CN100564373C - 从茶树花中提取茶多酚的加工工艺 - Google Patents

Abstract

从茶树花中提取茶多酚的加工工艺。涉及茶树花、茶叶多酚分离纯化的制备工艺。它包括以下步骤：1)制干茶树花粉；2)超声波浸提，制提取液；3)提取浓缩，微滤，微滤后进行超滤，制得超滤处理滤液；4)采用中等极性吸附树脂，吸附，得多酚提取液；5)将提取液制为浸膏，再将浸膏制为茶树花多酚精粉。本发明与现有茶叶制备茶多酚方法相比具有如下优点，针对茶树花多酚含量丰富，色素杂质少、稳定性好的特点，进行综合开发利用，变废为宝，代替茶叶提取天然茶多酚，为医药、食品、化妆品等行业提供高品质的原料、添加剂。本发明提高了茶树花资源利用率，适应规模化生产，降低能耗和生产成本，增强生产的竞争力。

Description

从茶树花中提取茶多酚的加工工艺

技术领域

本发明涉及茶树花、茶叶多酚分离纯化的制备工艺，它属于天然有机化学领域和农产品的深度加工领域技术，尤其涉及超声波-超滤-大孔吸附树脂联用分离纯化目标组分的制备工艺。

背景技术

茶树花含有与茶鲜叶相似的诸如茶多酚、蛋白质、多糖等多种天然组分，其中以儿茶素为主体的茶多酚具有清除人体自由基和提高免疫力，抗氧化、抗衰老、抗辐射、降血脂、减肥等功效，已广泛地应用于医药、保健品、化妆品和食品行业，是安全天然的活性物质，应用前景非常广阔，但其自然资源有限，目前多为从茶叶中提取。茶树花是茶树的生殖器官，从开花到结果，需要17个月，消耗了茶树的营养，影响茶叶产量、质量，茶农为提高茶叶产量、质量，常常将其修剪入土，大量的茶树花被废弃。利用废弃的茶树花资源，从中提取天然抗氧化剂比茶叶更为经济，这大大降低了茶多酚的提取成本，开辟了资源缺乏的天然多酚获取新途径。同时提高茶农种植茶叶经济效益，富工富农，具有极大的综合社会效益。

从茶叶中提取茶多酚目前采用的主要是溶剂提取法(包括水和含水有机溶剂)，重金属盐沉淀法和树脂吸附浓集法。溶剂提取法要用氯仿萃取滤液脱除色素和咖啡因；沉淀法则采用重金属离子沉淀滤液中茶多酚，使其与色素和咖啡因分离，这两种方法可能导致茶多酚产品中的有机溶剂或重金属残留，而且制备的茶多酚纯度不高。由粗茶多酚分离提取儿茶素的方法有超临界CO₂萃取法，该法产品纯度较高，但工艺复杂，分离组份单一，操作不便，成本高；液相制备色谱和逆流色谱法，制备的茶多酚单体分离物纯度高，回收效果较好，但投资成本高，而且生产能力是“克量级”，很难扩大规模。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以茶树花为原料，采用超声波-超滤-大孔吸附树脂联用的技术，从茶树花中提取茶多酚的加工工艺。

本发明的技术方案包括以下步骤：

1)、鲜茶树花干燥，制得干茶树花，并粉碎；

2)、在容器中将花末与浓度为60％的乙醇按照1∶20～25的重量比混合，静置4～9小时，然后置入超声波浸提釜中，加热至50～60℃，保温20～30min，取出过滤，得提取液；

3)、将提取液置入真空浓缩装置，回收乙醇，当容器内提取液体积减少至1/5～1/3时，停止取出，往容器中加入水至原体积；进行微滤，微滤后进行超滤，选用MWCO(膜的截留分子量)在5万～10万超滤膜，在常温下，超滤压力为0.10～0.30MPa，当超滤进行至料液剩10～20％时，加水透析至少一次，制得茶多酚超滤处理滤液；

4)、采用中等极性吸附树脂，将其湿法装入树脂柱，水洗涤平衡后，将上步骤的茶树花多酚超滤处理滤液加入树脂柱进行吸附，检测漏出液多酚浓度达到初始上柱浓度的10～20％时停止上柱；

