CN107721967A - 一种高egcg含量的绿茶提取物生产工艺 - Google Patents
一种高egcg含量的绿茶提取物生产工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,本发明生产工艺中,通过采用浸提、吸附、浓缩、萃取、浓缩干燥、结晶、干燥和粉碎的方法得到绿茶提取物,不仅操作简便、分离效率高,而且生产周期短且成本低,适于规模化、工业化的生产具有高EGCG含量的绿茶提取物。
Description
技术领域
本发明涉及天然产物提取领域,具体而言,涉及一种高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺。
背景技术
绿茶是未经发酵制成的茶,因此较多的保留了鲜叶的天然物质,并含有茶多酚、咖啡碱、氨基酸、维生素等多种营养成分。其中,茶多酚是一种天然的抗氧化剂,其主要成分是儿茶素,儿茶素则是由六种以上的单体所组成,主要包括儿茶素(C)、表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素(EGC)、没食子儿茶素(GC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)等。研究表明,EGCG是绿茶中主要的高活性成分,具有清除自由基、抗氧化、延缓衰老、降血脂和胆固醇、抗动脉粥样硬化及抗菌等多种保健和药理作用。因此,研究EGCG的纯化新方法具有重要的现实意义。
目前儿茶素的分离提取一般分为两步:首先,由茶末中提取含有儿茶素的茶多酚粗提取物;然后,从粗提取物中纯化分离儿茶素组分。若要得到儿茶素中的各种单体组分,则需进一步经过柱色谱法、半制备高效液相色谱法(HPLC)纯化或者其它仪器方法纯化。由于儿茶素中各组分的化学结构与性质十分相近,因而采用一般的方法难以分离。同时,柱色谱法、半制备高效液相色谱法虽然能够实现儿茶素中不同组分的有效分离,但这些工艺过程繁复,试剂消耗量大价格昂贵,制备量小且周期长,不适合用于大规模工业化生产。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,本发明工艺操作简便、分离效率高,生产周期短且成本低,同时还能够得到高EGCG含量的绿茶提取物。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
一种高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,所述高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺包括如下步骤:
(a)绿茶加水和柠檬酸,然后加热浸提、过滤,分别收集滤渣和滤液;滤渣再次加水和柠檬酸加热浸提,过滤得到滤液,将二次滤液合并,得到绿茶提取液;
(b)将绿茶提取液以树脂进行吸附,然后洗脱,收集洗脱液;
(c)将洗脱液浓缩,得到浓缩液;
(d)浓缩液加乙酸乙酯萃取,然后分别收集有机层和水层;水层再次加入乙酸乙酯萃取,收集有机层;然后将两次收集的有机层合并,得到萃取液;
(e)将萃取液浓缩干燥,得到绿茶粗提物;
(f)将绿茶粗提物加水加热溶解,过滤后冷却析晶,得到晶体;
(g)在气体保护条件下,将晶体干燥;
(h)干燥后晶体粉碎过筛,即得到EGCG含量为95%以上的绿茶提取物。
优选的,本发明所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺步骤(a)中,柠檬酸的用量为所加入水质量的0.1%~1%;更优选的,步骤(a)中,柠檬酸的用量为所加入水质量的0.2%~0.5%。
优选的,本发明所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺步骤(b)中,所述树脂为AB-8、LX-8、LX-16,或HPD826树脂。
优选的,本发明所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺步骤(b)中,所述洗脱液为乙醇;更优选的,所述乙醇的浓度为60~70%。
优选的,本发明所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺步骤(c)中,所述浓缩为加热浓缩,加热的温度为60~70℃。
优选的,本发明所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,步骤(d)中,乙酸乙酯的体积用量为浓缩液体积的3~5倍。
优选的,本发明所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺步骤(e)中,所述萃取液浓缩干燥为:将萃取液加热蒸发浓缩,至所得固体产物干燥;或者,所述萃取液浓缩干燥为:先将萃取液浓缩,然后将所得萃取浓缩液喷雾干燥。
