制备火山石吸附剂的方法及富集儿茶素类抗氧化剂的方法与流程

文档序号:11117642阅读:933来源:国知局

本发明涉及天然抗氧化剂分离制备领域,尤其涉及一种制备火山石吸附剂的方法及富集儿茶素类抗氧化剂的方法。



背景技术:

儿茶素类抗氧化剂是从茶叶中萃取获得的一组多酚类化合物,具有良好的抗氧化、抗辐射、预防心脑血管疾病和预防癌肿等多种生理活性功能,广泛应用于功能食品和保健药物中。

茶叶儿茶素类抗氧化剂的制备一般采用钙离子沉淀、有机溶剂分离、超临界二氧化碳萃取或者柱层析分离等方法。但每种方法都存在一定的缺陷,例如,钙离子沉淀法容易造成儿茶素类氧化,纯度降低;有机溶剂分离法存在化学残留物;超临界二氧化碳萃取法成本高;柱层析分离法中以化学合成树脂为吸附剂时存在化学残留,而使用木质纤维素为吸附剂时因质地软而容易使层析柱堵塞导致洗脱效率低等问题。

因此,亟需一种新的富集儿茶素类抗氧化剂的方法。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是,提供一种制备火山石吸附剂的方法及富集儿茶素类抗氧化剂的方法,其能够得到无化学残留的儿茶素类抗氧化剂,且吸附和洗脱效率高。

为了解决上述问题,本发明提供了一种制备火山石吸附剂的方法,包括如下步骤:

提供24目~40目火山石颗粒;

采用柠檬酸水溶液浸泡所述火山石颗粒若干时间,并冲洗及烘干;

采用乙醇溶液浸泡烘干后的火山石颗粒,并冲洗及烘干,得到颗粒状火山石吸附剂。

进一步,所述24目~40目火山石颗粒依次经过粗粉碎、精细粉碎及过筛获得。

进一步,所述柠檬酸水溶液浸没所述火山石颗粒,采用柠檬酸水溶液浸泡所述火山石颗粒的时间为12小时~24小时。

进一步,所述乙醇溶液浸没所述火山石颗粒。

进一步,所述乙醇溶液的浓度为50%~90%,采用乙醇溶液浸泡烘干后的火山石颗粒的时间为12小时~24小时。

进一步,在柠檬酸水溶液及乙醇溶液浸泡后分别进行的烘干步骤中,烘干温度为100~110℃。

本发明还提供一种富集儿茶素类抗氧化剂的方法,包括如下步骤:

提供茶汤;

将上述制备方法制备的火山石吸附剂装入吸附柱;

将所述茶汤流经所述吸附柱进行吸附;

用乙醇溶液洗脱所述吸附柱,并收集洗脱后的乙醇溶液,获得含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液;

浓缩所述含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液,并进行干燥,获得儿茶素类抗氧化剂。

进一步,所述茶汤体积为所述吸附柱体积的3~10倍。

进一步,在所述茶汤流经所述吸附柱后,对所述吸附柱用纯净水冲洗,直至无色素流出。

进一步,用乙醇溶液洗脱所述吸附柱步骤中,所述乙醇溶液的浓度为50%~95%。

进一步,在浓缩所述含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液的步骤中,将含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液用旋转蒸发浓缩器在40-45℃减压浓缩至固形物浓度30%~50%。

本发明的优点在于,利用天然火山石多孔且质地坚硬的特点制作吸附剂,不使用有毒有害化学溶剂,吸附柱不容易被堵塞,吸附和洗脱效率高。

具体实施方式

下面对本发明提供的制备火山石吸附剂的方法及富集儿茶素类抗氧化剂的方法的具体实施方式做详细说明。

本发明一种制备火山石吸附剂的方法,包括如下步骤:

(1)提供24目~40目火山石颗粒。

获得所述24目~40目火山石颗粒的方法为:

(10)粗粉碎所述火山石,例如,采用铁锤将大块火山石打碎形成1cm~3cm碎石块。

(11)精细粉碎所述火山石,例如,采用粉碎机将1cm~3cm火山石碎石块粉碎成粒度更小的火山石颗粒或者粉末。

(12)过筛,例如,用24目和40目的筛子先后分筛火山石颗粒和粉末,取24目上、40目下的24目~40目火山石颗粒用于后续工艺。

(2)采用柠檬酸水溶液浸泡所述24目~40目火山石颗粒若干时间,并冲洗及烘干。

所述柠檬酸水溶液的浓度为10g/L~20g/L,其用量为柠檬酸水溶液浸没火山石颗粒即可,例如,所述柠檬酸水溶液的体积与所述火山石颗粒的体积比可以为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1等,浸泡时间为12~24h,例如12小时、14小时、16小时、18小时、20小时、22小时、24小时。浸泡完毕后,用纱布过滤去除柠檬酸水溶液,用蒸馏水冲洗火山石颗粒至无色素流出,在100~110℃烘干。

(3)采用乙醇溶液浸泡烘干后的火山石颗粒,并冲洗及烘干,得到颗粒状火山石吸附剂。

所述乙醇溶液的浓度为50%~90%,例如,50%、60%、70%、80%、90%,采用乙醇溶液浸泡烘干后的火山石颗粒的时间为12小时~24小时,例如12小时、14小时、16小时、18小时、20小时、22小时、24小时。优选地,乙醇溶液刚好浸没所述火山石颗粒物。浸泡完毕后,用纱布过滤去除乙醇溶液,用蒸馏水冲洗火山石颗粒至无色素流出,在100~110℃烘干,得到颗粒状火山石吸附剂。

火山石是一种多孔、轻质的玻璃质酸性火山喷出岩,其化学成分主要为SiO2、Al2O3并含有多种过渡金属氧化物,具有比表面积大、质量轻、质地坚硬、抗腐蚀等特点。本发明利用天然火山石多孔且质地坚硬的特点制作吸附剂,不使用有毒有害化学溶剂,吸附柱不容易被堵塞,吸附和洗脱效率高。

本发明还提供一种富集儿茶素类抗氧化剂的方法,包括如下步骤:

(1)提供茶汤。

所述茶汤的获取方法如下:将干燥的茶叶,例如绿茶,用10~20倍重量的沸水提取30~60min;用纱布过滤去除茶渣,收集茶汤冷却至室温;将茶汤在4000~10000rpm转速下离心15~30min,取茶汤上清液作为茶汤用于后续富集儿茶素类抗氧化剂工艺中。

(2)将采用本发明制备火山石吸附剂的方法制备的火山石吸附剂装入吸附柱中。

(3)将所述茶汤流经所述吸附柱进行吸附。

所述茶汤的体积为吸附柱体积的3-10倍,例如,3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍。进一步,所述茶汤全部流经吸附柱后,用纯净水替代茶汤清洗所述吸附质至无色素流出。

(4)用乙醇溶液洗脱所述吸附柱,并收集洗脱后的乙醇溶液,获得含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液。

优选地,所述乙醇溶液的浓度为50%~95%,例如,50%、60%、70%、80%、90%、95%。

(5)浓缩所述含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液,并进行干燥,获得儿茶素类抗氧化剂。

浓缩所述含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液的方法为,将含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液用旋转蒸发浓缩器在40-45℃减压浓缩至固形物浓度30%~50%。浓缩后的物质经喷雾干燥后获得粉末状儿茶素类抗氧化剂。用本发明富集的方法富集的茶叶儿茶素类抗氧化剂的儿茶素类总含量为758.03~802.84mg/g。

下文列举本发明富集儿茶素类抗氧化剂的方法的几个实施例,以进一步说明本发明的优点。

实施例1:一种从蒸青绿茶汤富集儿茶素类抗氧化剂的方法。

(1)吸附剂制备

取天然火山石3块(5.6kg),用铁锤将其打碎至1cm~3cm的碎石块;用粉碎机将火山石块粉碎成粉末;用24目筛子分筛;将筛面的粗石块继续粉碎直至全部过24目筛;用40目筛分筛,去除粒度小于40目的粉末,获得4.8kg粒度为24目~40目的火山石颗粒。

