一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法
【专利摘要】本发明公开了一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，属于天然产物化学【技术领域】，具体包括以下步骤：S1.浸提；S2.一次蒸发浓缩；S3.水沉；S4.CF过滤；S5.树脂吸附；S6.膜浓缩；S7.二次蒸发浓缩；S8.喷雾干燥；S9.除铁。本发明采用新鲜茶叶为原料，克服了传统工艺中采用干茶叶粉碎过筛后在高温下浸提时易糊化、不易过滤的缺点，以纯化水做介质直接分离出低咖啡因高含量茶多酚，减少了一些脂溶性农药的浸出，采用本发明制得的产品，咖啡因含量低于1%，茶多酚含量可提高至99.8%。该法具有操作简单、分离效率高、成本低、生产周期短的优点，适用于工厂化大规模生产。
【专利说明】一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于天然产物化学【技术领域】，具体涉及一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法。
【背景技术】
[0002]茶多酹(Teapolyphenols, TP)是一种从茶叶中提取的新型天然抗氧化剂,具有抗癌、抗衰老、抗辐射、清除人体自由基、降血糖血脂等一系列重要的药理功能。在油脂、食品、医药、日化等领域具有广阔的应用前景。茶多酚系多种儿茶素单体的混合物，其中极具抗氧化、抗癌和清除体内自由基的活性成分为没食子儿茶素没食子酸酯(印igallocatechingallate，EGCG)，它被世界公认为是“继紫杉醇后从天然植物中提取的最理想的抗癌药物”。2006年10月，美国食品和药物管理局(FDA)批准茶多酚作为新的处方药，用于局部(外部)治疗由人类乳头瘤病毒引起的生殖器疣。这是FDA根据1962年药品修正案条例批准上市的首个植物(草本)药。
[0003]咖啡碱(又名咖啡因)学名为I，3，7-三甲基-2，6 二氧嘌呤，具有兴奋中枢神经、消除疲劳、利尿、松弛平滑肌和强心解挛等功能。茶叶中通常含2%-5%咖啡碱，适量摄入咖啡碱对健康成年人无害，但一些老人、孕妇、儿童、心脏功能不全及神经衰弱患者，饮茶后往往会产生某些对身体或后代不利的副作用，短时间过量服用咖啡碱，可能会导致某些人焦躁不安、失眠、头痛以及心丨季；另外，在夜晚喝茶过多或喝浓茶，往往影响睡眠。
[0004]低咖啡因高含量茶多酚是指产品中咖啡因的含量< 1%，茶多酚的含量> 80%，低咖啡因高含量茶多酚产品具有澄清度高、咖啡因低、苦涩味低、抗氧化能力强等特点，适用于食品饮料、糕点；化妆品、日用品、保健产品等行业。
[0005]茶多酚纯度高低，特别是咖啡因和儿茶素含量直接决定了产品的品质和用途。现有技术一般是对产品进行咖啡因的脱除处理，关于脱除咖啡因的方法主要有两种:其一是采用有机溶剂氯仿脱除咖啡因，使用该方法脱除咖啡因时，有毒的有机溶剂氯仿会残留在最终制成的茶多酚产品中；其二是采用超临界流体萃取技术脱除咖啡因，超临界二氧化碳流体萃取法是利用超临界流体二氧化碳作为溶剂进行萃取分离的一种新型分离方法。由于萃取介质为无毒的二氧化碳，从而分离得到的产品没有有毒物质残留。但是该方法存在设备投入高，运行成本高的缺点。溶解法和超临界流体萃取法脱除咖啡因均不能有效的保存茶叶中的叶绿素成分，在脱除咖啡因的同时也脱去了叶绿素成分，产品外观为黄色、淡黄色或棕黄色粉末。因此，制备低咖啡因高含量茶多酚成为本领域目前迫切需解决的技术难题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，该法具有操作简单、分离效率高、成本低、生产周期短、产品纯度高的优点。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，它包括以下步骤:
[0008]S1.浸提:将新鲜茶叶置于浸提器中，加入乙酸乙酯恒温浸泡3~4h，将浸提器中的混合液过18~24目筛，得滤液；其中，所述恒温浸泡温度为50~60°C ；
