CN107821687B - 一种茶红素的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种茶红素的制备方法，属于食品加工技术领域。其以红碎茶为原料，先采用热水浸提法进行初步制备得到粗品，然后通过有机溶剂萃取技术进行初步纯化，接着借助柱层析技术和逆流色谱技术进行再次纯化处理，最终再通过凝胶层析技术和冷冻干燥技术获得最终的茶红素纯品。本发明的有益之处是：以获得较高纯度的茶红素为目的，基于红碎茶原料，通过对传统工艺技术进行改进、优化，将特殊技术融入总的制备流程，经多种工艺的集成以及在关键衔接处的创新，从而实现高纯度茶红素的制备，并获得相应的产品。

Description

一种茶红素的制备方法
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种茶红素的制备方法。
背景技术
茶红素作为红茶加工过程中形成的红褐色酚类物质，是红茶汤色和滋味的主要关键因子。茶红素是由儿茶素类物质在多酚氧化酶和过氧化物酶作用下氧化聚合而成，分子量差异较大，其组分结构尚不明晰，至今未制备出茶红素单体。关于茶红素分离的研究亦鲜有报道，茶红素检测仅停留在Roberts系统分析法。茶红素研究是目前茶叶界的焦点问题，而且茶红素作为天然色素和其生物学活性，都使得茶红素有着非常好的应用前景，所以茶红素研究和利用亟需解决。
茶红素是结构组分复杂的异质性酚性色素，分离纯化极其困难，随着分离制备技术的发展，越来越多的分离方法被用于茶红素分离纯化，尽管如此，人们采用纸层次、凝胶色谱均未能分离出纯度高的茶红素部分。
茶红素现常用分离制备方法分两种，有机溶剂萃取法和色谱分离法。Roberts系统分析法中将茶红素分为TRs SI（溶于乙酸乙酯）、TRs SIa（既溶于水又溶于乙醚）和TRs SII（溶于水），而Brown等根据茶红素极性不同利用乙酸乙酯、正丁醇和酸性正丁醇萃取茶汤分离出五种不同茶红素，TR-1(溶于乙酸乙酯、丙酮，不溶于乙醚)、TR-2(溶于正丁醇、甲醇，不溶于乙醚)、TR-3(溶于正丁醇、丙酮，不溶于乙醚)、TR-4(溶于酸性正丁醇、甲醇，不溶于乙醚)、TR-5(溶于酸性正丁醇、丙酮，不溶于乙醚)。Krishnan等在Brown基础上采用索氏抽提直接进行固液萃取得到（PBP-1～PBP-5），不含其它生物活性单体和低聚组分。现阶段茶红素分离制备研究也多用于综合此二法，但有机溶剂萃取方法有待于高新技术设备纯化研究进一步完善优化。
应用色谱分离茶红素常用方法有高效液相色谱(HPLC)、离心沉淀色谱(CPC)等。Stodt等通过分别比较Roberts的有机试剂液液萃取、咖啡碱沉淀等方法制取茶红素，基于时间消耗，产品产量、纯度，发现采用色谱技术对茶红素分离纯化效果相对较佳，但是纯度也未大幅度提高。
公开号为CN101473880A的发明专利，公开了一种从红茶中提取分离茶红素的方法，其包括：原料准备，提取溶剂的配制；茶红素的溶剂提取；茶红素的大孔吸附分离以及产品干燥等步骤。该方法具有生产流程较为安全、环保，其产品茶红素含量高，较传统的有机溶剂萃取法高2.7-3倍以上。但是，该方法存在以下问题：
1. 提取试剂为乙醇和水的混合物，仅用此一种混合试剂进行作业，会将茶黄素、茶褐素等一并提取出来，上柱前亦未进一步除杂，不仅会影响提取率，而且容易导致大分子堵塞树脂；
2. 选用大孔吸附树脂作为吸附材料，会将部分茶褐素一并吸附，从而影响茶红素纯度和提取效率；
3. 干燥方式采用单一旋蒸手段会影响茶红素的纯度和得率，可先旋蒸去试剂，后冻干去除水分；
4. 茶红素是一种混合物，如同茶黄素一样，存在多种不同的类型，但该方法却未对此进行考虑和分离处理。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明从红碎茶原料入手，通过对传统制备技术的改进优化，将多种特色工艺融入整套制备流程中，通过传统工艺与特色工艺的有机组装、整合，并在关键衔接处的创新，从而提供一种可得到较高纯度的茶红素的制备方法，并获得相应的茶红素产品。
所述的一种茶红素的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
（1）以红碎茶为原料，采用热水浸提法进行初步提取，得到茶汤；
（2）将步骤（1）所得茶汤，用两倍茶汤体积的三氯甲烷进行萃取；再用等量茶汤体积的乙酸乙酯萃取，收集乙酸乙酯层；乙酸乙酯萃取后的剩余水层经正丁醇萃取，收集正丁醇层；正丁醇萃取后的剩余水层加入盐酸酸化，酸化后水层再经正丁醇萃取，收集酸性正丁醇层；得到三部分的萃取层溶液；
（3）将三部分的萃取层溶液在≤60℃下旋转蒸发至浓缩液，随后采用冷冻干燥方法制得三种茶红素粗品；
（4）以步骤（3）得到的三种茶红素粗品为基础，分别采用反相C18柱层析进行初次纯化，得到三种茶红素初纯品；
（5）以步骤（4）所得的三种茶红素初纯品为基础，采用高速逆流色谱进行纯化茶红素，得到三种茶红素次纯品；
