專利名稱：從茶葉中提取茶多酚、茶氨酸、茶多糖、茶色素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了從茶葉中提取茶多酚、茶氨酸、茶多糖、茶色素的方法。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外科學(xué)研究證明，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、抗癌和降血脂等功能；茶氨酸具有降壓安神和改善睡眠等功能；茶多糖具有降血糖、增強(qiáng)免疫力等功能；茶色素具有抗血凝、抗血栓和防止動(dòng)脈粥樣硬化等功能；咖啡堿具有醫(yī)治哮喘和消除疲勞等功能。因此，茶葉的功能性成份已被廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥、保健和食品等領(lǐng)域，且具有巨大的潛在市場。綜合開發(fā)茶葉的功能性成份，是促進(jìn)人類健康和解決我國中低檔茶葉出路的有效途徑。
根據(jù)國內(nèi)外公開專利報(bào)道，從茶葉中提取茶多酚等功能性成份的方法有離子沉淀法、溶劑提取法、樹脂吸附法和二氧化碳超臨界流體萃取法，但是目前尚未有將溶劑萃取技術(shù)、樹脂吸附技術(shù)、膜分離技術(shù)、酶促氧化技術(shù)和二氧化碳超臨界流體萃取技術(shù)等先進(jìn)工藝與設(shè)備組合的一次性從茶葉中提取茶多酚、茶氨酸、茶多糖、茶色素、咖啡堿的方法。本人公開專利CN1104621的茶多酚提取方法，具有茶多酚純度高但得率低的缺陷；本人公開專利號(hào)03149378.5和公開專利CN03135467.X的茶多酚提取方法仍存在著茶葉資源尚未完全利用的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是克服上述專利的缺陷，是將二氧化碳超臨界流體萃取、膜分離、離子沉淀、醇析和溶劑萃取等集為一體，發(fā)揮各技術(shù)之長，一次性從茶葉中提取多種功能性成份。本發(fā)明能夠降低投資和運(yùn)行成本，最大值的發(fā)揮茶葉的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的目的是一次性從茶葉中提取茶多酚、茶氨酸、茶多糖、茶色素、咖啡堿的方法。
本發(fā)明的方法步驟如下1、本發(fā)明茶多酚的提取方法包括茶葉破碎風(fēng)送、連續(xù)浸提、固液分離、速冷微濾、超濾與反滲透、溶劑萃取、萃取相溶劑回收、二氧化碳超臨界流體脫咖啡堿和脫溶劑與農(nóng)藥殘留、漿液整理、N2噴霧干燥。本發(fā)明的茶多酚提取是通過如下所述方式來完成的，茶葉破碎成20～40目，用風(fēng)力送入平面旋轉(zhuǎn)盤式連續(xù)浸提器內(nèi)，經(jīng)無離子水多級(jí)逆流連續(xù)浸提，加入檸檬酸溶液調(diào)PH值為6.5～6.8，防止兒茶素的活性酚性羥基氧化脫氫成醌類，經(jīng)固液分離和速冷微濾后的提取液用切割分子量5～10萬的超濾膜脫除果膠、蛋白質(zhì)和脂多糖，再用切割分子量50～400的反滲透膜將提取液脫水濃縮2～5倍，制備的濃縮提取液用體積比1∶1.2的乙酸乙酯萃取茶多酚，將萃取相真空蒸餾回收乙酸乙酯后得茶多酚漿液，用濃漿泵將茶多酚漿液輸入配置二個(gè)回路系統(tǒng)的超臨界萃取釜，在恒溫35℃～45℃，臨界壓力為30～40MPa和無離子水作為攜帶劑的二氧化碳超臨界流體進(jìn)入萃取釜脫除咖啡堿和農(nóng)藥殘留及溶劑，用無離子水稀釋整理脫堿的茶多酚漿液，再用氮?dú)鈬婌F干燥得精品茶多酚。
