CN109134687A - 一种辣木茶多糖的提取工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辣木茶多糖的提取工艺，属于生物技术领域。本发明先对新鲜辣木茶原料进行粉碎后榨汁的预处理，再进行二次浸提，然后将得到的混合液进行除杂、超滤处理，再经过浓缩、醇沉和干燥得到辣木茶多糖。本发明的辣木茶多糖的提取工艺简单、提取时间短、成本低、不使用有毒有机溶剂，且不会破坏茶多糖的结构，获得较高的茶多糖提取率，适合辣木茶多糖的工业化生产和应用。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种辣木茶多糖的提取工艺。
背景技术
我国是茶叶生产大国，但是茶叶生产总产值并不高，因为大部分茶叶未经过深加工。解决这一问题的唯一途径是对其综合利用，提取其中的有效成分。茶多糖是继茶多酚之后发现的又一重要生理活性物质，它是一种酸性糖蛋白，并结合有大量的矿质元素，其组成与茶叶的种类及提取方法有关。茶多糖具有降血压、降血糖、降血脂、增强免疫力等多种生物活性，是一种很有前景的天然药物。
辣木，辣木科辣木属植物，系多年生热带速生小乔木，原产印度。辣木全身都是宝，叶片、嫩荚、嫩芽、花朵、嫩茎和根等均可食用。辣木还具有较高的药用价值，含有类胡萝卜素、酚类、黄酮类、植物甾醇、苷类、多糖、生物碱、有机酸类、细胞分裂素等多种生物活性成分。辣木茶是以辣木鲜叶和茎为原料，采用绿茶工艺加工制成的高档养生保健茶，然而，对辣木的开发利用还应往深加工方向发展，因此，有必要探索一种辣木茶多糖的提取工艺，提高辣木的附加值。目前，茶多糖的提取方法有酸浸提法、碱浸提法、酶提取法和水浸提法。酸、碱法容易破坏多糖的结构，降低其生物利用率；酶提取法成本较高；单纯的水浸提法难以使多糖从细胞内扩散出来且浸提时间长。
发明内容
针对现有茶多糖提取方法中存在的问题，本发明提供一种辣木茶多糖的提取工艺，先对新鲜辣木茶原料进行预处理，再对经过预处理的原料进行二次浸提，然后将得到的混合液进行除杂、超滤处理，再经过浓缩、醇沉和干燥得到辣木茶多糖。本发明的提取辣木茶多糖的工艺简单、提取时间短、成本低、不使用有毒有机溶剂，且不会破坏茶多糖的结构，获得的茶多糖提取率较高，适合辣木茶多糖的工业化生产和应用。
本发明通过以下技术方案实现：
一种辣木茶多糖的提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料的预处理：先将辣木茶粉碎，得到茶粉，然后将茶粉放入压榨机中并加入其重量5-10％的水进行压榨，得到茶渣和茶液，备用；
(2)一次浸提：将茶渣放入50-90℃的水中，用超声波提取60-150min，过滤，得到一次滤渣和一次滤液，备用；
(3)二次浸提：将一次滤渣放入20-30℃的水中，并加入滤渣重量0.05％-0.1％的由纤维素酶和果胶酶组成的混合酶，用超声波提取30-90min，过滤，得到二次滤渣和二次滤液，滤液备用；
(4)除杂：将茶液、一次滤液、二次滤液合并在一起，得到混合液，加入混合液重量0.1％-0.2％的由壳聚糖和海藻酸钠组成的混合絮凝剂，搅拌5-10min，静置15-20min，过滤，得到一次清液；
(5)超滤：采用分子截留量为30-60KDa的超滤膜对一次清液进行超滤，得到二次清液；
(6)浓缩：将二次清液放入浓缩器中按3-5:1的浓缩比进行浓缩，得到浓缩液；
(7)醇沉：往浓缩液中加入2-3倍体积的浓度为80％-95％的乙醇，静置5-8h，过滤，收集沉淀物，用无水乙醇对沉淀物洗涤3-5次，得到茶多糖沉淀；
(8)干燥：将茶多糖沉淀置于50-60℃的烘箱中烘3-5h，得到茶多糖产品。
作为技术方案的优选，所述浸提的液料比为20-80mL/g；作为技术方案的进一步优选，所述浸提的液料比为60mL/g。
作为技术方案的优选，所述步骤(2)中浸提温度为80℃，浸提时间为105min。
作为技术方案的优选，所述超声波的频率为40-50kHz。
作为技术方案的优选，所述混合酶中纤维素酶和果胶酶的质量比为3-4:1。
作为技术方案的优选，所述混合絮凝剂中壳聚糖和海藻酸钠的质量比为1-3:1；作为技术方案的进一步优选，所述混合絮凝剂中壳聚糖和海藻酸钠的质量比为1:1。
作为技术方案的优选，所述步骤(4)中搅拌的速率为90-150r/min。
作为技术方案的优选，所述浓缩器的真空度为-0.08MPa、温度为40-50℃。
本发明的浓缩比为二次清液与浓缩后的浓缩液的体积之比。
本发明的液料比为水的体积与茶渣或滤渣的质量之比。