5)用树脂柱体积2～3倍的蒸馏水或pH值为2.0～3.0的5～10％乙醇水溶液快速淋洗，洗去寡糖、色素、咖啡碱等杂质；茶树花多酚采用树脂柱体积3倍的30～70％乙醇液梯度洗脱树脂层，收集洗脱液，得多酚提取液；

6)、将多酚提取液置入真空浓缩装置，回收乙醇，得浸膏，将浸膏干燥，制得茶树花多酚精粉。

现场采收的鲜茶树花进行真空低温干燥60～80℃或床式干燥；床式干燥采用梯度温度烘干，烘干温度为70～120℃，使干茶树花含水量在8％以下；再将干茶树花用粉碎机粉碎，粉碎至30～60目。

当超滤进行至料液剩15～20％时，加水透析2～5次，每次加水量为原干花质量4～6倍。

中等极性吸附树脂为YZ-806、HZ-816、NKA-9、B4、Amberlite XAD-7、HP-20。

对多酚提取液进行真空浓缩回收乙醇，提取液体积减少为原体积的1/3以下时，取出，浓缩的提取液真空干燥、喷雾干燥或真空冷冻干燥制得高纯度茶树花多酚精粉。

洗脱茶多酚的树脂，分别用树脂柱体积2倍的2～5％浓度的碱和酸、95％乙醇洗涤，恢复树脂吸附能力。

本发明中，超声波辅助溶剂浸提，可在低温短时间内有效浸提茶多酚，最大限度保证茶多酚有效成分不被破坏，其浸出率高于常规溶剂浸提。常规溶剂浸提时间长，温度高，多酚易破坏，效率低，运行成本大。

超滤膜分离过程不发生相变，分离物料加热或冷却的能耗很低；通常可在常温下进行，特别适合热敏性物质的分离、分级，有利于保持产品的生物活性、物理化学稳定性高，有效成分的损失大大减少；分离过程的规模和处理能力可在很大范围内变化，且方便调整，而设备单价、运行费用低。

中等极性的大孔吸附树脂是新型的非离子型分子吸附介质，已显示出它独特的分离作用。该方法是利用吸附树脂的分子筛和吸附性质，使儿茶素在吸附树脂上吸附解吸与其它物质分离，而达到分离纯化目的。采用梯度洗脱可得到高纯度不同组成的多酚产品。吸附树脂法操作简便，树脂也可再生反复使用，稳定性高，成本低，易走向工业化。但单独使用大孔吸附树脂技术存在产品的纯度不够高，树脂容易被杂质污染的缺陷。

本发明与现有茶叶制备茶多酚方法相比具有如下优点，针对茶树花多酚含量丰富，色素杂质少、稳定性好的特点，进行综合开发利用，变废为宝，代替茶叶提取天然茶多酚，为医药、食品、化妆品等行业提供高品质的原料、添加剂。本工艺流程通过超声波辅助溶剂浸提，可在低温短时高效率浸提茶多酚，最大限度保证茶多酚有效成分不被破坏。超滤去除提取液中的蛋白质、多糖等大分子物质，由于去除了部分杂质，大孔吸附树脂容易被杂质污染的问题得到了很好的解决，分离纯化效果更好。整个工艺除食用乙醇外，不引入其他有机溶剂和化学物质，使产品为纯天然提炼品，安全可靠，使得整个生产过程无任何环境污染，是其他分离方法无法相比的，使本项目的开发利用更具合理性。本发明提高了茶树花资源利用率，适应规模化生产，降低能耗和生产成本，增强生产的竞争力。

具体实施方式

实施例1

现场采收的鲜茶树花通过低温真空干燥制得干茶树花，降低多酚在保藏过程中的氧化损失。茶树花粉碎机粉碎至50目左右，3kg粉碎茶树花与60L 60％乙醇混合，冷浸8h后，装入控温的超声波提取设备中，加热至55℃，超声波提取20min，过滤；第二次提取加入30L 60％乙醇，加热至55℃，超声波提取5min，过滤。合并两次滤液。滤液真空浓缩回收乙醇，降低提取液乙醇体积分数，加水补足至100L。微滤澄清茶树花浸提液，去除料液内含大量的茶树花细微颗粒、悬浮杂质，减轻对后继超滤膜的污染，得澄清的茶树花提取液100L，含茶树花多酚221.2120g。

