CN1325468C

CN1325468C - 一种茶氨酸的提取工艺

Info

Publication number: CN1325468C
Application number: CNB2003101090539A
Authority: CN
Inventors: 林�智; 杨勇; 谭俊峰; 尹军峰; 吕海鹏; 成浩
Original assignee: Tea Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Tea Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2023-12-04
Also published as: CN1546461A

Abstract

一种茶氨酸的提取工艺，属于茶叶深加工技术领域，包括如下步骤：壳聚糖絮凝去杂、吸附脱色、阳离子交换树脂吸附、氨水洗脱、减压浓缩、阴离子交换树脂吸附去杂、浓缩醇沉、重结晶。本发明所述工艺提取的茶氨酸的纯度达到95%以上，且茶氨酸的回收率达到65%以上。由于采用壳聚糖絮凝去杂，使影响阳离子交换树脂交换吸附功能的杂质得到有效清除，树脂的再生性能好，可再生多次使用。采用阴离子交换树脂可有效的去除杂质氨基酸。且本工艺不需要设计专门的设备用来实施，易于工业化生产。

Description

一种茶氨酸的提取工艺

技术领域

本发明属于茶叶深加工领域，具体涉及茶氨酸的提取工艺。

背景技术

茶氨酸的化学名称为：N-乙基-γ-氨基-L-谷氨酰胺；分子式：C₇H₁₄N₂O₃；分子量：174，分子结构式如下：

茶氨酸是茶叶中一种特有成分，在茶叶游离氨基酸中占50％以上，占茶叶干重的1-2％。研究表明，茶氨酸具有较强的生理活性，它在抑制神经活动、影响脑内神经传达物质多巴胺的代谢和释放、保护神经细胞、降血压及增强抗癌药物的疗效等方面表现出了较强的功效。有关茶氨酸生理活性的研究成果，引起人们对它的广泛关注。茶氨酸在食品及医药领域有着广泛的应用。现在常用的茶氨酸的制取方法有微生物发酵法、酶法、茶愈伤组织合成法、化学合成法及茶叶提取法等。酶法及微生物发酵法生产国外已有较成熟的技术，但生产成本较高，产品价格高。茶愈伤组织合成法方法还未成熟，难以在生产中应用。化学合成法合成的茶氨酸的安全性还尚待评价。从提取茶多酚后的残留液中提取茶氨酸，综合利用了茶提取物，生产成本较低，且可以有效的解决茶多酚厂生产时产生的废料所带来的环境问题，因而具有较高的应用价值。

现有的从茶多酚提取残留液中提取茶氨酸采用如下工艺：

茶多酚提取残留液高速离心→调节pH上阳离子交换柱→氨水洗脱→减压浓缩挥去氨气→冷冻干燥或喷雾干燥得茶氨酸粗品。

该现有工艺存在如下缺陷：提取的茶氨酸纯度低(纯度在20％左右)；树脂材料的可再生性差，一般树脂使用5个周期后吸附性能大大降低；工业实现较困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是利用茶多酚提取残留液，提供一种茶氨酸的提取工艺，能够保证提取的茶氨酸纯度高，树脂的再生性能好，且工艺易于实现工业化生产。

为解决上述问题，本发明提供了一种茶氨酸的提取工艺，包括如下工艺步骤：

1)茶多酚提取残留液添加壳聚糖溶液絮凝去杂，过滤分离，除去絮状沉淀，得絮凝清液；

2)絮凝清液采用非极性大孔吸附树脂吸附去色素及大分子物质，得吸附清液；

3)采用强阳离子交换树脂交换吸附茶氨酸；

4)交换吸附后的阳离子交换树脂先用水洗至中性，再换用氨水洗脱，收集氨水洗脱液；

5)氨水洗脱液减压浓缩，挥去氨气，得浓缩液；

6)浓缩液采用阴离子交换树脂交换吸附去除杂质氨基酸，收集过柱液；

7)过柱液浓缩醇沉，离心分离除去沉淀，得离心清液；

8)离心清液浓缩至干，添加少量热水至其溶解，加入无水乙醇进行重结晶，得最终产物茶氨酸。

所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤1)中茶多酚提取残留液用盐酸调节溶液pH为3.0-3.5，在25-35℃下，按与固形物重量比为10-20∶1添加0.5-2％壳聚糖溶液，低速搅拌下絮凝反应1-2小时。

所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤2)中加入的非极性大孔吸附树脂为絮凝清液可溶物重量的10-20％，加入后搅拌5-10分钟。

