專利名稱:從茶樹花中提取茶多酚的加工工藝的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及茶樹花、茶葉多酚分離純化的制備工藝,它屬于天然有機化學領域和農 產品的深度加工領域技術,尤其涉及超聲波一超濾一大孔吸附樹脂聯(lián)用分離純化目標組 分的制備工藝。
背景技術:
茶樹花含有與茶鮮葉相似的諸如茶多酚、蛋白質、多糖等多種天然組分,其中以兒 茶素為主體的茶多酚具有清除人體自由基和提高免疫力,抗氧化、抗衰老、抗輻射、降 血脂、減肥等功效,已廣泛地應用于醫(yī)藥、保健品、化妝品和食品行業(yè),是安全天然的 活性物質,應用前景非常廣闊,但其自然資源有限,目前多為從茶葉中提取。茶樹花是 茶樹的生殖器官,從開花到結果,需要17個月,消耗了茶樹的營養(yǎng),影響茶葉產量、質 量,茶農為提高茶葉產量、質量,常常將其修剪入土,大量的茶樹花被廢棄。利用廢棄 的茶樹花資源,從中提取天然抗氧化劑比茶葉更為經濟,這大大降低了茶多酚的提取成 本,開辟了資源缺乏的天然多酚獲取新途徑。同時提高茶農種植茶葉經濟效益,富工富 農,具有極大的綜合社會效益。
從茶葉中提取茶多酚目前采用的主要是溶劑提取法(包括水和含水有機溶劑),重金屬 鹽沉淀法和樹脂吸附濃集法。溶劑提取法要用氯仿萃取濾液脫除色素和咖啡因;沉淀法 則采用重金屬離子沉淀濾液中茶多酚,使其與色素和咖啡因分離,這兩種方法可能導致 茶多酚產品中的有機溶劑或重金屬殘留,而且制備的茶多酚純度不高。由粗茶多酚分離 提取兒茶素的方法有超臨界C02萃取法,該法產品純度較高,但工藝復雜,分離組份單 一,操作不便,成本高;液相制備色譜和逆流色譜法,制備的茶多酚單體分離物純度高, 回收效果較好,但投資成本高,而且生產能力是"克量級",很難擴大規(guī)模。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種以茶樹花為原料,采用超聲波一超濾一大孔吸附樹脂聯(lián) 用的技術,從茶樹花中提取茶多酚的加工工藝。 本發(fā)明的技術方案包括以下步驟
1) 、鮮茶樹花干燥,制得干茶樹花,并粉碎;
2) 、在容器中將花末與濃度為60%的乙醇按照1: 20 25的重量比混合,靜置4~9 小時,然后置入超聲波浸提釜中,加熱至50 6(TC,保溫20 30min,取出過濾,得提 取液;
3) 、將提取液置入真空濃縮裝置,回收乙醇,當容器內提取液體積減少至1/5-1/3時, 停止取出,往容器中加入水至原體積;進行微濾,微濾后進行超濾,選用MWCO在5 萬 10萬超濾膜,在常溫下,超濾壓力為0.10 0.30MPa,當超濾進行至料液剩10 20 %時,加水透析至少一次,制得茶多酚超濾處理濾液;
4) 、采用中等極性吸附樹脂,將其濕法裝入樹脂柱,水洗滌平衡后,將上步驟的茶 樹花多酚超濾處理濾液加入樹脂柱進行吸附,檢測漏出液多酚濃度達到初始上柱濃度的 10 20%時停止上柱;用樹脂柱體積2~3倍的蒸餾水或pH值為2.0 3.0的5 10%乙醇 水溶液快速淋洗,洗去寡糖、色素、咖啡堿等雜質;茶樹花多酚采用樹脂柱體積3倍的 30 70%乙醇液梯度洗脫樹脂層,收集洗脫液,得多酚提取液;
5) 、將多酚提取液置入真空濃縮裝置,回收乙醇,得浸膏,將浸膏干燥,制得茶樹 花多酚精粉。
現(xiàn)場釆收的鮮茶樹花進行真空低溫干燥60 8(TC或床式干燥;床式干燥采用梯度溫 度烘干,烘干溫度為70 12(TC,使干茶樹花含水量在8%以下;再將干茶樹花用粉碎機 粉碎,粉碎至30~60目。
當超濾進行至料液剩15 20%時,加水透析2 5次,每次加水量為原干花質量4 6倍。
中等極性吸附樹脂為YZ-806、 HZ-816、 NKA-9、 B4、 Amberlite XAD-7、 HP-20。 對多酚提取液進行真空濃縮回收乙醇,提取液體積減少為原體積的1/3以下時,取
