CN107954968B - 一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法 - Google Patents

一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,至少包括步骤:准备茶叶原料;茶叶原料与水相、有机相按质量体积比1g:5~20mL:5~20mL混合;使茶叶原料与水相混合均匀,且保持水相和有机相分层;分离萃取后有机相,作为粗提液;将粗提液与水相和吸附剂按质量体积比10mL:10mL:0.5~2g混合;使吸附剂与水相混合均匀,且保持水相和有机相分层;再次分离有机相,得精制提取液。本发明通过双液相体系选择性地提取茶多酚,结合预处理吸附剂,减少杂质萃出,提升成品纯度。同时,不引入有毒有害物质,增加成品安全性。本发明所用试剂易得,能循环再进入工艺中,利用率高,有效降低成本。

Description

一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚 的方法
技术领域
本发明涉及天然物质的提取与纯化领域,尤其涉及高纯度茶多酚的提取、分离纯化和制备方法。
背景技术
茶多酚有多种药理功能和保健作用,被广泛应用于医药、食品、保健品和化妆品等行业。我国拥有丰富的茶叶资源,有大量茶叶原材料可用于提取、制备茶多酚。近年来,我国茶叶产业产能过剩,有大量弃采的夏秋茶和滞销茶叶,同时茶园修剪和茶叶加工等过程中也产生大量的次废品茶叶。据统计,我国茶叶产业每年有约100万吨次废品茶叶。弃采茶叶、次废品茶叶与商品茶含有同样或相近质量的有效成分和生物活性物质,是制备茶多酚的优良原料。充分利用弃采茶叶、次废品茶叶提取、分离和制备茶多酚可提高茶叶相关产业的经济效益,减少茶叶资源的浪费。
提取和分离纯化是制备茶多酚的重要环节。现有技术中,茶多酚提取方法主要有超临界流体萃取法、溶剂提取法、高压浸提法等。现有技术对设备要求高,投资成本和生产成本高,能耗高,培训本领域技术人员的难度较大。更重要的是,现有技术都不能对茶叶中的茶多酚进行选择性提取,现有技术采用全部提取,后期分离纯化的技术思路,提取物中咖啡因等杂质较多,难以分离纯化。
茶多酚分离纯化方法主要有离子沉淀法、液-液萃取法、吸附分离法、柱色谱分离法、高效液相制备色谱法和高效逆流色谱法等。离子沉淀法的工艺相对简单,但存在金属盐残留、不符合产品安全标准等问题。液-液萃取法、吸附分离法和柱色谱分离法都存在茶多酚提取率太低和操作复杂、耗材昂贵等问题。高效液相制备色谱法和高效逆流色谱法对设备要求太高。
发明内容
本发明旨在提供一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,至少部分能够克服现有技术的技术缺陷,本发明采用的技术方案如下:
本发明提供了一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法。所述简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法至少包括以下步骤:
(1)准备经过预先处理茶叶原料;
(2)将所述茶叶原料在搅拌容器中与水相和有机相按照质量体积比1g:5~20mL:5~20mL进行混合;
(3)震荡或搅拌使所述茶叶原料与水相混合均匀,且保持水相和有机相处于分层状态;
(4)分离萃取后的有机相,作为粗提液;
(5)将所述粗提液在所述搅拌容器中与水相和吸附剂按照质量体积比10mL:10mL:0.5~2g进行混合;
(6)震荡或搅拌使所述吸附剂与水相混合均匀,且保持水相和有机相处于分层状态;
(7)再次分离所述有机相,得到精制提取液。
优选地,所述预先处理包括步骤:洗净并干燥茶叶原料;粉碎茶叶原料;筛析茶叶原料。
更优选地,所述筛析采用40目或以上的筛。
优选地,所述步骤(2)中,将所述茶叶原料在搅拌容器中与水相和有机相按照质量体积比1g:15mL:15mL进行混合。
优选地,所述有机相采用乙酸乙酯、乙酸丁酯、正己烷、石油醚的至少一种。
优选地,所述步骤(4)后,再次重复所述步骤(2)~(4)以进行第二次萃取,其中,所述第二次萃取所加入的有机相与所述茶叶原料的体积质量比为5~15mL:1g,或者所加入的有机相与所述水相的体积比为1:1~3;分离第二次萃取后的有机相,并入所述粗提液。
更优选地,第二次萃取过程中,所述有机相与所述茶叶原料的体积质量比为10mL:1g,或者所述有机相与所述水相的体积比为1:1。
优选地,所述震荡或搅拌的时间为1~3小时。
优选地,还包括步骤(8):浓缩和/或干燥所述精制提取液,制得茶多酚成品。
更优选地,浓缩和/或干燥时,回收有机相。
优选地,得到精制提取液前,所述有机相经干燥剂吸水。
更优选地,所述干燥剂包括无水硫酸钠、无水氯化钙、无水硫酸钙、硅胶、干燥纤维的一种或几种。
优选地,所述吸附剂经过预处理,所述预处理步骤至少包括:
(1)备有吸附剂;
(2)酸浸2~24小时:用含0.1%~10%体积分数的无机酸浸泡所述吸附剂;
(3)碱浸2~24小时:用含0.1%~10%体积分数的无机碱浸泡所述吸附剂;
(4)溶剂浸2~24小时:用有机溶剂浸泡所述吸附剂;
(5)干燥所述吸附剂,备用;
所述酸浸后、所述碱浸后、所述溶剂浸后,分别用水冲洗所述吸附剂并干燥。
更优选地,所述吸附剂为活性炭、硅藻土、树脂、硅胶中的一种或两种及以上的混合物。
更优选地,所述无机酸采用盐酸、硫酸、硝酸的至少一种;和/或,所述无机碱采用氢氧化钠、氢氧化钾的至少一种;和/或,所述有机溶剂采用乙酸乙酯、乙酸丁酯、正己烷、正丙醇、异丙醇、石油醚、60%~95%乙醇的至少一种。
优选地,调节所述水相的pH值为2.0~5.0。
本发明提供的一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,所述方法至少具有以下特点:
1.本发明所涉及一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,通过双液相体系,能选择性地提取茶多酚,减少杂质萃出,提升成品纯度;
