本发明属于茶多酚提取
技术领域：
，具体涉及超声波超临界联合提取茶多酚的方法。
背景技术：
茶多酚（teapolyphenols）是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。主要为黄烷醇（儿茶素）类，儿茶素占60~80%。茶多酚又称茶鞣或茶单宁，是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是茶叶中有保健功能的主要成份之一。研究表明，茶多酚等活性物质具解毒和抗辐射作用，能有效地阻止放射性物质侵入骨髓，并可使锶90和钴60迅速排出体外，被健康及医学界誉为“辐射克星”。茶多酚是从茶叶中提取出来的,具有较全面的功效，茶叶中茶多酚的含量为百分之20-30%。茶多酚具有很强的抗氧化作用，对胶原酶和弹性蛋白酶有抑制作用，可阻止弹性蛋白的含量下降或变性，维持皮肤弹性，达到防皱效果。茶多酚可吸收紫外线，减少黑色素的生长，对酪氨酸酶和过氧化酶有抑制作用，从而达到美白作用。多酚是一类在紫外线光区有强吸收性的天然产物，而且对人体无毒性。通过几种多酚和黄酮的复配，利用其紫外光区吸收的差异可得到广谱防晒的天然紫外吸收剂，起到减少皮肤黑色素的形成,防止皮肤老化的作用。传统的茶多酚提取采用溶剂萃取法，茶多酚提取率低(一般提取率为5%-6%)，产品纯度低，产品易氧化，且其中含有大量杂质(如植物多糖、茶棕色素、色素、咖啡碱、树脂等)。用有机溶剂提取，提取率虽可有所提高(可达到1o%-15%)，但由于浸提液中不但含有茶多酚，而且还含有茶色素、咖啡碱等杂质，要得到精品，还须反复除杂精制，工序多，工艺繁琐复杂，萃取工序一般需经3级错流萃取；需多次蒸馏，加热时间长；需要用大量的有机溶剂，有的有机溶剂回收困难，有毒、易燃，不利于安全生产。中国专利文献“超声波超临界联合提取茶多酚工艺（专利号：zl201310683801.8）”公开了一种采用超声波和超临界萃取结合的方法提取茶多酚，包括粉粹、微波处理、超声波处理、再用喷雾沉降制成高纯度茶多酚。该发明具有缩短茶多酚提取时间的特点，但存在提取率不高，茶多酚纯度不高等问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种超声波超临界联合提取茶多酚的方法，以解决茶多酚提取率和纯度低的问题。为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：超声波超临界联合提取茶多酚的方法，包括原料处理、超声波处理、超临界co2萃取、分离纯化步骤，其中超临界co2萃取包括以下步骤：将处理的浆液采用超临界co2萃取，在co2流体中加入十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯，控制萃取压力和温度，co2流量为20-25l/h，萃取时间为1.5-3.5h，得到茶多酚粗品a，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为3-6mpa，分离温度为40-50℃；剩余浆液再次采用超临界co2萃取，在co2流体中加入丙酮、十二烷基苯磺酸钠，控制萃取压力和温度，co2流量为20-25l/h，萃取时间为1-2h，得到茶多酚粗品b，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为3-6mpa，分离温度为40-50℃，将所得茶多酚粗品a和茶多酚粗品b混合，添加盐酸，调节ph值为3-5.2，离心或过滤分离，得到茶汤。进一步地，所述十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的总用量为co2流体的18%-25%，其中十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的重量配比为（1.5-2.8）:（0.6-2）:（1.5-3）。进一步地，所述十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的重量配比为2.3:2:2.6。进一步地，在co2流体中加入十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯，控制萃取压力为26-30mpa。