CN1557841A - 从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法 - Google Patents
从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法。步骤如下:1)茶叶粉末经水或有机溶剂水溶液,在微波作用下提取,提取液经浓缩、添加沉淀剂,水溶解多糖沉淀后,盐析法除蛋白,经凝胶柱层析、干燥得到茶多糖。2)多糖提取后余液,氯仿萃取,氯仿萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚。3)乙酸乙酯萃余相,经732阳离子交换树脂柱、浓缩、结晶、干燥可得到茶氨酸。4)氯仿萃取相,经结晶、干燥可得到咖啡碱。本发明的优点:1)微波强化提取时间短、提取率高、活性物质损失少;2)同时提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱等四种成分;3)凝胶柱层析精制含量高、效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法。
背景技术
茶叶是我国重要经济作物和出口创汇产品之一,2000年创汇达4.0亿美元,但长期以来,我国茶叶生产仍以传统的粗加工产品为主,近年来传统茶叶产品供过于求,每年有10万吨左右的低档茶积压,严重阻碍了我国茶产业的发展。
茶叶深加工是茶产业的新领域,有着巨大的增值潜力和市场潜力。随着茶叶研究的不断深入以及和医学研究的交叉和渗透,已经证实茶多糖具有降血糖、增强免疫力、降血脂、抗动脉粥样硬化、抗凝血、抗血栓等保健功能;茶多酚具有抗菌、抗氧化、抗癌、抗突变和增强免疫、降血脂等保健功能;茶氨酸具有促进大脑功能与神经的生长、增加肠道有益菌群、降压安神、改善睡眠等保健功能。上述茶叶中的功能成分,因其良好的保健功能和资源优势而越来越被重视。
目前国内有关茶多糖提取纯化方法的专利有CN1344748A、CN1379044A、CN1431226A、CN1176748A。上述四项专利都是采用水或有机溶剂浸泡法提取茶叶中的茶多糖,存在难以同时提出四种功能成分或溶剂用量大、提取时间长、提取率低、有效成份损失大等缺点。
上述专利中涉及茶多糖纯化方面的专利有CN1379044A,该方法是采用水提取、超滤精制的方法生产茶多糖。但该方法仅开发利用了茶叶中一种成分茶多糖,无法充分利用茶叶中其它的有效成分,如茶多酚、茶氨酸、咖啡碱等,造成了资源的浪费,降低了茶叶深加工的经济效益。
目前国内有关从茶叶中提取分离咖啡碱和茶多酚的专利比较多,但提取分离茶氨酸的专利还没有,如何充分有效地利用茶叶中的有效成分,提高茶叶深加工的经济效益,已经成为急待解决的问题。
针对以上缺点,本发明提出了在微波强化的作用下,一次性从茶叶粉末中提取四种功能成分,采用凝胶柱层析法精制分离高纯度茶多糖、氯仿萃取法分离咖啡碱、乙酸乙酯萃取法分离茶多酚、732阳离子树脂交换法提取茶氨酸的工艺方法,以提高茶叶提取深加工的经济效益。
发明内容
本发明目的是提供一种从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法。如附图1所示,工艺的步骤如下:
1)茶叶粉末中加入5-20倍的水或有机溶剂水溶液,在微波作用下,20℃-60℃温度范围内,多次重复浸泡提取,每次5-60分钟,经过滤分离得到茶叶提取液,茶叶提取液经浓缩,浓缩液中添加茶多糖沉淀剂,经过滤可得到茶多糖沉淀和多糖提取后余液,多糖沉淀用水溶解后,利用盐析法除去蛋白,经凝胶柱层析,洗脱液干燥得到茶多糖。
2)多糖提取后余液,用氯仿萃取,氯仿的用量为液相体积的1-5倍,混合均匀,两相分离,可得到氯仿萃取相与氯仿萃余相,重复萃取2-4次,合并氯仿萃余相,然后萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯的用量为萃余相体积的1-5倍,混合均匀,两相分离,可得到乙酸乙酯萃取相与乙酸乙酯萃余相,重复萃取2-4次,合并乙酸乙酯萃取相并干燥可得到茶多酚。
