CN111620791B - 一种天然茶氨酸粗品的纯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于茶叶深加工技术领域，具体公开了一种天然茶氨酸粗品的纯化方法，将茶氨酸粗品干粉投入5～6.5倍干粉量的85～95%甲醇水溶液中加热至65～75℃后冷却结晶，抽滤后滤饼用2.5～3.5倍湿固体量的纯甲醇或者无水乙醇在20～25℃下打浆，可将天然茶氨酸含量为10%～30%的粗品精制到含量95%以上的精制品，工艺简单，成本低。本发明相对于现有的通过无水乙醇冷却结晶纯化茶氨酸的技术，得率有所提高，而且还具有除杂效果好、甲醇残留量低、安全性好的优点。

Description

一种天然茶氨酸粗品的纯化方法
技术领域
本发明属于茶叶深加工技术领域，具体涉及一种天然茶氨酸粗品的纯化方法。
背景技术
茶氨酸是茶叶中特有的非蛋白氨基酸，也是茶叶的呈味物质之一，约占茶叶中氨基酸总量的50％～60％，茶氨酸属酰胺类化合物，化学命名为：N-乙基-γ- 谷氨酰胺。现代医学和药理学研究表明，茶氨酸具有拮抗咖啡因引起的神经系统兴奋、缓解情绪紧张，并具有降血压、保护神经细胞、增强抗癌药物的疗效、抑制癌细胞浸润、减肥等作用。茶氨酸的生理活性引起了国内外的关注，目前在食品添加剂、保健品和医药等领域已有广泛应用。
目前市场上的天然茶氨酸主要是利用离子交换树脂对茶叶浸提液进行吸附，并用氨水洗脱，除去氨之后得到的茶氨酸粗品，茶氨酸含量约为10%～30%，杂质多，不仅严重影响口感，安全性也难以确保，因此有必要对其进行纯化。现有的茶氨酸提纯通常是将茶氨酸粗提液浓缩后再加入无水乙醇结晶，虽然可以快速提高茶氨酸含量，但是浓缩后除杂更加困难，会降低结晶纯化效果，并且结晶损失在一半以上，得率低。公开号为CN101020649A的中国发明专利申请，公开了一种天然茶氨酸的分离纯化方法，在纯化过程，除了减压浓缩和无水乙醇结晶外，还在两个步骤之间增加了一步柱层析以除去杂质，改善了纯化效果，得到的天然茶氨酸纯度在95%以上，但是工艺复杂，成本高，茶氨酸损失也较大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种天然茶氨酸粗品的纯化方法，能将茶氨酸粗品含量由10%～30%提纯至95%以上，夹带杂质少，得率也有所提高，甲醇残留量低（＜50ppm），且工艺简单，成本低。
为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种天然茶氨酸粗品的纯化方法，包括以下步骤：
S1.将茶氨酸粗品干粉投入85～95%甲醇水溶液中，茶氨酸与85～95%甲醇水溶液的质量体积比为1：（5～6.5），搅拌升温至65～75℃，保温0.9～1.5h，期间持续搅拌；
S2.保温结束后趁热抽滤，滤渣废弃，母液静置冷却至20～25℃，静置5～10h；
S3.对母液进行抽滤，滤饼加入纯甲醇或无水乙醇打浆，滤饼与醇液的质量体积比为1：（2.5～3.5），20～25℃下搅拌2～3h；
S4.打浆结束后进行抽滤，滤饼在70～90℃下热风烘干3～5h，得茶氨酸干粉。
优选的，步骤S1采用浓度为90%的甲醇水溶液。
优选的，步骤S1所述茶氨酸与90%甲醇水溶液的质量体积比为1：6，步骤S3所述滤饼与纯甲醇或者无水乙醇的质量体积比为1：3。
优选的，步骤S1搅拌升温和保温过程保持回流。
优选的，步骤S1和S3中所述搅拌的转速为90～120r/min。
优选的，步骤S2趁热抽滤前漏斗和滤纸预热至50～60℃。
优选的，步骤S2母液静置冷却的同时开启超声，超声频率20～30KHz。
优选的，步骤S3滤饼加入无水乙醇打浆。
优选的，将步骤S3抽滤所得滤液保存，在下次纯化时加热浓缩后与步骤S2所述母液混合，共同冷却结晶。