[0009]S2.一次蒸发浓缩:将滤液加热至70~75°C，蒸发浓缩110~130min，得固液混合物即一次蒸发浓缩液；
[0010]S3.水沉:将一次蒸发浓缩液加入纯化水中，经水沉，弃去固体，所得液体固形物含量达4~6% ；
[0011]S4.CF过滤:采用CF过滤器对水沉后的液体进行过滤，至固形物含量为3~5% ;其中，操作温度为35~45°C，操作压强为0.1~0.3MPa，滤膜孔径为0.02 μ m ;
[0012]S5.树脂吸附:将经CF过滤器过滤后的液体上样于HZ818树脂，吸附滤液中的咖啡因，收集固形物含量为2.5~3.5%的流出液；
[0013]S6.膜浓缩:采用分子截留量为100的反渗透膜浓缩步骤S5收集到的流出液，浓缩至固形物含量≤20%，膜浓缩温度为35~45°C ;
[0014]S7.二次蒸发浓缩:将经膜浓缩的浓缩液加热至温度> 75°C，蒸发浓缩至固形物含量为40~50%，冷却至常温；
[0015]S8.喷雾干燥:将步骤S7 二次蒸发浓缩的浓缩液进行喷雾干燥，控制喷雾干燥机的进风温度160~220°C、出风温度75~100°C、进料压力15~20MPa ；
[0016]S9.除铁:将喷雾干燥所得固体用粉碎机粉碎，过50~90目筛，用磁铁吸附除铁，除铁后将粉末混合均匀，再次过筛、磁铁吸附除铁，制得低咖啡因高含量茶多酚。
[0017]进一步地，步骤SI中所述新鲜茶叶与乙酸乙酯的重量比为1:8~10。
[0018]进一步地，步骤S3中所述一次蒸发浓缩液和纯化水的重量比为1:4~8。
[0019]进一步地,步骤S5中所述洗脱速度为1.8~2.4m3/h。
[0020]进一步地，步骤S9中所述磁铁的磁力为10000~15000高斯。
[0021]本发明具有以下优点:本发明采用新鲜茶叶为原料，克服了传统工艺中采用干茶叶粉碎过筛后在高温下浸提时易糊化、不易过滤的缺点，以纯化水做介质直接分离出低咖啡因高含量茶多酚，减少了一些脂溶性农药的浸出，采用本发明制得的产品，咖啡因含量低于1%，茶多酚含量可提高至99.8%。本发明方法制备的低咖啡因高含量茶多酚产品外观色泽浅亮，溶液澄清度高。该法具有操作简单、分离效率高、成本低、生产周期短的优点，适用于工厂化大规模生产。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0023]实施例1:一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，它包括以下步骤:
[0024]S1.浸提:将新鲜茶叶2000kg置于浸提器中，加入乙酸乙酯16000kg，恒温浸泡3h，将浸提器中的混合液过18目筛，得滤液；其中，所述恒温浸泡温度为50°C ；
[0025]S2.一次蒸发浓缩:将滤液加热至70°C，蒸发浓缩llOmin，得固液混合物即一次蒸发浓缩液；[0026]S3.水沉:将一次蒸发浓缩液加入纯化水中，经水沉，弃去固体，所得液体固形物含量达4?6% ;其中，一次蒸发浓缩液和纯化水的重量比为1:4 ；
[0027]S4.CF过滤:采用CF过滤器对水沉后的液体进行过滤，至固形物含量为3% ;其中，操作温度为35°C，操作压强为0.1MPa,滤膜孔径为0.02 μ m ;
[0028]S5.树脂吸附:将经CF过滤器过滤后的液体上样于HZ818树脂，洗脱速度为1.Sm3/h，吸附滤液中的咖啡因，收集固形物含量为2.5%的流出液；
[0029]S6.膜浓缩:采用分子截留量为100的反渗透膜浓缩步骤S5收集到的流出液，浓缩至固形物含量为20%，膜浓缩温度为35°C ；
[0030]S7.二次蒸发浓缩:将经膜浓缩的浓缩液加热至75°C，蒸发浓缩至固形物含量为40%，冷却至常温；
[0031]S8.喷雾干燥:将步骤S7 二次蒸发浓缩的浓缩液进行喷雾干燥，控制喷雾干燥机的进风温度160°C、出风温度750°C、进料压力15MPa ；
[0032]S9.除铁:将喷雾干燥所得固体用粉碎机粉碎，过50目筛，用磁力为10000高斯的磁铁吸附除铁，除铁后将粉末混合均匀，再次过筛、磁铁吸附除铁，制得低咖啡因高含量茶多酚90kg，其中咖啡因的含量为0.14%，茶多酚的含量为99.7%。
