CN107913530A - 一种co2超临界法流体从金花茶萃取出茶多酚的方法 - Google Patents

一种co2超临界法流体从金花茶萃取出茶多酚的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种CO2超临界法流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)精选金花茶叶片进行清洗，清洗干净后沥干水分，然后用切药机将其切碎，对金花茶叶片进行真空冷冻干燥；(2)采用螺杆挤压膨化、气流膨化或微波膨化技术，使金花茶叶片经过膨化，然后进行粉碎，所述膨化后的金花茶叶片粉碎至25‑40目；(3)利用超临界CO2流体作为溶剂萃取出茶多酚溶液，最后对茶多酚溶液进行减压蒸馏浓缩，经喷雾干燥后制得茶多酚。本发明由于超临界CO2萃取茶多酚存在产品较纯，萃取产率高，且最大限度地保持了提取物的生物活性。

Description

一种CO2超临界法流体从金花茶萃取出茶多酚的方法
技术领域
本发明涉及萃取技术领域，具体涉及一种CO2超临界法流体从金花茶萃取出茶多酚的方法。
背景技术
金花茶[Camellia chrysantha(Hu)Tuyama]属山茶科、山茶属、金花茶组植物。1960年在广西首次发现，由于其花蜡质金黄、金瓣玉蕊、鲜丽俏致，1965年我国著名的植物学家胡先骕博士将其命名为金花茶。金花茶作为一种世界珍稀的植物资源(仅分布于广西与越南边境一带)，在当地一直被作为传统民间中草药，用于治疗咽喉炎、痢疾、高血压、预防肿瘤、便血、月经不调等疾病[林华娟,等.食品科技,2010,35(10):88-91]。由权威部门及科研机构检测表明金花茶叶片含有400多种营养物质，富含多种天然营养成份。金花茶叶片是所有茶叶中总黄酮含量最高的。金花茶叶片因含有丰富的黄酮类等天然活性成分而具有明显的延缓衰老、提高机体免疫、防止动脉粥样硬化、抑制肿瘤生长、降低胆固醇、降血压、降血脂等作用。
超临界流体萃取技术是一种高效、选择性强的样品提取与分离技术。近年来,深受国际科技界尤其是食品工业、化学工业界的高度重视。特别是随着人们对环境保护重视程度的提高,常用的有机溶剂提取法,也有逐渐被二氧化碳(CO2)超临界流体所取代的趋势。随着超临界状态下生化反应特征的研究与应用,超临界CO2流体因其无毒、无味,便于操作等优点,将会有更为广泛的应用空间。
超临界流体(supercritical fluid,简称SCF)可用临界温度和临界压力的形式来定义。气、液两相呈平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。处于超临界状态时,气、液两相性质非常接近。
茶多酚(Tea Polyphenols)是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。主要为黄烷醇(儿茶素)类，儿茶素占60～80％。类物质茶多酚又称茶鞣或茶单宁，是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是茶叶中有保健功能的主要成份之一。研究表明，茶多酚等活性物质具解毒和抗辐射作用，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”。
茶多酚，又名抗氧灵、维多酚、防哈灵，是茶叶中所含的一类多羟基类化合物，简称TP，主要化学成分为儿茶素类(黄烷醇类)、黄酮及黄酮醇类、花青素类、酚酸及缩酚酸类、聚合酚类等化合物的复合体。其中儿茶素类化合物为茶多酚的主体成分，占茶多酚总量的65％～80％。儿茶素类化合物主要包括儿茶素(EC)、没食子儿茶素(EGC)、儿茶素没食子酸酯(ECG)和没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)4种物质。