2、本發(fā)明的茶多糖提取方法是通過如下所述方式來完成的，將超濾截留液真空蒸餾濃縮3～5倍，用體積比1∶3的95％乙醇在-5℃～0℃時(shí)沉析并分離出沉淀物，將沉淀物真空干燥得茶多糖。
3、本發(fā)明的茶氨酸提取方法是通過如下所述方式來完成的，將溶劑萃取茶多酚后的萃余相用二氯甲烷脫除咖啡堿，脫堿后的萃余相真空蒸餾濃縮1～2倍后用硫酸調(diào)PH值至5～6，加入堿式碳酸銅，得沉淀物溶入稀硫酸中，加H2S反應(yīng)沉淀去除銅離子得上清液，用體積比1∶3～5倍的95％乙醇在溫度-5℃～5℃條件下沉析分離出茶氨酸，再經(jīng)重結(jié)晶純化后真空干燥得茶氨酸。
4、本發(fā)明的茶色素提取方法是通過如下所述方式來完成的，將脫咖啡堿和沉析茶氨酸后的萃余相上清液，用碳酸鈉水溶液調(diào)PH值呈中性，再酶促氧化和空氣氧化剩余的多酚類物質(zhì)，用反滲透去除水份，得濃縮液用低溫真空干燥制得茶色素。
5、本發(fā)明的咖啡堿提取方法是通過下述方式來完成的，將二氧化碳超臨界流體萃取的咖啡堿和萃余相用二氯甲烷萃取的咖啡堿合并，經(jīng)蒸餾回收二氯甲烷得咖啡堿結(jié)晶體，用無離子水溶解，再用二氯甲烷萃取咖啡堿，蒸餾回收溶劑后得含水結(jié)晶體，再真空干燥得高純度咖啡堿。
本發(fā)明的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果是1、產(chǎn)品純度高茶多酚(GTP)≥98％，兒茶素≥70％，得率≥10％，咖啡堿含量≤0.1％，無農(nóng)藥殘留和無溶劑殘留；咖啡堿純度≥99.0％；茶多糖純度≥50％；茶氨酸純度≥56％；2、提取過程中，加入保護(hù)劑，并在低溫和常溫狀態(tài)下提取和干燥，防止兒茶素有效成份氧化損失；3、茶葉破碎風(fēng)送和茶葉連續(xù)多級(jí)逆流浸提，適應(yīng)工業(yè)化和自動(dòng)化的規(guī)模生產(chǎn)，減少勞動(dòng)強(qiáng)度；4、用微濾(MF)、超濾(UF)和反滲透(RO)或納濾(UF)組成的提取液脫雜、脫果膠、脫蛋白多糖和脫水濃縮、有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗和降低固定資產(chǎn)投資；5、用二氧化碳超臨界流體脫咖啡堿、脫農(nóng)藥殘留和脫溶劑，可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本；6、利用提取茶多酚過程中的超濾截留液和萃余相，提取茶多糖、茶氨酸、茶色素，可充分利用資源，提高投資的經(jīng)濟(jì)效益，且提取方法的全過程無廢水、無廢渣、無廢氣，能夠達(dá)到潔凈生產(chǎn)的目的；7、反滲透水返回茶葉浸提，減少無離子水生產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本和投資；8、方法簡單，操作方便，成本低廉，適于工業(yè)化與自動(dòng)化生產(chǎn)；9、產(chǎn)品色澤好，溶解性好，活性成份高。
實(shí)施表明，本發(fā)明提取方法適于工業(yè)化與自動(dòng)化生產(chǎn)，利用本發(fā)明提取的茶多酚、茶多糖、茶氨酸和茶色素具有顯著的生物活性，特別適于食品抗氧化劑和相關(guān)藥物原料，同時(shí)也顯著提高了茶葉的附加值。
具體實(shí)施例方式
按本發(fā)明提取方法的工藝流程圖的工序步驟實(shí)例詳細(xì)描述。