[0033]实施例2:—种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，它包括以下步骤:
[0034]S1.浸提:将新鲜茶叶2000kg置于浸提器中，加入乙酸乙酯20000kg，恒温浸泡4h，将浸提器中的混合液过24目筛，得滤液；其中，所述恒温浸泡温度为60°C ；
[0035]S2.一次蒸发浓缩:将滤液加热至70?75°C，蒸发浓缩130min，得固液混合物即一次蒸发浓缩液；
[0036]S3.水沉:将一次蒸发浓缩液加入纯化水中，经水沉，弃去固体，所得液体固形物含量达6%;其中，一次蒸发浓缩液和纯化水的重量比为1:8 ；
[0037]S4.CF过滤:采用CF过滤器对水沉后的液体进行过滤，至固形物含量为5% ;其中，操作温度为45°C，操作压强为0.3MPa，滤膜孔径为0.02 μ m ;
[0038]S5.树脂吸附:将经CF过滤器过滤后的液体上样于HZ818树脂，洗脱速度为2.4m3/h，吸附滤液中的咖啡因，收集固形物含量为3.5%的流出液；
[0039]S6.膜浓缩:采用分子截留量为100的反渗透膜浓缩步骤S5收集到的流出液，浓缩至固形物含量为30%，膜浓缩温度为45°C ；
[0040]S7.二次蒸发浓缩:将经膜浓缩的浓缩液加热至85°C，蒸发浓缩至固形物含量为50%，冷却至常温；
[0041]S8.喷雾干燥:将步骤S7 二次蒸发浓缩的浓缩液进行喷雾干燥，控制喷雾干燥机的进风温度220°C、出风温度100°C、进料压力20MPa ；
[0042]S9.除铁:将喷雾干燥所得固体用粉碎机粉碎，过90目筛，用磁力为15000高斯的磁铁吸附除铁，除铁后将粉末混合均匀，再次过筛、磁铁吸附除铁，制得低咖啡因高含量茶多酚88kg，其中咖啡因的含量为0.13%，茶多酚的含量为99.5%。
[0043]实施例3:—种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，它包括以下步骤:
[0044]S1.浸提:将新鲜茶叶2000kg置于浸提器中，加入乙酸乙酯18000kg，恒温浸泡3.5h，将浸提器中的混合液过20目筛，得滤液；其中，所述恒温浸泡温度为55°C ；
[0045]S2.一次蒸发浓缩:将滤液加热至70?75°C，蒸发浓缩120min，得固液混合物即一次蒸发浓缩液；
[0046]S3.水沉:将一次蒸发浓缩液加入纯化水中，经水沉，弃去固体，所得液体固形物含量达5% ;其中，一次蒸发浓缩液和纯化水的重量比为1:6 ；
[0047]S4.CF过滤:采用CF过滤器对水沉后的液体进行过滤，至固形物含量为4% ;其中，操作温度为40°C，操作压强为0.2MPa，滤膜孔径为0.02 μ m ;
[0048]S5.树脂吸附:将经CF过滤器过滤后的液体上样于HZ818树脂，洗脱速度为2m3/h，吸附滤液中的咖啡因，收集固形物含量为3%的流出液；
[0049]S6.膜浓缩:采用分子截留量为100的反渗透膜浓缩步骤S5收集到的流出液，浓缩至固形物含量为50%，膜浓缩温度为40°C ；
[0050]S7.二次蒸发浓缩:将经膜浓缩的浓缩液加热至95°C，蒸发浓缩至固形物含量为50%，冷却至常温；
[0051]S8.喷雾干燥:将步骤S7 二次蒸发浓缩的浓缩液进行喷雾干燥，控制喷雾干燥机的进风温度180°C、出风温度85°C、进料压力18MPa ；
[0052]S9.除铁:将喷雾干燥所得固体用粉碎机粉碎，过80目筛，用磁力为12000高斯的磁铁吸附除铁，除铁后将粉末混合均匀，再次过筛、磁铁吸附除铁，制得低咖啡因高含量茶多酚92kg，其中咖啡因的含量为0.12%，茶多酚的含量为99.7%。
[0053]实施例4:对比试验
[0054]1.从鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚:
[0055]S1.浸提:将新鲜干绿茶20g置于浸提器中，加入乙酸乙酯180g，恒温浸泡3.5h，将浸提器中的混合液过20目筛，得滤液；其中，所述恒温浸泡温度为58°C ；