优选的，步骤S4热风烘干1～2h后将滤饼进行粉碎，平铺后再继续进行热风烘干。
本发明具有以下有益效果：
1、将茶氨酸粗品干粉用5～6.5倍干粉量的85～95%甲醇水溶液冷却结晶，抽滤后滤饼用2.5～3.5倍湿固体量的纯甲醇或者无水乙醇打浆，可将天然茶氨酸含量为10%～30%的粗品精制到含量95%以上的精制品，工艺简单，成本低。
2、为了减少茶氨酸成品的杂质，本发明在85～95%甲醇水溶液冷却结晶过程开启超声，强化晶体生长，使得析出的晶体细小均匀，同时超声与搅拌结合能够避免晶体结块，晶体细小且不易结块可以有效地防止杂质的大量包埋，再通过打浆对晶体进行洗涤减少杂质吸附，因此本发明除杂效果好，制备的茶氨酸杂质夹带量少，安全性好。
3、由于本发明不可避免地用到甲醇，而甲醇有一定的毒性，必须减少其在成品中的残留，本发明首先通过优化干燥过程降低甲醇残留量，具体的，采用热风烘干方式加快甲醇的挥发，并且在烘干过程中间段将滤饼取出粉碎平铺后再继续烘干，增大接触的表面积，使甲醇的去除更加充分；更加优化的，使用无水乙醇进行打浆，虽然甲醇的纯化效果较乙醇更好，但本发明通过超声优化了冷却结晶的纯化效果，使得打浆过程用无水乙醇替代甲醇也不会影响产品纯度，冷却结晶过程进行超声不仅减少了杂质的包埋，同样也减少了甲醇的包埋，降低后续烘干的难度，在此基础上使用无水乙醇打浆，洗去大部分晶体表面吸附的甲醇，大大降低甲醇残留量，再经热风烘干将甲醇残留将至最低。
4、本发明从以下三方面来提高得率：①在85～95%水溶液冷却结晶过程的搅拌升温和保温阶段保持回流，减少溶剂损失；②保温后趁热过滤，防止提早结晶而被去除，并且过滤前漏斗和滤纸进行预热，防止遇冷结晶造成损失及漏斗堵塞；③对母液冷却结晶后抽滤产生的滤液进行回用，具体的，当次纯化产生的滤液用于与下次纯化过程的母液混合后共同冷却结晶，并且滤液经加热浓缩至刚好析出晶体再与母液合并，该操作不仅可以使滤液与母液共同结晶，回收滤液中的茶氨酸，减少损失，提高得率，同时滤液浓缩析出的晶体可作为晶种加快冷却结晶速度，缩短结晶时间，提高效率。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
一种天然茶氨酸粗品的纯化方法，包括以下步骤：
S1.将100g茶氨酸含量为30%的干粉投入600mL 90%甲醇水溶液中，搅拌升温至65℃，搅拌转速为100r/min，保温1h，期间持续搅拌，搅拌升温和保温过程保持回流；
S2.保温结束后用布氏漏斗趁热抽滤，滤渣废弃，母液静置冷却至20℃，
静置8h；
S3. 用布氏漏斗对母液进行抽滤，滤饼加入纯甲醇打浆（滤饼与纯甲醇的质
量体积比1:3），25℃下搅拌2h，搅拌转速为100r/min；
S4.打浆结束后用布氏漏斗进行抽滤，滤饼用鼓风烘箱85℃烘4h，得到茶氨酸干粉15g。
实施例2
一种天然茶氨酸粗品的纯化方法，包括以下步骤：
S1.将100g茶氨酸含量为30%的干粉投入600mL 90%甲醇水溶液中，搅拌升温至65℃，搅拌转速为100r/min，保温1h，期间持续搅拌，搅拌升温和保温过程保持回流；
S2.保温结束后用布氏漏斗趁热抽滤，抽滤前漏斗和滤纸进行在烘箱加热
至55℃再使用，抽滤后滤渣废弃，母液静置冷却至20℃，静置8h；
S3. 用布氏漏斗对母液进行抽滤，滤饼加入纯甲醇打浆（滤饼与纯甲醇的质
量体积比1:3），25℃下搅拌2h，搅拌转速为100r/min；
S4.打浆结束后用布氏漏斗进行抽滤，滤饼用鼓风烘箱85℃烘4h，且在烘干进行1.5h后取出滤饼将其进行粉碎，平铺后再继续烘干，得到茶氨酸干粉16.8g。
实施例3
一种天然茶氨酸粗品的纯化方法，包括以下步骤：
S1.将100g茶氨酸含量为30%的干粉投入600mL 90%甲醇水溶液中，搅拌升温至65℃，搅拌转速为100r/min，保温1h，期间持续搅拌，搅拌升温和保温过程保持回流；