将100L提取液泵入超滤设备中进行超滤，脱除蛋白质、茶多糖、果胶等等杂质，收集超滤液。选用PS材质中空纤维超滤膜组件，MWCO为5万。超滤工艺条件为：操作温度30℃、超滤压力0.10MPa。当超滤进行至料液剩15L时，加15L水透析两次，收集超滤液约115L，含茶树花多酚180.3525g，多酚提取率为81.53％。

将筛选的中极性大孔吸附树脂YZ-806湿法装入树脂柱，水洗涤平衡后，以最佳吸附条件：上柱液浓度1mg/ml，上柱液pH 3.0，上柱流速4BV/h(BV为树脂柱体积)将茶树花多酚超滤液泵入树脂柱进行吸附，检测漏出液多酚浓度达到初始浓度的15％时停止上柱；用3BV蒸馏水快速淋洗，洗去寡糖、色素等杂质；茶树花多酚采用3BV的30～70℃乙醇液以梯度洗脱树脂层，收集洗脱液。洗脱液含茶树花多酚152.9930g，多酚吸附率为86.39％，解吸率98.20％。

洗脱液进行真空旋转蒸发回收乙醇，真空冷冻干燥得到茶树花多酚产品181.4433g。

整个工艺茶树花多酚提取率约为67.8％，得率约为5.1％。茶树花多酚纯度84.32％，总儿茶素含量65.02％，其中EGCG含量28.87％。

实施例2

现场采收的鲜茶树花通过低温真空干燥制得干茶树花，降低多酚在保藏过程中的氧化损失。茶树花粉碎机粉碎至50目左右，3kg粉碎茶树花与70L 60％乙醇混合，冷浸4h后，装入控温的超声波提取设备中，加热至60℃，超声波提取30min，过滤；第二次提取加入30L 60％乙醇，加热至60℃，超声波提取5min，过滤。合并两次滤液。滤液真空浓缩回收乙醇，降低提取液乙醇体积分数，加水补足至100L。微滤澄清茶树花浸提液，去除料液内含大量的茶树花细微颗粒、悬浮杂质，减轻对后继超滤膜的污染，得澄清的茶树花提取液100L，含茶树花多酚225.0214g。

将100L提取液泵入超滤设备中进行超滤，脱除蛋白质、茶多糖、果胶等等杂质，收集超滤液。选用聚醚酮材质平板超滤膜组件，MWCO为7万。超滤工艺条件为：操作温度30℃、超滤压力0.10MPa。当超滤进行至料液剩10L时，加10L水透析两次，收集超滤液约110L，含茶树花多酚200.7190g，多酚提取率为89.23％。

将筛选的中极性大孔吸附树脂HZ-816湿法装入树脂柱，水洗涤平衡后，以最佳吸附条件：上柱液浓度1mg/ml，上柱液pH 2.5，上柱流速4BV/h(BV为树脂柱体积)将茶树花多酚超滤液泵入树脂柱进行吸附，检测漏出液多酚浓度达到初始浓度20％时停止上柱；用3BV蒸馏水快速淋洗，洗去寡糖、色素等杂质；茶树花多酚采用3BV的30～70℃乙醇液以梯度洗脱树脂层，收集洗脱液。洗脱液含茶树花多酚159.8490g，多酚吸附率为80.24％，解吸率99.25％。

洗脱液进行真空旋转蒸发回收乙醇，真空冷冻干燥得到茶树花多酚产品193.0310g。

整个工艺茶树花多酚提取率约为71.0％，得率约为5.3％。茶树花多酚纯度82.81％，总儿茶素含量63.47％，其中EGCG含量28.20％。

实施例3

现场采收的鲜茶树花通过低温真空干燥制得干茶树花，降低多酚在保藏过程中的氧化损失。茶树花粉碎机粉碎至50目左右，3kg粉碎茶树花与75L 60％乙醇混合，冷浸9h后，装入控温的超声波提取设备中，加热至50℃，超声波提取25min，过滤；第二次提取加入30L 60％乙醇，加热至50℃，超声波提取5min，过滤。合并两次滤液。滤液真空浓缩回收乙醇，降低提取液乙醇体积分数，加水补足至100L。微滤澄清茶树花浸提液，去除料液内含大量的茶树花细微颗粒、悬浮杂质，减轻对后继超滤膜的污染，得澄清的茶树花提取液100L，含茶树花多酚222.8010g。

