专利名称：一种提取天然茶多酚的方法
技术领域：
本发明属于茶叶深加工技术领域，具体涉及一种从茶叶浸取液或茶加工下脚料、 废液中提取茶多酚的方法。
背景技术：
茶叶中含有茶多酚、茶氨酸等生物活性成分。茶多酚，又名茶单宁、茶鞣质，是茶叶 中多酚类物质的总称，含有30种以上的酚性物质。其主要组分为儿茶素，占其总量的80% 左右。茶多酚有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗辐射等多种功效，在预防和治疗世界三大人类多发 病-龋齿、心血管疾病和癌症等方面潜力巨大，作为抗氧化剂和食品添加剂在食品行业被 广泛应用。茶多酚约占茶干重量的20 25%。在茶叶生产过程中，会产生20%左右的低档 茶和副产品，利用廉价低档茶叶和茶叶加工的下脚料提取其功能性成分如茶多酚，具有显 著的经济效益。目前从茶叶中制备茶多酚的方法主要分为以下3类溶剂提取法、离子沉淀 法和柱分离制备法，这三类方法各有优缺点。溶剂提取法是用极性溶剂从茶叶中浸取，然后把浸取液进行液_液萃取分离，最 后浓缩并得到产品，所用有机溶剂包括乙酸乙酯、丙酮、乙醚、甲醇、乙烷以及三氯甲烷(氯 仿)等，该方法使用了多种有机溶剂，生产成本较高，有些有毒有机溶剂使产品和操作不尽 安全，且易造成环境污染。例如使用氯仿萃取脱除咖啡因和色素，会使茶多酚产品中残留有 毒的氯仿而使其品质降低并带来安全性问题。离子沉淀法利用金属离子如铜盐、铅盐或三氯化铝沉淀茶多酚，使其与咖啡因分 离。由于铜、铅、铝等金属离子对人体有毒，由此得到的茶多酚产品对于食品和医药工业亦 是不合适的。在沉淀操作中还常需调节溶液PH值为弱碱性，对茶多酚的抗氧化性能有一定 影响，易使茶多酚褐变。柱分离制备法有凝胶柱、吸附柱和离子交换柱，以层析柱分离的研究较多，此类技 术的关键是柱填充料和淋洗方法。柱分离通常可得纯度较高、咖啡因含量较低的茶多酚产 品，但柱填料如吸附型树脂、亲脂凝胶等非常昂贵，在淋洗时还需用大量有机溶剂。近几年国内对茶多酚提取工艺改进总的发展方向是绿色化生产工艺，尽量避 免使用有毒有机溶剂或重金属离子，提高分离提取的效率，降低工业化生产的成本。 [CN1097411A ；CN1104621A ；CN1370766A ；CN1847238A ；CNlOl121705A ；CN101260125A ； CN1186717A;CN1386731A]，也有多项流程结合，进行茶多酚、茶多糖等综合提取的工艺报道 [CN1557841A]。超临界二氧化碳萃取技术也被用于茶多酚的提取，结合传统工艺可生产高 纯度的茶多酚[CN1613855A，CN1253940A ；CN1704413A] 0但超临界技术的应用对设备要求 较高。柱分离工艺中，常采用大孔树脂为吸附剂[CN1634914A，CN1651424A ； CN1785990A]，也有使用凝胶[CNl557841A]和交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)吸附 [CN1709887A]，以及结合使用大孔树脂和纤维素[CN1973652A]等的专利报道。但大孔吸附树脂在工业化应用中仍存在成本较高，以及致孔剂等合成原料及溶剂残留等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效率高、成本低的提取天然茶多酚的方法。本发明采用具有规整孔道、耐高温、机械强度高、易于再生重复使用、长寿命的无 机沸石分子筛作为吸附剂，对含有茶多酚的溶液进行吸附分离，达到提取茶多酚的目的。