CN107582736A - 一种高纯度茶多酚的提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高纯度茶多酚的提取方法，包括以下方面：（1）预处理，将鲜茶叶经清洗、冷冻干燥，再进行超声波振荡处理；（2）氨化，向处理茶粉中加入水和固氮杆菌，分别在43‑47℃和57‑62℃条件下进行氨化处理；（3）磁化发酵，向氨化茶粉中加入水和混合菌剂，分别在真空度70%‑80%和100%的条件下进行发酵；（4）提取，向发酵茶粉液中加入乙醇，经蒸煮后离心过滤，并对滤渣使用乙醇洗涤；（5）高温蒸煮，先向茶粉提取液中加入葡萄糖酸锌，在高温低压条件下进行蒸发处理。本发明方法所制得茶多酚，与对照组相比，茶多酚提取率提高8.08%，提取纯度提高6.85%，药效改善率提高9.6%。

Description

一种高纯度茶多酚的提取方法

技术领域

本发明属于茶叶深加工技术领域，具体涉及一种高纯度茶多酚的提取方法。

背景技术

茶多酚，为茶中多酚物质的总称，其中包括儿茶素类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等，其中儿茶素占到60%-80%，茶多酚为茶叶的主要功能性成分，其含量的多少直接影响到茶叶的功能性，其具有抗菌解毒、抗氧化、清除自由基延缓衰老、抗辐射等多种功效，具有较高的保健价值，被广泛应用于医药、食品和化工等领域。茶多酚对水、乙醇具有良好的溶解性，其具有较好的耐热性和耐酸性，可在250℃条件下加热；而茶叶中含有的咖啡碱对水和乙醇同样具有较好的溶解性，采用水提或乙醇提取的茶多酚含有较多的咖啡碱，其具刺激神经兴奋作用，会降低茶多酚的功能性作用。而传统去除茶多酚中咖啡碱方法一般包括有机溶剂法、金属沉淀法和超临界二氧化碳萃取法，其中有机溶剂提取多使用丙酮、乙醚等有毒性溶剂，溶剂有残留，存在安全风险；而金属沉淀法利用重金属离子与茶多酚络合形成沉淀，析出茶多酚达到提取作用，但是茶多酚中会有重金属离子残留，食用安全隐患较大；超临界二氧化碳萃取法具有高效、安全、萃取率高，但是其设备价格昂贵、操作工序复杂、动力成本高，难以进行规模化推广应用。

发明内容

本发明针对现有的问题：提取方面，茶叶中茶多酚和咖啡碱均对水和乙醇具有强的溶解性，采用水和醇提取方法，会造成茶多酚中含有较多咖啡碱成分，会降低茶多酚的功能作用。有机溶剂提取多使用丙酮、乙醚等有毒性溶剂，溶剂会有残留，存在安全风险；而金属沉淀法利用重金属离子与茶多酚络合形成沉淀，析出茶多酚达到提取作用，但是茶多酚中会有重金属离子残留，食用安全隐患较大；超临界二氧化碳萃取法具有高效、安全、萃取率高，但是其设备价格昂贵、操作工序复杂、动力成本高，难以进行规模化推广应用。为解决上述问题，本发明提供了一种高纯度茶多酚的提取方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高纯度茶多酚的提取方法，包括以下步骤：

（1）预处理：将采摘后鲜茶叶经清洗、冷冻干燥至水分含量15%-17%，经粉碎后制得茶粉，再在超声波中进行振荡处理，产生的不规则振荡波会造成细胞挤压破损，细胞内有效成分析出，提高有效成分提取率，制得处理茶粉；

（2）氨化：向处理茶粉中加入氨水和固氮杆菌剂，混合均匀后在真空罐中进行氨化处理，氨水促使咖啡碱形成氰乙酰脲，并通过固氮菌作用形成稳定氮化物，从而降低茶粉中咖啡碱的含量，先在43-47℃温度下氨化4-5h，再在57-62℃温度下氨化2-3h，可提高氨水对茶粉的渗透性，增加咖啡碱的去除量，冷却后烘干至水分含量18%-24%，制得氨化茶粉；

