一种从速溶茶中分离儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法与流程

本发明属于茶叶提取工艺领域，涉及一种从茶叶中分离提取功能性成分的方法，具体涉及一种从速溶茶中分离儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法。

背景技术：

茶叶中含有儿茶素、茶氨酸、茶多糖、胆甾烯酮、咖啡碱、肌醇、叶酸、泛酸等成分，可以增进人体健康。茶叶饮品被誉为“世界三大饮料之一”。

国内外科学研究证明，茶叶中儿茶素具有清除人体自由基和提高免疫力、抗氧化、抗衰老、抗辐射、抗癌和降血脂等功能；茶氨酸具有降压安神和改善睡眠等功能；茶多糖具有降血糖、增强免疫力等功能；茶黄素具有抗血凝、抗血栓和防止动脉粥样硬化等功能；咖啡碱具有医治哮喘和消除疲劳等功能。因此，茶叶的功能性成份已被广泛的应用于医药、保健和食品等领域，且具有巨大的潜在市场。综合开发茶叶的功能性成份，使之与中草药功能成分配伍，生产具有促进人类健康的功能性食品和药品，是解决当前我国中老年人高血压高血脂糖尿病和预防癌症的有效途径。

现有技术中从茶叶中提取儿茶素等功能性成份的方法有树脂吸附法和色谱柱分离法，但是现有的提取方法提取出来的功能性成分纯度和得率低，而且也无法得到高纯度儿茶素单体。

目前，尚未见报道有将二氧化碳超临界流体萃取技术一次性从速溶茶中分离提取儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种成本低、能耗低、无污染和安全性好，可最大值的发挥茶叶的健康功能性的从速溶茶中分离儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种从速溶茶中分离儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法，包括以下步骤：

(1)将粉状速溶茶，射流真空吸入溶解器内，用无离子水在恒温下进行溶解，得茶汤；

(2)将茶汤注入第一超临界萃取釜中，用石油醚作为携带剂的超临界二氧化碳流体萃取咖啡碱，萃取时间为15～30分钟，恒温35℃～45℃，压力为35～40mpa，得第一萃取相和第一萃余相；第一萃取相在分离压力为6.0～6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体连续定量析出咖啡碱和石油醚，经无离子水洗涤纯化重结晶后真空干燥，得咖啡碱；

(3)第一萃余相连续进入第二超临界萃取釜，用乙酸乙酯作为携带剂的超临界二氧化碳流体萃取儿茶素，萃取时间为20～30分钟，恒温55℃～65℃，压力为12～25mpa，得到第二萃取相和第二萃余相；第二萃取相在分离压力为6.0～6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出儿茶素和乙酸乙酯，经无离子水洗涤纯化后回收乙酸乙酯再冷冻干燥，得儿茶素；

(4)第二萃余相连续进入第三超临界萃取釜，用乙醇作为携带剂的超临界二氧化碳流体萃取茶黄素，萃取时间为20～30分钟，恒温35℃～42℃，压力为15～25mpa，得到第三萃取相和第三萃余相；第三萃取相在分离压力为6.0～6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶黄素和乙醇，经酶促氧化后冷冻干燥，得茶黄素；

(5)第三萃余相连续进入第四超临界萃取釜，用氢氧化铵作为携带剂的超临界二氧化碳流体萃取茶氨酸，萃取时间为20～30分钟，恒温40℃～50℃，压力为30～38mpa，得到第四萃取相和第四萃余相；第四萃取相在分离压力为6.0～6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶氨酸和氢氧化铵，经纯化重结晶后真空干燥，得茶氨酸；

(6)第四萃余相连续进入醇析器，用浓度90％的乙醇连续定量析出茶多糖，醇析时间为30～40分钟，取沉降的醇析液，醇析液经真空乙醇回收浓缩后，在恒温50℃～60℃真空干燥，得茶多糖。

优选地，步骤(1)中，将粉状速溶茶，射流真空吸入切线旋转的连续溶解器内，用重量比2～6倍的无离子水在恒温50℃～80℃的范围内的进行溶解制备茶汤，用柠檬酸溶液调茶汤的ph值为5.5～6.8，防止儿茶素的活性酚性羟基氧化脱氢成醌类，经孔径0.1～5um的微滤器过滤，得精制茶汤。