本发明的茶多糖提取率的测定方法如下：
(1)称0.1g经105℃烘干4h后的葡萄糖，于烧杯中溶解后定容至100mL，得到1mg/mL的葡萄糖标准储液。准确量取1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL葡萄糖标准储液至l00mL容量瓶中，分别用水定容，得到质量浓度为10μg/mL、20μg/mL、30μg/mL、40μg/mL、50μg/mL的葡萄糖标准液。量取5个标准品溶液各0.5mL，分别置20mL比色管中，在每个比色管内分别加人0.5mL 6％(质量分数)苯酚溶液，摇匀，然后加入2.5mL浓硫酸。纯水作空白对照，分别测490nm处的吸光度，得茶多糖浓度ρ(X)与吸光度A的回归方程：Y＝0.0141X+0.1165，R2＝0.99。
(2)取稀释50倍后的辣木茶浸提滤液0.5mL，加0.5mL 6％(质量分数)苯酚溶液，摇匀，然后加入2.5mL浓硫酸，测490nm处的吸光度(A)。由标准曲线回归方程计算出茶多糖提取物的浓度，代入R＝(ρ×v×n)/(m×1000)计算茶多糖的提取率。
式中：R——茶多糖提取率，mg/g；
ρ——提取液中茶多糖浓度，μg/mL；
v——茶多糖提取液体积，mL；
n——稀释倍数；
m——辣木茶粉质量，g。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
(1)本发明先对辣木茶原料进行粉碎后压榨的预处理，再对压榨得到的茶渣进行浸提，通过预处理更有利于后面的浸提，确保尽可能地把辣木茶中的茶多糖提取出来，且不会破坏茶多糖的结构。
(2)本发明采用二次浸提，第一次浸提的条件为50-90℃的水与超声波，第二次浸提的条件为20-30℃的水加酶与超声波。用水浸提的成本较低，酶的使用可以提高茶多糖的提取率，超声波的使用可以加快茶多糖的溶出，三者配合使用，使得本发明的方法提取时间短、成本低、茶多糖提取率高。
(3)本发明采用水作为溶剂进行浸提，为了取得较好的浸提效果，也为了避免水资源的浪费，本发明采取浸提的液料比为20-80mL/g，特别是当浸提的液料比为60mL/g时茶多糖的提取率最高。
(4)本发明采用由壳聚糖和海藻酸钠组成的混合絮凝剂对混合液进行除杂，对混合液中的蛋白质大分子具有很好的去除效果，特别是当二者的质量比为1:1时，除杂效果最好。
(5)本发明的方法提取工艺简单，提取时间短，成本低，不使用有毒有机溶剂，不会破坏多糖的结构，茶多糖的提取率达到100mg/g以上，高于传统的茶多糖提取方法的得率，适合辣木茶多糖的工业化生产和应用。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进一步详细说明，但不限于本发明的保护范围。
实施例1
一种辣木茶多糖的提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料的预处理：先将辣木茶粉碎，得到茶粉，然后将茶粉放入压榨机中并加入其重量7％的水进行压榨，得到茶渣和茶液，备用；
(2)一次浸提：将茶渣放入80℃的水中，液料比为60mL/g，用频率为45kHz的超声波提取105min，过滤，得到一次滤渣和一次滤液，备用；
(3)二次浸提：将一次滤渣放入25℃的水中，液料比为60mL/g，并加入滤渣重量0.08％的由质量比为3:1的纤维素酶和果胶酶组成的混合酶，用频率为45kHz的超声波提取60min，过滤，得到二次滤渣和二次滤液，滤液备用；
(4)除杂：将茶液、一次滤液、二次滤液合并在一起，得到混合液，加入混合液重量0.2％的由质量比为1:1的壳聚糖和海藻酸钠组成的混合絮凝剂，以120r/min的速率搅拌8min，静置20min，过滤，得到一次清液；
(5)超滤：采用分子截留量为45KDa的超滤膜对一次清液进行超滤，得到二次清液；
(6)浓缩：将二次清液放入真空度为-0.08MPa、温度为45℃的浓缩器中按4:1的浓缩比进行浓缩，得到浓缩液；
(7)醇沉：往浓缩液中加入3倍体积的浓度为90％的乙醇，静置7h，过滤，收集沉淀物，用无水乙醇对沉淀物洗涤4次，得到茶多糖沉淀；
(8)干燥：将茶多糖沉淀置于55℃的烘箱中烘4h，得到茶多糖产品。
本实施例中茶多糖的提取率为125.59mg/g。
实施例2
一种辣木茶多糖的提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料的预处理：先将辣木茶粉碎，得到茶粉，然后将茶粉放入压榨机中并加入其重量6％的水进行压榨，得到茶渣和茶液，备用；