3)乙酸乙酯萃余相,调整pH值为1-5,然后经过732阳离子交换树脂柱进行离子交换,用1-3BV酸水洗柱后,用氨水洗脱,收集所需部分流出液,调整收集液pH值到茶氨酸的等电点,浓缩到原体积的1/3-1/2,降温、结晶、干燥可得到茶氨酸。
4)合并收集的氯仿萃取相,经结晶、干燥可得到咖啡碱。
本发明的优点:1)将微波强化作用应用到茶叶有效成分的提取中,存在提取时间短、提取率高、活性物质损失少等优点;2)一次性提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱等四种成分;3)将凝胶柱层析应用到茶多糖的精制工艺中,存在分离效果好、茶多糖含量高、不损伤茶多糖的原有结构与活性;4)得到的茶多糖产品,总糖含量≥65.00%,得率≥0.5%;咖啡碱的纯度≥95%,得率≥1.0%;茶多酚的纯度≥80%,得率≥5%;茶氨酸的纯度≥50%。
具体实施方式
如附图1所示,总的工艺流程如下:
1)茶叶粉末中加入5-20倍的水或有机溶剂水溶液,在微波作用下,20℃-60℃温度范围内,多次重复浸泡提取,每次5-60分钟,经过滤分离得到茶叶提取液,茶叶提取液经浓缩,浓缩液中添加茶多糖沉淀剂,经过滤可得到茶多糖沉淀和多糖提取后余液,多糖沉淀用水溶解后,利用盐析法除去蛋白,经凝胶柱层析,洗脱液干燥得到茶多糖。
2)多糖提取后余液,用氯仿萃取,氯仿的用量为液相体积的1-5倍,混合均匀,两相分离,可得到氯仿萃取相与氯仿萃余相,重复萃取2-4次,合并氯仿萃余相,然后萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯的用量为萃余相体积的1-5倍,混合均匀,两相分离,可得到乙酸乙酯萃取相与乙酸乙酯萃余相,重复萃取2-4次,合并乙酸乙酯萃取相并干燥可得到茶多酚。
3)乙酸乙酯萃余相,调整pH值为1-5,然后经过732阳离子交换树脂柱进行离子交换,用1-3BV酸水洗柱后,用氨水洗脱,收集所需部分流出液,调整收集液pH值到茶氨酸的等电点,浓缩到原体积的1/3-1/2,降温、结晶、干燥可得到茶氨酸。
4)合并收集的氯仿萃取相,经结晶、干燥可得到咖啡碱。
在本发明中,所述的茶叶经粉碎为粉末为好,如粉碎到1-100目。
在本发明中,所述的提取中,在茶叶或滤渣中加入水或有机溶剂中,固液重量比为1∶5-20,置于微波作用下,在20℃-60℃温度范围内多次重复提取,每次5-60分钟,滤除残渣,合并滤出液;
在本发明中,所述的茶多糖沉淀剂可以是低分子的醇、酮或壳聚糖。从经济与安全考虑,采用乙醇为适,用量为液体的体积1-5倍。
在本发明中,所述的水建议用去离子水。
在本发明中,所述的蛋白质盐析剂,可以是醋酸锌、硫酸锌、硫酸钠、氯化钠、柠檬酸钠。
在本发明中,经过除蛋白质后的提取液,采用凝胶柱层析精制分离得到茶多糖。所述的凝胶是交联葡聚糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶,交联葡聚糖凝胶包括Sephadex G-15、Sephadex G-25、Sephadex G-50、Sephadex G-75,聚丙烯酰胺凝胶包括Bio-Gel P-4、Bio-Gel P-6、Bio-Gel P-10、Bio-Gel P-30。推荐使用SephadexG-25。
在本发明中,采用732阳离子交换精制茶氨酸,只收集高浓度茶氨酸部分的洗脱液,其余含有茶氨酸的洗脱液经浓缩后重新过732阳离子交换柱,以提高茶氨酸的得率。
在本发明中,需要对茶氨酸浓缩液进行降温结晶,一般置于-10℃下过夜就可以析出茶氨酸,结晶后的液体可进行重结晶。
在本发明的方法中,所述的过滤、浓缩、干燥可以是离心分离、过滤分离、真空蒸馏、薄膜蒸馏、冷冻干燥、喷雾干燥。