所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤3)中的强阳离子交换树脂为阳离子交换树脂732或WA-2或改型732，经碱洗并置换成氢型后，用pH为3.0-3.5、浓度为0.1-0.2mol/l的柠檬酸和磷酸氢二钠缓冲液平衡，吸附清液用缓冲液调节为pH为3.0-3.5、茶氨酸浓度为1-2mg/ml，上柱交换10-20个柱体积。

所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤4)先用水洗阳离子交换树脂，至流出液无色，无多酚时为止，再换用1.0-1.5mol/l的氨水洗脱，收集1.5倍柱体积洗脱液。

所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤5)中氨水洗脱液在50-70℃下进行减压浓缩。

所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤6)中的阴离子交换树脂为717型或711型或D311型，处理成羟基型，用pH为6.0-7.0、浓度为0.1-0.2mol/l的醋酸钠和醋酸缓冲液平衡，浓缩液用缓冲液调节为pH6.0-7.0、茶氨酸浓度2-4mg/ml，上柱交换10-20个柱体积。

所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤7)所述的过柱液浓缩醇沉具体为在50℃-70℃下减压浓缩过柱液，至过柱液干物质浓度为10-20％，常温下，添加浓缩后过柱液体积3-5倍量的无水乙醇，充分混匀后静置。

所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤8)中加入无水乙醇量为其热水溶解后溶液体积的3-5倍，并在0-4℃下低温进行重结晶。

所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于无水乙醇重结晶可按相同工艺进行2-3次。

本发明所述工艺提取的茶氨酸的纯度达到95％以上，且茶氨酸的回收率达到65％以上。由于采用壳聚糖絮凝去杂，使影响阳离子交换树脂交换吸附功能的杂质得到有效清除，树脂的再生性能好，可再生多次使用。采用阴离子交换树脂可有效的去除杂质氨基酸。且本工艺不需要设计专门的设备用来实施，易于工业化生产。

具体实施方式

以下给出实施例，对本发明作进一步详细说明，本专利申请文件所述的百分含量和比例除有特别说明以外，均为重量百分含量或重量比。

实施例1：

1)壳聚糖絮凝去杂：茶叶提取茶多酚后的残留液，用盐酸调节溶液pH为3.0，在25℃时按与残留液中固形物重量比20∶1添加壳聚糖，壳聚糖先用1％乙酸溶液溶解，制成2％壳聚糖溶液，低速搅拌下絮凝反应1小时，过滤分离，除去絮状沉淀，得絮凝清液；

2)吸附除去色素及大分子物质：取絮凝清液，加入清液可溶物重量10％的非极性大孔吸附树脂，搅拌5分钟，过滤除去树脂得近无色透明吸附清液；

3)阳离子交换树脂吸附：阳离子树脂732置换成氢型后，用pH3.0、0.1mol/l的柠檬酸和磷酸氢二钠的缓冲液平衡，吸附清液用同样的缓冲液调节pH为3.0、茶氨酸浓度为1mg/ml后，上阳离子交换柱，流速为每小时1个柱体积，上柱交换10个柱体积；

4)氨水洗脱：先用蒸馏水洗阳离子交换树脂，至流出液无色，无多酚时为止，换用1.0mol/l的氨水洗脱，收集1.5倍柱体积的洗脱液；

5)减压浓缩：在50℃下，减压浓缩氨水洗脱液，挥去氨气；

6)阴离子交换树脂去杂质氨基酸：阴离子交换树脂717型处理成OH型，用pH6.0、0.1mol/l的醋酸钠和醋酸缓冲液平衡树脂，浓缩液调节至pH为6.0、茶氨酸浓度为2mg/ml后，上阴离子交换柱，流速为每小时1个柱体积，上柱交换20个柱体积，收集过柱液；

7)浓缩液醇沉：收集的过柱液在50℃下减压浓缩，至干物质浓度为10％，常温下，加3倍体积量的无水乙醇，充分混匀后静置，离心分离，除去沉淀，得离心清液；

8)重结晶：将离心清液浓缩至干，添加少量热水使其溶解后，加入3倍体积的无水乙醇，振荡混匀，于4℃下低温结晶，得类白色固体，纯度＞80％；所得固体用少量热水溶解后，按相同方法用无水乙醇重结晶，得白色固体，纯度＞90％；同法第三次结晶，产品纯度＞95％。

实施例2：

1)壳聚糖絮凝去杂：茶叶提取茶多酚后的残留液，用盐酸调节溶液pH为3.5，在35℃时按与残留液中固形物重量比10∶1添加壳聚糖，壳聚糖先用2％乙酸溶液溶解，制成0.5％壳聚糖溶液，低速搅拌下絮凝反应2小时，过滤分离，除去絮状沉淀，得絮凝清液；