优选地，步骤(2)中，步骤(2)中，用高压注射泵连续定量将茶汤注入第一超临界萃取釜中，用石油醚作为携带剂，携带剂的用量为co2体积的5％，用茶汤与二氧化碳体积比为1:10的co2超临界流体连续逆流进入第一超临界萃取釜萃取咖啡碱，萃取时间控制15～30分钟，恒温35℃～45℃，压力为35～40mpa，得第一萃取相和第一萃余相；第一萃取相在分离压力为6.0～6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体连续定量析出咖啡碱和石油醚，经无离子水洗涤纯化重结晶后真空干燥，得咖啡碱。

优选地，步骤(3)中，第一萃余相连续进入第二超临界萃取釜，用乙酸乙酯作为携带剂，携带剂用量为co2体积的5％，用第一萃余相与二氧化碳体积比为1：8.0～12.0的co2超临界流体连续逆流进入第二超临界萃取釜萃取儿茶素，萃取时间为20～30分钟，恒温55℃～65℃，压力为12～25mpa，得到第二萃取相和第二萃余相；第二萃取相在分离压力为6.0～6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出儿茶素和乙酸乙酯，经无离子水洗涤纯化后回收乙酸乙酯再冷冻干燥，得儿茶素。

优选地，步骤(4)中，第二萃余相连续进入第三超临界萃取釜，用乙醇作为携带剂，携带剂用量为co2体积的10％，用第二萃余相与二氧化碳体积比为1：8.0～12.0的co2超临界流体连续逆流进入第三超临界萃取釜萃取茶黄素，萃取时间为20～30分钟，恒温35℃～42℃，压力为15～25mpa，得到第三萃取相和第三萃余相；第三萃取相在分离压力为6.0～6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶黄素和乙醇，经酶促氧化后冷冻干燥，得茶黄素。

优选地，步骤(5)中，第三萃余相连续进入第四超临界萃取釜，用氢氧化铵作为携带剂，携带剂用量为co2体积的10％，用第三萃余相与二氧化碳体积比为1：10.0～15.0的co2超临界流体连续逆流进入第四超临界萃取釜萃取茶氨酸，萃取时间为20～30分钟，恒温40℃～50℃，压力为30～38mpa，得到第四萃取相和第四萃余相；第四萃取相在分离压力为6.0～6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶氨酸和氢氧化铵，经纯化重结晶后真空干燥，得茶氨酸。

优选地，步骤(6)中，第四萃余相和乙醇的体积比为1：1～1.5。

优选地，将步骤(6)中的析余液连续进入真空低温雾化浓缩器，在恒温50℃～60℃下脱水得浓浆液，经真空干燥得茶多酚。

优选地，所述咖啡碱的纯度≥99％，儿茶素的纯度≥92％，茶黄素的纯度≥80％，茶氨酸的纯度≥95％，茶多糖的纯度≥62％。

优选地，所述茶多酚的纯度≥42％。

本发明从速溶茶中分离儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法具有以下的有益效果：

1、本发明儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的分离技术是在低温缺氧下，用非牛顿物理性的二氧化碳超临界流体在不同温度和不同压力状态下进行各物质分离，在物质分离过程中不会产生氧化和水解等反应，茶叶的活性成分最大量的保留和分离出来，因此，本发明产品得率高。

2、本发明儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的分离技术都是在低温缺氧下状态下进行分离、纯化和干燥，在分离过程中不产生化学反应，产品活性高品质好，且无农药、溶剂和重金属残留。儿茶素纯度≥92％，egcg≥70％，咖啡碱含量≤0.1％；咖啡碱纯度≥99.0％；茶多糖纯度≥62％；茶黄素纯度≥80％；茶氨酸纯度≥95％。

3、本发明的分离技术是纯粹物理法，而且最小量的使用溶剂或不用溶剂，采用二氧化碳超临界装置，仅用极小量的携带剂和改变温度与压力就可以将速溶茶中各功能性成分进行分离，该技术设备投资少、工艺简单、自动化程度高、操作简便、而且产品得率高，因此，生产成本低。

4、本发明方法将二氧化碳超临界流体与各功能携带剂结合，调整压力和温度等物理参数，一次性从速溶茶中分离多种活性功能性成份；分离得到的儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖色泽好，溶解性好，活性成份高。

附图说明

图1为本发明从速溶茶中分离儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明从速溶茶中分离儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法，如图1所述为工艺流程示意图，在于包括以下步骤：