进一步地，在co2流体中加入十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯，控制萃取温度为52-58℃。进一步地，所述丙酮、十二烷基苯磺酸钠的总用量为co2流体的14%-20%，其中丙酮、十二烷基苯磺酸钠的重量配比为（1-2）：（0.5-1.2）。进一步地，所述丙酮、十二烷基苯磺酸钠的重量配比为1.6:1。进一步地，在co2流体中加入丙酮、十二烷基苯磺酸钠，控制萃取压力为22-27mpa。进一步地，在co2流体中加入丙酮、十二烷基苯磺酸钠，控制萃取萃取温度为50-56℃。进一步地，所述盐酸的浓度为18%-28%，用量为茶多酚粗品总量的6%-16%。本发明具有以下有益效果：（1）由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3中茶多酚的提取率和纯度显著高于对比例5中茶多酚的提取率和纯度；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。（2）由实施例2和对比例1-4的数据可见，步骤s1在水糊状浆料中添加乙醇，以400r/min的速度搅拌15min的操作步骤；步骤s3中缺少在co2流体中加入co2流体用量22%的十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的操作步骤；步骤s3中缺少添加盐酸，调节ph值为4.8的操作步骤，在提取茶多酚的过程中起到了协同作用，协同提高了茶多酚的提取率和纯度；这是：步骤s1中在水糊状浆料中添加乙醇，添加的乙醇为极性溶剂，茶多酚亦为极性物质，根据相似相容的原理，乙醇能够促进茶多酚在水中的溶出，而不影响其他非极性物质的溶出率；同时水浴加热并以400r/min的速度搅拌15min，使得绿茶叶内部温度升高，搅拌可加速茶多酚等浸提物的扩散，进而使茶多酚快速浸提出来，从而增大茶多酚的提取率和纯度。由于茶多酚在co2流体中的溶解度不大，导致其提取率不高，本发明根据十二烷基苯磺酸钠具有表面活化性能，可使溶液充分活化，茶多酚易溶于乙酸乙酯的特点，以及聚山梨酯作为增溶剂能在水中形成胶团，吸附茶多酚物质而增大茶多酚在co2流体中的溶解度等特点，在步骤s3中向co2流体中加入co2流体用量22%的十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯，可增大茶多酚在co2流体中的溶解度；在步骤s1中向水糊状浆料中添加乙醇的基础上，结合十二烷基苯磺酸钠具有表面活化性能，可使溶液充分活化，以及茶多酚易溶于乙酸乙酯的特点，进一步增大茶多酚的提取率。茶多酚在酸性条件下稳定，在碱性条件下易氧化，步骤s3在茶多酚提取分离后添加乙酸，调节ph值为4.8，可防止茶多酚被氧化，从而提高茶多酚的纯度。具体实施方式为了更好的理解本发明，先采用以下实施方式加以说明，以下实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。所述的超声波超临界联合提取茶多酚的方法，包括以下步骤：s1：将绿茶叶烘干并粉碎成50-100目，再添加蒸馏水，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆料，然后采用水浴加热，使水糊状浆料温度控制在53-72℃，并在水糊状浆料中添加乙醇，以300-400r/min的速度搅拌15-20min，放置冷却0.5-1h后得浆液，所述绿茶叶和蒸馏水的用量比为1:8-17，所述乙醇的浓度为25%-30%，绿茶叶和乙醇的用量比为1:0.4-0.6；s2：对浆液进行超声波处理，所述超声波的频率为25-30khz，处理时间为5-8min，制得处理的浆液；s3：将经步骤s2处理的浆液采用超临界co2萃取，在co2流体中加入十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯，所述十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的总用量为co2流体的18%-25%，其中十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的重量配比为（1.5-2.8）:（