2.本发明所涉及一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,通过双液相体系结合预处理的吸附剂,能有效分离纯化茶多酚,提升杂质去除率,提升产品纯度;
3.本发明所涉及一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,不引入有毒有害物质,提升成品安全性;
4.本发明所涉及一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,所采用的双液相体系以及所述预处理的吸附剂,所用试剂易得,且能循环再次进入工艺中,重复利用率高,有效降低成本;
5.本发明所涉及一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,简单高效,操作简单,培训难度低。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点,将从下面结合附图对实验结果的展示中变得明显和容易理解,其中:
图1为国家标准法制备提取物的高效液相色谱图;
图2为实施例1制备茶多酚产品的高效液相色谱图;
图3为实施例1双液相体系中有机相的高效液相色谱图;
图4为实施例1双液相体系中水相的高效液相色谱图;
图5为实施例1不同pH值条件对茶多酚和咖啡因提取影响的条形图;
图6为实施例1提取次数、提取时间对提取率影响的条形图;
图7为实施例1多次提取EGCG与咖啡因的提取率条形图;
图8为实施例1吸附时间对茶多酚和咖啡因吸附率影响的折线图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的对应实验结果或数据在附图中示出,其中自始至终相同或类似的名词表示相同或类似的物质或具有相同或类似功能的物质。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明的技术方案的选例,而不能解释为对本发明的限制。
实施例1
(1)准备经过预先处理茶叶原料;
预先处理茶叶原料:将所述茶叶原料洗净,去除灰尘、枯枝、石子等可见杂质,并且干燥所述茶叶原料至可以粉碎的状态。将茶叶原料置于粉碎机中粉碎,需要注意的是,要控制所述粉碎机的转速和粉碎时间,避免粉碎机工作温度过高,使所述茶叶原料的活性物质遭受破坏或逸散。筛析已经粉碎的茶叶原料。
优选地,所述采用40目或以上的筛,筛析经过粉碎的茶叶原料。仅在本实施例中,所述筛析选取40目的筛。在其它可能的实施方式中,本领域技术人员可以根据所述茶叶原料的茶叶品种、茶叶软硬度、茶叶含水量等性质,在本发明技术方案的范围内,调整所采用筛子的目数。控制目数具有实际意义,筛析目数过高,将会延长研磨或粉碎时间,增加茶多酚的逸散,同时增加所述茶叶原料进入所述乙酸乙酯有机相的可能性,提升后续分离纯化茶多酚的难度,降低成品品质;筛析目数过低,将导致所述茶叶原料提取不充分或提取时间延长,使提取率降低或增加时间成本。
(2)将10g所述茶叶原料置于分液漏斗中,与150mL纯净水和150mL乙酸乙酯进行混合,混合时,可先将所述茶叶原料先与水充分混合,使茶叶表面充分被水浸润,便于溶解茶多酚,再将所述乙酸乙酯轻缓倒入,需要注意的是,所述乙酸乙酯在倒入时,尽可能减少接触所述茶叶原料。所述纯净水形成水相,所述茶叶原料全部或极大部分处于所述水相中,所述乙酸乙酯在所述水相之上形成乙酸乙酯有机相;
(3)利用摇床设备震荡,使所述茶叶原料在所述水相充分分散,并在过程中保持所述茶叶原料尽可能全部或极大部分处于所述水相中,且保持水相和乙酸乙酯有机相处于分层状态,同时通过震荡促使茶多酚从所述茶叶原料中析出至所述水相,并转移至所述乙酸乙酯有机相中;
(4)经过一段时间的静置后,分离萃取后的乙酸乙酯有机相,保存所述乙酸乙酯有机相作为粗提液;再次重复所述步骤(2)~(4)以对所述茶叶原料进行第二次萃取,其中,所述第二次萃取加入150mL乙酸乙酯于所述分离萃取后的水相。分离第二次萃取后的乙酸乙酯有机相,并入所述粗提液;
(5)将所述粗提液置于所述分液漏斗中,与100mL纯净水和1g经预处理的活性炭混合。在加入时,可先将所述纯净水与所述活性炭先混合,再向其中加入所述粗提液,需要注意的是,所述粗提液在倒入时,尽可能减少接触所述活性炭,所述活性炭在纯净水中充分分散,所述粗提液形成有机相;
优选地,所述活性炭经过预处理,所述预处理的步骤包括:
(a)备有1kg活性炭;
(b)用体积分数0.1%的稀盐酸浸泡所述活性炭24小时,用纯净水冲洗至少3次;
(c)用体积分数0.1%的氢氧化钠溶液浸泡所述活性炭24小时,用纯净水冲洗至少3次;
(d)用75%乙醇浸泡所述活性炭24小时,用纯净水冲洗至少3次;
(e)干燥所述活性炭,备用。
(6)利用摇床等设备震荡或利用磁力搅拌器等设备搅拌,使所述活性炭在所述水相充分分散,并在过程中保持所述活性炭尽可能全部或极大部分处于所述水相中,且保持水相和有机相处于分层状态;
优选地,步骤(6)中,所述活性炭在水相中吸收杂质的时间,控制在2~4小时。更优选地,步骤(6)中,所述活性炭在水相中吸收杂质的时间,控制在4小时。过长的分离纯化时间将导致茶多酚被所述活性炭吸附,同时吸附达到饱和后增加分离纯化时间没有明显效果,过分增加分离纯化时间没有意义,过短的分离纯化时间将导致咖啡因等杂质不能有效被吸附,适宜的分离纯化时间可以平衡杂质比率和茶多酚收率,同时降低时间成本。本领域技术人员可以综合茶叶原料的质量、茶叶原料的数量以及其他因素,合理确定所述活性炭在水相中吸收杂质的时间。
(7)静置一段时间,再次分离所述粗提液相,得到精制提取液。
优选地,本实施例选取有机溶剂乙酸乙酯作为有机相。采用所述乙酸乙酯便于与水形成双液相体系,进一步实现简单高效地提取、分离纯化和制备高纯度的茶多酚。在自然重力、搅拌或震荡时,密度比水小的极性有机溶剂——乙酸乙酯能使所述茶叶原料尽可能被限制于水相中。仅在本实施例中,所述有机相采用安全易得的乙酸乙酯作为有机相。需要注意的是,仅在本实施例中,第二次萃取时加入的有机溶剂与第一次萃取时加入的有机溶剂均为乙酸乙酯,加入同种有机溶剂便于后续合并所述粗提取液,也方便对有机溶剂的回收。但是,并不意味着本发明限制第二次萃取与第一次萃取必须采用相同的有机溶剂。