用柠檬酸水溶液(浓度为10g/L)浸泡火山石颗粒,为柠檬酸水溶液用量刚好浸没火山石颗粒为准,浸泡时间为24h;用纱布过滤去除柠檬酸水溶液,用蒸馏水冲洗火山石粉至无色素流出,在100~110℃烘干。

将烘干的火山石颗粒浸泡在90%的乙醇溶液中,乙醇溶液用量以刚好浸没火山石颗粒为准;浸泡时间20h;用纱布过滤去除乙醇溶液,用蒸馏水冲洗火山石颗粒至无色素流出为止,在100~110℃烘干。将干燥的火山石颗粒作为柱层析的吸附剂使用。

(2)茶汤制备

取蒸青绿茶1500g用15L沸水萃取60min,用纱布过滤去除茶渣,收集茶汤并冷却至室温;将茶汤在4000rpm转速下离心30min,得上清液11.5L,用于儿茶素类抗氧化剂吸附分离和富集。

(3)吸附法富集茶汤儿茶素类抗氧化剂

将步骤(1)获得的火山石颗粒吸附剂装入吸附柱(直径7.0cm,高95cm);将步骤(2)获得的全部茶汤上清液从吸附柱上部灌入并流经吸附柱的吸附剂;待茶汤溶液全部通过后,用10.0L纯净水从吸附柱上方灌入并流经吸附柱进行清洗,待流出液无色素时,用10.0L 95%乙醇溶液洗脱吸附柱,收集吸附柱下方流出的乙醇溶液,获得含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液(9.5L);将乙醇溶液转移到旋转蒸发器在40-45℃减压蒸发浓缩至约420mL,同微型喷雾干燥器喷雾干燥,获得105.6g儿茶素类抗氧化剂粉末。

2次重复试验的样品经HPLC检测,获得的粉末状儿茶素类抗氧化剂的儿茶素类总含量为802.84±20.51mg/g(表1)。

表1.实施例1获得的粉末状儿茶素类抗氧化剂儿茶素类含量(mg/g)

其中,SD:Standard deviation(标准偏差);GC:gallocatechin(没食子酸儿茶素);EGC:epigallocatechin(表没食子酸儿茶素);C:catechin(儿茶酸);EC:epicatechin(表儿茶素);EGCG:epigallocatechin gallate(表没食子酸儿茶素没食子酸酯);GCG:gallocatechin gallate(食子酸儿茶素没食子酸酯);ECG:epicatechin gallate(表儿茶素没食子酸酯);CG:catechin gallate(儿茶素没食子酸酯)。

实施例2:一种从烘青绿茶汤富集儿茶素类抗氧化剂的方法。

(1)吸附剂制备

取火山石2块(5.2kg),用铁锤将其打碎至1cm~3cm的碎石块;用粉碎机将火山石块粉碎成颗粒和粉末,用24目筛子分筛,将筛面的粗石块继续粉碎直至全部过24目筛;用40目筛分筛通过24目的颗粒,去除40目筛底的粉末,获得4.3kg粒度为24目~40目的火山石颗粒。

用柠檬酸水溶液(15g/L)浸泡火山石颗粒,其用量以柠檬酸水溶液刚好浸没火山石颗粒为准,保持20h;用纱布过滤去除柠檬酸水溶液,用蒸馏水冲洗火山石粉至无色素流出,在100~110℃烘干。

将烘干的火山石颗粒浸泡在70%的乙醇溶液中,乙醇溶液用量以刚好浸没火山石颗粒为准;浸泡时间24h;用纱布过滤去除乙醇溶液,用蒸馏水冲洗火山石颗粒至无色素流出为止,在100~110℃烘干。将干燥的火山石颗粒作为柱层析的吸附剂使用。

