CN108690097A - 一种茶多酚的提取方法 - Google Patents

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Abstract

一种茶多酚的提取方法，包括以下步骤：(1)茶叶预处理；(2)破壁：将备用茶叶在粉碎机中粉碎制取茶粉，与柠檬酸水溶液按照1茶粉kg:20～40L混合，先微波浸提，然后加入木质纤维水解酶超微粉酶解；接着加入果胶酶超微粉和木聚糖酶超微粉酶解，之后煮沸；(3)提取：在反应釜中将步骤(2)所得酶解液以压力0.5～0.8MPa，温度90～100℃下提取10～15min，然后在超声功率80～100W下提取5～8min，过滤去渣，接着过滤液进行离心，收集上清液，加入柠檬酸调节pH，乙酸乙酯萃取；(4)浓缩、干燥：将步骤(3)所得萃取液经脱溶、喷雾干燥，即得茶多酚产品。本发明的优点在于茶多酚提取率可达33.0～35.5％,纯度为98.6～99.1％,咖啡碱含量为0.0513～0.0664％。

Description

一种茶多酚的提取方法
技术领域
本发明涉及一种茶多酚的提取方法，具体涉及一种从新鲜茶叶中提取茶多酚的方法。
背景技术
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有抗氧化和解毒作用，特别是抗氧化作用，能够清除自由基，从而起到调节心血管系统、抗辐射等作用，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”。由此，含有茶多酚的药品和保健品已经获得了越来越多的关注。
目前，从茶叶中制备茶多酚的传统方法主要分为以下三类，溶剂提取法将茶叶用极性溶剂浸渍，然后把浸取液进行液—液萃取分离，最后浓缩得到产品。当前工业化生产主要采用此法，产品收率5％～10％，产品纯度为80％～98％，所用溶剂有丙酮、乙醚、甲醇、已烷及三氯甲烷等，该法生产成本高，且易造成污染。离子沉淀法用金属沉淀茶多酚，使其与咖啡碱分离，该方法使用了对人体有毒的重金属作沉淀剂。因此，该法生产的产品难达到食品和医药行业的要求。柱分离制备法主要为凝胶柱、吸附柱和离子交换柱法。该技术的关键是柱填充料和淋洗。研究表明，采用柱分离制备法，茶多酚得率在4％～8％之间，纯度可达98％，但柱填充料非常昂贵，而且淋洗时要用多种和大量有机溶剂，显然不适合工业化生产。以上传统方法均普遍存在一些问题和弊端，产品无法在安全性、价格和纯度方面全部满足食品添加剂和医药行业的要求。针对这些问题，经有关专家反复试验、成功地开发出将超临界CO2萃取技术与传统提取、浓缩和萃取技术相结合，制备高纯度茶多酚新工艺。该工艺既提高了茶多酚的纯度和得率，又符合工业化生产对原料、溶剂使用、制作路线、生产过程安全性和产品颜色、产率、纯度诸方面的要求，有利于茶多酚更有效地在医药和食品工业中应用。例如，现有技术CN1482126A公开一种茶多酚的提取方法，包括茶叶浸提，茶水粗滤，超滤脱果胶，纳滤或反渗透脱水浓缩，真空浓缩，喷雾器干燥制得粉状茶提物，在二氧化碳超临界流体压力25-30MPa、温度35-50℃下，以水为辅助溶剂，分离解析压力5-6MPa减压分离，脱除粉状茶提物中的咖啡碱和萃取茶多酚，无离子水溶解茶提物，乙酸乙脂萃取，经脱溶喷雾干燥制得高纯度茶多酚，产品纯度大于98％，提取率大于10％，咖啡碱小于0.1％，然而该发明采用超临界CO2萃取技术设备操作压力高、开关频繁，缺乏设计经验和有效的设计方法，密封元件无法反复使用，且国内尚无该种设备的设计、生产标准，无法大规模标准化生产，而且在提取过程中茶多酚被氧化或结构破坏，再则，茶叶浸提前未做处理，由于茶叶中含有天然的多酚氧化酶，细胞的破坏会导致多酚氧化酶的释出，从而影响茶多酚产品的产量和品质。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种茶多酚的提取方法，包括以下步骤：