茶多酚具有较强的抗氧化作用，尤其酯型儿茶素EGCG，其还原性甚至可达L-异坏血酸的100倍。4种主要儿茶素化合物当中，抗氧化能力为EGCG>EGC>ECG>EC>BHA，且抗氧化性能随温度的升高而增强。茶多酚除具有抗氧化作用外，还具有抑菌作用，如对葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌等有抑制作用。茶多酚可吸附食品中的异味，因此具有一定的除臭作用。对食品中的色素具有保护作用，它既可起到天然色素的作用，又可防止食品退色，茶多酚还具有抑制亚硝酸盐的形成和积累作用。
茶多酚是从茶叶中提取的全天然抗氧化食品，具有抗氧化能力强，无毒副作用，无异味等特点。茶多酚能极强的清除有害自由基，阻断脂质过氧化过程，提高人体内酶的活性，从而起到抗突变、抗癌症的绿茶功效。据相关资料显示，茶叶中的茶多酚(主要是儿茶素类化合物)，对胃癌、肠癌等多种癌症的预防和辅助治疗均有益处。
茶多酚是指茶叶中一大类组成复杂、分子量及其结构差异很大的多酚类及其衍生物混合物，主要由儿茶素、黄酮醇、花色素、酚酸及其缩酚酸等组成的有机化合物，以儿茶素为主的黄烷醇类化合物占茶多酚总量的60％一80％，其中含量最高的几种组分为L—EGCG(50％-60％)、L—EGC(15％-20％)、L—ECG(10％-15％)和L—EC(5％-10％)。
目前，缺乏一种萃取产率高的CO2超临界法流体从金花茶萃取出茶多酚的方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供即在于克服现有技术的缺点，提供一种萃取产率高的CO2超临界法流体从金花茶萃取出茶多酚的方法。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：本发明的一种CO2超临界法流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，包括如下步骤：
(1)精选金花茶叶片进行清洗，清洗干净后沥干水分，然后用切药机将其切碎，对金花茶叶片进行真空冷冻干燥；
(2)采用螺杆挤压膨化、气流膨化或微波膨化技术，使金花茶叶片经过膨化，然后进行粉碎，所述膨化后的金花茶叶片粉碎至25-40目；
(3)利用超临界CO2流体作为溶剂萃取出茶多酚溶液，最后对茶多酚溶液进行减压蒸馏浓缩，经喷雾干燥后制得茶多酚。
进一步地，在步骤(1)中，所述金花茶叶片干燥时利用真空冷冻干燥方法将金花茶叶片干至水分控制在20％重量以下。
进一步地，在步骤(1)中，所述金花茶叶片先切成宽度为0.5-1.0cm的叶条。
更进一步地，在步骤(2)中，所述膨化后的金花茶叶片粉碎至30目。
进一步地，在步骤(2)中，所述螺杆挤压膨化处理的参数为：螺杆转速190-210r/min，挤压温度120-145℃，送料速度为18-23r/min；气流膨化技术处理参数为：操作温度65-78℃，膨化压力差为220-380kPa，膨化时间60-78min；微波膨化技术参数为：微波功率1000-2000w，处理时间6-8min。
进一步地，在步骤(3)中，所述CO2先经过制冷变成液体后，将金花茶叶片进行浸渍，浸渍时间为2-4h小时，再通过高压泵注入萃取釜，在萃取釜-分离器-萃取釜的萃取回路中连续循环进行萃取，同时加入超声波，制得茶多酚溶液。
更进一步地，在步骤(3)中，超临界萃取参数：超临界CO2萃取，超临界操作压力为25-40MPa，温度35-55℃，萃取时间3h；在萃取的同时加入超声波强化萃取效果，超声功率密度150-250W/L，超声频率20-25kHz，超声辐照方式为辐照时间6-8s，间歇时间6-8s，制得茶多酚溶液。
进一步地，在步骤(3)中，所述超临界萃取的夹带剂为60-70％的食用酒精。
有益效果：本发明由于超临界CO2萃取茶多酚存在产品较纯，萃取产率高，且最大限度地保持了提取物的生物活性。整个工艺所采用的夹带剂低毒，使用量少，过程简单，绿色环保。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)利用真空冷冻干燥技术进行原料干燥，采用超临界CO2萃取茶多酚，整个工艺过程在较低的温度下进行，最大限度的减少了温度对茶多酚的破坏。