[0056]S2.一次蒸发浓缩:将滤液加热至70?75°C，蒸发浓缩120min，得固液混合物即一次蒸发浓缩液；
[0057]S3.水沉:将一次蒸发浓缩液加入纯化水中，经水沉，弃去固体，所得液体固形物含量达5% ;其中，一次蒸发浓缩液和纯化水的重量比为1:6 ；
[0058]S4.CF过滤:采用CF过滤器对水沉后的液体进行过滤，至固形物含量为4% ;其中，操作温度为40°C，操作压强为0.2MPa，滤膜孔径为0.02 μ m ;
[0059]S5.树脂吸附:将经CF过滤器过滤后的液体上样于HZ818树脂，洗脱速度为2.2m3/h，吸附滤液中的咖啡因，收集固形物含量为2.8%的流出液；
[0060]S6.膜浓缩:采用分子截留量为100的反渗透膜浓缩步骤S5收集到的流出液，浓缩至固形物含量为60%，膜浓缩温度为42°C ；
[0061]S7.二次蒸发浓缩:将经膜浓缩的浓缩液加热至95°C，蒸发浓缩至固形物含量为48%，冷却至常温；
[0062]S8.喷雾干燥:将步骤S7 二次蒸发浓缩的浓缩液进行喷雾干燥，控制喷雾干燥机的进风温度180°C、出风温度90°C、进料压力18MPa ；
[0063]S9.除铁:将喷雾干燥所得固体用粉碎机粉碎，过70目筛，用磁力为13000高斯的磁铁吸附除铁，除铁后将粉末混合均匀，再次过筛、磁铁吸附除铁，制得低咖啡因高含量茶多酚。[0064]2.从干茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚:
[0065]提取方法:S1.浸泡:将干绿茶IOg (湿重为20g)置于浸提器中，加入乙酸乙酯180g，恒温浸泡3.5h，将浸提器中的混合液过20目筛，得滤液；其中，所述恒温浸泡温度为58 0C ；
[0066]其余步骤同实验I。
[0067]3.传统工艺制备茶多酚:
[0068]将IOg绿茶粉末，经0.15L开水浸提后，根据茶水中茶多酚的含量，在常温下加入磷酸二氢钙、茶多酚与磷酸二氢钙的摩尔比为1:1.1，以烧碱溶液控制茶水PH值为7.7.真空抽滤后，将制得的沉淀以36%盐酸酸解。以醋酸甲酯萃取后，萃取液经真空干燥得产品。
[0069]4.检测:精确称量上述实验1、2、3所得产品的重量，采用下述方法测定产品中咖啡因、茶多酚的含量及提取物的得率。
[0070](I)测定方法:
[0071 ] A.咖啡因的含量采用HPLC法分析，色谱条件为:
[0072]色谱柱:C184.6 X 150mm ;
[0073]流动相:水:甲醇:磷酸(77:23:0.1)；
[0074]流速:1.0ml/min ；
[0075]波长:280nm；
[0076]柱温:30°C;
[0077]a.标准溶液的制备:取经五氧化二磷干燥24小时以上的绿茶对照样品(经咖啡因、EGCG单一组分的标准品校准)25mg，精密称定，置50ml容量瓶中，加水约40ml，超声处理使其完全溶解，放冷至室温，用水定容至刻度，摇匀，用孔径为0.45 μ m的微孔滤膜过滤，即得。
[0078]b.供试品溶液制备:精密称取茶叶提取物25mg，置50ml (或IOOml)容量瓶中，力口水适量超声使其溶解，取出放冷，加水定容至刻度，摇匀，用孔径为0.45 μ m的微孔滤膜过滤，即得。
[0079]c.测定:分别精密吸取标准溶液与供试品溶液各20 μ 1，注入液相色谱议，测定，即得。
[0080]d.结果计算
[0081]各个组分的含量通过下式进行计算:
[0082]各组分(％)=(A样品 XC对照 XVXFi)/ (Aw Xff) X 100%
[0083]式中:W—试样重量，mg ；A#p —试样峰面积；A对照一对照品峰面积；C对照一对照品浓度，mg/ml ;V—供试液体积，ml ;Fi—各个组分经校准的含量系数。
[0084]B.茶多酚的检测方法:
[0085]a.试剂配制:
[0086]酒石酸亚铁试剂:硫酸亚铁Ig和5g酒石酸钾钠，用水溶解后，定容至1000ml，溶液应避光保存。
[0087]磷酸盐缓冲液:
[0088]磷酸氢二钠:称取23.377g磷酸氢二钠，用水溶解后定容于1000ml。
[0089]磷酸二氢钾:称取9.078g磷酸二氢钾(在105°C烤2小时)用水溶解后定容至1000ml0
[0090]分别取上述磷酸氢二钠溶液85ml和磷酸二氢钾溶液15ml混合均匀后，即为pH7.5磷酸盐缓冲液。
[0091]b.供试液的准备与测定:
[0092]供试制备:准确称量IOOmg绿茶提取物到100ml容量瓶，加80ml纯化水超声至完全溶解，放冷至室温，加纯化水定容，摇匀，并精密吸取Iml溶液于25ml容量瓶中，加4ml水和5ml酒石酸亚铁溶液，充分混匀，再加pH7.5的磷酸盐缓冲液定容至刻度，摇匀，即得。
[0093]c.测定:用分光光度计(UV)测定，以空白作参比，在540nm处测定吸光度(A)。
[0094]d.结果计算:按下式求出茶多酚的含量。
[0095]茶多酚(％)=AX 2.88X100/mX 100%
[0096]式中:m样品重量(mg) ；A——吸光度；2.88——茶多酚吸收系数。
[0097]C.提取率的计算:提取物的得率(％)=产品重量/茶叶湿重X 100%
[0098](2)实验结果:如表1所示:
[0099]表1:从干茶叶和鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的对比试验
【权利要求】
1.一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，其特征在于，它包括以下步骤: 51.浸提:将新鲜茶叶置于浸提器中，加入乙酸乙酯恒温浸泡3~4h，将浸提器中的混合液过18~24目筛，得滤液；其中，所述恒温浸泡温度为50~60°C ； 52.一次蒸发浓缩:将滤液加热至70~75°C，蒸发浓缩110~130min，得固液混合物即一次蒸发浓缩液； 53.水沉:将一次蒸发浓缩液加入纯化水中，经水沉，弃去固体，所得液体固形物含量达4~6% ； 54.CF过滤:采用CF过滤器对水沉后的液体进行过滤，至固形物含量为3~5% ;其中，操作温度为35~45°C，操作压强为0.1~0.3MPa，滤膜孔径为0.02 μ m ; 55.树脂吸附:将经CF过滤器过滤后的液体上样于HZ818树脂，吸附滤液中的咖啡因，收集固形物含量为2.5~3.5%的流出液； 56.膜浓缩:采用分子截留量为100的反渗透膜浓缩步骤S5收集到的流出液，浓缩至固形物含量≥20%，膜浓缩温度为35~45°C ； 57.二次蒸发浓缩:将经膜浓缩的浓缩液加热至温度> 75°C，蒸发浓缩至固形物含量为40~50%，冷却至常温； 58.喷雾干燥:将步骤S7二次蒸发浓缩的浓缩液进行喷雾干燥，控制喷雾干燥机的进风温度160~220°C、出风温度75~100°C、进料压力15~20MPa ； 59.除铁:将喷雾干燥所得固体用粉碎机粉碎，过50~90目筛，用磁铁吸附除铁，除铁后将粉末混合均匀，再次过筛、磁铁吸附除铁，制得低咖啡因高含量茶多酚。
2.如权利要求1所述的一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，其特征在于，步骤SI中所述新鲜茶叶与乙酸乙酯的重量比为1:8~10。
3.如权利要求1所述的一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，其特征在于，步骤S3中所述一次蒸发浓缩液和纯化水的重量比为1:4~8。
4.如权利要求1所述的一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，其特征在于，步骤S5中所述洗脱速度为1.8~2.4 m3/h。
5.如权利要求1所述的一种从新鲜茶叶中提取低咖啡因高含量茶多酚的方法，其特征在于，步骤S9中所述磁铁的磁力为10000~15000高斯。
【文档编号】A23F3/38GK103815103SQ201410066964
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】顾峰 申请人:成都华高生物制品有限公司