(1)称绿茶速溶茶粉5000克(其中含茶多酚56.2％，咖啡碱8.2％，茶多糖12.6％，茶氨酸3.5％，茶色素5.3％)，射流真空吸入切线旋转的连续溶解器内，用重量比4倍的无离子水在恒温50℃的范围内的进行溶解，溶解时间为20分钟，加入柠檬酸溶液调ph值为5.5，经孔径1um的微滤器过滤，得24.5升精制茶汤；

(2)所述的精制茶汤用高压注射泵连续定量以每分钟1.0升的速度进入第一超临界萃取釜，在恒温35℃℃，压力为35mpa，用石油醚作为携带剂，用量为co2体积的5％，用茶汤与二氧化碳体积比为1:10的co2超临界流体连续逆流进入第一超临界萃取釜萃取咖啡碱，萃取时间控制15分钟，第一萃余相进入下道萃取工序(第二超临界萃取釜)；第一萃取相在第一解析釜中分离压力为6.0mpa状态下，超临界二氧化碳流体连续定量析出咖啡碱和石油醚，然后用体积比为1：1的无离子水二遍洗涤萃取浓缩液，合并洗涤水在控制65℃℃温度下进行真空脱水浓缩得1.2升咖啡碱浓缩液，经重结晶再真空干燥得咖啡碱362克，纯度99.2％；

(3)所述的第一萃余相连续逆流进入第二超临界萃取釜，并在第二超临界萃取釜内停留萃取时间为20分钟，在恒温55℃，压力为12mpa，用乙酸乙酯作为携带剂，用量为co2体积的5％，用二氧化碳超临界流体以每分钟8.0升的速度进入第二超临界萃取釜萃取儿茶素，第二萃余相进入下道萃取工序(第三超临界萃取釜)；第二萃取相在第二解析釜中分离压力为6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出儿茶素和乙酸乙酯，然后用ph5.2的酸性无离子水二遍洗涤儿茶素和乙酸乙酯混合液，再回收乙酸乙酯后冷冻干燥，得1628克儿茶素，纯度92.5％，其中含egcg+ecg88.2％；

(4)所述的第二萃余相连续逆流进入第三超临界萃取釜，并在第三超临界萃取釜内停留萃取时间为30分钟，在恒温35℃，压力为15mpa，用乙醇作为携带剂，用量为co2体积的10％，用二氧化碳超临界流体以每分钟8.0升的速度进入第三超临界萃取釜萃取茶黄素，第三萃余相进入下道萃取工序(第四超临界萃取釜)；第三萃取相在第三解析釜中分离压力为6.0mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶黄素和乙醇，然后在茶黄素和乙醇混合液中加入1倍的无离子水和1.2升的用新鲜茶叶制成的多酚氧化酶浆液，在常压与温度为30℃，ph值4.5的条件下，通氧气氧化30分钟将萃取相中含有的儿茶素l--egc和l--egcg转化成茶黄素，然后将酶促氧化液过滤沉清取上清液，在真空度－0.096mpa和恒温65℃的状态下脱水浓缩后，经冷冻干燥，得茶黄素116克，纯度82.2％；

(5)所述的第三萃余相连续逆流进入第四超临界萃取釜，并在釜内停留萃取时间为30分钟，在恒温40℃，压力为30mpa，用氢氧化铵作为携带剂，用量为co2体积的10％，用二氧化碳超临界流体以每分钟10.0升的速度进入第四超临界萃取釜萃取茶氨酸，第四萃余相进入下道工序；第四萃取相在第四解析釜中分离压力为6.0mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶氨酸和氢氧化铵，用ph5.0酸性无离子水洗涤茶氨酸和氢氧化铵混合液，然后真空脱水后重结晶，再经真空干燥，得茶氨酸158克，纯度95.8％；

(6)所述的第四萃余相连续进入醇析器，用体积比1：1的浓度90％的乙醇连续定量析出茶多糖，醇析时间控制30分钟，取沉降的醇析液，析余液进入下道工序，醇析液经真空乙醇回收浓缩后，在恒温50℃真空干燥得568克茶多糖，纯度62.2％；

(7)所述的析余液连续进入真空低温雾化浓缩器，在恒温50℃下脱水得浓浆液，经真空干燥，得茶多酚1576克，纯度42.6％。

实施例2

本发明从速溶茶中分离儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法，如图1所述为工艺流程示意图，在于包括以下步骤：