(2)利用膨化处理技术，在其他工艺的协同作用下，使得植物原料的细胞结构变得松散，细胞壁破裂，有利于后续茶多酚成分的萃取，提高茶多酚得率。
(3)本发明提高了茶多酚的提取率，另外，过程中还以金花茶做为原料之一提取茶多酚，从而提高了资源的利用率和环保性。
附图说明
图1为本发明的茶多酚的紫外-可见光谱扫描图谱。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是，这些实施例是本发明的阐释和举例，并不以任何形式限制本发明的范围。
实施例1
本发明的一种CO2超临界法流体从金花茶萃取出茶多酚的方法，包括如下步骤：
(1)精选金花茶叶片进行清洗，清洗干净后沥干水分，然后用切药机将其切碎，对金花茶叶片进行真空冷冻干燥；所述金花茶叶片先切成宽度为0.8cm的叶条。所述金花茶叶片干燥时利用真空冷冻干燥方法将金花茶叶片干至水分控制在20％重量以下。
(2)采用螺杆挤压膨化、气流膨化或微波膨化技术，使金花茶叶片经过膨化，然后进行粉碎，所述膨化后的金花茶叶片粉碎至30目；
所述螺杆挤压膨化处理的参数为：螺杆转速210r/min，挤压温度135℃，送料速度为18r/min；气流膨化技术处理参数为：操作温度70℃，膨化压力差为220kPa，膨化时间60min；微波膨化技术参数为：微波功率1000w，处理时间6min。
(3)所述CO2先经过制冷变成液体后，将金花茶茶叶进行浸渍，浸渍时间为3h小时，再通过高压泵注入萃取釜，在萃取釜-分离器-萃取釜的萃取回路中连续循环进行萃取，同时加入超声波，制得茶多酚溶液。采用超声波强化萃取效果。超临界萃取参数：超临界CO2萃取，超临界操作压力25MPa，温度55℃，萃取时间3h；在萃取的同时加入超声波强化萃取效果，超声功率密度200W/L，超声频率20kHz，超声辐照方式为辐照时间6s，间歇时间8s，萃取出茶多酚溶液。最后对茶多酚溶液进行减压蒸馏浓缩，经喷雾干燥后制得茶多酚。所述超临界萃取的夹带剂为65％的食用酒精。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：
本发明的一种CO2超临界法流体从金花茶萃取出茶多酚的方法，包括如下步骤：
(1)精选金花茶茶叶，然后对金花茶茶叶进行清洗，清洗后对金花茶茶叶进行真空干燥；所述金花茶叶片先切成宽度为1.0cm的叶条。
(2)采用螺杆挤压膨化、气流膨化或微波膨化技术，使金花茶经过膨化，然后进行粉碎，所述膨化后的金花茶叶片粉碎至25目；
所述螺杆挤压膨化处理的参数为：螺杆转速190r/min，挤压温度120℃，送料速度为20r/min；气流膨化技术处理参数为：操作温度65℃，膨化压力差为300kPa，膨化时间70min；微波膨化技术参数为：微波功率1500w，处理时间8min。
(3)所述CO2先经过制冷变成液体后，将金花茶茶叶进行浸渍，浸渍时间为4h小时，再通过高压泵注入萃取釜，在萃取釜-分离器-萃取釜的萃取回路中连续循环进行萃取，同时加入超声波，制得茶多酚溶液。超临界萃取参数：超临界CO2萃取，超临界操作压力40MPa，温度35℃，萃取时间3h；在萃取的同时加入超声波强化萃取效果，超声功率密度150W/L，超声频率22kHz，超声辐照方式为辐照时间8s，间歇时间6s，萃取出茶多酚溶液。最后对茶多酚溶液进行减压蒸馏浓缩，经喷雾干燥后制得茶多酚。所述超临界萃取的夹带剂为70％的食用酒精。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：
本发明的一种CO2超临界法流体从金花茶萃取出茶多酚的方法，包括如下步骤：
(1)精选金花茶茶叶，然后对金花茶茶叶进行清洗，清洗后对金花茶茶叶进行真空干燥；所述金花茶叶片先切成宽度为0.5cm的叶条。
(2)采用螺杆挤压膨化、气流膨化或微波膨化技术，使金花茶经过膨化，然后进行粉碎，所述膨化后的金花茶叶片粉碎至40目；所述螺杆挤压膨化处理的参数为：螺杆转速200r/min，挤压温度145℃，送料速度为23r/min；气流膨化技术处理参数为：操作温度78℃，膨化压力差为380kPa，膨化时间78min；微波膨化技术参数为：微波功率2000w，处理时间7min。