本发明提供的分离提取茶多酚的方法包含如下步骤(1)在0 75°C温度下，通过恒流器，使含茶多酚的水溶液流经充填无机沸石分子 筛吸附剂的吸附柱，将茶多酚吸附；(2)用水洗脱，直至流出液近无色，再用乙醇水溶液或乙酸乙酯水溶液洗脱，收集 洗脱液；(3)洗脱液真空蒸发浓缩后，经喷雾干燥或冷冻干燥，即得低咖啡因含量 (< 1.0% )的茶多酚产品，产品纯度大于95%。本发明应用具有均一孔道的沸石分子筛吸附提取茶多酚，对被处理分子具有择形 选择性吸附分离作用，不会引入污染物质，用于提纯制备成本较低。本发明中，使用的无机沸石分子筛吸附剂是FAU型沸石分子筛吸附剂，该沸石是 硅铝摩尔比大于15的高硅Y型沸石，以该类型的疏水性沸石分子筛制成的吸附剂为佳。本发明中，所用的洗脱剂为质量分数为5 50%乙醇水溶液或1 9%乙酸乙酯 水溶液。本发明中，失去吸附能力的无机沸石分子筛经0 100%乙醇-水溶液、丙酮洗脱 可以恢复吸附性能。当吸附剂被一些大分子尺寸的有机物严重污染而失去吸附能力后，亦 可通过加热再生恢复其吸附性质。吸附剂的加热再生温度是500 650°C，时间为1. 5 5 小时。再生后分子筛可重复使用。本发明提供的用无机沸石分子筛吸附剂提取茶多酚的新方法，操作流程安全、简 便、能耗低，得到茶多酚纯度高，咖啡因含量低，有机溶剂使用量少，未使用有毒有机溶剂或 有毒金属离子，所用沸石分子筛吸附剂可反复使用。本发明适于从茶水浸取液分离提取茶 多酚，尤其适于处理低档茶叶提高附加值，或用于茶叶深加工过程中的下脚料、含茶多酚废 液的利用。
图1为咖啡因样品的高压液相色谱(HPLC)谱图。图2茶粉配制的茶液(lmg/mL)HPLC谱图。图3是茶粉配制的茶液经本法处理后(实施例一)分离得到的茶多酚样品的HPLC 谱图，从图2对比中可见茶多酚纯度高且咖啡因含量很低。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明。实施例中所用速溶茶粉及绿茶浓缩提 取液由福建某公司提供。实施例1
用市售FAU沸石粉末，硅铝比为72，加工成条状(直径2. 5mm)，高温焙烧后剪成 3-5mm的短条，在550°C空气中活化4小时并经冷却后，置于去离子水中，适当加热充分赶除 气泡后，加入吸附柱中。吸附柱高45cm、内径3cm，沸石吸附剂装填量120g。称取速溶茶粉5克，配制成0. 01g/mL的茶水，抽滤除去不溶杂质。调节流速稳定在 5. 5mL/min，将500mL含茶多酚的茶水溶液以恒流泵泵至吸附柱，茶水溶液泵尽后，立即泵 入20 500mL去离子水。随后以200 2000ml 7%的乙醇溶液洗脱，收集乙醇洗脱液，经 超滤浓缩后，加入少量无水乙醇旋蒸干燥，得棕褐色晶状固体粉末0. 5g，茶多酚含量98 %， 咖啡因含量为0. 5%。吸附分离茶液原样及制得的茶多酚样品的HPLC见附图2和附图3所 示，经本法处理茶多酚纯度大大提高，而咖啡因含量则大幅降低。实施例2用市售FAU沸石粉末，硅铝比为60，加工成条状(直径2. 5mm)，高温焙烧后剪成3-5mm的短条，在500°C空气中活化4小时并经冷却后，置于去离子水中，适当加热充分赶除 气泡后，加入吸附柱中。吸附柱高45cm、内径3cm，沸石吸附剂装填量125g。称取速溶茶粉10克，配制成0. Olg/mL的茶水，抽滤除去不溶杂质。调节流速稳 定在SmL/min，将IL含茶多酚的茶水溶液以恒流泵泵至吸附柱，茶水溶液泵尽后，立即泵入 30 IOOOmL去离子水。随后以200 2000mL 20%的乙醇溶液洗脱，收集乙醇洗脱液，经超 滤浓缩后，加入少量无水乙醇旋蒸干燥，得棕褐色晶状固体粉末0. 9g，茶多酚含量为96%， 咖啡因含量为0.7%。实施例3用市售FAU沸石粉末，硅铝比为15，加工为粒径为1. 5 2mm的小球，600°C焙烧 3. 