(2)一次浸提：将茶渣放入60℃的水中，液料比为50mL/g，用频率为48kHz的超声波提取80min，过滤，得到一次滤渣和一次滤液，备用；
(3)二次浸提：将一次滤渣放入28℃的水中，液料比为70mL/g，并加入滤渣重量0.07％的由质量比为3:1的纤维素酶和果胶酶组成的混合酶，用频率为48kHz的超声波提取45min，过滤，得到二次滤渣和二次滤液，滤液备用；
(4)除杂：将茶液、一次滤液、二次滤液合并在一起，得到混合液，加入混合液重量0.2％的由质量比为1:1的壳聚糖和海藻酸钠组成的混合絮凝剂，以135r/min的速率搅拌6min，静置18min，过滤，得到一次清液；
(5)超滤：采用分子截留量为50KDa的超滤膜对一次清液进行超滤，得到二次清液；
(6)浓缩：将二次清液放入真空度为-0.08MPa、温度为47℃的浓缩器中按4:1的浓缩比进行浓缩，得到浓缩液；
(7)醇沉：往浓缩液中加入3倍体积的浓度为92％的乙醇，静置6.5h，过滤，收集沉淀物，用无水乙醇对沉淀物洗涤4次，得到茶多糖沉淀；
(8)干燥：将茶多糖沉淀置于57℃的烘箱中烘4.5h，得到茶多糖产品。
本实施例中茶多糖的提取率为124.51mg/g。
实施例3
一种辣木茶多糖的提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料的预处理：先将辣木茶粉碎，得到茶粉，然后将茶粉放入压榨机中并加入其重量8％的水进行压榨，得到茶渣和茶液，备用；
(2)一次浸提：将茶渣放入70℃的水中，液料比为40mL/g，用频率为42kHz的超声波提取135min，过滤，得到一次滤渣和一次滤液，备用；
(3)二次浸提：将一次滤渣放入22℃的水中，液料比为30mL/g，并加入滤渣重量0.09％的由质量比为3:1的纤维素酶和果胶酶组成的混合酶，用频率为43kHz的超声波提取75min，过滤，得到二次滤渣和二次滤液，滤液备用；
(4)除杂：将茶液、一次滤液、二次滤液合并在一起，得到混合液，加入混合液重量0.2％的由质量比为1:1的壳聚糖和海藻酸钠组成的混合絮凝剂，以100r/min的速率搅拌7min，静置17min，过滤，得到一次清液；
(5)超滤：采用分子截留量为40KDa的超滤膜对一次清液进行超滤，得到二次清液；
(6)浓缩：将二次清液放入真空度为-0.08MPa、温度为43℃的浓缩器中按3:1的浓缩比进行浓缩，得到浓缩液；
(7)醇沉：往浓缩液中加入2倍体积的浓度为85％的乙醇，静置6h，过滤，收集沉淀物，用无水乙醇对沉淀物洗涤4次，得到茶多糖沉淀；
(8)干燥：将茶多糖沉淀置于53℃的烘箱中烘3.5h，得到茶多糖产品。
本实施例中茶多糖的提取率为115.45mg/g。
实施例4
一种辣木茶多糖的提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料的预处理：先将辣木茶粉碎，得到茶粉，然后将茶粉放入压榨机中并加入其重量10％的水进行压榨，得到茶渣和茶液，备用；
(2)一次浸提：将茶渣放入50℃的水中，液料比为80mL/g，用频率为50kHz的超声波提取60min，过滤，得到一次滤渣和一次滤液，备用；
(3)二次浸提：将一次滤渣放入30℃的水中，液料比为80mL/g，并加入滤渣重量0.1％的由质量比为4:1的纤维素酶和果胶酶组成的混合酶，用频率为50kHz的超声波提取30min，过滤，得到二次滤渣和二次滤液，滤液备用；
(4)除杂：将茶液、一次滤液、二次滤液合并在一起，得到混合液，加入混合液重量0.1％的由质量比为2:1的壳聚糖和海藻酸钠组成的混合絮凝剂，以150r/min的速率搅拌5min，静置16min，过滤，得到一次清液；
(5)超滤：采用分子截留量为60KDa的超滤膜对一次清液进行超滤，得到二次清液；
(6)浓缩：将二次清液放入真空度为-0.08MPa、温度为40℃的浓缩器中按5:1的浓缩比进行浓缩，得到浓缩液；
(7)醇沉：往浓缩液中加入2倍体积的浓度为95％的乙醇，静置8h，过滤，收集沉淀物，用无水乙醇对沉淀物洗涤5次，得到茶多糖沉淀；
(8)干燥：将茶多糖沉淀置于50℃的烘箱中烘5h，得到茶多糖产品。
本实施例中茶多糖的提取率为108.79mg/g。
实施例5
一种辣木茶多糖的提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料的预处理：先将辣木茶粉碎，得到茶粉，然后将茶粉放入压榨机中并加入其重量5％的水进行压榨，得到茶渣和茶液，备用；