实施例1
1)茶叶粉末1千克,在微波作用下,用5倍的乙醇水溶液,60℃温度下重复浸泡提取4次,每次5分钟,经过滤分离得到茶叶提取液,茶叶提取液经浓缩,浓缩液中添加食用乙醇,用量为浓缩液体积的2倍,经过滤得到茶多糖沉淀和多糖提取后余液,多糖沉淀用水溶解后,添加1%醋酸锌去除蛋白质,多糖溶液经凝胶G75柱层析,洗脱液干燥得到茶多糖,茶多糖中总糖含量达到65.00%,得率为0.5%。
2)多糖提取后余液用氯仿萃取,氯仿的用量为液相体积的1倍,混合均匀,进行两相分离,得到氯仿萃取相与氯仿萃余相,重复萃取4次,氯仿萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯的用量为液相体积的5倍,混合均匀,两相分离,得到乙酸乙酯萃取相与乙酸乙酯萃余相,重复萃取4次,乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚,茶多酚的纯度为80%,得率为5%。
3)乙酸乙酯萃余相,调整其pH为1,然后经过732阳离子交换树脂柱进行离子交换,用3BV酸水洗柱后,用pH=12的氨水进行洗脱,收集部分流出液,调整收集液pH值到茶氨酸的等电点,浓缩到原体积的1/3,降温到-10℃、结晶干燥可得到茶氨酸,茶氨酸的纯度为50%。
4)合并氯仿萃取相,结晶、干燥可得到咖啡碱,咖啡碱的纯度为95%,得率为1.2%。
实施例2
1)茶叶粉末1千克,在微波作用下,用10倍的30%乙醇水溶液,40℃温度下重复浸泡提取3次,每次20分钟,经过滤分离得到茶叶提取液,茶叶提取液经浓缩,浓缩液中添加食用乙醇,用量为浓缩液体积的3倍,经过滤得到茶多糖沉淀和多糖提取后余液,多糖沉淀用水溶解后,添加1%醋酸锌去除蛋白质,多糖溶液经凝胶G25柱层析,洗脱液干燥得到茶多糖,茶多糖中总糖含量达到66.10%,得率为0.51%。
2)多糖提取后余液用氯仿萃取,氯仿的用量为液相体积的5倍,混合均匀,进行两相分离,得到氯仿萃取相与氯仿萃余相,重复萃取3次,氯仿萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯的用量为液相体积的2倍,混合均匀,两相分离,得到乙酸乙酯萃取相与乙酸乙酯萃余相,重复萃取4次,乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚,茶多酚的纯度为82%,得率为5.5%。
3)乙酸乙酯萃余相,调整其pH为5,然后经过732阳离子交换树脂柱进行离子交换,用1BV酸水洗柱后,用pH=11的氨水进行洗脱,收集部分流出液,调整收集液pH值到茶氨酸的等电点,浓缩到原体积的1/3,降温到-10℃、结晶、干燥可得到茶氨酸,茶氨酸的纯度为55%。
4)合并氯仿萃取相,结晶、干燥可得到咖啡碱,咖啡碱的纯度为95%,得率为1.2%。
实施例3
1)茶叶粉末1千克,在微波作用下,用15倍的10%乙醇水溶液,40℃温度下重复浸泡提取3次,每次15分钟,经过滤分离得到茶叶提取液,茶叶提取液经浓缩,浓缩液中添加食用乙醇,用量为浓缩液体积的5倍,经过滤得到茶多糖沉淀和多糖提取后余液,多糖沉淀用水溶解后,添加1%醋酸锌去除蛋白质,多糖溶液经凝胶Bio-Gel P-6柱层析,洗脱液干燥得到茶多糖,茶多糖中总糖含量达到67%,得率为0.55%。
2)多糖提取后余液用氯仿萃取,氯仿的用量为液相体积的3倍,混合均匀,进行两相分离,得到氯仿萃取相与氯仿萃余相,重复萃取3次,氯仿萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯的用量为液相体积的2倍,混合均匀,两相分离,得到乙酸乙酯萃取相与乙酸乙酯萃余相,重复萃取4次,乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚,茶多酚的纯度为82%,得率为5.5%。