（3）磁化发酵：将氨化茶粉经碾磨后加入水和混合菌剂，置于1-2MHz磁化器中进行发酵处理，其所产生的强磁场，可提高微生物代谢能力，增强对细胞和咖啡碱的分解作用，发酵温度为24-29℃，先在真空度70%-80%的条件下发酵7-8h，再在真空度100%的条件下发酵12-14h，制得发酵茶粉液；而使用不同真空度进行发酵作用，可使用厌氧和需氧微生物同时进行生长繁殖，其所产生的不同代谢产物，可提高对细胞的分解作用，并且促进咖啡碱的降解；

（4）提取：向发酵茶粉液中加入其体积1/4的无水乙醇，在温度64-69℃、压强0.3-0.5MPa条件下蒸煮2-3h，低温浓缩至原体积的1/6，经离心过滤制得滤液和滤渣，并对滤渣进行无水乙醇洗涤2-3次，所得洗涤液与滤液混合后浓缩至原体积的1/3，制得茶粉提取液；

（5）高温蒸煮：先向茶粉提取液中加入其质量1%-2%的葡萄糖酸锌，搅拌混合后在温度153-156℃、压强50-60kPa条件下蒸煮34-40min，咖啡碱在160℃低压下产生蒸发，降低茶多酚中咖啡碱的含量，冷却后烘干制粉得茶多酚。

步骤（1）所述的冷冻干燥，其温度为-8--6℃，冷冻时间2-3h。

步骤（1）所述的振荡处理，其方法为：

将茶粉放入超声波振荡器中，先在28kHz频率超声振荡3-4min，再在33kHz频率超声波振荡2-3min，交替进行28kHz和33kHz循环振荡6-8次。

步骤（2）所述的氨水，其加入量为处理茶粉的7%-9%；所述的固氮杆菌剂，其加入量为处理茶粉的4%-5%。

步骤（3）所述的水，其加入量为氨化茶粉的6-8倍；所述的混合菌剂，其中酵母菌：乳酸杆菌：米曲霉菌：枯草杆菌质量配比为2-3:2:1:3-4，其加入量为氨化茶粉质量的3%-4%。

步骤（4）所述的低温浓缩，其温度为40-45℃，时间42-46min。

本发明相比现有技术具有以下优点：预处理，将粉化后茶粉进行不同频率超声波振荡，其产生的不规则的振荡波可对细胞造成挤压破碎，使细胞内功能性成分释放，提高茶多酚的提取率。氨化方法，向茶粉中加入氨水进行氨化处理，氨水可与咖啡碱反应形成氰乙酰脲，降低茶粉中咖啡碱含量，而加入固氮杆菌其可利用氰乙酰脲固定氮源，形成稳定的氮化物，去除茶粉中咖啡碱；而采用不同的温度进行氨化处理，可提高氨水对茶粉的渗透性，增加咖啡碱的去除量。磁化发酵，在磁化条件下进行发酵作用，磁化器所产生的强磁场可提高发酵微生物的代谢能力，提高对茶粉细胞的破坏和大分子物质降解，从而使细胞内成份渗出，而发酵代谢产物对咖啡碱具有降解作用，降低茶粉中咖啡碱含量；而使用不同真空度进行发酵作用，可使用厌氧和需氧微生物同时进行生长繁殖，其所产生的不同代谢产物，可提高对细胞的分解作用，并且促进咖啡碱的降解。提取方法，向发酵茶粉溶液中加入乙醇，可提高对茶多酚中有机溶性成分提取率，对滤渣使用乙醇洗涤，对滤渣中残留多酚成分进行提取，降低成本浪费。高温蒸煮方法，茶多酚可耐受250℃左右温度，而咖啡碱在160℃左右低压下会产生蒸发，从而在不破坏多酚生物活性的情况下，使用物理方法将茶多酚和咖啡碱分离，提高茶多酚提取纯度。

具体实施方式

实施例1：

一种高纯度茶多酚的提取方法，包括以下步骤：

（1）预处理：将采摘后鲜茶叶经清洗、冷冻干燥至水分含量15.4%，经粉碎后制得茶粉，再在超声波中进行振荡处理，产生的不规则振荡波会造成细胞挤压破损，细胞内有效成分析出，提高有效成分提取率，制得处理茶粉；