(2)一次浸提：将茶渣放入90℃的水中，液料比为20mL/g，用频率为40kHz的超声波提取150min，过滤，得到一次滤渣和一次滤液，备用；
(3)二次浸提：将一次滤渣放入20℃的水中，液料比为20mL/g，并加入滤渣重量0.05％的由质量比为3:1的纤维素酶和果胶酶组成的混合酶，用频率为40kHz的超声波提取90min，过滤，得到二次滤渣和二次滤液，滤液备用；
(4)除杂：将茶液、一次滤液、二次滤液合并在一起，得到混合液，加入混合液重量0.1％的由质量比为3:1的壳聚糖和海藻酸钠组成的混合絮凝剂，以90r/min的速率搅拌10min，静置15min，过滤，得到一次清液；
(5)超滤：采用分子截留量为30KDa的超滤膜对一次清液进行超滤，得到二次清液；
(6)浓缩：将二次清液放入真空度为-0.08MPa、温度为50℃的浓缩器中按3:1的浓缩比进行浓缩，得到浓缩液；
(7)醇沉：往浓缩液中加入2倍体积的浓度为80％的乙醇，静置5h，过滤，收集沉淀物，用无水乙醇对沉淀物洗涤3次，得到茶多糖沉淀；
(8)干燥：将茶多糖沉淀置于60℃的烘箱中烘3h，得到茶多糖产品。
本实施例中茶多糖的提取率为103.58mg/g。
Claims (10)
1.一种辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料的预处理：先将辣木茶粉碎，得到茶粉，然后将茶粉放入压榨机中并加入其重量5-10％的水进行压榨，得到茶渣和茶液，备用；
(2)一次浸提：将茶渣放入50-90℃的水中，用超声波提取60-150min，过滤，得到一次滤渣和一次滤液，备用；
(3)二次浸提：将一次滤渣放入20-30℃的水中，并加入滤渣重量0.05％-0.1％的由纤维素酶和果胶酶组成的混合酶，用超声波提取30-90min，过滤，得到二次滤渣和二次滤液，滤液备用；
(4)除杂：将茶液、一次滤液、二次滤液合并在一起，得到混合液，加入混合液重量0.1％-0.2％的由壳聚糖和海藻酸钠组成的混合絮凝剂，搅拌5-10min，静置15-20min，过滤，得到一次清液；
(5)超滤：采用分子截留量为30-60KDa的超滤膜对一次清液进行超滤，得到二次清液；
(6)浓缩：将二次清液放入浓缩器中按3-5:1的浓缩比进行浓缩，得到浓缩液；
(7)醇沉：往浓缩液中加入2-3倍体积的浓度为80％-95％的乙醇，静置5-8h，过滤，收集沉淀物，用无水乙醇对沉淀物洗涤3-5次，得到茶多糖沉淀；
(8)干燥：将茶多糖沉淀置于50-60℃的烘箱中烘3-5h，得到茶多糖产品。
2.根据权利要求1所述的辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，所述浸提的液料比为20-80mL/g。
3.根据权利要求2所述的辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，所述浸提的液料比为60mL/g。
4.根据权利要求1所述的辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，所述步骤(2)中浸提温度为80℃，浸提时间为105min。
5.根据权利要求1所述的辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，所述超声波的频率为40-50kHz。
6.根据权利要求1所述的辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，所述混合酶中纤维素酶和果胶酶的质量比为3-4:1。
7.根据权利要求1所述的辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，所述混合絮凝剂中壳聚糖和海藻酸钠的质量比为1-3:1。
8.根据权利要求4所述的辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，所述混合絮凝剂中壳聚糖和海藻酸钠的质量比为1:1。
9.根据权利要求1所述的辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，所述步骤(4)中搅拌的速率为90-150r/min。
10.根据权利要求1所述的辣木茶多糖的提取工艺，其特征在于，所述浓缩器的真空度为-0.08MPa、温度为40-50℃。
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