CN108835358A - 一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，包括如下步骤：S1、收集茶渣、粉碎；S2、第一次萃取；S3、第一次离心；S4、第二次萃取；S5、沉淀蛋白；S6、水洗；S7、喷雾干燥；S8、收集干粉；S9、包装入库。本发明具有茶蛋白粉最大的优点是利用浸提茶多酚之后的茶渣得到的茶蛋白粉，能最大限度地提高茶渣的利用率，提高茶蛋白粉的提取得率、提取时间短、环境友好、操作方法简单，所得产品质量优于热提取水浸提法和酶水解法。

Description

一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法

技术领域

本发明涉及食品技术领域，具体涉及一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法。

背景技术

我国的茶叶年产量约80万吨，其中20～30万吨为低档茶和碎茶，这些低档、碎茶正被越来越多的用于生产茶多酚。茶叶中蛋白质含量约占茶叶干物质总量的15％～30％，其中绝大多数是非水溶性蛋白质，只有1％～2％的蛋白质为水溶性蛋白质。速溶茶加工与茶叶沏泡,只能利用大约1％的茶叶蛋白,主要为清蛋白。因此人们每天通过饮茶摄取的茶叶蛋白质不超过70mg,大量的茶叶蛋白连同茶渣一起被丢弃,造成很大的浪费。茶叶蛋白还具有保健功能。1994年长海医院营养科蔡东联教授对动物和人体做了大量的实验,实验证明茶叶蛋白和茶多酚一样具有一定的保健功能。

茶蛋白的营养和药理特性已被广泛认可，但目前为止，茶蛋白和分离蛋白并没有工业化，主要原因有：1)茶蛋白是一种混合蛋白，其中1/3以上的蛋白不能在水、盐、乙醇中溶解；2)茶蛋白聚合度高，分子间二硫键的交联使蛋白溶解性差；3)茶渣中纤维含量高，它们与蛋白质结合，使蛋白不易与其它成分分离。如何提高茶渣蛋白的溶出率和改善其功能特点，成为国内外研究的热点。因此目前茶多酚生产工厂用热水提取茶多酚后的茶渣中尚含有大量的蛋白质。经酸水提取、离心、过滤，再经等电点－盐析法沉淀及丙酮脱色、超滤脱盐所得的茶蛋白粗品中含蛋白质。依据茶渣经过了高温处理茶蛋白稳定性难以保证，但是其中所含的蛋白已经高度变性，属于高变性蛋白，采用一般的提取方法已经无法实现工业化生产。

关于茶渣蛋白的提取方法主要有化学提取法(碱法提取)、物理提取法(冻融法、超声法、高速搅拌法和高压法)和酶提取法(蛋白酶)。碱法提取方法简单，但碱液浓度低时，蛋白提取率过低，而碱液浓度过高，会使美拉德反应加快，不但影响产品风味和色泽，同时会产生不利反应而降低蛋白质营养价值；酶法提取具有反应条件温和、蛋白提取率高等优点，但是有提取时间长，加工成本高等缺点，而且会引入外源性酶蛋白；目前采用的物理法提取也存在着提取率低、设备投资较高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，包括如下步骤：

S1、收集茶渣、粉碎：将收集到的茶渣粉碎过80目筛；

S2、第一次萃取：将粉碎的茶渣装入萃取釜中，按照水料比为10～25∶1(mL/g)的比例泵入pH8.0的水，萃取，冷却，得到含茶渣的提取液；

S3、第一次离心：将提取液离心5500r/min，持续10分钟，收集上清液；

S4、第二次萃取：将第一次离心后收集的沉淀物转入萃取釜中，按照第一次萃取用水量的60％的比例泵入pH8.0的水，萃取，冷却，得到含茶叶的提取液，然后与第一次离心的上清液混合备用；