3)乙酸乙酯萃余相,调整其pH为5,然后经过732阳离子交换树脂柱进行离子交换,用3BV酸水洗柱后,用pH=11的氨水进行洗脱,收集部分流出液,调整收集液pH值到茶氨酸的等电点,浓缩到原体积的1/2,降温到-10℃、结晶、干燥可得到茶氨酸,茶氨酸的纯度为53%。
4)合并氯仿萃取相,结晶、干燥可得到咖啡碱,咖啡碱的纯度为96%,得率为1.6%。
实施例4
1)茶叶粉末1千克,在微波作用下,用20倍的去离子水,40℃温度下重复浸泡提取3次,每次20分钟,经过滤分离得到茶叶提取液,茶叶提取液经浓缩,浓缩液中添加壳聚糖,用量为1.0%,经过滤得到茶多糖沉淀和多糖提取后余液,多糖沉淀用水溶解后,添加2%硫酸锌除去蛋白,经凝胶Bio-Gel P-10柱层析,洗脱液干燥得到茶多糖,茶多糖中总糖含量达到66.10%,得率为0.51%。
2)多糖提取后余液用氯仿萃取,氯仿的用量为液相体积的2倍,混合均匀,进行两相分离,得到氯仿萃取相与氯仿萃余相,重复萃取3次,氯仿萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯的用量为液相体积的2倍,混合均匀,两相分离,得到乙酸乙酯萃取相与乙酸乙酯萃余相,重复萃取4次,乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚,茶多酚的纯度为82%,得率为5.5%。
3)乙酸乙酯萃余相,调整其pH为1,然后经过732阳离子交换树脂柱进行离子交换,用1BV酸水洗柱后,用pH=11的氨水进行洗脱,收集部分流出液,调整收集液pH值到茶氨酸的等电点,浓缩到原体积的1/3,降温到0℃、结晶、干燥可得到茶氨酸,茶氨酸的纯度为50%。
4)合并氯仿萃取相,结晶、干燥可得到咖啡碱,咖啡碱的纯度为95%,得率为1.2%。
实施例4
1)茶叶粉末1千克,在微波作用下,用10倍的30%乙醇水溶液,40℃温度下重复浸泡提取3次,每次20分钟,经过滤分离得到茶叶提取液,茶叶提取液经浓缩,浓缩液中添加95%的乙醇,用量为浓缩液体积的3倍,经过滤得到茶多糖沉淀和多糖提取后余液,多糖沉淀用水溶解后,添加1%醋酸锌除去蛋白,多糖溶液经凝胶柱层析,洗脱液干燥得到茶多糖,茶多糖中总糖含量达到66.10%,得率为0.51%。
2)多糖提取后余液用氯仿萃取,氯仿的用量为液相体积的2倍,混合均匀,进行两相分离,得到氯仿萃取相与氯仿萃余相,重复萃取3次,氯仿萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯的用量为液相体积的2倍,混合均匀,两相分离,得到乙酸乙酯萃取相与乙酸乙酯萃余相,重复萃取4次,乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚,茶多酚的纯度为82%,得率为5.5%。
3)乙酸乙酯萃余相,调整其pH为1,然后经过732阳离子交换树脂柱进行离子交换,用1BV酸水洗柱后,用pH=11的氨水进行洗脱,收集部分流出液,调整收集液pH值到茶氨酸的等电点,浓缩到原体积的1/3,降温到0℃、结晶、干燥可得到茶氨酸,茶氨酸的纯度为50%。
4)合并氯仿萃取相,结晶、干燥可得到咖啡碱,咖啡碱的纯度为95%,得率为1.2%。
实施例5
1)茶叶粉末1千克,在微波作用下,用20倍的50%乙醇水溶液,20℃温度下重复浸泡提取3次,每次60分钟,经过滤分离得到茶叶提取液,茶叶提取液经浓缩,浓缩液中添加100%的乙醇,用量为浓缩液体积的2倍,经过滤得到茶多糖沉淀和多糖提取后余液,多糖沉淀用水溶解后,添加1%硫酸锌除去蛋白,多糖溶液经凝胶G25柱层析,洗脱液干燥得到茶多糖,茶多糖中总糖含量达到670%,得率为0.57%。