5小时后，120°C通水蒸汽疏水化处理2小时。置于去离子水中，适当加热充分赶除气泡 后，加入吸附柱中。吸附柱高45cm、内径3cm，沸石吸附剂装填量126g。称取速溶茶粉5克，配制成0. Olg/mL的茶水，抽滤除去不溶杂质。调节流速稳定 至lOmL/min，将500mL含茶多酚的茶水溶液以恒流泵泵至吸附柱，吸附柱通过循环水恒温 至50°C，茶水溶液泵尽后，立即泵入20 200mL去离子水。随后以200 2000mL 10%的 乙醇溶液洗脱，收集乙醇洗脱液。吸附剂用200 2000mL无水乙醇洗脱，再用200 500mL 去离子水50°C温度下洗脱，吸附柱即可重复使用。如此提取操作6次，收集的洗脱液旋蒸浓 缩后，喷雾干燥，得棕褐色粉末2. 58g，茶多酚含量为97. 5%，咖啡因含量为0. 4%。实施例4用调市售FAU沸石粉末，硅铝比为80，挤条成型(直径2. 5mm)，高温焙烧后剪成 3 5mm的短条，置于去离子水中，充分赶除气泡，加入吸附柱中。吸附柱高45cm、内径3cm， 沸石吸附剂装填量118g。调节恒流泵流速为5mL/min，将200mL绿茶浓缩液泵至吸附柱，吸附柱通过循环水 恒温至30°C，继以50 200mL去离子水洗脱。随后以100 IOOOmL 10%的乙醇溶液洗 脱，收集乙醇洗脱液，经超滤浓缩后，加入少量无水乙醇旋蒸干燥，得棕褐色晶状固体粉末 1. 4g，茶多酚含量为95%，咖啡因含量为0. 8%。
权利要求
一种提取天然茶多酚的方法，其特征在于具体步骤如下(1)在0～75℃温度下，通过恒流器，使含茶多酚的水溶液流经充填无机沸石分子筛吸附剂的吸附柱，将茶多酚吸附；(2)用水洗脱，直至流出液近无色，再用乙醇水溶液或乙酸乙酯水溶液洗脱，收集洗脱液；(3)洗脱液真空蒸发浓缩后，经喷雾干燥或冷冻干燥，即得咖啡因含量小于1.0％的茶多酚产品，产品纯度大于95％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无机沸石分子筛吸附剂是FAU型沸石 分子筛吸附剂，该沸石的硅铝摩尔比大于15。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述乙醇水溶液的质量分数为5 50%， 乙酸乙酯水溶液质量分数为1 9%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无机沸石分子筛使用后，经0 100% 乙醇-水溶液、丙酮、热水洗脱以恢复其吸附性能。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无机沸石分子筛吸附剂能加热后再利 用，加热温度为500-650°C，加热时间为1. 5-5小时。
全文摘要
本发明属于茶叶深加工技术领域，具体为一种提取天然茶多酚的方法。该方法在0-75℃温度下使含茶多酚的水溶液流经充填无机沸石分子筛的吸附柱，经去离子水洗脱、5-50％乙醇水溶液洗脱，收集乙醇水溶液洗脱液，超滤后干燥即得纯度高于95％、咖啡因含量低于1.0％的茶多酚产品。该方法操作流程安全、简便、能耗低，得到茶多酚纯度高，咖啡因含量低，有机溶剂使用量少，所用吸附剂可反复使用。本发明适于从茶水浸取液分离提取茶多酚，尤其适于处理低档茶叶提高附加值，或用于茶叶深加工过程中的下脚料、含茶多酚废液的利用。
文档编号A61P35/00GK101804129SQ20101014176
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者林德昌, 林金建, 董俊萍, 龙英才 申请人:晋江市恒源科技开发有限公司;复旦大学