(2)茶汤制备

取烘青绿茶1500g用30L沸水萃取30min,用纱布过滤去除茶渣,收集茶汤并冷却至室温;将茶汤在10000rpm离心15min,得茶汤上清液23.7L,用于儿茶素类抗氧化剂吸附分离和富集。

(3)吸附法富集茶汤儿茶素类抗氧化剂

将步骤(1)获得的颗粒状火山石吸附剂装入吸附柱(直径7.0cm,高95cm);将步骤(2)获得的全部茶汤上清液从吸附柱上部灌入并流经吸附柱的吸附剂;待茶汤溶液全部通过后,用10.0L纯净水从吸附柱上方灌入并流经吸附柱进行清洗,待流出液无色素时,用10.0L 75%乙醇溶液洗脱吸附柱,收集吸附柱下方流出的乙醇溶液,获得含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液(9.8L);将乙醇溶液转移到旋转蒸发器在40-45℃减压蒸发浓缩至约440mL,同微型喷雾干燥器喷雾干燥,获得123.4g儿茶素类抗氧化剂粉末。

2次重复试验的样品经HPLC检测,获得的粉末状儿茶素类抗氧化剂的儿茶素类总含量为758.03±4.78mg/g(表2)。

表2.实施例2获得的粉末状儿茶素类抗氧化剂儿茶素类含量(mg/g)

其中,SD:Standard deviation(标准偏差);GC:gallocatechin(没食子酸儿茶素);EGC:epigallocatechin(表没食子酸儿茶素);C:catechin(儿茶酸);EC:epicatechin(表儿茶素);EGCG:epigallocatechin gallate(表没食子酸儿茶素没食子酸酯);GCG:gallocatechin gallate(食子酸儿茶素没食子酸酯);ECG:epicatechin gallate(表儿茶素没食子酸酯);CG:catechin gallate(儿茶素没食子酸酯)。

实施例3:一种从炒青绿茶汤富集儿茶素类抗氧化剂的方法

(1)吸附剂制备

取火山石3块(6.2kg),用铁锤将其打碎至1cm~3cm的碎石块,用粉碎机将火山石块粉碎成粉末,用24目筛子分筛,将筛面的粗石块继续粉碎直至全部过24目筛;用40目筛分筛通过24目的颗粒,去除40目筛底的粉末,获得5.3kg粒度为24目~40目的颗粒状火山石。

用柠檬酸水溶液(10g/L)浸泡火山石颗粒,其用量以柠檬酸水溶液刚好浸没火山石颗粒为准,保持12h;用纱布过滤去除柠檬酸水溶液,用蒸馏水冲洗火山石颗粒物至无色素流出为止,在100~110℃烘干。

将烘干的火山石颗粒浸泡在50%的乙醇溶液中,乙醇溶液用量以刚好浸没火山石颗粒为准;浸泡时间12h;用纱布过滤去除乙醇溶液,用蒸馏水冲洗火山石颗粒至无色素流出为止,在100~110℃烘干。将干燥的火山石颗粒作为柱层析的吸附剂使用。

(2)茶汤制备

取炒青绿茶1500g用20L沸水萃取45min,用纱布过滤去除茶渣,收集茶汤冷却至室温;将茶汤在8000rpm离心20min,得上清液14.6L,用于儿茶素类抗氧化剂吸附分离和富集。

(3)吸附法富集茶汤儿茶素类抗氧化剂

将步骤(1)获得的火山石颗粒吸附剂装入吸附柱(直径7.0cm,高95cm);将步骤(2)2获得的全部茶汤上清液从吸附柱上部灌入并流经吸附柱的吸附剂;待茶汤溶液全部通过后,用10.0L纯净水从吸附柱上方灌入并流经吸附柱进行清洗,待流出液无色素时,用10.0L 50%乙醇溶液洗脱吸附柱,收集吸附柱下方流出的乙醇溶液,获得含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液(10.2L);将乙醇溶液转移到旋转蒸发器在40-45℃减压蒸发浓缩至约480mL,用微型喷雾干燥器喷雾干燥,获得102.8g粉末状儿茶素类抗氧化剂。