(1)称红茶速溶茶粉5000克(其中含茶多酚25.2％，咖啡碱7.4％，茶多糖22.2％，茶氨酸4.8％，茶色素26.5％)，射流真空吸入切线旋转的连续溶解器内，用重量比6倍的无离子水在恒温80℃的范围内的进行溶解，溶解时间为20分钟，加入柠檬酸溶液调ph值为6.8，经孔径1um的微滤器过滤，得23.3升精制茶汤；

(2)所述的精制茶汤用高压注射泵连续定量以每分钟1.0升的速度进入第一超临界萃取釜，在恒温45℃，压力为40mpa，用石油醚作为携带剂，用量为co2体积的5％，用茶汤与二氧化碳体积比为1:10的co2超临界流体连续逆流进入第一超临界萃取釜萃取咖啡碱，萃取时间控制30分钟，第一萃余相进入下道萃取工序，第一萃取相进入第一解析釜中在分离压力为6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体连续定量析出咖啡碱和石油醚，然后用体积比为1：1的无离子水二遍洗涤萃取浓缩液，合并洗涤水在控制85℃温度下进行真空脱水浓缩得1.3升咖啡碱浓缩液，经重结晶再真空干燥得咖啡碱353克，纯度99.1％；

(3)所述的第一萃余相连续逆流进入第二超临界萃取釜，并在第二超临界萃取釜内停留萃取时间为30分钟，在恒温65℃，压力为25mpa，用乙酸乙酯作为携带剂，用量为co2体积的5％，用二氧化碳超临界流体以每分钟12.0升的速度进入第二超临界萃取釜萃取儿茶素，第二萃余相进入下道超临界萃取工序，第二萃取相进入第二解析釜中在分离压力为6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出儿茶素和乙酸乙酯，然后用ph6.2的酸性无离子水二遍洗涤儿茶素和乙酸乙酯混合液，再回收乙酸乙酯后冷冻干燥，得684克儿茶素，纯度92.8％，其中含egcg+ecg73.4％；

(4)所述的第二萃余相连续逆流进入第三超临界萃取釜，并在第三超临界萃取釜内停留萃取时间为,30分钟，在恒温42℃，压力为25mpa，用乙醇作为携带剂，用量为co2体积的10％，用二氧化碳超临界流体以每分钟12.0升的速度进入第三超临界萃取釜萃取茶黄素，第三萃余相进入下道超临界萃取工序；第三萃取相进入第三解析釜中在分离压力为6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶黄素和乙醇，然后在茶黄素和乙醇混合液中加入1倍的无离子水和1.2升的用新鲜茶叶制成的多酚氧化酶浆液，在常压与温度为25℃，ph值6.5的条件下，通氧气氧化30分钟将萃取相中含有的儿茶素l-egc和l--egcg转化成茶黄素，然后将酶促氧化液过滤沉清取上清液，在真空度－0.096mpa和恒温65℃的状态下脱水浓缩后，经冷冻干燥，得茶黄素335克，纯度84.2％；

(5)所述的第三萃余相连续逆流进入第四超临界萃取釜，并在釜内停留萃取时间为30分钟，在恒温50℃，压力为38mpa，用氢氧化铵作为携带剂，用量为co2体积的10％，用二氧化碳超临界流体以每分钟15.0升的速度进入第四超临界萃取釜萃取茶氨酸，第四萃余相进入下道工序；第四萃取相进入第四解析釜中在分离压力为6.5mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶氨酸和氢氧化铵，用ph6.0酸性无离子水洗涤茶氨酸和氢氧化铵混合液，然后真空脱水后重结晶，再经真空干燥，得茶氨酸201克，纯度95.2％；

(6)所述的第四萃余相连续进入醇析器，用体积比1：1.5的浓度90％的乙醇连续定量析出茶多糖，醇析时间控制40分钟，取沉降的醇析液，析余液进入下道工序，醇析液经真空乙醇回收浓缩后，在恒温60℃真空干燥，得1132克茶多糖，纯度63.5％；