（2）氨化：向处理茶粉中加入氨水和固氮杆菌剂，混合均匀后在真空罐中进行氨化处理，氨水促使咖啡碱形成氰乙酰脲，并通过固氮菌作用形成稳定氮化物，从而降低茶粉中咖啡碱的含量，先在44℃温度下氨化4.5h，再在58℃温度下氨化2.5h，可提高氨水对茶粉的渗透性，增加咖啡碱的去除量，冷却后烘干至水分含量19%，制得氨化茶粉；

（3）磁化发酵：将氨化茶粉经碾磨后加入水和混合菌剂，置于1.4MHz磁化器中进行发酵处理，其所产生的强磁场，可提高微生物代谢能力，增强对细胞和咖啡碱的分解作用，发酵温度为25℃，先在真空度73%的条件下发酵7.5h，再在真空度100%的条件下发酵12.5h，制得发酵茶粉液；而使用不同真空度进行发酵作用，可使用厌氧和需氧微生物同时进行生长繁殖，其所产生的不同代谢产物，可提高对细胞的分解作用，并且促进咖啡碱的降解；

（4）提取：向发酵茶粉液中加入其体积1/4的无水乙醇，在温度65℃、压强0.36MPa条件下蒸煮2.5h，低温浓缩至原体积的1/6，经离心过滤制得滤液和滤渣，并对滤渣进行无水乙醇洗涤2次，所得洗涤液与滤液混合后浓缩至原体积的1/3，制得茶粉提取液；

（5）高温蒸煮：先向茶粉提取液中加入其质量1.2%的葡萄糖酸锌，搅拌混合后在温度154℃、压强53kPa条件下蒸煮36min，咖啡碱在160℃低压下产生蒸发，降低茶多酚中咖啡碱的含量，冷却后烘干制粉得茶多酚。

步骤（1）所述的冷冻干燥，其温度为-6.5℃，冷冻时间2.5h。

步骤（1）所述的振荡处理，其方法为：

将茶粉放入超声波振荡器中，先在28kHz频率超声振荡3min，再在33kHz频率超声波振荡2min，交替进行28kHz和33kHz循环振荡7次。

步骤（2）所述的氨水，其加入量为处理茶粉的7.4%；所述的固氮杆菌剂，其加入量为处理茶粉的4.2%。

步骤（3）所述的水，其加入量为氨化茶粉的6.5倍；所述的混合菌剂，其中酵母菌：乳酸杆菌：米曲霉菌：枯草杆菌质量配比为2:2:1:3，其加入量为氨化茶粉质量的3.2%。

步骤（4）所述的低温浓缩，其温度为42℃，时间43min。

实施例2：

本实施例2与实施例1比较，步骤变化在以下方面：

步骤（1）所述的冷冻干燥，其温度为-7℃，冷冻时间3h。

步骤（1）所述的振荡处理，其方法为：

将茶粉放入超声波振荡器中，先在28kHz频率超声振荡4min，再在33kHz频率超声波振荡3min，交替进行28kHz和33kHz循环振荡8次。

步骤（2）所述的氨化处理，其工艺参数为：

先在46℃温度下氨化5h，再在61℃温度下氨化3h。

步骤（2）所述的氨水，其加入量为处理茶粉的8.5%；所述的固氮杆菌剂，其加入量为处理茶粉的4.8%。

步骤（3）磁化发酵，其工艺参数为：

将氨化茶粉经碾磨后加入水和混合菌剂，置于1.8MHz磁化器中进行发酵处理，发酵温度为28℃，先在真空度77%的条件下发酵8h，再在真空度100%的条件下发酵13h。

步骤（3）所述的水，其加入量为氨化茶粉的7.5倍；所述的混合菌剂，其中酵母菌：乳酸杆菌：米曲霉菌：枯草杆菌质量配比为3:2:1:4，其加入量为氨化茶粉质量的3.8%。