出,濃縮的提取液真空千燥、噴霧干燥或真空冷凍干燥制得高純度茶樹花多酚精粉。 洗脫茶多酚的樹脂,分別用樹脂柱體積2倍的2 5%濃度的堿和酸、95%乙醇洗漆,
恢復樹脂吸附能力。
本發(fā)明中,超聲波輔助溶劑浸提,可在低溫短時間內有效浸提茶多酚,最大限度保 證茶多酚有效成分不被破壞,其浸出率高于常規(guī)溶劑浸提。常規(guī)溶劑浸提時間長,溫度 高,多酚易破壞,效率低,運行成本大。
超濾膜分離過程不發(fā)生相變,分離物料加熱或冷卻的能耗很低;通??稍诔叵逻M 行,特別適合熱敏性物質的分離、分級,有利于保持產品的生物活性、物理化學穩(wěn)定性 高,有效成分的損失大大減少;分離過程的規(guī)模和處理能力可在很大范圍內變化,且方 便調整,而設備單價、運行費用低。
中等極性的大孔吸附樹脂是新型的非離子型分子吸附介質,已顯示出它獨特的分離 作用。該方法是利用吸附樹脂的分子篩和吸附性質,使兒茶素在吸附樹脂上吸附解吸與 其它物質分離,而達到分離純化目的。采用梯度洗脫可得到高純度不同組成的多酚產品。 吸附樹脂法操作簡便,樹脂也可再生反復使用,穩(wěn)定性高,成本低,易走向工業(yè)化。但
單獨使用大孔吸附樹脂技術存在產品的純度不夠高,樹脂容易被雜質污染的缺陷。
本發(fā)明與現(xiàn)有茶葉制備茶多酚方法相比具有如下優(yōu)點,針對茶樹花多酚含量豐富,
色素雜質少、穩(wěn)定性好的特點,進行綜合開發(fā)利用,變廢為寶,代替茶葉提取天然茶多 酚,為醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)提供高品質的原料、添加劑。本工藝流程通過超聲波 輔助溶劑浸提,可在低溫短時高效率浸提茶多酚,最大限度保證茶多酚有效成分不被破 壞。超濾去除提取液中的蛋白質、多糖等大分子物質,由于去除了部分雜質,大孔吸附 樹脂容易被雜質污染的問題得到了很好的解決,分離純化效果更好。整個工藝除食用乙 醇外,不引入其他有機溶劑和化學物質,使產品為純天然提煉品,安全可靠,使得整個
生產過程無任何環(huán)境污染,是其他分離方法無法相比的,使本項目的開發(fā)利用更具合理 性。本發(fā)明提高了茶樹花資源利用率,適應規(guī)?;a,降低能耗和生產成本,增強生 產的競爭力。
具體實施例方式
實施例1
現(xiàn)場采收的鮮茶樹花通過低溫真空干燥制得干茶樹花,降低多酚在保藏過程中的氧 化損失。茶樹花粉碎機粉碎至50目左右,3kg粉碎茶樹花與60L60X乙醇混合,冷浸8 h后,裝入控溫的超聲波提取設備中,加熱至55t:,超聲波提取20min,過濾;第二次 提取加入30L60X乙醇,加熱至55。C,超聲波提取5min,過濾。合并兩次濾液。濾液真 空濃縮回收乙醇,降低提取液乙醇體積分數(shù),加水補足至100 L。微濾澄清茶樹花浸提液, 去除料液內含大量的茶樹花細微顆粒、懸浮雜質,減輕對后繼超濾膜的污染,得澄清的 茶樹花提取液100L,含茶樹花多酚221.2120 g。
將100L提取液泵入超濾設備中進行超濾,脫除蛋白質、茶多糖、果膠等等雜質,收 集超濾液。選用PS材質中空纖維超濾膜組件,MWC0為5萬。超濾工藝條件為操作 溫度30'C、超濾壓力0.10MPa。當超濾進行至料液剩15 L時,加15L水透析兩次,收 集超濾液約115L,含茶樹花多酚180.3525 g,多酚提取率為81.53%。
將篩選的中極性大孔吸附樹脂YZ-806濕法裝入樹脂柱,水洗滌平衡后,以最佳吸附 條件上柱液濃度lmg/ml,上柱液pH3.0,上柱流速4 BV/h (BV為樹脂柱體積)將茶 樹花多酚超濾液泵入樹脂柱進行吸附,檢測漏出液多酚濃度達到初始濃度的15%時停止 上柱;用3 BV蒸餾水快速淋洗,洗去寡糖、色素等雜質;茶樹花多酚采用3 BV的30~70 'C乙醇液以梯度洗脫樹脂層,收集洗脫液。洗脫液含茶樹花多酚152.9930 g,多酚吸附率 為86.39%,解吸率98.20%。
