入提纯筒内，向其中加入NKA大孔树脂吸附浸取液中的茶多酚，所述NKA大孔树脂的添加量为浸取液体积的1/3，得到吸附茶多酚的树脂和废液，然后使用2×10-4mol/L的酒石酸溶液和80%的食用酒精溶液对吸附茶多酚的树脂进行洗脱，得到茶多酚洗脱液；
（5）对茶多酚洗脱液进行浓缩冷冻干燥，冷冻温度为-3℃，保持时间40min，得到茶多酚成品。
实施例1-3得到的茶多酚的纯度都在95%以上，对实施例中的废液进行监测，其中茶多酚的含量低于3%。由此可以看出，本发明提供的提取装置和制备工艺可以有效提高了茶多酚的提取纯度。
上述描述仅是对本发明部分实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本行业的普通技术人员可根据本发明对上述实施例做出改进或修改，但均属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种茶多酚的提取装置，其特征在于：包括对茶叶进行预处理的预处理箱（10），对茶叶进行破碎、蒸煮，浸取茶多酚的浸取桶（20），对茶多酚粗品进行提纯的提纯筒（30），所述的预处理箱（10）内设有支撑板（11）供铺放新鲜茶叶，预处理箱（10）与制冷制热装置相连，所述的浸取桶（20）内设有搅拌桨（21），桶壁（22）上设有溶剂进口（23）和出口（24），所述的提纯筒筒壁（31）上设有溶液进口（32）和出口（33），提纯筒（30）内设有搅拌器（34）。
2.根据权利要求1所述的茶多酚的提取装置，其特征在于：所述的预处理箱（10）为竖杆（13）与横杆（14）围合成的矩形状箱体，横杆（14）与横杆（14）、竖杆（13）之间围合有围板（15），所述的竖杆（13）上沿横杆（14）杆长方向延伸有支撑块（131），支撑块（131）上设有支撑板（11）。
3.根据权利要求2所述的茶多酚的提取装置，其特征在于：所述的支撑板（11）上设有贯穿板体的通孔（111）。
4.根据权利要求1所述的茶多酚的提取装置，其特征在于：所述的浸取桶（20）内设有过滤板（25），过滤板（25）将浸取桶（20）分隔为存放茶叶的第一桶腔（26）和浸取茶汁的第二桶腔（27），所述过滤板（25）上设有贯穿板体的孔洞（251）供茶汁流过。
5.一种使用如权利要求1-4任意一项所述的提取装置的茶多酚制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下步骤：
（1）将新鲜的茶叶进行初步的晾干，使其含水量为50-60%，将晾干的茶叶平铺在预处理箱的支撑板上，平铺的厚度为10-20cm，将预处理箱的温度降低至-2~-5℃，保持10~20min；
（2）对预处理箱的冷冻茶叶进行解冻，再次进行冰冻，温度降低至-2~-5℃，保持10~20min，重复2~3次；
（3）将步骤（2）得到的冰冻处理的茶叶投入到浸取桶内，加入溶剂，搅拌30~60min；
（4）将步骤（3）得到的浸取液转入提纯筒内，向其中加入聚酰胺树脂或NKA大孔树脂吸附浸取液中的茶多酚，得到吸附茶多酚的树脂和废液，然后使用1-5×10-4mol/L的酒石酸溶液和50-90%的食用酒精溶液对吸附茶多酚的树脂进行洗脱，得到茶多酚洗脱液；
（5）对茶多酚洗脱液进行浓缩冷冻干燥，得到茶多酚成品。
6.根据权利要求5所述的茶多酚的制备工艺，其特征在于：所述的步骤（1）中茶叶平铺的厚度为10-15cm。
7.根据权利要求5所述的茶多酚的制备工艺，其特征在于：所述步骤（3）中的溶剂为水、丙酮、乙醚、甲醇、乙烷以及三氯甲烷中的一种。
8.根据权利要求5所述的茶多酚的制备工艺，其特征在于：所述步骤（3）中搅拌的时间为30-50min。
9.根据权利要求5所述的茶多酚的制备工艺，其特征在于：所述步骤（4）中聚酰胺树脂或NKA树脂的添加量为浸取液的1/3~1/2。
10.根据权利要求5所述的茶多酚的制备工艺，其特征在于：所述步骤（5）中洗脱液的冷冻温度为-3~-2℃，保持时间30-60min。
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