优选的,本发明所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,步骤(f)中,加热的温度为70~80℃;和/或,冷却析晶的温度为0~10℃,时间为24~48h;更优选的,冷却析晶的温度为4~6℃,时间为36~48h。
优选的,本发明所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺步骤(g)中,干燥的温度为40~60℃,干燥的时间为12~36h;更优选的,干燥的温度为50~60℃,干燥的时间为24~36h。
优选的,本发明所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺步骤(h)中,筛网的孔径为30~70目;更优选的,筛网的孔径为40~60目。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明生产工艺中,以水作为溶剂对绿茶进行浸提,并在浸提过程中加入保护剂柠檬酸,从而能够降低茶多酚在提取过程中被氧化的几率;
同时,通过采用二次浸提的方式进行提取,不仅能够简化提取操作步骤,同时还能够减少对于溶剂的消耗,节约了生产时间并降低了生产成本;
(2)本发明生产工艺中,采用树脂吸附和萃取结晶等步骤对EGCG进行分离和纯化,不仅操作简便,而且分离效率高,成本低、周期短,同时产物EGCG的纯度高,适于工业化规模的生产和推广。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
有鉴于现有的绿茶提取以及儿茶素等功效物质的分离所存在着的工艺复杂、效率低,而且提取成本高,无法规模化生产等缺点,本发明特提供了一种高EGCG含量的绿茶提取物的生产新工艺,从而解决现有技术中所存在着的种种缺陷。
具体的,本发明所提供的生产工艺步骤可参考如下:
(a)绿茶加水和柠檬酸,然后加热浸提、过滤,分别收集滤渣和滤液;
此步骤中,作为原料的绿茶可以为绿茶叶、茶末或者茶树修剪枝中的一种或者多种,而这种多原料的复合使用也能够扩大提取物原料的来源,实现茶树资源的充分和有效利用;
同时,此步骤优选的在浸提器中进行,即将绿茶加入浸提器中,然后加入水和柠檬酸;
优选的,用于浸提的水为纯化水,以纯化水进行提取也能够避免对于提取物的污染;同时,优选的,水的用量为绿茶质量的10倍;
优选的,柠檬酸的用量为所加入水质量的0.1%~1%;更优选的,柠檬酸的用量为所加入水质量的0.2%~0.5%,而柠檬酸的使用也能够起到产物保护作用,避免茶多酚被氧化而影响产率;
在将绿茶、水和柠檬酸加入后,即进行加热浸提,加热的温度为80℃,并在该温度条件下浸提45min,然后过滤,分别收集滤液和滤渣;
然后,将所收集滤渣再次加水和柠檬酸加热浸提,而此步骤中,浸提所用水同样优选的为纯化水,其用量仍优选的为绿茶原料质量的10倍;同时,优选的,此步骤中柠檬酸的用量为所加入水质量的0.1%~1%;更优选的,柠檬酸的用量为所加入水质量的0.2%~0.5%;
然后,滤渣、水和柠檬酸加入后,即进行加热浸提,加热的温度为80℃,并在该温度条件下浸提45min,然后过滤,并收集滤液;
然后,将两次的滤液合并,即为绿茶提取液;
(b)将绿茶提取液以树脂进行吸附,优选的,此步骤中,是以AB-8、LX-8、LX-16,或HPD826树脂进行吸附,具体的,可以将树脂加入绿茶提取液中进行吸附;或者是将绿茶提取液以AB-8、LX-8、LX-16,或HPD826树脂为吸附材料,并进行上样吸附;
通过树脂吸附,能够将儿茶素吸附于树脂表面及内部,从而实现儿茶素的初步分离;
然后洗脱,优选的是以浓度为60~70%的乙醇溶液对吸附后的树脂进行洗脱,然后收集洗脱液;
(c)将洗脱液浓缩,得到浓缩液;
优选的,此步骤中,是将收集的洗脱液加入浓缩器中,然后优选的加热至60~70℃进行浓缩,并浓缩至溶液的密度达到1.05~1.12Kg/m3,得到浓缩液;
(d)浓缩液加乙酸乙酯萃取,然后分别收集有机层和水层;水层再次加入乙酸乙酯萃取,收集有机层;然后将两次收集的有机层合并,得到萃取液;
此步骤中,则是采用乙酸乙酯萃取的方法,所进行的二次分离纯化,并得到以EGCG为主要成分的萃取液;
同时,此步骤中,优选的是首先将浓缩液加入萃取罐中,然后优选的加入萃取液3~5倍体积的乙酸乙酯,然后优选的在转速为50~60rpm条件下搅拌10min,接着优选的静置30min,将静置分层后的溶液中的水相和有机相分别收集;
所收集的水相中,再次优选的加入其体积3~5倍体积的乙酸乙酯,然后优选的在转速为50~60rpm条件下搅拌10min,接着优选的静置30min,静置分层后的溶液中的有机相收集;