(1)茶叶预处理：采摘新鲜茶叶摊晾，然后在微波下进行杀青，至含水量将至70～75％，接着将茶叶在90～100℃烘吹10～12分钟，备用；
(2)破壁：将备用茶叶在粉碎机中粉碎制取茶粉，与柠檬酸水溶液按照1茶粉kg:20～40L混合，先微波浸提，然后加入木质纤维水解酶超微粉酶解；接着加入果胶酶超微粉和木聚糖酶超微粉酶解，之后煮沸；
(3)提取：在反应釜中将步骤(2)所得酶解液以压力0.5～0.8MPa，温度90～100℃下提取10～15min，然后在超声功率80～100W下提取5～8min，过滤去渣，接着过滤液进行离心，收集上清液，乙酸乙酯萃取；
(4)浓缩、干燥：将步骤(3)所得萃取液经脱溶、喷雾干燥，即得茶多酚产品。
进一步，步骤(1)中，摊晾时间为4～5小时。
进一步，步骤(2)中，所述茶叶的粉碎采取的是超声波粉碎，可为后续提取茶多酚作业时，增加物料分子运动频率和速度，提高物料分子的进出速度和浸出数量，从而在较低的浸提温度下获得较高的茶多酚提取量，大大缩短了浸提时间，减少了茶多酚的氧化破坏。
进一步，步骤(2)，先在60～80W微波条件下作用10～15min，然后加入木质纤维水解酶1×104U/g～1.5×104U/g超微粉，pH值为4～5，温度50～60℃，酶解60～90min；然后加入果胶酶2×105U/g～2.5×105U/g超微粉和木聚糖酶1.5×105U/g～2×105U/g超微粉，在pH5.5～6，温度40～50℃，酶解60～90min，之后煮沸3～5min。
进一步，步骤(2)，所述柠檬酸水溶液的浓度为0.3～0.5％(w/v)。
进一步，步骤(3)，所述乙酸乙酯与上清液体积比为1：1。
本发明首先通过茶叶预处理达到茶多酚极大地富集，纯度显著增加；然后通过微波破坏茶叶细胞中多酚氧化酶的活性，为进一步细胞破壁释放茶多酚提供了前提条件，随之采用木质纤维水解酶、果胶酶和木聚糖酶组成的复合酶分解细胞壁，降低提取的粘度，显著促进茶多酚的释放，其破壁率可达到96.3～98.6％，且复合酶之间相互作用，使得水解达到最大化，酶解周期短，用酶量小；与之同时结合柠檬酸水溶液解除色素和咖啡因，同时也防止茶多酚被氧化或结构被破坏；最后通过一定的压力和超声相结合的提取方法，获得茶多酚提取量的最大化。
本发明的优点在于茶多酚提取率可达33.0～35.5％,纯度为98.6～99.1％,咖啡碱含量为0.0513～0.0664％。
具体实施方式
下面将参照更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1
(1)茶叶预处理：采摘新鲜茶叶摊晾4小时，然后在微波下进行杀青，至含水量将至75％，接着将茶叶在90℃烘吹12分钟，备用；
(2)破壁：将备用茶叶在粉碎机中粉碎制取茶粉，与0.3％柠檬酸水溶液按照1茶粉kg:40L混合，先在80W微波条件下作用10min，然后加入木质纤维水解酶1×104U/g超微粉，pH值为4，温度60℃，酶解60min；然后加入果胶酶2.5×105U/g超微粉和木聚糖酶1.5×105U/g超微粉，在pH5.5，温度50℃，酶解60min，之后煮沸5min；
(3)提取：在反应釜中将步骤(2)所得酶解液以压力0.8MPa，温度90℃下提取10min，然后在超声功率80W下提取8min，过滤去渣，接着过滤液进行离心，收集上清液，加入柠檬酸调节pH至5.0，按照乙酸乙酯与柠檬酸调节pH后的上清液体积比为1：1萃取；
(4)浓缩、干燥：将步骤(3)所得萃取液经脱溶、喷雾干燥，即得茶多酚产品。经测定破壁率96.3％，提取率为33.0％，纯度为98.8％，咖啡碱含量为0.0601％。
实施例2
(1)茶叶预处理：采摘新鲜茶叶摊晾5小时，然后在微波下进行杀青，至含水量将至70％，接着将茶叶在100℃烘吹10分钟，备用；