优选地,本实施例中,干燥所述精制提取液,得到茶多酚粉末。更优选地,本发明对所述精制提取液干燥时回收所述乙酸乙酯有机相。具体地,利用氮吹浓缩仪、旋转蒸发仪等干燥设备对所述精制提取液干燥。更具体地,对所述精制提取液干燥时,可以附带水浴加热、油浴加热、沙浴加热、直接加热、蒸汽加热等加热方式,提升干燥的速度。同时,在浓缩时,可通过冷凝法将所述乙酸乙酯有机相中的乙酸乙酯回收。回收的所述乙酸乙酯可以重新作为有机相对茶叶原料进行提取或者第二次萃取。回收所述乙酸乙酯有机相能提升有机溶剂的利用率,减少生产成本,降低污染物排出量,实现清洁化学的目标。值得注意的是,干燥和浓缩的操作,区别之处在于所述精制提取液的乙酸乙酯含量存在不同,干燥所述精制提取液所得的即为茶多酚粉末,而浓缩所述精制提取液所得的即溶剂为乙酸乙酯的茶多酚浓缩液。
优选地,本实施例在得到精制提取液前,向已经分离的所述乙酸乙酯有机相中加入干燥剂,以去除所述乙酸乙酯有机相中含有的水,有利于对所述精制提取液浓缩或干燥。更优选地,本实施例在无水硫酸钠、无水氯化钙、无水硫酸钙、硅胶、干燥纤维等干燥剂中选取一种或一种以上。仅在本实施例中选取无水硫酸钠作为干燥剂,在其它可能的实施方式中,选取干燥剂需要满足不引入有害元素、不破坏茶多酚活性、不吸收或溶解茶多酚等要求。
优选地,双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法在真空环境下实现。具体地,可以采取在操作环境下抽真空或在提取、分离纯化的器皿中通入氮气等惰性气体,实现对茶多酚的保护,避免茶多酚被氧化。
优选地,调节所述水相的pH值,调整pH范围为2.0~5.0。更优选地,调节所述水相的pH值至5.0。具体地,在所述水相中加入稀盐酸,调节pH至5.0,调节pH至弱酸性或酸性状态,有利于抑制咖啡因等杂质萃出至有机相中,还可以抑制茶多酚的氧化,降低后续分离纯化的难度,提升成品品质和收率。
实施例2
(1)准备经过预先处理茶叶原料;
预先处理茶叶原料:将所述茶叶原料洗净,去除灰尘、枯枝、石子等可见杂质,并且干燥所述茶叶原料至可以粉碎的状态。将茶叶原料置于粉碎机中粉碎,需要注意的是,要控制所述粉碎机的转速和粉碎时间,避免粉碎机工作温度过高,使所述茶叶原料的活性物质遭受破坏或逸散。筛析已经粉碎的茶叶原料。
优选地,所述采用40目或以上的筛,筛析经过粉碎的茶叶原料。仅在本实施例中,所述筛析选取50目的筛。在其它可能的实施方式中,本领域技术人员可以根据所述茶叶原料的茶叶品种、茶叶软硬度、茶叶含水量等性质,在本发明技术方案的范围内,调整所采用筛子的目数。控制目数具有实际意义,筛析目数过高,将会延长研磨或粉碎时间,增加茶多酚的逸散,同时增加所述茶叶原料进入所述乙酸丁酯有机相的可能性,提升后续分离纯化茶多酚的难度,降低成品品质;筛析目数过低,将导致所述茶叶原料提取不充分或提取时间延长,使提取率降低或增加时间成本。
(2)将100g所述茶叶原料置于分液器中,与2L纯净水和2L乙酸丁酯进行混合,混合时,可先将所述茶叶原料先与水充分混合,使茶叶表面充分被水浸润,便于溶解茶多酚,再将所述乙酸丁酯轻缓倒入,需要注意的是,所述乙酸丁酯在倒入时,尽可能减少接触所述茶叶原料。所述纯净水形成水相,所述茶叶原料全部或极大部分处于所述水相中,所述乙酸丁酯在所述水相之上形成乙酸丁酯有机相;
(3)利用磁力搅拌器搅拌,使所述茶叶原料在所述水相充分分散,并在过程中保持所述茶叶原料尽可能全部或极大部分处于所述水相中,且保持水相和乙酸丁酯有机相处于分层状态,同时通过搅拌促使茶多酚从所述茶叶原料中析出至所述水相,并转移至所述乙酸丁酯有机相中;
(4)经过一段时间的静置后,分离萃取后的乙酸丁酯有机相,保存所述乙酸丁酯有机相作为粗提液;再次重复所述步骤(2)~(4)以对所述茶叶原料进行第二次萃取,其中,所述第二次萃取加入1.5L乙酸丁酯于所述分离萃取后的水相。分离第二次萃取后的乙酸丁酯有机相,并入所述粗提液;
(5)将所述粗提液置于所述分液器中,与1.5L纯净水和10g经预处理的活性炭混合。在加入时,可先将所述纯净水与所述活性炭先混合,再向其中加入所述粗提液,需要注意的是,所述粗提液在倒入时,尽可能减少接触所述活性炭,所述活性炭在纯净水中充分分散,所述粗提液形成粗提液相;
优选地,所述活性炭经过预处理,所述预处理的步骤包括:
(a)备有1kg活性炭;
(b)用体积分数1%的稀盐酸浸泡所述活性炭8小时,用纯净水冲洗至少3次;
(c)用体积分数1%的氢氧化钠溶液浸泡所述活性炭8小时,用纯净水冲洗至少3次;
(d)用异丙醇浸泡所述活性炭8小时,用纯净水冲洗至少3次;
(e)干燥所述活性炭,备用。
(6)利用摇床等设备震荡或利用磁力搅拌器等设备搅拌,使所述活性炭在所述水相充分分散,并在过程中保持所述活性炭尽可能全部或极大部分处于所述水相中,且保持水相和有机相处于分层状态;
优选地,步骤(6)中,所述活性炭在水相中吸收杂质的时间,控制在2~4小时。更优选地,步骤(6)中,所述活性炭在水相中吸收杂质的时间,控制在3小时。过长的分离纯化时间将导致茶多酚被所述活性炭吸附,同时吸附达到饱和后增加分离纯化时间没有明显效果,过分增加分离纯化时间没有意义,过短的分离纯化时间将导致咖啡因等杂质不能有效被吸附,适宜的分离纯化时间可以平衡杂质比率和茶多酚收率,同时降低时间成本。本领域技术人员可以综合茶叶原料的质量、茶叶原料的数量以及其他因素,合理确定所述活性炭在水相中吸收杂质的时间。
(7)静置一段时间,再次分离所述粗提液相,得到精制提取液。
优选地,本实施例选取有机溶剂乙酸丁酯作为有机相。采用所述乙酸丁酯便于与水形成双液相体系,进一步实现简单高效地提取、分离纯化和制备高纯度的茶多酚。在自然重力、搅拌或震荡时,密度比水小的极性有机溶剂——乙酸丁酯能使所述茶叶原料尽可能被限制于水相中。仅在本实施例中,所述有机相采用安全易得的乙酸丁酯作为有机相。需要注意的是,仅在本实施例中,第二次萃取时加入的有机溶剂与第一次萃取时加入的有机溶剂均为乙酸丁酯,加入同种有机溶剂便于后续合并所述粗提取液,也方便对有机溶剂的回收。但是,并不意味着本发明限制第二次萃取与第一次萃取必须采用相同的有机溶剂。