(3)所述CO2先经过制冷变成液体后，将金花茶茶叶进行浸渍，浸渍时间为2h小时，再通过高压泵注入萃取釜，在萃取釜-分离器-萃取釜的萃取回路中连续循环进行萃取，同时加入超声波，制得茶多酚溶液。超临界萃取参数：超临界CO2萃取，超临界操作压力30MPa，温度45℃，萃取时间3h；在萃取的同时加入超声波强化萃取效果，超声功率密度250W/L，超声频率25kHz，超声辐照方式为辐照时间7s，间歇时间7s，萃取出茶多酚溶液。最后对茶多酚溶液进行减压蒸馏浓缩，经喷雾干燥后制得茶多酚。所述超临界萃取的夹带剂为60％的食用酒精。
试验1
图1为茶多酚的紫外-可见光谱扫描图谱。由图1可知,茶多酚的最大吸收波长都在紫外区,其中茶多酚的最大吸收波长为274nm。
将实施例1至实施例3的产率进行检测，得到的数据如表1所示：
表1
由表1所示，本发明的方法制得的茶多酚的萃取的产率高、产品的纯度高
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种CO2超临界法流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)精选金花茶叶片进行清洗，清洗干净后沥干水分，然后用切药机将其切碎，对金花茶叶片进行真空冷冻干燥；
(2)采用螺杆挤压膨化、气流膨化或微波膨化技术，使金花茶叶片经过膨化，然后进行粉碎，所述膨化后的金花茶叶片粉碎至25-40目；
(3)利用超临界CO2流体作为溶剂萃取出茶多酚溶液，最后对茶多酚溶液进行减压蒸馏浓缩，经喷雾干燥后制得茶多酚。
2.根据权利要求1所述的CO2超临界流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述金花茶叶片干燥时利用真空冷冻干燥方法将金花茶叶片干至水分控制在20％重量以下。
3.根据权利要求1所述的CO2超临界流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述金花茶叶片先切成宽度为0.5-1.0cm的叶条。
4.根据权利要求1所述的CO2超临界流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述膨化后的金花茶叶片粉碎至30目。
5.根据权利要求1所述的CO2超临界流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述螺杆挤压膨化处理的参数为：螺杆转速190-210r/min，挤压温度120-145℃，送料速度为18-23 r/min；气流膨化技术处理参数为：操作温度65-78℃，膨化压力差为220-380kPa，膨化时间60-78min；微波膨化技术参数为：微波功率1000-2000w，处理时间6-8min。
6.根据权利要求1所述的CO2超临界流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述CO2先经过制冷变成液体后，将金花茶叶片进行浸渍，浸渍时间为2-4h小时，再通过高压泵注入萃取釜，在萃取釜-分离器-萃取釜的萃取回路中连续循环进行萃取，同时加入超声波，制得茶多酚溶液。
7.根据权利要求1或4所述的CO2超临界流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，其特征在于：在步骤(3)中，超临界萃取参数：超临界CO2萃取，超临界操作压力为25-40MPa，温度35-55℃，萃取时间3h；在萃取的同时加入超声波强化萃取效果，超声功率密度150-250W/L，超声频率20-25kHz，超声辐照方式为辐照时间6-8s，间歇时间6-8s，制得茶多酚溶液。
8.根据权利要求7所述的CO2超临界流体从金花茶叶片萃取出茶多酚的方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述超临界萃取的夹带剂为60-70％的食用酒精。
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