(2)破壁：将备用茶叶在粉碎机中粉碎制取茶粉，与0.5％柠檬酸水溶液按照1茶粉kg:20L混合，先在60W微波条件下作用15min，然后加入木质纤维水解酶1.5×104U/g超微粉，pH值为5，温度50℃，酶解90min；然后加入果胶酶2×105U/g超微粉和木聚糖酶2×105U/g超微粉，在pH 6，温度40℃，酶解90min，之后煮沸3min；
(3)提取：在反应釜中将步骤(2)所得酶解液以压力0.5MPa，温度100℃下提取15min，然后在超声功率100W下提取5min，过滤去渣，接着过滤液进行离心，收集上清液，加入柠檬酸调节pH至5.5，按照乙酸乙酯与柠檬酸调节pH后的上清液体积比为1：1萃取；
(4)浓缩、干燥：将步骤(3)所得萃取液经脱溶、喷雾干燥，即得茶多酚产品。经测定破壁率97.1％，提取率为33.4％，纯度为98.6％，咖啡碱含量为0.0664％。
实施例3
(1)茶叶预处理：采摘新鲜茶叶摊晾4小时30分钟，然后在微波下进行杀青，至含水量将至72％，接着将茶叶在98℃烘吹11分钟，备用；
(2)破壁：将备用茶叶在粉碎机中粉碎制取茶粉，与0.35％柠檬酸水溶液按照1茶粉kg:30L混合，先在70W微波条件下作用12min，然后加入木质纤维水解酶1.2×104U/g超微粉，pH值为4.8，温度55℃，酶解70min；然后加入果胶酶2.4×105U/g超微粉和木聚糖酶1.8×105U/g超微粉，在pH 5.8，温度45℃，酶解80min，之后煮沸3.5min；
(3)提取：在反应釜中将步骤(2)所得酶解液以压力0.6MPa，温度95℃下提取14min，然后在超声功率90W下提取6min，过滤去渣，接着过滤液进行离心，收集上清液，加入柠檬酸调节pH至5.2，按照乙酸乙酯与柠檬酸调节pH后的上清液体积比为1：1萃取；
(4)浓缩、干燥：将步骤(3)所得萃取液经脱溶、喷雾干燥，即得茶多酚产品。经测定破壁率98.3％，提取率为34.8％，纯度为98.7％，咖啡碱含量为0.0632％。
实施例4
(1)茶叶预处理：采摘新鲜茶叶摊晾4小时20分钟，然后在微波下进行杀青，至含水量将至71％，接着将茶叶在96℃烘吹10.5分钟，备用；
(2)破壁：将备用茶叶在粉碎机中粉碎制取茶粉，与0.4/％柠檬酸水溶液按照1茶粉kg:35L混合，先在75W微波条件下作用11min，然后加入木质纤维水解酶1.1×104U/g超微粉，pH值为4.5，温度53℃，酶解68min；然后加入果胶酶2.2×105U/g超微粉和木聚糖酶1.6×105U/g超微粉，在pH 5.5，温度44℃，酶解75min，之后煮沸4min；
(3)提取：在反应釜中将步骤(2)所得酶解液以压力0.55MPa，温度93℃下提取12min，然后在超声功率85W下提取7min，过滤去渣，接着过滤液进行离心，收集上清液，加入柠檬酸调节pH至5.1，按照乙酸乙酯与柠檬酸调节pH后的上清液体积比为1：1萃取；
(4)浓缩、干燥：将步骤(3)所得萃取液经脱溶、喷雾干燥，即得茶多酚产品，经测定破壁率98.6％，提取率为35.5％，纯度为99.1％，咖啡碱含量为0.0513％。对比例1
(1)茶叶预处理：采摘新鲜茶叶摊晾4小时20分钟，然后在微波下进行杀青，至含水量将至71％，接着将茶叶在96℃烘吹10.5分钟，备用；
(2)破壁：将备用茶叶在粉碎机中粉碎制取茶粉，与水按照1茶粉kg:35L混合，加入木质纤维水解酶1.1×104U/g超微粉，pH值为4.5，温度53℃，酶解68min；然后加入果胶酶2.2×105U/g超微粉和木聚糖酶1.6×105U/g超微粉，在pH 5.5，温度44℃，酶解75min，之后煮沸4min；
(3)提取：在反应釜中将步骤(2)所得酶解液以压力0.55MPa，温度93℃下提取12min，然后在超声功率85W下提取7min，过滤去渣，接着过滤液进行离心，收集上清液，加入柠檬酸调节pH至5.1，按照乙酸乙酯与柠檬酸调节pH后的上清液体积比为1：1萃取；