优选地,本实施例中,干燥所述精制提取液,得到茶多酚粉末。更优选地,本发明对所述精制提取液干燥时回收所述乙酸丁酯有机相。具体地,利用氮吹浓缩仪、旋转蒸发仪等干燥设备对所述精制提取液干燥。更具体地,对所述精制提取液干燥时,可以附带水浴加热、油浴加热、沙浴加热、直接加热、蒸汽加热等加热方式,提升干燥的速度。同时,在浓缩时,可通过冷凝法将所述乙酸丁酯有机相中的乙酸丁酯回收。回收的所述乙酸丁酯可以重新作为有机相对茶叶原料进行提取或者第二次萃取。回收所述乙酸丁酯有机相能提升有机溶剂的利用率,减少生产成本,降低污染物排出量,实现清洁化学的目标。值得注意的是,干燥和浓缩的操作,区别之处在于所述精制提取液的乙酸丁酯含量存在不同,干燥所述精制提取液所得的即为茶多酚粉末,而浓缩所述精制提取液所得的即溶剂为乙酸丁酯的茶多酚浓缩液。
优选地,本实施例在得到精制提取液前,向已经分离的所述乙酸丁酯有机相中加入干燥剂,以去除所述乙酸丁酯有机相中含有的水,有利于对所述精制提取液浓缩或干燥。更优选地,本实施例在无水硫酸钠、无水氯化钙、无水硫酸钙、硅胶、干燥纤维等干燥剂中选取一种或一种以上。仅在本实施例中选取烘干无水的硅胶作为干燥剂,在其它可能的实施方式中,选取干燥剂需要满足不引入有害元素、不破坏茶多酚活性、不吸收或溶解茶多酚等要求。
优选地,双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法在真空环境下实现。具体地,可以采取在操作环境下抽真空或在提取、分离纯化的器皿中通入氮气等惰性气体,实现对茶多酚的保护,避免茶多酚被氧化。
优选地,调节所述水相的pH值,调整pH范围为2.0~5.0。更优选地,调节所述水相的pH值至4.5。具体地,在所述水相中加入稀盐酸,调节pH至4.5,调节pH至弱酸性或酸性状态,有利于抑制咖啡因等杂质萃出至有机相中,还可以抑制茶多酚的氧化,降低后续分离纯化的难度,提升成品品质和收率。
实施例3
(1)准备经过预先处理茶叶原料
预先处理茶叶原料:将所述茶叶原料洗净,去除灰尘、枯枝、石子等可见杂质,并且干燥所述茶叶原料至可以粉碎的状态。将茶叶原料置于粉碎机中粉碎,需要注意的是,要控制所述粉碎机的转速和粉碎时间,避免粉碎机工作温度过高,使所述茶叶原料的活性物质遭受破坏或逸散。筛析已经粉碎的茶叶原料。
优选地,所述采用40目或以上的筛,筛析经过粉碎的茶叶原料。仅在本实施例中,所述筛析选取40目的筛。在其它可能的实施方式中,本领域技术人员可以根据所述茶叶原料的茶叶品种、茶叶软硬度、茶叶含水量等性质,在本发明技术方案的范围内,调整所采用筛子的目数。控制目数具有实际意义,筛析目数过高,将会延长研磨或粉碎时间,增加茶多酚的逸散,同时增加所述茶叶原料进入所述乙酸乙酯有机相的可能性,提升后续分离纯化茶多酚的难度,降低成品品质;筛析目数过低,将导致所述茶叶原料提取不充分或提取时间延长,使提取率降低或增加时间成本。(2)将1000kg所述茶叶原料置于搅拌器中,与15m3纯净水和15m3乙酸乙酯进行混合,混合时,可先将所述茶叶原料先与水充分混合,使茶叶表面充分被水浸润,便于溶解茶多酚,再将所述乙酸乙酯轻缓倒入,需要注意的是,所述乙酸乙酯在倒入时,尽可能减少接触所述茶叶原料。所述纯净水形成水相,所述茶叶原料全部或极大部分处于所述水相中,所述乙酸乙酯在所述水相之上形成乙酸乙酯有机相;
(3)利用搅拌器搅拌,使所述茶叶原料在所述水相充分分散,并在过程中保持所述茶叶原料尽可能全部或极大部分处于所述水相中,且保持水相和乙酸乙酯有机相处于分层状态,同时通过搅拌促使茶多酚从所述茶叶原料中析出至所述水相,并转移至所述乙酸乙酯有机相中;
(4)经过一段时间的静置后,分离萃取后的乙酸乙酯有机相,保存所述乙酸乙酯有机相作为粗提液;再次重复所述步骤(2)~(4)以对所述茶叶原料进行第二次萃取,其中,所述第二次萃取加入10m3乙酸乙酯于所述分离萃取后的水相。分离第二次萃取后的乙酸乙酯有机相,并入所述粗提液;
(5)将所述粗提液置于所述搅拌器中,与15m3纯净水和1000kg经预处理的吸附剂混合。在加入时,可先将所述纯净水与所述活性炭先混合,再向其中加入所述粗提液,需要注意的是,所述粗提液在倒入时,尽可能减少接触所述活性炭,所述活性炭在纯净水中充分分散,所述粗提液形成粗提液相;
优选地,所述活性炭经过预处理,所述预处理的步骤包括:
(a)备有1000kg活性炭;
(b)用体积分数10%的稀盐酸浸泡所述活性炭2小时,用纯净水冲洗至少3次;
(c)用体积分数10%的氢氧化钠溶液浸泡所述活性炭2小时,用纯净水冲洗至少3次;
(d)用60%乙醇浸泡所述活性炭2小时,用纯净水冲洗至少3次;
(e)干燥所述活性炭,备用。
(6)利用搅拌器等设备搅拌,使所述活性炭在所述水相充分分散,并在过程中保持所述活性炭尽可能全部或极大部分处于所述水相中,且保持水相和有机相处于分层状态;
优选地,步骤(6)中,所述活性炭在水相中吸收杂质的时间,控制在2~4小时。更优选地,步骤(6)中,所述活性炭在水相中吸收杂质的时间,控制在3小时。过长的分离纯化时间将导致茶多酚被所述活性炭吸附,同时吸附达到饱和后增加分离纯化时间没有明显效果,过分增加分离纯化时间没有意义,过短的分离纯化时间将导致咖啡因等杂质不能有效被吸附,适宜的分离纯化时间可以平衡杂质比率和茶多酚收率,同时降低时间成本。本领域技术人员可以综合茶叶原料的质量、茶叶原料的数量以及其他因素,合理确定所述活性炭在水相中吸收杂质的时间。
(7)静置一段时间,再次分离所述粗提液相,得到精制提取液。
优选地,本实施例选取有机溶剂乙酸乙酯作为有机相。采用所述乙酸乙酯便于与水形成双液相体系,进一步实现简单高效地提取、分离纯化和制备高纯度的茶多酚。在自然重力、搅拌或震荡时,密度比水小的极性有机溶剂——乙酸乙酯能使所述茶叶原料尽可能被限制于水相中。仅在本实施例中,所述有机相采用安全易得的乙酸乙酯作为有机相。需要注意的是,仅在本实施例中,第二次萃取时加入的有机溶剂与第一次萃取时加入的有机溶剂均为乙酸乙酯,加入同种有机溶剂便于后续合并所述粗提取液,也方便对有机溶剂的回收。但是,并不意味着本发明限制第二次萃取与第一次萃取必须采用相同的有机溶剂。