0.6-2）:（1.5-3），控制萃取压力为26-30mpa，萃取温度为52-58℃，co2流量为20-25l/h，萃取时间为1.5-3.5h，得到茶多酚粗品a，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为3-6mpa，分离温度为40-50℃；剩余浆液再次采用超临界co2萃取，在co2流体中加入丙酮、十二烷基苯磺酸钠，所述丙酮、十二烷基苯磺酸钠的总用量为co2流体的14%-20%，其中丙酮、十二烷基苯磺酸钠的重量配比为（1-2）：（0.5-1.2），控制萃取压力为22-27mpa，萃取温度为50-56℃，co2流量为20-25l/h，萃取时间为1-2h，得到茶多酚粗品b，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为3-6mpa，分离温度为40-50℃，将所得茶多酚粗品a和茶多酚粗品b混合，添加盐酸，所述盐酸的浓度为18%-28%，用量为茶多酚粗品总量的6%-16%，调节ph值为3-5.2，离心或过滤分离，得到茶汤；s4：将茶汤上lx-8型大孔吸附树脂柱，lx-8型大孔吸附树脂柱的径高比为1:5-15，上样量为柱体积的37-56倍，上样流速为0.5-2bv/h，先用体积分数为1.2-7.5%的乙醇水溶液洗脱除杂，其用量为柱体积的20-26倍、流速为1-4bv/h，再用体积分数为56%-73%的乙醇水溶液洗脱，其用量为柱体积的12-18倍、流速为1-4bv/h，收集体积分数为56%-73%的乙醇水溶液的洗脱液，减压浓缩，喷雾干燥或冷冻干燥，制得茶多酚产品。实施例1一种超声波超临界联合提取茶多酚的方法，包括以下步骤：s1：将绿茶叶烘干并粉碎成80目，再添加蒸馏水，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆料，然后采用水浴加热，使水糊状浆料温度控制在65℃，并在水糊状浆料中添加乙醇，以400r/min的速度搅拌15min，放置冷却0.8h后得浆液，所述绿茶叶和蒸馏水的用量比为1:12，所述乙醇的浓度为28%，绿茶叶和乙醇的用量比为1:0.5；s2：对浆液进行超声波处理，所述超声波的频率为30khz，处理时间为5min，制得处理的浆液；s3：将经步骤s2处理的浆液采用超临界co2萃取，在co2流体中加入十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯，所述十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的总用量为co2流体的22%，其中十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的重量配比为2.3:2:2.6，控制萃取压力为28mpa，萃取温度为56℃，co2流量为23l/h，萃取时间为2.5h，得到茶多酚粗品a，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为5mpa，分离温度为45℃；剩余浆液再次采用超临界co2萃取，在co2流体中加入丙酮、十二烷基苯磺酸钠，所述丙酮、十二烷基苯磺酸钠的总用量为co2流体的18%，其中丙酮、十二烷基苯磺酸钠的重量配比为1.6:1，控制萃取压力为25mpa，萃取温度为55℃，co2流量为22l/h，萃取时间为1.5h，得到茶多酚粗品b，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为5mpa，分离温度为46℃，将所得茶多酚粗品a和茶多酚粗品b混合，添加盐酸，所述盐酸的浓度为25%，用量为茶多酚粗品总量的20%，调节ph值为4.8，离心或过滤分离，得到茶汤；s4：将茶汤上lx-8型大孔吸附树脂柱，lx-8型大孔吸附树脂柱的径高比为1:10，上样量为柱体积的50倍，上样流速为1.5bv/h，先用体积分数为5.2%的乙醇水溶液洗脱除杂，其用量为柱体积的23倍、流速为3bv/h，再用体积分数为65%的乙醇水溶液洗脱，其用量为柱体积的15倍、流速为3bv/h，收集体积分数为65%的乙醇水溶液的洗脱液，减压浓缩，喷雾干燥或冷冻干燥，制得茶多酚产品。