洗脫液進行真空旋轉蒸發(fā)回收乙醇,真空冷凍干燥得到茶樹花多酚產品181.4433 g。
整個工藝茶樹花多酚提取率約為67.8%,得率約為5.1%。茶樹花多酚純度84.32%, 總兒茶素含量65.02% ,其中EGCG含量28.87% 。
實施例2
現(xiàn)場采收的鮮茶樹花通過低溫真空干燥制得干茶樹花,降低多酚在保藏過程中的氧 化損失。茶樹花粉碎機粉碎至50目左右,3kg粉碎茶樹花與70L60X乙醇混合,冷浸4 h后,裝入控溫的超聲波提取設備中,加熱至6(TC,超聲波提取30min,過濾;第二次 提取加入30L60X乙醇,加熱至6(TC,超聲波提取5min,過濾。合并兩次濾液。濾液真 空濃縮回收乙醇,降低提取液乙醇體積分數(shù),加水補足至100 L。微濾澄清茶樹花浸提液, 去除料液內含大量的茶樹花細微顆粒、懸浮雜質,減輕對后繼超濾膜的污染,得澄清的 茶樹花提取液100 L,含茶樹花多酚225.0214 g。
將100L提取液泵入超濾設備中進行超濾,脫除蛋白質、茶多糖、果膠等等雜質,收 集超濾液。選用聚醚酮材質平板超濾膜組件,MWC0為7萬。超濾工藝條件為操作溫 度3(TC、超濾壓力0.10MPa。當超濾進行至料液剩10L時,加10L水透析兩次,收集
超濾液約110L,含茶樹花多鼢200.7190g,多酚提取率為89.23%。
將篩選的中極性大孔吸附樹脂HZ-816濕法裝入樹脂柱,水洗滌平衡后,以最佳吸附 條件上柱液濃度lmg/ml,上柱液pH2.5,上柱流速4 BV/h (BV為樹脂柱體積)將茶 樹花多酚超濾液泵入樹脂柱進行吸附,檢測漏出液多酚濃度達到初始濃度20%時停止上 柱;用3BV蒸餾水快速淋洗,洗去寡糖、色素等雜質;茶樹花多酚采用3 BV的30-70 。C乙醇液以梯度洗脫樹脂層,收集洗脫液。洗脫液含茶樹花多酚159.8490g,多酚吸附率 為80.24 % ,解吸率99.25 % 。
洗脫液進行真空旋轉蒸發(fā)回收乙醇,真空冷凍干燥得到茶樹花多酚產品193.0310g。 整個工藝茶樹花多酚提取率約為71.0%,得率約為5.3%。茶樹花多酚純度82.81%, 總兒茶素含量63.47%,其中EGCG含量28.20%。 實施例3
現(xiàn)場采收的鮮茶樹花通過低溫真空干燥制得干茶樹花,降低多酚在保藏過程中的氧 化損失。茶樹花粉碎機粉碎至50目左右,3kg粉碎茶樹花與75L60X乙醇混合,冷浸9 h 后,裝入控溫的超聲波提取設備中,加熱至5(TC,超聲波提取25min,過濾;第二次提 取加入30L60X乙醇,加熱至5(TC,超聲波提取5min,過濾。合并兩次濾液。濾液真空 濃縮回收乙醇,降低提取液乙醇體積分數(shù),加水補足至100L。微濾澄清茶樹花浸提液, 去除料液內含大量的茶樹花細微顆粒、懸浮雜質,減輕對后繼超濾膜的污染,得澄清的 茶樹花提取液100L,含茶樹花多酚222.8010g。
將100L提取液泵入超濾設備中進行超濾,脫除蛋白質、茶多糖、果膠等等雜質,收 集超濾液。選用PVDF材質中空纖維超濾膜組件,MWCO為10萬。超濾工藝條件為 操作溫度30。C、超濾壓力0.08MPa。當超濾進行至料液剩20 L時,加20L水透析兩次, 收集超濾液約120L,含茶樹花多酚205.1997 g,多酚提取率為92.15% 。
將篩選的中極性大孔吸附樹脂HP-20濕法裝入樹脂柱,水洗滌平衡后,以最佳吸附 條件上柱液濃度lmg/ml,上柱液pH2.0,上柱流速4BV/h (BV為樹脂柱體積)將茶 樹花多酚超濾液泵入樹脂柱進行吸附,檢測漏出液多酚濃度達到初始濃度的10%時停止 上柱;用3 BV蒸餾水快速淋洗,洗去寡糖、色素等雜質;茶樹花多酚采用4BV的30-70 X:乙醇液以梯度洗脫樹脂層,收集洗脫液。洗脫液含茶樹花多酚194.8140g,多酚吸附率 為92.06%,解吸率94.98%。