优选地,本实施例中,干燥所述精制提取液,得到茶多酚粉末。更优选地,本发明对所述精制提取液干燥时回收所述乙酸乙酯有机相。具体地,利用喷雾干燥机对所述精制提取液干燥。同时,在干燥时,可通过冷凝法将所述乙酸乙酯有机相中的乙酸乙酯回收。回收的所述乙酸乙酯可以重新作为有机相对茶叶原料进行提取或者第二次萃取。回收所述乙酸乙酯有机相能提升有机溶剂的利用率,减少生产成本,降低污染物排出量,实现清洁化学的目标。值得注意的是,干燥和浓缩的操作,区别之处在于所述精制提取液的乙酸乙酯含量存在不同,干燥所述精制提取液所得的即为茶多酚粉末,而浓缩所述精制提取液所得的即溶剂为乙酸乙酯的茶多酚浓缩液。
优选地,本实施例在得到精制提取液前,向已经分离的所述乙酸乙酯有机相中加入干燥剂,以去除所述乙酸乙酯有机相中含有的水,有利于对所述精制提取液浓缩或干燥。更优选地,本实施例在无水硫酸钠、无水氯化钙、无水硫酸钙、硅胶、干燥纤维等干燥剂中选取一种或一种以上。仅在本实施例中选取无水氯化钙作为干燥剂,在其它可能的实施方式中,选取干燥剂需要满足不引入有害元素、不破坏茶多酚活性、不吸收或溶解茶多酚等要求。
优选地,双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法在真空环境下实现。具体地,可以采取在操作环境下抽真空或在提取、分离纯化的器皿中通入氮气等惰性气体,实现对茶多酚的保护,避免茶多酚被氧化。
优选地,调节所述水相的pH值,调整pH范围为2.0~5.0。更优选地,调节所述水相的pH值至5.0。具体地,在所述水相中加入稀盐酸,调节pH至5.0,调节pH至弱酸性或酸性状态,有利于抑制咖啡因等杂质萃出至有机相中,还可以抑制茶多酚的氧化,降低后续分离纯化的难度,提升成品品质和收率。
实施例4
(1)准备经过预先处理茶叶原料
预先处理茶叶原料:将所述茶叶原料洗净,去除灰尘、枯枝、石子等可见杂质,并且干燥所述茶叶原料至可以粉碎的状态。将茶叶原料置于粉碎机中粉碎,需要注意的是,要控制所述粉碎机的转速和粉碎时间,避免粉碎机工作温度过高,使所述茶叶原料的活性物质遭受破坏或逸散。筛析已经粉碎的茶叶原料。
优选地,所述采用40目或以上的筛,筛析经过粉碎的茶叶原料。仅在本实施例中,所述筛析选取40目的筛。在其它可能的实施方式中,本领域技术人员可以根据所述茶叶原料的茶叶品种、茶叶软硬度、茶叶含水量等性质,在本发明技术方案的范围内,调整所采用筛子的目数。控制目数具有实际意义,筛析目数过高,将会延长研磨或粉碎时间,增加茶多酚的逸散,同时增加所述茶叶原料进入所述石油醚有机相的可能性,提升后续分离纯化茶多酚的难度,降低成品品质;筛析目数过低,将导致所述茶叶原料提取不充分或提取时间延长,使提取率降低或增加时间成本。(2)将1000kg所述茶叶原料置于搅拌设备中,与20m3纯净水和20m3石油醚进行混合,混合时,可先将所述茶叶原料先与水充分混合,使茶叶表面充分被水浸润,便于溶解茶多酚,再将所述石油醚轻缓倒入,需要注意的是,所述石油醚在倒入时,尽可能减少接触所述茶叶原料。所述纯净水形成水相,所述茶叶原料全部或极大部分处于所述水相中,所述石油醚在所述水相之上形成石油醚有机相;
(3)利用搅拌设备搅拌,使所述茶叶原料在所述水相充分分散,并在过程中保持所述茶叶原料尽可能全部或极大部分处于所述水相中,且保持水相和石油醚有机相处于分层状态,同时通过震荡促使茶多酚从所述茶叶原料中析出至所述水相,并转移至所述石油醚有机相中;
(4)经过一段时间的静置后,分离萃取后的石油醚有机相,保存所述石油醚有机相作为粗提液;再次重复所述步骤(2)~(4)以对所述茶叶原料进行第二次萃取,其中,所述第二次萃取加入10m3石油醚于所述分离萃取后的水相。分离第二次萃取后的石油醚有机相,并入所述粗提液;
(5)将所述粗提液置于所述搅拌设备中,与10m3纯净水和500kg经预处理的硅藻土混合。在加入时,可先将所述纯净水与所述硅藻土先混合,再向其中加入所述粗提液,需要注意的是,所述粗提液在倒入时,尽可能减少接触所述硅藻土,所述硅藻土在纯净水中充分分散,所述粗提液形成粗提液相;
优选地,所述硅藻土经过预处理,所述预处理的步骤包括:
(a)备有1kg硅藻土;
(b)用体积分数1%的稀硫酸浸泡所述硅藻土4小时,用纯净水冲洗至少3次;
(c)用体积分数1%的氢氧化钠溶液浸泡所述硅藻4小时,用纯净水冲洗至少3次;
(d)用异丙醇浸泡所述硅藻土24小时,用纯净水冲洗至少3次;
(e)干燥所述硅藻土,备用。
(6)利用搅拌器等设备搅拌,使所述硅藻土在所述水相充分分散,并在过程中保持所述硅藻土尽可能全部或极大部分处于所述水相中,且保持水相和有机相处于分层状态;
优选地,步骤(6)中,所述硅藻土在水相中吸收杂质的时间,控制在2~4小时。更优选地,步骤(6)中,所述硅藻土在水相中吸收杂质的时间,控制在2小时。过长的分离纯化时间将导致茶多酚被所述硅藻土吸附,同时吸附达到饱和后增加分离纯化时间没有明显效果,过分增加分离纯化时间没有意义,过短的分离纯化时间将导致咖啡因等杂质不能有效被吸附,适宜的分离纯化时间可以平衡杂质比率和茶多酚收率,同时降低时间成本。本领域技术人员可以综合茶叶原料的质量、茶叶原料的数量以及其他因素,合理确定所述硅藻土在水相中吸收杂质的时间。
(7)静置一段时间,再次分离所述粗提液相,得到精制提取液。
优选地,本实施例选取有机溶剂石油醚作为有机相。采用所述石油醚便于与水形成双液相体系,进一步实现简单高效地提取、分离纯化和制备高纯度的茶多酚。在自然重力、搅拌或震荡时,密度比水小的极性有机溶剂——石油醚能使所述茶叶原料尽可能被限制于水相中。仅在本实施例中,所述有机相采用安全易得的石油醚作为有机相。需要注意的是,仅在本实施例中,第二次萃取时加入的有机溶剂与第一次萃取时加入的有机溶剂均为石油醚,加入同种有机溶剂便于后续合并所述粗提取液,也方便对有机溶剂的回收。但是,并不意味着本发明限制第二次萃取与第一次萃取必须采用相同的有机溶剂。
优选地,本实施例中,干燥所述精制提取液,得到茶多酚粉末。更优选地,本发明对所述精制提取液干燥时回收所述石油醚有机相。具体地,利用大型旋转蒸发仪等浓缩设备,浓缩所述精制提取液。同时,在浓缩时,可通过冷凝法将所述石油醚有机相中的石油醚回收。回收的所述石油醚可以重新作为有机相对茶叶原料进行提取或者第二次萃取。回收所述石油醚有机相能提升有机溶剂的利用率,减少生产成本,降低污染物排出量,实现清洁化学的目标。值得注意的是,干燥和浓缩的操作,区别之处在于所述精制提取液的石油醚含量存在不同,干燥所述精制提取液所得的即为茶多酚粉末,而浓缩所述精制提取液所得的即溶剂为石油醚的茶多酚浓缩液。