S5、沉淀蛋白：向上述混合上清液加入2M盐酸，使其终点pH为4.4～4.5，搅拌均匀后自然沉降60min，离心沉淀得粗蛋白；

S6、水洗：按照粗蛋白质量的5～8倍加入去离子水，在萃取罐中搅拌洗涤，经过5500r/min离心10分钟，收集沉淀物即为精制蛋白；

S7、喷雾干燥：将精制蛋白溶于净水中，开启搅拌装置，使固形物质量达到10～15％，然后用高压泵送入喷雾干燥塔进行喷雾、干燥，出口输出；

S8、收集干粉：从出口处收集到的干粉即为速溶茶叶蛋白粉；

S9、包装入库：将收集到的干粉称重，用一次性包装盒进行真空包装，运至仓库。

优选的，所述S1中收集到的茶渣为利用浸提茶多酚后的茶渣。

优选的，所述S2中萃取时亚临界水萃取压力控制在5～20MPa，萃取温度为100～200℃，萃取时间为10～60分钟。

优选的，所述S4中萃取时的亚临界水萃取压力控制在5～20MPa，萃取温度为100～200℃，萃取时间为10～40分钟。

优选的，所述S6中在萃取罐中搅拌洗涤时水温控制45～50℃。

优选的，所述S7中喷雾干燥塔的喷雾压力3～5MPa，进风温度150～180℃，出口温度60～80℃。

本发明是一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，着眼于茶蛋白的改性及其功能性质的方法，将有可能使我国的大量茶蛋白资源得以变成食品工业需要的蛋白质添加剂，因此，茶蛋白添加具有特殊功效的营养可以满足市场多样化的需求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)该法可达到的以干基计的蛋白提取率(茶渣蛋白粉/茶渣量)可达85％以上，蛋白含量大于90％，水分含量小于5％。

(2)茶渣蛋白提取得率高，较之传统的热碱水浸提法，提取得率提高50％以上；较之酶水解法，提取得率提高20％以上。

(3)提取时间短，经过高温高压处理得到的亚临界水，对茶渣蛋白具有更好的溶出性能，提取时间一般在5～60分钟。

(4)环境友好，亚临界水提取以水为提取溶剂，不会给环境带来污染。

(5)操作简单，物料无需干燥处理，直接将物料和水置于萃取釜中后，在一定压力和温度下萃取一定时间后，冷却即得米糠蛋白的提取液。

(6)产品质量优于热碱水浸提法和酶水解法。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法中的亚临界水指将水加热至沸点以上，临界点以下，并控制系统压力使水保持为液态，这种状态的水被称为亚临界水(subcritical water)，又称超热水和高温水，是一种无毒价格低廉的溶剂，常温常压下水是极性很大的溶剂，只能溶解极性的有机物质，对中等极性和非极性的物质溶解度极小。但通过对水的温度和压力的控制可以改变水的极性、表面张力和粘度，增加有机物在水中的溶解度。在适当压力下，当水温加热到100-250℃之间时，水仍然保持液体状态，但水的极性随温度的变化而改变，与常温常压水相比更类似于有机溶剂。目前利用亚临界水萃取对环境样品、污水和土壤进行预处理用于分析领域的研究报道较多，近年来国内外已有利用亚临界水萃取天然活性成分如挥发油、黄酮、多酚、菇烯、皂苷以及蒽酮类物质的相关报道，但蛋白类物质的亚临界水萃取专利未见报道。

鉴于亚临界水萃取对蛋白成分的回收率高、萃取时间短、无加工助剂消耗、而且原料无需干燥，简化了样品预处理，无环境污染，没有机溶剂残留，且具有高效、省时和成本低等优点，我们在本方法中用亚临界水萃取。

实施例1

S1、收集茶渣、粉碎：将收集到的茶渣粉碎过80目筛，取粉碎茶渣粉100kg；

S2、第一次萃取：将取到的茶渣粉投入萃取釜，加入2500LpH8.0的水于萃取釜中，控制萃取釜内压力为5MPa，温度为140℃，萃取50min后，冷却，得提取液；

S3、第一次离心：将提取液离心5500r/min，持续10分钟，得上清液；

S4、第二次萃取：将第一次离心后收集的沉淀物转入萃取釜中，加入1500L pH8.0的水，控制萃取釜内压力为5MPa，温度为140℃，萃取30min后，冷却，5500r/min离心10min，收集上清液；合并两次离心的上清液混合备用；

S5、沉淀蛋白：向上述混合上清液加入2M盐酸，使其终点pH为4.4，搅拌均匀后自然沉降60min，离心沉淀得粗蛋白；

S6、水洗：加入30L去离子水，在萃取罐中搅拌洗涤，水温控制45℃。然后5500r/min离心10分钟，收集沉淀物即为精制蛋白；

S7、喷雾干燥：将精制蛋白溶于净水中，开启搅拌装置，使固形物含量达到10～15％，然后用高压泵送入喷雾干燥塔，喷雾压力5MPa，进风温度180℃，出口温度78℃。

S8、收集干粉：从出口处收集到的干粉即为速溶茶叶蛋白粉；

S9、包装入库：称重得蛋白粉10.01kg，蛋白含量90.6％，水分含量4.5％，

用一次性包装盒进行真空包装，运至仓库。

实施例2

S1、收集茶渣、粉碎：将收集到的茶渣粉碎过80目筛，取粉碎茶渣粉500kg；

S2、第一次萃取：将取到的茶渣粉投入萃取釜，加入5000LpH8.0的水于萃取釜中，控制萃取釜内压力为20MPa，温度为200℃，萃取60min后，冷却，得提取液；

S3、第一次离心：将提取液离心5500r/min，持续10分钟，得上清液；

S4、第二次萃取：将第一次离心后收集的沉淀物转入萃取釜中，加入7500L pH8.0的水，控制萃取釜内压力为20MPa，温度为200℃，萃取40min后，冷却，5500r/min离心10min，收集上清液；合并两次离心的上清液混合备用；