2次重复试验的样品经HPLC检测,获得的粉末状儿茶素类抗氧化剂的儿茶素类总含量为773.19±2.39mg/g(表3)。

表3.实施例3获得的粉末状儿茶素类抗氧化剂儿茶素类含量(mg/g)

其中,SD:Standard deviation(标准偏差);GC:gallocatechin(没食子酸儿茶素);EGC:epigallocatechin(表没食子酸儿茶素);C:catechin(儿茶酸);EC:epicatechin(表儿茶素);EGCG:epigallocatechin gallate(表没食子酸儿茶素没食子酸酯);GCG:gallocatechin gallate(食子酸儿茶素没食子酸酯);ECG:epicatechin gallate(表儿茶素没食子酸酯);CG:catechin gallate(儿茶素没食子酸酯)。

实施例4:一种从蒸青绿茶末茶汤富集儿茶素类抗氧化剂的方法

(1)吸附剂制备

取火山石2块(5.5kg),用铁锤将其打碎至1cm~3cm的碎石块,用粉碎机将火山石块粉碎成粉末,用24目筛子分筛,将筛面的粗石块继续粉碎直至全部过24目筛;用40目筛分筛通过24目的颗粒,去除40目筛底的粉末,获得4.3kg粒度为24目~40目的颗粒状火山石。

用柠檬酸水溶液(20g/L)浸泡火山石颗粒,其用量以柠檬酸水溶液刚好浸没火山石颗粒为准,保持18h;用纱布过滤去除柠檬酸水溶液,用蒸馏水冲洗火山石颗粒物至无色素流出为止,在100~110℃烘干。

将烘干的火山石颗粒浸泡在60%的乙醇溶液中,乙醇溶液用量以刚好浸没火山石颗粒为准;浸泡时间18h;用纱布过滤去除乙醇溶液,用蒸馏水冲洗火山石颗粒至无色素流出为止,在100~110℃烘干。将干燥的火山石颗粒作为柱层析的吸附剂使用。

(2)茶汤制备

取蒸青绿茶加工过程产生的蒸青绿茶末(颗粒大小60目-80目)1500g用30L沸水萃取35min,用纱布过滤去除茶渣,收集茶汤冷却至室温;将茶汤在10000rpm离心20min,得上清液20.7L,用于儿茶素类抗氧化剂吸附分离和富集。

(3)吸附法富集茶汤儿茶素类抗氧化剂

将步骤(1)获得的火山石颗粒吸附剂装入吸附柱(直径7.0cm,高95cm);将步骤(2)2获得的全部茶汤上清液从吸附柱上部灌入并流经吸附柱的吸附剂;待茶汤溶液全部通过后,用10.0L纯净水从吸附柱上方灌入并流经吸附柱进行清洗,待流出液无色素时,用10.0L 75%乙醇溶液洗脱吸附柱,收集吸附柱下方流出的乙醇溶液,获得含有儿茶素类抗氧化剂的乙醇溶液(9.3L);将乙醇溶液转移到旋转蒸发器在40-45℃减压蒸发浓缩至约460mL,用微型喷雾干燥器喷雾干燥,获得109.4g粉末状儿茶素类抗氧化剂。

2次重复试验的样品经HPLC检测,获得的粉末状儿茶素类抗氧化剂的儿茶素类总含量为773.19±2.39mg/g(表4)。

表4.实施例4获得的粉末状儿茶素类抗氧化剂儿茶素类含量(mg/g)

其中,SD:Standard deviation(标准偏差);GC:gallocatechin(没食子酸儿茶素);EGC:epigallocatechin(表没食子酸儿茶素);C:catechin(儿茶酸);EC:epicatechin(表儿茶素);EGCG:epigallocatechin gallate(表没食子酸儿茶素没食子酸酯);GCG:gallocatechin gallate(食子酸儿茶素没食子酸酯);ECG:epicatechin gallate(表儿茶素没食子酸酯);CG:catechin gallate(儿茶素没食子酸酯)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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