优选地,本实施例在得到精制提取液前,向已经分离的所述石油醚有机相中加入干燥剂,以去除所述石油醚有机相中含有的水,有利于对所述精制提取液浓缩或干燥。更优选地,本实施例在无水硫酸钠、无水氯化钙、无水硫酸钙、硅胶、干燥纤维等干燥剂中选取一种或一种以上。仅在本实施例中选取无水氯化钙作为干燥剂,在其它可能的实施方式中,选取干燥剂需要满足不引入有害元素、不破坏茶多酚活性、不吸收或溶解茶多酚等要求。
优选地,双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法在真空环境下实现。具体地,可以采取在操作环境下抽真空或在提取、分离纯化的器皿中通入氮气等惰性气体,实现对茶多酚的保护,避免茶多酚被氧化。
优选地,调节所述水相的pH值,调整pH范围为2.0~5.0。更优选地,调节所述水相的pH值至5.0。具体地,在所述水相中加入稀盐酸,调节pH至5.0,调节pH至弱酸性或酸性状态,有利于抑制咖啡因等杂质萃出至有机相中,还可以抑制茶多酚的氧化,降低后续分离纯化的难度,提升成品品质和收率。
值得注意的是,上述实施例采用的乙酸乙酯、乙酸丁酯、石油醚等有机溶剂作为有机相,尽管均属于密度比水小的有机溶剂,但这并不意味着本发明所述有机相的组成被限制为密度比水小的有机溶剂。在自然状态下,采用密度比水小的有机溶剂形成的有机相与纯净水所形成的水相共同构成双液相体系时,所述有机相相对于所述水相的上方,同时由于重力场的限制所述茶叶原料大部分或极大部分处于所述双液相体系下方的水相中,进而提升所述茶叶原料接触所述有机相的难度,防止茶叶原料接触有机相,释放出难以与茶多酚分离的咖啡因等杂质。若采用密度比水大的有机溶剂,在自然状态下,采用密度比水大的有机溶剂形成的有机相与纯净水所形成的水相共同构成双液相体系时,所述有机相相对于所述水相的下方,此时,为了限制所述茶叶原料接触所述有机相,可以在适当地位置加装隔网等设备或者采用其他工艺,同样可以达到防止茶叶原料释放出难以与茶多酚分离的咖啡因等杂质的目的。因此,所述有机溶剂与水之间的密度关系并不构成对本发明的限制。
选取有机溶剂时,选用与茶多酚介电常数接近的有机溶剂,或者选用组成和官能团类似的有机溶剂,以提升茶多酚在所述有机溶剂中的溶解度,同时增加其他杂质混入的难度。同时,选取的有机溶剂还需要具有较大的萃取容量,即能容纳更多的茶多酚;选取的有机溶剂还需要具有一定的选择性;选取的有机溶剂与水不互溶或者溶解度较小;选取的有机溶剂粘度较小,具有较小的界面张力有利于所述有机相的分离。另外,本发明所选取的有机溶剂还需要满足安全无毒或者没有毒性残留,对环境友好,成本低廉。本发明优选乙酸乙酯作为有机相。
所述水相在上述实施例中选用纯净水,在其他可能的实施方式中,可以选用其他极性溶剂。本发明所选取的极性溶剂还需要满足安全无毒或者没有毒性残留,对环境友好,成本低廉的要求。上述实施例优选纯净水作为极性溶剂。根据设备、茶多酚性质、工艺等要求,在其他可能的实施方式中,还可以选用稀酸、含有无机盐的中性或酸性溶液等极性溶剂。选用烯酸和含有无机盐的酸性溶液可以一定程度抑制茶多酚的氧化,抑制杂质的溶出;选用含有无机盐的中性或酸性溶液,可以降低所述有机溶剂在水中的溶解度,一方面降低水相中茶多酚的残留,另一方面可以减少有机溶剂的损耗,还可以促使茶多酚进入有机相。
碍于实施例数量的限制,具体实施例中无法穷尽所有能适用于本发明的有机溶剂、干燥剂、吸附剂、提取、分离纯化和制备的设备、干燥或浓缩等工艺,因此只能列举较佳的选择。本领域技术人员可以根据实验或实际工程需要,在本发明基本思路的指引和对应实施例的启发下,选取合适的有机溶剂、干燥剂、吸附剂、提取、分离纯化和制备的设备、干燥或浓缩等工艺,但仍然在本发明的保护范围之内。
性能考察
为展示本发明所涉及的一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法的有益效果,本发明将选取实施例1进行相关性能考察的实验:
一、实施例1与国家标准法制备茶多酚的对比
在所述实施例1中制得的茶多酚中取样,制得溶液A,另外参考国家标准GBT 8313-87以及相关国家标准制得提取物的溶液B,分别按照检测标准,利用高效液相色谱法(HPLC)对溶液A、溶液B检测。检测结果见附图1和附图2,附图中显示的EGCG(Epigallocatechingallate)即表没食子儿茶素没食子酸酯;图中所显示的EGC即儿茶素;EGCG和EGC、没食子酸是茶多酚的主要组成成分。从附图1中可以看出,利用国家标准法制得的茶多酚成品中含有的咖啡因含量分别高于EGCG、没食子酸、EGC含量,说明利用国家标准法制备的提取物中含有较多的杂质。从附图2中可以看出,利用本发明所涉及的一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,制备得到的茶多酚成品中,咖啡因的含量非常少,EGCG、EGC含量较高,说明本实施例制得的茶多酚成品中,茶多酚的含量较高,含有的杂质非常少。
对实施例中所述第一次萃取得到的所述粗提液(或所述有机相)和第一次萃取得到的水相进行HPLC分析,色谱图详见附图3和附图4。从附图3中可以看出,所述粗提液(或所述有机相)中含有的咖啡因含量低于EGCG的含量;从附图4中可以看出,所述水相中含有的咖啡因含量较高,含有的EGC、EGCG、没食子酸的含量极少。结合附图3和附图4可以看出,EGC、EGCG、没食子酸所指示的所述茶多酚大部分进入到所述粗提液(或所述有机相)中,所述咖啡因大部分保留在所述水相中。
结合附图2,可以看出,经过实施例1中的分离纯化,成品中以EGC、EGCG、没食子酸所指示的茶多酚基本得到保留,而咖啡因的含量大幅降低。
综合上述附图和推理,实施例1的方法,可以在充分提取茶叶中茶多酚的同时,将咖啡因大部分限制在水相中,同时利用分离纯化的方法,将尽可能地咖啡因排除出所述粗提取液(或所述有机相),提升成品的茶多酚纯度,降低咖啡因等杂质的含量。最终表现为,利用实施例1所涉及的方法,可以从茶叶原料中得到纯度极高、咖啡因等杂质极少的茶多酚成品,茶多酚在所述水相(或所述茶叶原料)中的残留量非常少,进一步说明利用实施例1所涉及的方法,茶多酚提取率比较高。