实施例2一种超声波超临界联合提取茶多酚的方法，包括以下步骤：s1：将绿茶叶烘干并粉碎成50目，再添加蒸馏水，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆料，然后采用水浴加热，使水糊状浆料温度控制在55℃，并在水糊状浆料中添加乙醇，以300r/min的速度搅拌20min，放置冷却0.5h后得浆液，所述绿茶叶和蒸馏水的用量比为1:8，所述乙醇的浓度为25%，绿茶叶和乙醇的用量比为1:0.4；s2：对浆液进行超声波处理，所述超声波的频率为25khz，处理时间为8min，制得处理的浆液；s3：将经步骤s2处理的浆液采用超临界co2萃取，在co2流体中加入十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯，所述十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的总用量为co2流体的19%，其中十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的重量配比为1.5:0.7:1.8，控制萃取压力为26mpa，萃取温度为52℃，co2流量为25l/h，萃取时间为3.5h，得到茶多酚粗品a，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为3mpa，分离温度为40℃；剩余浆液再次采用超临界co2萃取，在co2流体中加入丙酮、十二烷基苯磺酸钠，所述丙酮、十二烷基苯磺酸钠的总用量为co2流体的14%，其中丙酮、十二烷基苯磺酸钠的重量配比为1：0.5，萃取温度为52℃，co2流量为22l/h，萃取时间为1.3h，得到茶多酚粗品b，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为5mpa，分离温度为43℃，将所得茶多酚粗品a和茶多酚粗品b混合，添加盐酸，所述盐酸的浓度为22%，用量为茶多酚粗品总量的13%，调节ph值为3.3，离心或过滤分离，得到茶汤；s4：将茶汤上lx-8型大孔吸附树脂柱，lx-8型大孔吸附树脂柱的径高比为1:6，上样量为柱体积的40倍，上样流速为0.8bv/h，先用体积分数为1.5%的乙醇水溶液洗脱除杂，其用量为柱体积的22倍、流速为2bv/h，再用体积分数为60%的乙醇水溶液洗脱，其用量为柱体积的13倍、流速为2bv/h，收集体积分数为60%的乙醇水溶液的洗脱液，减压浓缩，喷雾干燥或冷冻干燥，制得茶多酚产品。实施例3一种超声波超临界联合提取茶多酚的方法，包括以下步骤：s1：将绿茶叶烘干并粉碎成100目，再添加蒸馏水，置于真空高剪切匀质机中充分匀质，得到水糊状浆料，然后采用水浴加热，使水糊状浆料温度控制在70℃，并在水糊状浆料中添加乙醇，以400r/min的速度搅拌15min，放置冷却1h后得浆液，所述绿茶叶和蒸馏水的用量比为1:17，所述乙醇的浓度为30%，绿茶叶和乙醇的用量比为1:0.5；s2：对浆液进行超声波处理，所述超声波的频率为30khz，处理时间为5min，制得处理的浆液；s3：将经步骤s2处理的浆液采用超临界co2萃取，在co2流体中加入十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯，所述十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的总用量为co2流体的25%，其中十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的重量配比为2.6:2:3，控制萃取压力为30mpa，萃取温度为52℃，co2流量为21l/h，萃取时间为2h，得到茶多酚粗品a，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为3.5mpa，分离温度为42℃；剩余浆液再次采用超临界co2萃取，在co2流体中加入丙酮、十二烷基苯磺酸钠，所述丙酮、十二烷基苯磺酸钠的总用量为co2流体的20%，其中丙酮、十二烷基苯磺酸钠的重量配比为2：1.2，控制萃取压力为22mpa，萃取温度为52℃，co2流量为25l/h，萃取时间为1h，得到茶多酚粗品b，将茶多酚粗品与浆液分离，分离压力为3mpa，分离温度为40℃，将所得茶多酚粗品a和茶多酚粗品b混合，添加盐酸，所述盐酸的浓度为28%，用量为茶多酚粗品总量的6%，调节ph值为5.2，离心或过滤分离，得到茶汤；s4：将茶汤上lx-8型大孔吸附树脂柱，lx-8型大孔吸附树脂柱的径高比为1:15，上样量为柱体积的56倍，上样流速为2bv/h，先用体积分数为7.5%的乙醇水溶液洗脱除杂，其用量为柱体积的26倍、流速为4bv/h，再用体积分数为73%的乙醇水溶液洗脱，其用量为柱体积的18倍、流速为4bv/h，收集体积分数为70%的乙醇水溶液的洗脱液，减压浓缩，喷雾干燥或冷冻干燥，制得茶多酚产品。