洗脫液進行真空旋轉蒸發(fā)回收乙醇,真空冷凍干燥得到茶樹花多酚產品228.1729g。
整個工藝茶樹花多酚提取率約為79.7%,得率約為6.5%。茶樹花多酚純度85.38%, 總兒茶素含量65.98% ,其中EGCG含量28.92% 。
權利要求
1、一種從茶樹花中提取茶多酚的加工工藝,其特征在于,它包括以下步驟1)、鮮茶樹花干燥,制得干茶樹花,并粉碎;2)、在容器中將花末與濃度為60%的乙醇按照1∶20~25的重量比混合,靜置4~9小時,然后置入超聲波浸提釜中,加熱至50~60℃,保溫20~30min,取出過濾,得提取液;3)、將提取液置入真空濃縮裝置,回收乙醇,當容器內提取液體積減少至1/5~1/3時,停止取出,往容器中加入水至原體積;進行微濾,微濾后進行超濾,選用MWCO在5萬~10萬超濾膜,在常溫下,超濾壓力為0.10~0.30MPa,當超濾進行至料液剩10~20%時,加水透析至少一次,制得茶多酚超濾處理濾液;4)、采用中等極性吸附樹脂,將其濕法裝入樹脂柱,水洗滌平衡后,將上步驟的茶樹花多酚超濾處理濾液加入樹脂柱進行吸附,檢測漏出液多酚濃度達到初始上柱濃度的10~20%時停止上柱;用樹脂柱體積2~3倍的蒸餾水或pH值為2.0~3.0的5~10%乙醇水溶液快速淋洗,洗去寡糖、色素、咖啡堿等雜質;茶樹花多酚采用樹脂柱體積3倍的30~70%乙醇液梯度洗脫樹脂層,收集洗脫液,得多酚提取液;5)、將多酚提取液置入真空濃縮裝置,回收乙醇,得浸膏,將浸膏干燥,制得茶樹花多酚精粉。
2、 如權利要求1所述的從茶樹花中提取茶多酚的加工工藝,其特征在于, 現(xiàn)場采收的鮮茶樹花進行真空低溫干燥60 8(TC或床式千燥;床式干燥采用梯 度溫度烘千,烘干溫度為70 12(TC,使干茶樹花含水量在8%以下;再將干茶 樹花用粉碎機粉碎,粉碎至30 60目。
3、 如權利要求1所述的一種從茶樹花中提取茶多酚的加工工藝,其特征在 于,當超濾進行至料液剩15 20%時,加水透析2 5次,每次加水量為原干花 質量4 6倍。
4、 如權利要求1所述的從茶樹花中提取茶多酚的加工工藝,其特征在于, 中等極性吸附樹脂為YZ-806、 HZ-816、 NKA-9、 B4、 Amberlite XAD-7、 HP-20。
5、 如權利要求1所述的從茶樹花中提取茶多酚的加工工藝,其特征在于, 對多酚提取液進行真空濃縮回收乙醇,提取液體積減少為原體積的1/3以下時, 取出,濃縮的提取液真空干燥、噴霧干燥或真空冷凍干燥制得高純度茶樹花多酚 精粉。
6、 如權利要求1所述的從茶樹花中提取茶多酚的加工工藝,其特征在于, 洗脫茶多酚的樹脂,分別用樹脂柱體積2倍的2 5%濃度的堿和酸、95%乙醇 洗滌,恢復樹脂吸附熊力。
全文摘要
從茶樹花中提取茶多酚的加工工藝。涉及茶樹花、茶葉多酚分離純化的制備工藝。它包括以下步驟1)、制干茶樹花粉;2)、超聲波浸提,制提取液;3)、提取濃縮,微濾,微濾后進行超濾,制得超濾處理濾液;4)、采用中等極性吸附樹脂,吸附,得多酚提取液;5)、將提取液制為浸膏,再將浸膏制為茶樹花多酚精粉。本發(fā)明與現(xiàn)有茶葉制備茶多酚方法相比具有如下優(yōu)點,針對茶樹花多酚含量豐富,色素雜質少、穩(wěn)定性好的特點,進行綜合開發(fā)利用,變廢為寶,代替茶葉提取天然茶多酚,為醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)提供高品質的原料、添加劑。本發(fā)明提高了茶樹花資源利用率,適應規(guī)?;a,降低能耗和生產成本,增強生產的競爭力。
文檔編號C07C37/70GK101108842SQ20061008604
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權日2006年7月18日
發(fā)明者劉國艷, 董瑞建, 黃阿根 申請人:揚州大學