步骤（4）所述的低温浓缩，其温度为44℃，时间45min。

步骤（5）高温蒸煮，其工艺参数为：

先向茶粉提取液中加入其质量1.6%的葡萄糖酸锌，搅拌混合后在温度155℃、压强57kPa条件下蒸煮38min。

对比1：

本对比1与实施例1比较，未进行步骤（2）氨化，其他步骤与实施例1相同。

对比2：

本对比2与实施例1比较，未进行步骤（3）磁化发酵，其他步骤与实施例1相同。

对比3：

本对比3与实施例1比较，未进行步骤（3）中磁化器使用，其他步骤与实施例1相同。

对比4：

本对比4与实施例2比较，未进行步骤（4）中提取方法，其他步骤与实施例2相同。

对比5：

本对比5与实施例2比较，未进行步骤（5）高温蒸发，其他步骤与实施例2相同。

对照组：

对照组采用水提法提取茶多酚，未使用氨化、磁化发酵、提取方法及高温蒸发。

对实施例1、实施例2、对比1、对比2、对比3、对比4、对比5及对照组实验方案，统计茶多酚提取率、提取纯度、药效改善率进行比较。

药效改善率：使用各实验方案所提取的茶多酚提供给高血压和高血脂患者使用，采用冲服方法服用，使用4-5个月后停用2周，观察患者高血压和高血脂改善情况；样本容量为125人，均经医院检查确认为高血压和高血脂病症。

实验数据：

项目	提取率%	提取纯度%	药效改善率%
				实施例1	95.24%	93.57%	95.2%
实施例2	95.21%	93.45%	93.6%
				对比1	92.90%	91.75%	92.6%
对比2	92.59%	91.50%	92.3%
				对比3	93.66%	92.34%	93.5%
对比4	93.70%	93.06%	93.0%
				对比5	95.18%	92.12%	91.7%
对照组	87.16%	86.72%	85.6%

综合结果：本发明方法所制得茶多酚，与对照组相比，茶多酚提取率提高8.08%，提取纯度提高6.85%，药效改善率提高9.6%。使用氨化和磁化发酵方法，提取率提高2.34%、2.65%，提取纯度提高1.82%、2.07%，药效改善率提高2.6%、2.9%；而使用提取和高温蒸煮方法，提取率提高1.52%、0%，提取纯度提高0.39%、1.33%，药效改善率提高0.6%、1.9%。

Claims (6)

1.一种高纯度茶多酚的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）预处理：将采摘后鲜茶叶经清洗、冷冻干燥至水分含量15%-17%，经粉碎后制得茶粉，再在超声波中进行振荡处理，制得处理茶粉；

（2）氨化：向处理茶粉中加入氨水和固氮杆菌剂，混合均匀后在真空罐中进行氨化处理，先在43-47℃温度下氨化4-5h，再在57-62℃温度下氨化2-3h，冷却后烘干至水分含量18%-24%，制得氨化茶粉；

（3）磁化发酵：将氨化茶粉经碾磨后加入水和混合菌剂，置于1-2MHz磁化器中进行发酵处理，发酵温度为24-29℃，先在真空度70%-80%的条件下发酵7-8h，再在真空度100%的条件下发酵12-14h，制得发酵茶粉液；

（4）提取：向发酵茶粉液中加入其体积1/4的无水乙醇，在温度64-69℃、压强0.3-0.5MPa条件下蒸煮2-3h，低温浓缩至原体积的1/6，经离心过滤制得滤液和滤渣，并对滤渣进行无水乙醇洗涤2-3次，所得洗涤液与滤液混合后浓缩至原体积的1/3，制得茶粉提取液；

（5）高温蒸煮：先向茶粉提取液中加入其质量1%-2%的葡萄糖酸锌，搅拌混合后在温度153-156℃、压强50-60kPa条件下蒸煮34-40min，冷却后烘干制粉得茶多酚。

2.如权利要求1所述高纯度茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤（1）所述的冷冻干燥，其温度为-8--6℃，冷冻时间2-3h。

3.如权利要求1所述高纯度茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤（1）所述的振荡处理，其方法为：

将茶粉放入超声波振荡器中，先在28kHz频率超声振荡3-4min，再在33kHz频率超声波振荡2-3min，交替进行28kHz和33kHz循环振荡6-8次。

4.如权利要求1所述高纯度茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤（2）所述的氨水，其加入量为处理茶粉质量的7%-9%；所述的固氮杆菌剂，其加入量为处理茶粉质量的4%-5%。

5.如权利要求1所述高纯度茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤（3）所述的水，其加入量为氨化茶粉的6-8倍；所述的混合菌剂，其中酵母菌：乳酸杆菌：米曲霉菌：枯草杆菌质量配比为2-3:2:1:3-4，其加入量为氨化茶粉质量的3%-4%。

6.如权利要求1所述高纯度茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤（4）所述的低温浓缩，其温度为40-45℃，时间42-46min。