1、稱綠茶2000克，破碎至20目，用40升85℃的無離子水恒溫動(dòng)態(tài)6級(jí)逆流浸提，并用5％檸檬酸水溶液調(diào)PH值6.5～6.8，浸提時(shí)間為90分鐘，經(jīng)固液分離得提取液，速冷至溫度35℃以下，經(jīng)120～200目的工業(yè)濾網(wǎng)和孔徑0.1～5um的微濾器過濾得35.6升精制提取液，分離的茶渣干燥后可作飼料或有機(jī)肥；2、所述的精制提取液用切割分子量5～10萬超濾膜截留果膠、蛋白質(zhì)和脂多糖，超濾透過的提取液再用切割分子量50～400的反滲透膜將提取液濃縮至2～5倍，得濃縮提取液11.8升供下一工序使用，也可經(jīng)真空蒸發(fā)濃縮達(dá)比重1.20以上時(shí)，用噴霧干燥制得食品級(jí)茶多酚；3、所述的濃縮提取液用體積比為1∶1.2的乙酸乙酯在25℃～35℃恒溫下動(dòng)態(tài)逆流萃取茶多酚，將萃取相的乙酸乙酯蒸餾回收循環(huán)使用，得茶多酚濃漿液362ml，輸入配置二個(gè)回路系統(tǒng)的超臨界裝置的萃取釜內(nèi)，采用第一回路系統(tǒng)操作，用二氧化碳超臨界流體在萃取壓力30～40MPa，減壓分離壓力6.5MPa，恒溫45℃，循環(huán)連續(xù)萃取2小時(shí)，去除溶劑和農(nóng)藥殘留，再采用第二回路系統(tǒng)操作，在萃取釜內(nèi)的茶多酚濃漿液中加入150ml無離子水作為攜帶劑，萃取壓力30～40MPa，減壓分離壓力6.0MPa，恒溫35℃，循環(huán)連續(xù)萃取6小時(shí)，收集分離釜排出的萃取相106ml，用體積比為1∶0.8的二氯甲烷萃取二次，重結(jié)晶得含結(jié)合水的咖啡堿，經(jīng)真空干燥得純度99.9％的咖啡堿32.2克，得率1.61％。超臨界的萃取釜卸壓排出茶多酚濃漿液382ml，用N2保護(hù)噴霧干燥得茶多酚241.6克，純度98.6％，得率12.08％；4、所述的超濾截留液經(jīng)過真空蒸餾濃縮，得0.8升濃縮液，用體積比1∶3倍的95％乙醇，在恒溫-5℃～0℃的狀態(tài)下，醇析6小時(shí)，分離得沉淀物。經(jīng)真空干燥得茶多糖72.3克，純度51.2％；5、所述的乙酸乙酯萃取茶多酚后的萃余相12.2升，經(jīng)真空蒸餾濃縮得4升濃漿液，用體積比1∶0.8的二氯甲烷二次動(dòng)態(tài)萃取咖啡堿和蛋白質(zhì)。萃余相在常溫條件下靜置4小時(shí)后，分離去除沉淀物，將上清液真空蒸餾濃縮1-2倍后用H2SO4調(diào)PH值5～6，加熱恒溫40℃，動(dòng)態(tài)加入堿式碳酸銅，結(jié)晶沉淀4小時(shí)得茶氨酸銅鹽。將結(jié)晶體用純水洗滌二遍，溶于0.01摩爾的稀硫酸溶液中，用H2S反應(yīng)沉淀去除茶氨酸銅鹽的銅離子，將茶氨酸還原出來，再用乙醇重結(jié)晶純化得茶氨酸32克，純度56.6％；6、所述的沉析茶氨酸銅鹽后上清液1.6升用5％濃度的NaOH或5％濃度的碳酸鈉調(diào)PH值至7.0～7.5，加入100ml含多酚氧化酶的鮮茶葉榨汁，在常溫下動(dòng)態(tài)酶促氧化6小時(shí)，再用空氣充入萃余相中，時(shí)間為2小時(shí)，使液相中剩余的多酚類和黃酮類物質(zhì)充分氧化，再用反滲透膜去除水份，得濃縮液用真空干燥制得118.6克茶色素，得率5.9％；7、所述的工序中二道反滲透的透過水和真空蒸餾的冷凝水為純水返回用于茶葉浸提。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明提取方法的流程圖。