将100L提取液泵入超滤设备中进行超滤，脱除蛋白质、茶多糖、果胶等等杂质，收集超滤液。选用PVDF材质中空纤维超滤膜组件，MWCO为10万。超滤工艺条件为：操作温度30℃、超滤压力0.08MPa。当超滤进行至料液剩20L时，加20L水透析两次，收集超滤液约120L，含茶树花多酚205.1997g，多酚提取率为92.15％。

将筛选的中极性大孔吸附树脂HP-20湿法装入树脂柱，水洗涤平衡后，以最佳吸附条件：上柱液浓度1mg/ml，上柱液pH 2.0，上柱流速4BV/h(BV为树脂柱体积)将茶树花多酚超滤液泵入树脂柱进行吸附，检测漏出液多酚浓度达到初始浓度的10％时停止上柱；用3BV蒸馏水快速淋洗，洗去寡糖、色素等杂质；茶树花多酚采用4BV的30～70℃乙醇液以梯度洗脱树脂层，收集洗脱液。洗脱液含茶树花多酚194.8140g，多酚吸附率为92.06％，解吸率94.98％。

洗脱液进行真空旋转蒸发回收乙醇，真空冷冻干燥得到茶树花多酚产品228.1729g。

整个工艺茶树花多酚提取率约为79.7％，得率约为6.5％。茶树花多酚纯度85.38％，总儿茶素含量65.98％，其中EGCG含量28.92％。

Claims (5)

1、一种从茶树花中提取茶多酚的加工工艺，其特征在于，它包括以下步骤：

1)、鲜茶树花干燥，制得干茶树花，并粉碎；

2)、在容器中将花末与浓度为60％的乙醇按照1∶20～25的重量比混合，静置4～9小时，然后置入超声波浸提釜中，加热至50～60℃，保温20～30min，取出过滤，得提取液；

3)、将提取液置入真空浓缩装置，回收乙醇，当容器内提取液体积减少至1/5～1/3时，停止取出，往容器中加入水至原体积；进行微滤，微滤后进行超滤，选用MWCO在5万～10万超滤膜，在常温下，超滤压力为0.10～0.30MPa，当超滤进行至料液剩10～20％时，加水透析至少一次，制得茶多酚超滤处理滤液；

4)、采用中等极性吸附树脂，将其湿法装入树脂柱，水洗涤平衡后，将上步骤的茶树花多酚超滤处理滤液加入树脂柱进行吸附，检测漏出液多酚浓度达到初始上柱浓度的10～20％时停止上柱；

5)、用树脂柱体积2～3倍的蒸馏水或pH值为2.0～3.0的5～10％乙醇水溶液快速淋洗，洗去寡糖、色素、咖啡碱等杂质；茶树花多酚采用树脂柱体积3倍的30～70％乙醇液梯度洗脱树脂层，收集洗脱液，得多酚提取液；

6)、将多酚提取液置入真空浓缩装置，回收乙醇，得浸膏，将浸膏干燥，制得茶树花多酚精粉。

2、如权利要求1所述的从茶树花中提取茶多酚的加工工艺，其特征在于，现场采收的鲜茶树花进行真空低温干燥60～80℃或床式干燥；床式干燥采用梯度温度烘干，烘干温度为70～120℃，使干茶树花含水量在8％以下；再将干茶树花用粉碎机粉碎，粉碎至30～60目。

3、如权利要求1所述的一种从茶树花中提取茶多酚的加工工艺，其特征在于，当超滤进行至料液剩15～20％时，加水透析2～5次，每次加水量为原干花质量4～6倍。

4、如权利要求1所述的从茶树花中提取茶多酚的加工工艺，其特征在于，对多酚提取液进行真空浓缩回收乙醇，提取液体积减少为原体积的1/3以下时，取出，浓缩的提取液真空干燥、喷雾干燥或真空冷冻干燥制得高纯度茶树花多酚精粉。

5、如权利要求1所述的从茶树花中提取茶多酚的加工工艺，其特征在于，洗脱茶多酚的树脂，分别用树脂柱体积2倍的2～5％浓度的碱和酸、95％乙醇洗涤，恢复树脂吸附能力。