2)多糖提取后余液用氯仿萃取,氯仿的用量为液相体积的2倍,混合均匀,进行两相分离,得到氯仿萃取相与氯仿萃余相,重复萃取4次,氯仿萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯的用量为液相体积的2倍,混合均匀,两相分离,得到乙酸乙酯萃取相与乙酸乙酯萃余相,重复萃取4次,乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚,茶多酚的纯度为85%,得率为5%。
3)乙酸乙酯萃余相,调整其pH为5,然后经过732阳离子交换树脂柱进行离子交换,用3BV酸水洗柱后,用pH=12的氨水进行洗脱,收集部分流出液,调整收集液pH值到茶氨酸的等电点,浓缩到原体积的1/3,降温到-10℃、结晶、干燥可得到茶氨酸,茶氨酸的纯度为52%。
4)合并氯仿萃取相,结晶、干燥可得到咖啡碱,咖啡碱的纯度为95%,得率为1.2%。
Claims (6)
1.一种从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法,其特征在于方法的步骤如下:
1)茶叶粉末中加入5-20倍的水或有机溶剂水溶液,在微波作用下,20℃-60℃温度范围内,多次重复浸泡提取,每次5-60分钟,经过滤分离得到茶叶提取液,茶叶提取液经浓缩,浓缩液中添加茶多糖沉淀剂,经过滤可得到茶多糖沉淀和多糖提取后余液,多糖沉淀用水溶解后,利用盐析法除去蛋白,经凝胶柱层析,洗脱液干燥得到茶多糖。
2)多糖提取后余液,用氯仿萃取,氯仿的用量为液相体积的1-5倍,混合均匀,两相分离,可得到氯仿萃取相与氯仿萃余相,重复萃取2-4次,合并氯仿萃余相,然后萃余相用乙酸乙酯萃取,乙酸乙酯的用量为萃余相体积的1-5倍,混合均匀,两相分离,可得到乙酸乙酯萃取相与乙酸乙酯萃余相,重复萃取2-4次,合并乙酸乙酯萃取相并干燥可得到茶多酚。
3)乙酸乙酯萃余相,调整pH值为1-5,然后经过732阳离子交换树脂柱进行离子交换,用1-3 BV酸水洗柱后,用氨水洗脱,收集所需部分流出液,调整收集液pH值到茶氨酸的等电点,浓缩到原体积的1/3-1/2,降温、结晶、干燥可得到茶氨酸。
4)合并收集的氯仿萃取相,经结晶、干燥可得到咖啡碱。
2.根据权利要求1所述的一种从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法,其特征在于所述的有机溶剂水溶液为甲醇或乙醇的水溶液。
3.根据权利1要求所述的一种从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法,其特征在于所述的茶多糖沉淀剂为:高浓度的乙醇、丙酮、壳聚糖等,乙醇或丙酮的用量为浓缩液体积的1-5倍,壳聚糖的用量为0.01~3.0%。
4.根据权利1要求所述的一种从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法,其特征在于所述的盐析法中所用的试剂可为:醋酸锌、硫酸锌、硫酸钠、氯化钠、柠檬酸钠等。
5.根据权利1要求所述的一种从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法,其特征在于所述的凝胶柱层析法所用的凝胶为:交联葡聚糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶。交联葡聚糖凝胶包括Sephadex G-15、Sephadex G-25、Sephadex G-50、Sephadex G-75,聚丙烯酰胺凝胶包括Bio-Gel P-4、Bio-Gel P-6、Bio-Gel P-10、Bio-Gel P-30。
6.根据权利1要求所述的一种从茶叶中综合提取茶多糖、咖啡碱、茶多酚、茶氨酸的方法,其特征在于过滤、浓缩、干燥分别可以是离心分离、过滤分离、真空蒸馏、薄膜蒸馏、冷冻干燥、喷雾干燥。
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