2)吸附除去色素及大分子物质：取絮凝清液，加入清液可溶物重量20％的非极性大孔吸附树脂，搅拌10分钟，过滤除去树脂得近无色透明吸附清液；

3)阳离子交换树脂吸附：阳离子树脂WA-2置换成氢型后，用pH3.5、0.1mol/l的柠檬酸和磷酸氢二钠的缓冲液平衡，吸附清液用同样的缓冲液调节pH为3.5、茶氨酸浓度为2mg/ml后，上阳离子交换柱，流速为每小时0.7个柱体积，上柱交换20个柱体积；

4)氨水洗脱：先用蒸馏水洗阳离子交换树脂，至流出液无色，无多酚时为止，换用1.5mol/l的氨水洗脱，收集1.5倍柱体积的洗脱液；

5)减压浓缩：在70℃下，减压浓缩氨水洗脱液，挥去氨气；

6)阴离子交换树脂去杂质氨基酸：阴离子交换树脂711型处理成OH型，用pH7.0、0.1mol/l的醋酸钠和醋酸缓冲液平衡树脂，浓缩液调节至pH为7.0、茶氨酸浓度为4mg/ml后，上阴离子交换柱，流速为每小时2个柱体积，上柱交换10个柱体积，收集过柱液；

7)浓缩液醇沉：收集的过柱液在70℃下减压浓缩，至干物质浓度为20％，常温下，加5倍体积量的无水乙醇，充分混匀后静置，离心分离，除去沉淀，得离心清液；

8)重结晶：将离心清液浓缩至干，添加少量热水使其溶解后，加入3倍体积的无水乙醇，振荡混匀，于0℃下低温结晶，得类白色固体，纯度＞80％；所得固体用少量热水溶解后，按相同方法用无水乙醇重结晶，得白色固体，纯度＞90％；同法第三次结晶，产品纯度＞95％。

另外，也可以采用本工艺，直接从低档茶叶中提取茶氨酸。

Claims

1.一种茶氨酸的提取工艺，包括如下工艺步骤：

3)采用强阳离子交换树脂交换吸附茶氨酸；

5)氨水洗脱液减压浓缩，挥去氨气，得浓缩液；

7)过柱液浓缩醇沉，离心分离除去沉淀，得离心清液；

2.如权利要求1所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤1)中茶多酚提取残留液用盐酸调节溶液pH为3.0-3.5，在25-35℃下，按与固形物重量比为10-20∶1添加0.5-2％壳聚糖溶液，低速搅拌下絮凝反应1-2小时。

3.如权利要求1所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤2)中加入的非极性大孔吸附树脂为絮凝清液可溶物重量的10-20％，加入后搅拌5-10分钟。

4.如权利要求1所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤3)中的强阳离子交换树脂为阳离子交换树脂732或WA-2或改型732，经碱洗并置换成氢型后，用pH为3.0-3.5、浓度为0.1-0.2mol/l的柠檬酸和磷酸氢二钠缓冲液平衡，吸附清液用缓冲液调节为pH为3.0-3.5、茶氨酸浓度为1-2mg/ml，上柱交换10-20个柱体积。

5.如权利要求1所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤4)先用水洗阳离子交换树脂，至流出液无色，无多酚时为止，再换用1.0-1.5mo1/1的氨水洗脱，收集1.5倍柱体积洗脱液。

6.如权利要求1所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤5)中氨水洗脱液在50-70℃下进行减压浓缩。

7.如权利要求1所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤6)中的阴离子交换树脂为717型或711型或D311型，处理成羟基型，用pH为6.0-7.0、浓度为0.1-0.2mol/l的醋酸钠和醋酸缓冲液平衡，浓缩液用缓冲液调节为pH6.0-7.0、茶氨酸浓度2-4mg/ml，上柱交换10-20个柱体积。

8.如权利要求1所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤7)所述的过柱液浓缩醇沉具体为在50℃-70℃下减压浓缩过柱液，至过柱液干物质浓度为10-20％，常温下，添加浓缩后过柱液体积3-5倍量的无水乙醇，充分混匀后静置。

9.如权利要求1所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于步骤8)中加入无水乙醇量为其热水溶解后溶液体积的3-5倍，并在0-4℃下低温进行重结晶。

10.如权利要求1或9所述的一种茶氨酸的提取工艺，其特征在于无水乙醇重结晶可按相同工艺进行2-3次。