(7)所述的析余液连续进入真空低温雾化浓缩器，在恒温60℃下脱水得浓浆液，经真空干燥，得茶色素1496克。

实施例3

本发明从速溶茶中分离儿茶素、茶黄素、茶氨酸、茶多糖的方法，如图1所述为工艺流程示意图，在于包括以下步骤：

(1)称乌龙速溶茶粉5000克(其中含茶多酚38.6％，咖啡碱7.6％，茶多糖18.7％，茶氨酸4.2％，茶色素16.9％)，射流真空吸入切线旋转的连续溶解器内，用重量比3倍的无离子水在恒温60℃的范围内的进行溶解，溶解时间为15分钟，加入柠檬酸溶液调ph值为6.0，经孔径1um的微滤器过滤，得21.8升精制茶汤；

(2)所述的精制茶汤用高压注射泵连续定量以每分钟1.0升的速度进入第一超临界萃取釜，在恒温40℃，压力为38mpa，用石油醚作为携带剂，用量为co2体积的5％，用茶汤与二氧化碳体积比为1:10的co2超临界流体连续逆流进入第一超临界萃取釜萃取咖啡碱，萃取时间控制25分钟，第一萃余相进入下道萃取工序，第一萃取相进入第一解析釜中在分离压力为6.2mpa状态下，超临界二氧化碳流体连续定量析出咖啡碱和石油醚，然后用体积比为1：1的无离子水二遍洗涤萃取浓缩液，合并洗涤水在控制70℃温度下进行真空脱水浓缩得1.3升咖啡碱浓缩液，经重结晶再真空干燥得咖啡碱367克，纯度99.6％；

(3)所述的第一萃余相连续逆流进入第二超临界萃取釜，并在第二超临界萃取釜内停留萃取时间为25分钟，在恒温60℃，压力为20mpa，用乙酸乙酯作为携带剂，用量为co2体积的5％，用二氧化碳超临界流体以每分钟10.0升的速度进入第二超临界萃取釜萃取儿茶素，第二萃余相进入下道超临界萃取工序，第二萃取相进入第二解析釜中在分离压力为6.2mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出儿茶素和乙酸乙酯，然后用ph6.0的酸性无离子水二遍洗涤儿茶素和乙酸乙酯混合液，再回收乙酸乙酯后冷冻干燥，得862克儿茶素，纯度92.6％，其中含egcg+ecg82.4％；

(4)所述的第二萃余相连续逆流进入第三超临界萃取釜，并在第三超临界萃取釜内停留萃取时间为25分钟，在恒温40℃，压力为20mpa，用乙醇作为携带剂，用量为co2体积的10％，用二氧化碳超临界流体以每分钟9.0升的速度进入第三超临界萃取釜萃取茶黄素，第三萃余相进入下道超临界萃取工序；第三萃取相进入第三解析釜中在分离压力为6.3mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶黄素和乙醇，然后在茶黄素和乙醇混合液中加入1倍的无离子水和1.2升的用新鲜茶叶制成的多酚氧化酶浆液，在常压与温度为25℃，ph值5.0的条件下，通氧气氧化30分钟将萃取相中含有的儿茶素l-egc和l--egcg转化成茶黄素，然后将酶促氧化液过滤沉清取上清液，在真空度－0.096mpa和恒温65℃的状态下脱水浓缩后，经冷冻干燥，得茶黄素212克，纯度83.2％；

(5)所述的第三萃余相连续进入逆流第四超临界萃取釜，并在釜内停留萃取时间为25分钟，在恒温45℃，压力为35mpa，用氢氧化铵作为携带剂，用量为co2体积的10％，用二氧化碳超临界流体以每分钟13.0升的速度进入第四超临界萃取釜萃取茶氨酸，第四萃余相进入下道工序；萃取相在超临界第四解析釜分离压力为6.3mpa状态下，超临界二氧化碳流体析出茶氨酸和氢氧化铵，用ph5.5酸性无离子水洗涤茶氨酸和氢氧化铵混合液，然后真空脱水后重结晶，再经真空干燥，得茶氨酸186克，纯度95.4％；

(6)所述的第四萃余相连续进入醇析器，用体积比1：1.3的浓度90％的乙醇连续定量析出茶多糖，醇析时间控制35分钟，取沉降的醇析液，析余液进入下道工序，醇析液经真空乙醇回收浓缩后，在恒温55℃真空干燥，得623克茶多糖，纯度62.5％；

(7)所述的析余液连续进入真空低温雾化浓缩器，在恒温55℃下脱水得浓浆液，经真空干燥，得茶多酚1920克，纯度42.8％。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。