S5、沉淀蛋白：向上述混合上清液加入2M盐酸，使其终点pH为4.5，搅拌均匀后自然沉降60min，离心沉淀得粗蛋白；

S6、水洗：加入3000L去离子水，在萃取罐中搅拌洗涤，水温控制50℃。然后5500r/min离心10分钟，收集沉淀物即为精制蛋白；

S7、喷雾干燥：将精制蛋白溶于净水中，开启搅拌装置，使固形物含量达到10～15％，然后用高压泵送入喷雾干燥塔，喷雾压力3MPa，进风温度150℃，出口温度80℃。

S8、收集干粉：从出口处收集到的干粉即为速溶茶叶蛋白粉；

S9、包装入库：称重得蛋白粉51.1kg，蛋白含量90.2％，水分含量4.8％，

用一次性包装盒进行真空包装，运至仓库。

实施例3

S1、收集茶渣、粉碎：将收集到的茶渣粉碎过80目筛，取粉碎茶渣粉100kg；

S2、第一次萃取：将取到的茶渣粉投入萃取釜，加入1800LpH8.0的水于萃取釜中，控制萃取釜内压力为10MPa，温度为100℃，萃取10min后，冷却，得提取液；

S3、第一次离心：将提取液离心5500r/min，持续10分钟，得上清液；

S4、第二次萃取：将第一次离心后收集的沉淀物转入萃取釜中，加入150L pH8.0的水，控制萃取釜内压力为10MPa，温度为100℃，萃取10min后，冷却，5500r/min离心10min，收集上清液；合并两次离心的上清液混合备用；

S5、沉淀蛋白：向上述混合上清液加入2M盐酸，使其终点pH为4.4，搅拌均匀后自然沉降60min，离心沉淀得粗蛋白；

S6、水洗：加入300L去离子水，在萃取罐中搅拌洗涤，水温控制48℃。然后5500r/min离心10分钟，收集沉淀物即为精制蛋白；

S7、喷雾干燥：将精制蛋白溶于净水中，开启搅拌装置，使固形物含量达到10～15％，然后用高压泵送入喷雾干燥塔，喷雾压力4MPa，进风温度165℃，出口温度70℃。

S8、收集干粉：从出口处收集到的干粉即为速溶茶叶蛋白粉；

S9、包装入库：称重得蛋白粉10.06kg，蛋白含量90.4％，水分含量4.7％，用一次性包装盒进行真空包装，运至仓库。

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披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等效替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、收集茶渣、粉碎：将收集到的茶渣粉碎过80目筛；

S2、第一次萃取：将粉碎的茶渣装入萃取釜中，按照水料比为10～25∶1(mL/g)的比例泵入pH8.0的水，萃取，冷却，得到含茶渣的提取液；

S3、第一次离心：将提取液离心5500r/min，持续10分钟，收集上清液；

S4、第二次萃取：将第一次离心后收集的沉淀物转入萃取釜中，按照第一次萃取用水量的60％的比例泵入pH8.0的水，萃取，冷却，得到含茶叶的提取液，然后与第一次离心的上清液混合备用；

S5、沉淀蛋白：向上述混合上清液加入2M盐酸，使其终点pH为4.4～4.5，搅拌均匀后自然沉降60min，离心沉淀得粗蛋白；

S6、水洗：按照粗蛋白质量的5～8倍加入去离子水，在萃取罐中搅拌洗涤，经过5500r/min离心10分钟，收集沉淀物即为精制蛋白；

S7、喷雾干燥：将精制蛋白溶于净水中，开启搅拌装置，使固形物质量达到10～15％，然后用高压泵送入喷雾干燥塔进行喷雾、干燥，出口输出；

S8、收集干粉：从出口处收集到的干粉即为速溶茶叶蛋白粉；

S9、包装入库：将收集到的干粉称重，用一次性包装盒进行真空包装，运至仓库。

2.根据权利要求1所述的一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，其特征在于：所述S1中收集到的茶渣为利用浸提茶多酚后的茶渣。

3.根据权利要求1所述的一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，其特征在于：所述S2中萃取时亚临界水萃取压力控制在5～20MPa，萃取温度为100～200℃，萃取时间为10～60分钟。

4.根据权利要求1所述的一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，其特征在于：所述S4中萃取时的亚临界水萃取压力控制在5～20MPa，萃取温度为100～200℃，萃取时间为10～40分钟。

5.根据权利要求1所述的一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，其特征在于：所述S6中在萃取罐中搅拌洗涤时水温控制45～50℃。

6.根据权利要求1所述的一种从茶渣中亚临界水提取生产茶蛋白粉的加工方法，其特征在于：所述S7中喷雾干燥塔的喷雾压力3～5MPa，进风温度150～180℃，出口温度60～80℃。