二、实施例1的方法在不同pH的水相制备茶多酚
利用实施例1所采用的方法制备茶多酚,设置五个实验组分别为pH2.0组、pH3.0组、pH4.0组、pH4.5组、pH5.0组,设置萃取前的状态为对照组。附图5中,阴影条柱表示咖啡因在所述粗提取液(或所述有机相)的含量百分比,空白条柱表示ECGC在所述粗提取液(或所述有机相)的含量百分比。在附图5中可以看出,相对于萃取前的对照组,所述pH2.0组、pH3.0组、pH4.0组、pH4.5组、pH5.0组的ECGC在所述粗提取液(或所述有机相)的含量百分比基本处于同一水平,五个实验组的ECGC在所述粗提取液(或所述有机相)的含量百分比均高于90%,但是五个实验组的咖啡因在所述粗提取液(或所述有机相)的含量百分比相对于萃取前组而言,均有相似程度的下降,咖啡因含量百分比下降至约70%。说明在pH2.0~5.0的酸性环境下,咖啡因在所述粗提取液(或所述有机相)的含量百分比降低。实验结果说明,pH2.0~5.0的酸性环境能保护茶多酚免受分解或破坏,或者pH2.0~5.0的酸性环境会让咖啡因倾向于留在水相中。因此,设置水相为pH2.0~5.0的酸性环境是有利于茶多酚提取。
三、提取次数和提取时间对茶多酚提取率的影响
利用实施例1所采用的方法模拟提取茶多酚,设置三个实验系列分别为第一次提取系列、第二次提取系列、第三次提取系列;在第一次提取系列中根据提取时间设置30min组、60min组、120min组、180min组;在第二次提取系列中根据提取时间设置60min组、120min组;在第三次提取系列中根据提取时间设置30min组、180min组。附图6中,阴影条柱表示咖啡因的提取率,空白条柱表示ECGC在所述粗提取液(或所述有机相)的提取率。
从附图6中可以看出,第一次提取系列、第二次提取系列、第三次提取系列进行系列间比较,第一次提取系列的ECGC和咖啡因提取率均显著高于第二次提取系列和第三次提取系列的ECGC和咖啡因提取率,其中,第二次提取系列的ECGC和咖啡因提取率高于第三次提取系列的ECGC和咖啡因提取率。这个实验结果说明,随着提取次数的提升,对ECGC和咖啡因提取率是下降趋势的,综合考虑,我们认为,第二次萃取之后再重复萃取对ECGC所指示的茶多酚提取帮助不大,同时耗费时间和成本。针对第一次提取系列的实验组30min组、60min组、120min组、180min组进行系列内比较,可以发现,120min组、180min组在咖啡因提取率与30min组、60min组的咖啡因提取率在同一水平甚至略低的情况下,120min组、180min组在ECGC提取率高于30min组、60min组的ECGC提取率。其中,120min组的ECGC提取率是最高的,但基本与180min组的ECGC提取率接近。实验结果说明,单次萃取时间,也就是所述震荡或搅拌的时间,控制在2~3小时是较优选择。
请参考附图7,经过本实验的三次萃取,ECGC总提取率达到90%以上,而咖啡因总提取率约为70%,并且ECGC在第一次萃取时提取率即可达到70%,咖啡因在第一次萃取时提取率仅为30%,进一步证明,实施例1对应的方法对于ECGC等茶多酚物质是具有较高提取选择性的,而对咖啡因的提取效率较低,能够减少后续分离纯化的难度和压力,有利于提升茶多酚成品的纯度和质量。
四、吸附剂吸附时间对茶多酚吸附率和咖啡因吸附率的影响
利用实施例1所采用的方法模拟提取茶多酚,按吸附时间设置五个实验组分别为30min组、60min组、120min组、180min、240min。从附图8中可以看出,茶多酚吸附率和咖啡因吸附率随着吸附时间增加而上升,说明吸附时间增加将增加茶多酚和咖啡因的损失。但是可以看出120min组、180min组、240min组咖啡因的吸附率较高,同时对应茶多酚吸附率在20%或低于20%的水平,说明吸附剂吸附时间处于120min~240min区间时,在损失茶多酚有限的情况下,茶多酚吸附率与咖啡因吸附率之间的差值较大,可以尽可能除去咖啡因。同时说明实施例1所涉及方法处理得到的吸附剂在双液相体系下,对茶多酚和咖啡因的吸收具有选择性。
五、实施例1方法模拟制备茶多酚测定提取率和分离纯化的回收率
称取一定量的EGCG标准品和咖啡因标准品,配置成标准品溶液,将所述标准品溶液作为实施例1的茶叶原料,按照实施例1的方法模拟制备茶多酚。运用HPLC法测定茶多酚和咖啡因,经过多次实验和统计学上的处理,测得EGCG提取率为91.2%,咖啡因提取率为61.8%,没食子酸含量为0.08%,实验数据说明,本发明所涉及的方法对茶多酚提取率较高,咖啡因提取程度远低于茶多酚提取程度,说明本发明所涉及的方法对茶多酚的提取具有较高选择性。
在此提取基础上,进行后续分离纯化操作,测得EGCG回收率为73%,咖啡因回收率为4.9%,没食子酸含量低于检出限。实验数据说明,本发明所涉及的方法对茶多酚有较高的回收率,同时咖啡因回收率控制在非常低的水平,进一步说明,本发明所涉及的方法中能够有效分离茶多酚与咖啡因,有针对性地对茶多酚分离纯化,且分离纯化的效果非常好。
进一步地,本实验还测定了实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所使用的所述茶叶原料,茶叶中含有茶多酚30.1%,EGCG含量8.8%,咖啡因含量3.4%,没食子酸含量0.41%。
进一步地,本实验还测定了实施例1所产出的茶多酚成品,其中茶多酚含量95.6%,EGCG含量57.1%,咖啡因含量0.87%,没食子酸含量低于检出限。实验结果说明,本发明所采用的方法制得的茶多酚纯度高,杂质少,所述茶多酚成品各项指标优于国标GBT31740.2-2015茶制品(第2部分)中最高等级茶多酚(TP80)的各项指标,属于高含量的茶多酚产品。所述茶多酚成品中咖啡因含量低于1%,符合我国低咖啡因茶提取物的要求。同时,所述茶多酚成品中没食子酸含量低于0.1%,符合美国药典的茶多酚质量标准。足以可以见,利用本发明所涉及的方法,能够充分提取茶多酚,并且茶多酚具有非常卓越的品质。