S2.保温结束后用布氏漏斗趁热抽滤，抽滤前漏斗和滤纸进行在烘箱加热
至55℃再使用，抽滤后滤渣废弃，母液静置冷却至20℃，静置8h，静置冷却的同时开启超声，超声频率25KHz；
S3.用布氏漏斗对母液进行抽滤，滤饼加入无水乙醇打浆（滤饼与无水乙醇
的质量体积比1:3），25℃下搅拌2h，搅拌转速为100r/min；
S4.打浆结束后用布氏漏斗进行抽滤，滤饼用鼓风烘箱85℃烘3h，且在烘干进行1.5h后取出滤饼将其进行粉碎，平铺后再继续烘干，得到茶氨酸干粉17.2g。
实施例4
一种天然茶氨酸粗品的纯化方法，基本同实施例3，区别在于：在本次纯化进行时，将上次步骤S3抽滤所得滤液回用，具体的，在步骤S2过程，将待回用的滤液在100℃下加热，至刚好析出晶体，与母液混合后再静置冷却至20℃，静置5h，其余步骤同实施例3，最终得到茶氨酸干粉22g。
对实施例1～4进行纯度、得率和甲醇残留量测试,测试方法和结果如下：
纯度（即茶氨酸含量）：HPLC法（参考GB/T 23193-2017测定）
得率：[茶氨酸成品质量(g)*成品纯度（%）]/ [茶氨酸粗品质量(g) *初始纯度（%）]
甲醇残留量：气相色谱法
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本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变，只要在本发明权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种天然茶氨酸粗品的纯化方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将茶氨酸粗品干粉投入85～95%甲醇水溶液中，茶氨酸与85～95%甲醇水溶液的质量体积比为1：（5～6.5），搅拌升温至65～75℃，保温0.9～1.5h，期间持续搅拌；
S2.保温结束后趁热抽滤，滤渣废弃，母液静置冷却至20～25℃，静置5～10h；母液静置冷却的同时开启超声，超声频率20～30KHz；
S3.对母液进行抽滤，滤饼加入无水乙醇打浆，滤饼与醇液的质量体积比为1：（2.5～3.5），20～25℃下搅拌2～3h；
S4.打浆结束后进行抽滤，滤饼在70～90℃下热风烘干3～5h，得茶氨酸干粉；
水溶液冷却结晶过程的搅拌升温和保温阶段保持回流；
趁热抽滤前，漏斗和滤纸进行预热；
对母液冷却结晶后抽滤产生的滤液进行回用，当次纯化产生的滤液用于与下次纯化过程的母液混合后共同冷却结晶，并且滤液经加热浓缩至刚好析出晶体再与母液合并。
2.根据权利要求1所述的天然茶氨酸粗品的纯化方法，其特征在于：步骤S1采用浓度为90%的甲醇水溶液。
3.根据权利要求1所述的天然茶氨酸粗品的纯化方法，其特征在于：步骤S1所述茶氨酸与90%甲醇水溶液的质量体积比为1：6，步骤S3所述滤饼与无水乙醇的质量体积比为1：3。
4.根据权利要求1所述的天然茶氨酸粗品的纯化方法，其特征在于：步骤S1搅拌升温和保温过程保持回流。
5.根据权利要求1所述的天然茶氨酸粗品的纯化方法，其特征在于：步骤S1和S3中所述搅拌的转速为90～120r/min。
6.根据权利要求1所述的天然茶氨酸粗品的纯化方法，其特征在于：步骤S2趁热抽滤前漏斗和滤纸预热至50～60℃。
7.根据权利要求1所述的天然茶氨酸粗品的纯化方法，其特征在于：将步骤S3抽滤所得滤液保存，在下次纯化时加热浓缩后与步骤S2所述母液混合，共同冷却结晶。
8.根据权利要求1所述的天然茶氨酸粗品的纯化方法，其特征在于：步骤S4热风烘干1～2h后将滤饼进行粉碎，平铺后再继续进行热风烘干。
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