（6）以步骤（5）所得的三种茶红素次纯品溶于50%甲醇溶液，分别采用SephadexLH-20葡聚糖凝胶再次纯化，依次以甲醇和丙酮洗脱，用自动部分收集器，经冷冻干燥方法可制得三种茶红素纯品。
所述的一种茶红素的制备方法，其特征在于所述的步骤（1）中热水浸提条件为：料液质量比1：30、提取温度80 ℃、提取时间30 min。
所述的一种茶红素的制备方法，其特征在于所述的步骤（2）中正丁醇萃取后的剩余水层加入浓度为0.15 mol/L的盐酸50 mL进行酸化。
所述的一种茶红素的制备方法，其特征在于所述的步骤（4）中反相C18柱层析进行初次纯化步骤为：
先将反相C18填料ODS-A-HG用甲醇浸泡24h进行预处理，装于玻璃层析柱；
分别称取三种茶红素粗品，溶解于甲醇中，所述三种茶红素粗品：甲醇的重量比为1:10；
湿法上样，随后采用30%、50%和70%甲醇水溶液依次梯度洗脱，各浓度用两倍柱床体积洗脱，控制好洗脱速度为2 mL/min，用自动部分收集器。
所述的一种茶红素的制备方法，其特征在于所述的步骤（5）中高速逆流色谱进行纯化条件：
溶剂体系分别为：
a. 经乙酸乙酯萃取得到的茶红素初纯品采用乙酸乙酯-正己烷-甲醇-水四元溶剂体系，乙酸乙酯-正己烷-甲醇-水的体积比为1:3:1:5，其分配系数为1.34，固定相保留率为42%；
b. 经正丁醇萃取得到的茶红素初纯品采用乙酸乙酯-正丁醇-水三元溶剂体系，乙酸乙酯-正丁醇-水的体积比为3:2:5，其分配系数为1.65和1.71，固定相保留率为51%和52%；
高速逆流色谱参数：上样量为20mg/mL、主机转速700r/min、流动相流速2.0mol/L。
所述的一种茶红素的制备方法，其特征在于所述的步骤（5）中采用纯甲醇洗脱，仍未洗脱部分采用丙酮洗脱，控制洗脱速度2mL/min。
本发明的有益之处是：以获得较高纯度的茶红素为目的，基于红碎茶原料，通过对传统工艺技术进行改进、优化，将特殊技术融入总的制备流程，经多种工艺的集成以及在关键衔接处的创新，从而实现高纯度茶红素的制备，并获得相应的产品。
具体实施方式
本发明结合实施例作进一步的说明。
实施例1：
（1）以红碎茶为制备原料，称取CTC红碎茶100g，以料液质量比为1：30加入3000mL去离子水在80℃温度下水浴浸提30min，期间不时搅拌，到时过滤，收集茶汤。
（2）将茶汤用两倍茶汤体积的三氯甲烷进行萃取；再用等量茶汤体积的乙酸乙酯萃取，收集乙酸乙酯层；乙酸乙酯萃取后的剩余水层经正丁醇萃取，收集正丁醇层；正丁醇萃取后的剩余水层加入浓度为0.15 mol/L的盐酸50 mL进行酸化，酸化后水层再经正丁醇萃取，收集酸性正丁醇层；得到三部分的萃取层溶液。
（3）将三部分的萃取层溶液在不超过60℃下旋转蒸发至浓缩液，采用冷冻干燥方法制备出乙酸乙酯层、正丁醇层和酸性正丁醇三部分茶红素。据检测，乙酸乙酯层、正丁醇层和酸性正丁醇层其产率（粗品占原茶叶干重的质量百分比）分别为0.98%、2.87%和1.41%，其总产率为5.26%。
（4）将预处理浸泡溶胀的反相C18填料湿法装柱，并用30%甲醇洗脱剂置换出溶胀溶剂，用2-3倍柱体积稀待洗脱液平衡体系，直至固定相体积不再发生变化。称取三类茶红素粗品1g，溶解于10mL甲醇中上样。采用30%、50%、70%甲醇依次梯度洗脱，以2 mL/min洗脱速度收集流份。收集50%甲醇洗脱的流份，合并收集相同峰型洗脱液，将洗脱液旋转蒸发、冷冻干燥制成三种初步纯化后茶红素。
（5）以所得三种茶红素初纯品为基础，采用高速逆流色谱进行纯化茶红素，溶剂体系分别为：
a. 乙酸乙酯层采用乙酸乙酯-正己烷-甲醇-水(1:3:1:5, v/v/v/v)四元溶剂体系，其分配系数为1.34，固定相保留率为42%；
b. 正丁醇层和酸性正丁醇层采用乙酸乙酯-正丁醇-水(3:2:5, v/v/v)三元溶剂体系，其分配系数为1.65和1.71，固定相保留率为51%和52%。
高速逆流色谱参数：上样量为20mg/mL、主机转速700r/min、流动相流速2.0mol/L时，能进一步除去部分儿茶素杂质，达到深入纯化的目的。
（6）将所得样品溶于50%甲醇溶液，分别采用Sephadex LH-20葡聚糖凝胶再次纯化，依次以甲醇和丙酮洗脱。采用纯甲醇洗脱，仍未洗脱部分采用丙酮洗脱，控制好洗脱速度2mL/min，用自动部分收集器，经冷冻干燥方法可制得三种茶红素纯品。三种茶红素纯品的纯度分别为65.2%、71.2%、73.5%。
试验例：不同提取分离方法提取样品中茶红素含量的比较
试验材料与方法：
原料品种：CTC红碎茶；
有机溶剂萃取法：先将原料粉碎后过60目标准筛；再将95℃的热水与原料按重量比5:1比例浸泡15小时后过滤得到红茶茶汤；然后分别以乙酸乙酯和正丁醇为萃取溶剂，在分液漏斗内萃取，真空干燥后得到溶剂萃取物样品
大孔吸附树脂层析法：按照公开号为CN101473880A的发明专利提取；
本发明法：按照实施例1提取。
Figure DEST_PATH_IMAGE002