權(quán)利要求
1.從茶葉中提取茶多酚、茶氨酸、茶多糖、茶色素的方法，方法包括有效成份浸提、固液分離、速冷微濾、超濾和反滲透濃縮、溶劑萃取、真空蒸餾濃縮、二氧化碳超臨界流體脫咖啡堿和脫農(nóng)藥殘留與溶劑、低溫N2噴霧干燥、萃余相用二氯甲烷脫咖啡堿和蛋白質(zhì)、用堿式碳酸銅和硫化氫反應(yīng)沉析出茶氨酸、酶促氧化和真空干燥；其特征在于將茶葉破碎至10～40目，用重量比4～20倍的溶劑恒溫連續(xù)逆流多級(jí)浸提茶葉得提取液、用微濾去除提取液中的雜質(zhì)，用超濾膜脫果膠和蛋白質(zhì)，用反滲透膜脫水濃縮，用乙酸乙酯萃取茶多酚并真空蒸餾溶劑回收，用二氧化碳超臨界流體脫乙酸乙酯萃取相中的咖啡堿、農(nóng)藥殘留和溶劑，用低溫N2噴霧干燥制得茶多酚，將超濾截留液真空蒸餾濃縮，用乙醇沉析和低溫真空干燥制得茶多糖，用二氯甲烷脫萃余相的咖啡堿，用硫酸調(diào)萃余相PH值，用堿式碳酸銅和硫化氫反應(yīng)沉淀得茶氨酸粗品，用乙醇沉析和重結(jié)晶純化后真空干燥制得茶氨酸，將提取茶氨酸后的液相用酶促氧化和堿性空氣氧化，用反滲透濃縮與真空干燥制得茶色素，將二氧化碳超臨界流體脫出來的咖啡堿和二氯甲烷萃取得咖啡堿合并，經(jīng)回收二氯甲烷后，重結(jié)晶和真空干燥制得咖啡堿；茶葉中加入重量比1∶4～20倍的溶劑，恒溫在40℃～90℃的范圍內(nèi)，用級(jí)數(shù)為6～10級(jí)的平面旋轉(zhuǎn)盤式浸提器逆流湍動(dòng)浸提，溶劑可以是無離子水或50％～80％范圍內(nèi)的含水乙醇，浸提時(shí)間為60～120分鐘；提取液用微濾膜MF脫除雜質(zhì)，用超濾膜UF脫除果膠和蛋白質(zhì)，用反滲透膜RO或納濾膜NF脫水濃縮，微濾膜的孔徑最佳選擇為0.1～5um，超濾膜的最佳選擇為切割分子量5～10萬，反滲透膜的最佳選擇為切割分子量50～400；用二氧化碳超臨界流體脫除茶多酚濃漿液中咖啡堿、農(nóng)藥殘留和溶劑，萃取的臨界壓力最佳選擇為30～40MPa，減壓分離壓力最佳選擇為6.0～6.5MPa，溫度恒定在35～45℃范圍，脫咖啡堿的攜帶劑為無離子水，攜帶劑添加量為茶多酚濃漿液的1/3～1/4；超濾截留液用真空蒸餾濃縮3～5倍，用體積比1∶3～5的95％乙醇低溫沉析茶多糖，沉析最佳溫度選擇一5℃～0℃；萃取茶多酚和脫除咖啡堿后的萃余相用H2SO調(diào)PH值4～6，加熱至30～40℃，用化學(xué)純堿式碳酸銅反應(yīng)沉淀得茶氨酸銅鹽，用H2S反應(yīng)沉淀去除銅離子還原茶氨酸，用95％的乙醇重結(jié)晶純化茶氨酸；咖啡堿重結(jié)晶純化的溶劑為無離子水或二氯甲烷、石油醚；從萃余相中提取茶色素的酶促氧化反應(yīng)的催化劑為鮮茶葉中提取的多酚氧化酶；提取液的濃縮、干燥分別是真空薄膜濃縮、減壓閃蒸濃縮，噴霧干燥、真空干燥；茶葉破碎在10-40目范圍內(nèi)用正壓和負(fù)壓的空氣流輸送，用旋風(fēng)離器進(jìn)行氣固分離；反滲透的透過水和真空蒸餾的冷凝水為純水返回用于茶葉浸提。
全文摘要
從茶葉中提取茶多酚、茶氨酸、茶多糖、茶色素的方法，其特征在于用無離子水恒溫連續(xù)逆流多級(jí)浸提茶葉，用微濾去除提取液的雜質(zhì)，用超濾脫果膠和蛋白質(zhì)，用反滲透脫水濃縮，用乙酸乙酯萃取茶多酚并溶劑回收，用CO
文檔編號(hào)C08B37/00GK1837201SQ20061005514
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者張守政 申請(qǐng)人:張守政