对比例1制备方法与实施例1基本相同，唯有不同的是步骤s1中缺少在水糊状浆料中添加乙醇，以400r/min的速度搅拌15min的操作步骤；步骤s3中缺少在co2流体中加入co2流体用量22%的十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的操作步骤；步骤s3中缺少添加盐酸，调节ph值为4.8的操作步骤。对比例2制备方法与实施例1基本相同，唯有不同的是步骤s1中缺少在水糊状浆料中添加乙醇，以400r/min的速度搅拌15min的操作步骤。对比例3制备方法与实施例1基本相同，唯有不同的是在步骤s3中缺少在co2流体中加入co2流体用量22%的十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的操作步骤。对比例4制备方法与实施例1基本相同，唯有不同的是在步骤s3中缺少添加盐酸，调节ph值为4.8的操作步骤。对比例5采用中国专利文献“超声波超临界联合提取茶多酚工艺（专利号：zl201310683801.8）”中实施例1-3的方法提取茶多酚。按照实施例1-3和对比例1-5所述方法提取绿茶叶中的茶多酚，每组实验例取5kg绿茶叶，对茶多酚提取率和纯度进行检测，结果见下表所示：实验项目提取率（%）纯度（%）实施例118.2599.91实施例217.8999.79实施例318.0399.85对比例111.6597.21对比例216.4699.34对比例316.0899.06对比例416.3299.18对比例511.79-11.8298.18-98.26由上表可知：（1）由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3中茶多酚的提取率和纯度显著高于对比例5中茶多酚的提取率和纯度；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。（2）由实施例2和对比例1-4的数据可见，步骤s1在水糊状浆料中添加乙醇，以400r/min的速度搅拌15min的操作步骤；步骤s3中缺少在co2流体中加入co2流体用量22%的十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯的操作步骤；步骤s3中缺少添加盐酸，调节ph值为4.8的操作步骤，在提取茶多酚的过程中起到了协同作用，协同提高了茶多酚的提取率和纯度；这是：步骤s1中在水糊状浆料中添加乙醇，添加的乙醇为极性溶剂，茶多酚亦为极性物质，根据相似相容的原理，乙醇能够促进茶多酚在水中的溶出，而不影响其他非极性物质的溶出率；同时水浴加热并以400r/min的速度搅拌15min，使得绿茶叶内部温度升高，搅拌可加速茶多酚等浸提物的扩散，进而使茶多酚快速浸提出来，从而增大茶多酚的提取率和纯度。由于茶多酚在co2流体中的溶解度不大，导致其提取率不高，本发明根据十二烷基苯磺酸钠具有表面活化性能，可使溶液充分活化，茶多酚易溶于乙酸乙酯的特点，以及聚山梨酯作为增溶剂能在水中形成胶团，吸附茶多酚物质而增大茶多酚在co2流体中的溶解度等特点，在步骤s3中向co2流体中加入co2流体用量22%的十二烷基苯磺酸钠、乙酸乙酯、聚山梨酯，可增大茶多酚在co2流体中的溶解度；在步骤s1中向水糊状浆料中添加乙醇的基础上，结合十二烷基苯磺酸钠具有表面活化性能，可使溶液充分活化，以及茶多酚易溶于乙酸乙酯的特点，进一步增大茶多酚的提取率。茶多酚在酸性条件下稳定，在碱性条件下易氧化，步骤s3在茶多酚提取分离后添加乙酸，调节ph值为4.8，可防止茶多酚被氧化，从而提高茶多酚的纯度。以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。当前第1页12