Claims (1)

1.一种茶红素的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
（1）以红碎茶为原料，采用热水浸提法进行初步提取，热水浸提条件为：料液质量比1：30、提取温度80 ℃、提取时间30 min，得到茶汤；
（2）将步骤（1）所得茶汤，用两倍茶汤体积的三氯甲烷进行萃取；再用等量茶汤体积的乙酸乙酯萃取，收集乙酸乙酯层；乙酸乙酯萃取后的剩余水层经正丁醇萃取，收集正丁醇层；正丁醇萃取后的剩余水层加入浓度为0.15 mol/L的盐酸50 mL进行酸化，酸化后水层再经正丁醇萃取，收集酸性正丁醇层；得到三部分的萃取层溶液；
（3）将三部分的萃取层溶液在≤60℃下旋转蒸发至浓缩液，随后采用冷冻干燥方法制得三种茶红素粗品；
（4）以步骤（3）得到的三种茶红素粗品为基础，分别采用反相C18柱层析进行初次纯化，得到三种茶红素初纯品；
反相C18柱层析进行初次纯化步骤为：
先将反相C18填料ODS-A-HG用甲醇浸泡24h进行预处理，装于玻璃层析柱；
分别称取三种茶红素粗品，溶解于甲醇中，所述三种茶红素粗品：甲醇的比例为1:10W/V；
湿法上样，随后采用30%、50%和70%甲醇水溶液依次梯度洗脱，以2 mL/min洗脱速度收集流份，收集50%甲醇洗脱的流份，合并收集相同峰型洗脱液，将洗脱液旋转蒸发、冷冻干燥制成三种茶红素初纯品；
（5）以步骤（4）所得的三种茶红素初纯品为基础，采用高速逆流色谱进行纯化茶红素，得到三种茶红素次纯品；高速逆流色谱进行纯化条件：
溶剂体系分别为：
a. 经乙酸乙酯萃取得到的茶红素初纯品采用乙酸乙酯-正己烷-甲醇-水四元溶剂体系，乙酸乙酯-正己烷-甲醇-水的体积比为1:3:1:5，其分配系数为1.34，固定相保留率为42%；
b. 经正丁醇和酸性正丁醇萃取得到的茶红素初纯品采用乙酸乙酯-正丁醇-水三元溶剂体系，乙酸乙酯-正丁醇-水的体积比为3:2:5，其分配系数为1.65和1.71，固定相保留率为51%和52%；
高速逆流色谱参数：上样量为20mg/mL、主机转速700r/min、流动相流速2.0mol/L；
（6）以步骤（5）所得的三种茶红素次纯品溶于50%甲醇溶液，分别采用Sephadex LH-20葡聚糖凝胶再次纯化，依次以甲醇和丙酮洗脱，采用纯甲醇洗脱，仍未洗脱部分采用丙酮洗脱，控制洗脱速度2mL/min，用自动部分收集器收集，经冷冻干燥方法可制得三种茶红素纯品。
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Denomination of invention: A preparation method of thearubin

Granted publication date: 20210604

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