(4)浓缩、干燥：将步骤(3)所得萃取液经脱溶、喷雾干燥，即得茶多酚产品。经测定破壁率55.7％，提取率为15.1％，纯度为95.2％，咖啡碱含量为0.101％。对比例2
(1)茶叶预处理：采摘新鲜茶叶摊晾4小时20分钟，然后在微波下进行杀青，至含水量将至71％，接着将茶叶在96℃烘吹10.5分钟，备用；
(2)破壁：将备用茶叶在粉碎机中粉碎制取茶粉，与水溶液按照1茶粉kg:35L混合，先在75W微波条件下作用11min，然后加入纤维素酶1.1×104U/g超微粉，pH值为4.5，温度53℃，酶解68min；然后加入果胶酶2.2×105U/g超微粉和木聚糖酶1.6×105U/g超微粉，在pH5.5，温度44℃，酶解75min，之后煮沸4min；(3)提取：在反应釜中将步骤(2)所得酶解液以压力0.55MPa，温度93℃下提取12min，然后在超声功率85W下提取7min，过滤去渣，接着过滤液进行离心，收集上清液，加入柠檬酸调节pH至5.1，按照乙酸乙酯与柠檬酸调节pH后的上清液体积比为1：1萃取；
(4)浓缩、干燥：将步骤(3)所得萃取液经脱溶、喷雾干燥，即得茶多酚产品。经测定破壁率66.2％，提取率为18.6％，纯度为90.1％，咖啡碱含量为0.257％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种茶多酚的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)茶叶预处理：采摘新鲜茶叶摊晾，然后在微波下进行杀青，至含水量将至70～75％，接着将茶叶在90～100℃烘吹10～12分钟，备用；
(2)破壁：将备用茶叶在粉碎机中粉碎制取茶粉，与柠檬酸水溶液按照1茶粉kg:20～40L混合，先微波浸提，然后加入木质纤维水解酶超微粉酶解；接着加入果胶酶超微粉和木聚糖酶超微粉酶解，之后煮沸；
(3)提取：在反应釜中将步骤(2)所得酶解液以压力0.5～0.8MPa，温度90～100℃下提取10～15min，然后在超声功率80～100W下提取5～8min，过滤去渣，接着过滤液进行离心，收集上清液，乙酸乙酯萃取；
(4)浓缩、干燥：将步骤(3)所得萃取液经脱溶、喷雾干燥，即得茶多酚产品。
2.根据权利要求1所述的茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤(1)中，摊晾时间为4～5小时。
3.根据权利要求1或2所述的茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤(2)中，所述茶叶的粉碎采取的是超声波粉碎。
4.根据权利要求1～3之一所述的茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤(2)，先在60～80W微波条件下作用10～15min，然后加入木质纤维水解酶1×104U/g～1.5×104U/g超微粉，pH值为4～5，温度50～60℃，酶解60～90min；然后加入果胶酶2×105U/g～2.5×105U/g超微粉和木聚糖酶1.5×105U/g～2×105U/g超微粉，在pH5.5～6，温度40～50℃，酶解60～90min，之后煮沸3～5min。
5.根据权利要求1～3之一所述的茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤(2)，所述柠檬酸水溶液的浓度为0.3～0.5％(w/v)。
6.根据权利要求1～5之一所述的茶多酚的提取方法，其特征在于，步骤(3)，所述乙酸乙酯与上清液体积比为1：1。
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