然后,将两次的有机相合并,得到萃取液;
(e)将萃取液浓缩干燥,得到绿茶粗提物;
此步骤中,萃取液的浓缩干燥可以按照以下两种方法之一进行;
(i)将萃取液加热蒸发浓缩,至所得固体产物干燥;
优选的,方法(i)中,可以将萃取液以旋转蒸发的方式进行浓缩,直至溶剂萃取液中的溶液蒸干,得到干燥的绿茶粗提物;
(ii)将萃取液浓缩,然后将所得萃取浓缩液喷雾干燥;
优选的,方法(ii)中,可以将萃取液以旋转蒸发的方式进行浓缩,并优选的浓缩至取浓缩液的密度达到1.05~1.1Kg/m3;然后,采用喷雾干燥的方法,得到干燥的绿茶粗提物;
而采用如上两种浓缩干燥所得到的绿茶粗提物中,EGCG的含量能够达到60~80%左右;
(f)将绿茶粗提物加水加热溶解,过滤后冷却析晶,得到晶体;
优选的,此步骤中,是将绿茶粗提物加入结晶罐中,然后加入3倍质量的水(优选的为纯化水),然后优选的在80℃条件下加热搅拌,使得物料绿茶粗提物溶解,然后过滤除去不溶物;
然后,将滤液冷却,优选的,是将滤液冷却至0~10℃,然后在该温度条件下静置24~48h析晶;更优选的,是将滤液冷却至4~6℃,然后在该温度条件下静置36~48h析晶;
析晶完成后,过滤除去母液,收集晶体;
(g)在气体保护条件下,将晶体干燥;
优选的,晶体的干燥是在气体保护的条件下的干燥箱中进行的,所用保护气体优选的为氮气或者惰性气体;
优选的,此步骤中,所述干燥在40~60℃条件下进行,干燥的时间为12~36h;更优选的,所述干燥在50~60℃条件下进行,干燥的时间为24~36h;
(h)干燥后晶体粉碎,然后优选的以孔径为30~70目的筛网进行筛分;更优选的,是以孔径为40~60目的筛网进行筛分,筛分所得产物即为高EGCG含量的绿茶提取物,提取物中EGCG的含量能够达到95%以上。
而由本发明如上的工艺也可以看出,本发明的工艺步骤简便,无需复杂的层析分离设备,也无需繁琐的纯化操作,就能够高效的将EGCG从原料绿茶中提取、分离得到,而且产物EGCG的纯度高,因而本发明工艺适于工业化、规模化的生产高EGCG含量的绿茶提取物。
实施例1
(1)浸提:将100g绿茶叶、茶末、修剪枝置于浸提器中,加入10倍体积纯化水,加入2‰的柠檬酸,加热至80℃,浸提45min,将浸提器中的绿茶提取液过滤,分别收集滤渣和滤液;
滤渣按照如上条件进行二次浸提,然后过滤收集滤液,将两次滤液合并,得到1.8L绿茶提取液。
(2)吸附:将绿茶提取液上径高比1:10的大孔树脂AB-8层析柱,然后以2倍柱体积的10%的乙醇冲洗,去除不吸附物质,再以3倍柱体积的70%的乙醇淋洗,将有效成分解吸下来,收集洗脱液300mL。
(3)浓缩:将收集到的洗脱液旋转蒸发浓缩,旋转蒸发的温度为65℃,并浓缩至浓缩液密度为1.06kg/m3,得到浓缩液50mL。
(4)乙酸乙酯萃取:将浓缩液加入至分液漏斗,加入5倍体积的乙酸乙酯,震荡2min,静置30min,上下分层,分别收集水相和有机相;
水相相同条件二次萃取,合并两次的有机相,得450mL乙酸乙酯溶液。
(5)浓缩:将萃取到的乙酸乙酯溶液旋转蒸发浓缩干燥,旋转蒸发的温度70℃,得到6g EGCG含量为69%的绿茶粗提物。
(6)结晶:绿茶粗提物加入结晶瓶,加入3倍纯化水,80℃加热搅拌至全溶,过滤去除滤渣,滤液冷却至6℃,析晶40h,过滤去除母液得EGCG晶体。
(7)鼓风干燥:将结晶得到的晶体置于鼓风干燥箱,通入氮气,50℃干燥24h,得到2.5g晶体。
(8)粉碎过筛:将干燥后的晶体粉碎过40目筛,得到2.4g EGCG的质量百分数为96.60%的绿茶提取物产品。
实施例2
(1)浸提:将250kg绿茶叶、茶末、修剪枝置于提取罐中,加入10倍体积纯化水,加入2‰的柠檬酸,加热至80℃,浸提45min,将浸提器中的绿茶提取液过滤分别收集滤渣和滤液;
滤渣以相同条件二次浸提,板框过滤,将两次滤液合并,得5000L绿茶提取液。
(2)吸附:将绿茶提取液上径高比1:10的大孔树脂LX-8层析柱,上完后,用10%的乙醇2倍柱体积冲洗,去除不吸附物质。再用70%的乙醇3倍柱体积淋洗,将有效成分解吸下来,收集洗脱液7500L。
(3)浓缩:将收集到的洗脱液加至浓缩器中,浓缩温度65℃,浓缩至浓缩液密度1.08kg/m3,得到浓缩液1200L。
(4)乙酸乙酯萃取:浓缩液加入至萃取罐,加入3倍体积的乙酸乙酯,搅拌10min,转速50-60rpm/min,静置30min,上下分层,分别收集水相和有机相;
将水相相同条件二次萃取,合并有机相,得6800L乙酸乙酯溶液。
(5)浓缩:将萃取到的乙酸乙酯溶液加入至浓缩器,浓缩温度70℃,浓缩至浓缩液密度1.08kg/m3,得到浓缩液。
(6)喷雾干燥:将萃取后制得的浓缩液喷雾干燥,制得150kg EGCG含量为71.23%的绿茶粗提物。