综合上述性能考察实验的实验数据以及经过实验数据得到的实验结果,不难证明,本发明所涉及一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,在产品质量、产品含量、产出率、回收率、分离纯化效果等诸多方面具有非常优越的技术效果。碍于篇幅,说明书重点选取实施例1结合国家质量标准和美国药典对本发明的方法评判,所的实验结果和技术效果,可以通过合理逻辑推广到其他的实施例以及上述实施例所体现本发明涉及的方法。
基于以上实验结果和相关实验结论,本发明所涉及一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法中,所采用的双液相体系,巧妙利用物质分配系数、溶解度差异和连续萃取的发明思路,提升茶多酚的产出,降低成品中杂质的含量,产品安全无毒,同时还可以对溶剂进行回收,有效克服现有技术中,提取设备昂贵和投入大、提取成本高、提取技术难度大、溶剂难以回收利用、产品有毒物质残留等技术问题,本发明具有成本低,操作简单便捷、能耗低、溶剂可以回收重复使用、绿色环保的特点。本发明不拘谨于茶叶的品质,可以有效利用废弃茶叶、食用价值较低的茶叶或者茶产业废料,有效降低原料成本,提升茶产业的产值。除了茶叶可以作为原料外,本发明的方法还可以应用于提取如蓝莓树叶或嫩芽、悬钩子树叶或嫩芽等其他含有茶多酚植物原料,适用范围较广。同时,本发明既可以适用于实验室级别的小试,也可以应用于工业级别的中试和大试,甚至工业化生产。
以上所述仅是本发明的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种简单高效的双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法至少包括以下步骤:
(1)准备经过预先处理茶叶原料;
(2)将所述茶叶原料在搅拌容器中与水相和有机相按照质量体积比1g:5~20mL:5~20mL进行混合,所述有机相采用乙酸乙酯、乙酸丁酯、正己烷、石油醚的至少一种,先将所述茶叶原料与水相混合,再将有机相轻缓倒入并形成于所述水相之上;
(3)震荡或搅拌使所述茶叶原料与水相混合均匀,且保持水相和有机相处于分层状态;
(4)分离萃取后的有机相,作为粗提液;
(5)将所述粗提液在所述搅拌容器中与水相和吸附剂按照质量体积比10mL:10mL:0.5~2g进行混合;
(6)震荡或搅拌使所述吸附剂与水相混合均匀,且保持水相和有机相处于分层状态,且所述吸附剂在水相中吸收杂质的时间为2~4小时;
(7)再次分离所述有机相,得到精制提取液。
2.如权利要求1所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述预先处理包括步骤:洗净并干燥茶叶原料;粉碎茶叶原料;筛析茶叶原料。
3.如权利要求2所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述筛析采用40目或以上的筛。
4.如权利要求1所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,将所述茶叶原料在搅拌容器中与水相和有机相按照质量体积比1g:15mL:15mL进行混合。
5.如权利要求1所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述步骤(4)后,再次重复所述步骤(2)~(4)以进行第二次萃取,其中,所述第二次萃取所加入的有机相与所述茶叶原料的体积质量比为5~15mL:1g,或者所加入的有机相与所述水相的体积比为1:1~3;分离第二次萃取后的有机相,并入所述粗提液。
6.如权利要求5所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,第二次萃取过程中,所述有机相与所述茶叶原料的体积质量比为10mL:1g,或者所述有机相与所述水相的体积比为1:1。
7.如权利要求1或5所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述震荡或搅拌的时间为1~3小时。
8.如权利要求1所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,还包括步骤(8):浓缩和/或干燥所述精制提取液,制得茶多酚成品。
9.如权利要求8所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,浓缩和/或干燥时,回收有机相。
10.如权利要求1所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,得到精制提取液前,所述有机相经干燥剂吸水。
11.如权利要求10所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述干燥剂包括无水硫酸钠、无水氯化钙、无水硫酸钙、硅胶、干燥纤维的一种或几种。
12.如权利要求1所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述吸附剂经过预处理,所述预处理步骤至少包括:
(1)备有吸附剂;
(2)酸浸2~24小时:用含0.1%~10%体积分数的无机酸浸泡所述吸附剂;
(3)碱浸2~24小时:用含0.1%~10%体积分数的无机碱浸泡所述吸附剂;
(4)溶剂浸2~24小时:用有机溶剂浸泡所述吸附剂;
(5)干燥所述吸附剂,备用;
所述酸浸后、所述碱浸后、所述溶剂浸后,分别用水冲洗所述吸附剂并干燥。
13.如权利要求12所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述吸附剂为活性炭、硅藻土、树脂、硅胶中的一种或两种及以上的混合物。
14.如权利要求12所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,所述无机酸采用盐酸、硫酸、硝酸的至少一种;和/或,所述无机碱采用氢氧化钠、氢氧化钾的至少一种;和/或,所述有机溶剂采用乙酸乙酯、乙酸丁酯、正己烷、正丙醇、异丙醇、石油醚、60%~95%乙醇的至少一种。
15.如权利要求1所述双液相提取、分离纯化和制备高纯度茶多酚的方法,其特征在于,调节所述水相的pH值为2.0~5.0。
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