(7)结晶:将绿茶粗提物加入结晶罐,加入3倍纯化水,80℃加热搅拌至全溶,板框过滤去除滤渣,滤液冷却至4℃,析晶48h,过滤去除母液得EGCG晶体。
(8)鼓风干燥:将结晶得到的晶体置于鼓风干燥箱,通入氮气,50℃干燥24h,得到67kg晶体。
(9)粉碎过筛:将干燥后的晶体粉碎过40目筛,得到66.3kg EGCG含量为96.46%的绿茶提取物产品。
对比例1
将100g绿茶叶、茶末、修剪枝置于浸提器中,加入10倍体积纯化水,加热至80℃,浸提45min,将浸提器中的绿茶提取液过滤,分别收集滤渣和滤液;
滤渣按照如上条件进行二次浸提,然后过滤收集滤液,将两次滤液合并,得到1.8L绿茶提取液。
然后,按照实施例1步骤(2)-(8)的方法得到2.1g EGCG含量为92.34%的绿茶提取物。
由实施例1和实施例2的实验结果可知,本发明工艺方法不仅适用于小规模绿茶提取物的制备,同时也能够用于千克级绿茶的提取,而且即使进行千克级的放大实验,仍然能够得到较高的提取率,而且能够获得高EGCG含量的绿茶提取物。
同时,由实施例1和对比例1产物对比可知,柠檬酸的加入能够有效减少EGCG在提取过程中被氧化的几率,从而提高产物绿茶提取物中EGCG的含量。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (10)
1.一种高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,所述高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺包括如下步骤:
(a)绿茶加水和柠檬酸,然后加热浸提、过滤,分别收集滤渣和滤液;滤渣再次加水和柠檬酸加热浸提,过滤得到滤液,将二次滤液合并,得到绿茶提取液;
(b)将绿茶提取液以树脂进行吸附,然后洗脱,收集洗脱液;
(c)将洗脱液浓缩,得到浓缩液;
(d)浓缩液加乙酸乙酯萃取,然后分别收集有机层和水层;水层再次加入乙酸乙酯萃取,收集有机层;然后将两次收集的有机层合并,得到萃取液;
(e)将萃取液浓缩干燥,得到绿茶粗提物;
(f)将绿茶粗提物加水加热溶解,过滤后冷却析晶,得到晶体;
(g)在气体保护条件下,将晶体干燥;
(h)干燥后晶体粉碎过筛,即得到EGCG含量为95%以上的绿茶提取物。
2.根据权利要求1所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,步骤(a)中,柠檬酸的用量为所加入水质量的0.1%~1%;
优选的,步骤(a)中,柠檬酸的用量为所加入水质量的0.2%~0.5%。
3.根据权利要求1所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,步骤(b)中,所述树脂为AB-8、LX-8、LX-16,或HPD826树脂。
4.根据权利要求1所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,步骤(b)中,所述洗脱液为乙醇;
优选的,所述乙醇的浓度为60~70%。
5.根据权利要求1所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,步骤(c)中,所述浓缩为加热浓缩,加热的温度为60~70℃。
6.根据权利要求1所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,步骤(d)中,乙酸乙酯的体积用量为浓缩液体积的3~5倍。
7.根据权利要求1所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,步骤(e)中,所述萃取液浓缩干燥为:将萃取液加热蒸发浓缩,至所得固体产物干燥;
或者,所述萃取液浓缩干燥为:先将萃取液浓缩,然后将所得萃取浓缩液喷雾干燥。
8.根据权利要求1所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,步骤(f)中,加热的温度为70~80℃;
和/或,冷却析晶的温度为0~10℃,时间为24~48h;
优选的,冷却析晶的温度为4~6℃,时间为36~48h。
9.根据权利要求1所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,步骤(g)中,干燥的温度为40~60℃,干燥的时间为12~36h;
优选的,干燥的温度为50~60℃,干燥的时间为24~36h。
10.根据权利要求1所述的高EGCG含量的绿茶提取物生产工艺,其特征在于,步骤(h)中,筛网的孔径为30~70目;
优选的,筛网的孔径为40~60目。
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