專利名稱：一種綜合分離提取茶多糖、茶氨酸、茶多酚和咖啡因的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于茶葉深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從茶葉浸取液中逐級分離提取所 含有效成分茶多糖、茶氨酸、茶多酚和咖啡因產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù)：
茶葉中含多種獨特的具有藥用及保健價值的有效成分，如茶多酚、茶氨酸、茶多 糖、咖啡因等。茶多酚具有高效的防癌、治癌、抗氧化、抗有害微生物等多種藥效。咖啡因具 有強(qiáng)心、利尿、抗氧化等作用，成為重要的醫(yī)藥原料和食物與飲料的添加劑。茶氨酸具有拮 抗咖啡因引起的神經(jīng)系統(tǒng)興奮、緩解情緒緊張，并兼有降血壓、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞、增強(qiáng)抗癌藥 物的療效、抑制癌細(xì)胞浸潤、減肥等作用。茶多糖具有多種生理作用，如防輻射，抗凝血及抗 血栓，降血糖等，它還可以增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，實驗證明對人體心血管系統(tǒng)，具有降血壓、減 慢心率、耐缺氧、增加冠狀動脈流量等作用，還可降血脂，抗動脈硬化，抗炎，抗癌等。茶葉中 這些組分的生理活性引起了人們的極大興趣，目前這些組分在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域已有較為廣 泛的應(yīng)用。為了解決低檔茶的利用問題，國內(nèi)有多項專利對茶多酚、咖啡因等單一組分加以 提取，但這些工藝對其他組分未能更充分地加以利用。近年來國內(nèi)對茶葉的綜合提取利用 較為關(guān)注。專利[CN1087893A]報道了一種綜合提取技術(shù)，利用兩類不同極性的溶劑從同一 茶葉原料分離提取出茶多酚、咖啡堿、葉綠素、蛋白質(zhì)等四種產(chǎn)品。[CN1351012A]報道的綜 合提取工藝，可以得到茶多酚、茶黃素、咖啡堿及茶紅色素等產(chǎn)品。專利[CN1557841A]公開 了從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡堿的方法，該工藝?yán)梦⒉ㄌ崛?，并結(jié)合 了沉淀法、凝膠柱層析、氯仿和乙酸乙酯萃取、陽離子交換樹脂、結(jié)晶等多種分離純化技術(shù)。 專利[CN1699586A]則采用復(fù)合酶解提取和水提取，運(yùn)用超濾、樹脂吸附層析等方法法從茶 葉中分離提取茶多酚、副產(chǎn)咖啡堿和茶多糖。專利[CN1837201A]綜合應(yīng)用超濾、反滲透、有 機(jī)溶劑萃取、CO2超臨界技術(shù)等，從茶葉中分離得到了茶多酚、茶多糖、茶氨酸、咖啡堿和茶 色素多種產(chǎn)品。[CN101343270A]報道了從茶葉中同時提取茶多酚和咖啡堿的方法，包括沸 水浸提、沉淀過濾、萃取、干燥等步驟。目前上述國內(nèi)同時提取多種茶組分的這些專利報道，有望提高茶葉原料的利用 率，降低成本。其中一些反應(yīng)條件溫和，比較重視環(huán)保、能耗以及安全等問題，多數(shù)不用或少 用有毒溶劑，具有應(yīng)用前景。但諸如凝膠、離子交換樹脂、超臨界裝置等的應(yīng)用，對大規(guī)模工 業(yè)化生產(chǎn)有一定的限制。而微波提取有可能破壞提取物的生物活性，或致使提取物分子結(jié) 構(gòu)發(fā)生變異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種原料利用率高，提取成本低，便于工業(yè)化生產(chǎn)的從茶 葉浸提液中逐級綜合分離提取茶多糖、茶氨酸、茶多酚和咖啡因的方法。本發(fā)明提供的方法主要包含如下步驟
(1)茶葉浸提液經(jīng)離心或過濾除去不溶雜質(zhì)；再采用NaOH、Na2CO3^ NaHC03、CaCO3> 氨水、鹽酸或醋酸調(diào)節(jié)其PH值至1-6 ；然后在5-75°C溫度下，通過恒流器使茶葉浸提液流經(jīng)充填有無機(jī)沸石分子篩吸附劑的吸附柱；(2)用少量蒸餾水，在一定洗脫溫度下，洗脫該吸附柱至流出液近無色，合并吸附 除雜后的溶液母液和水洗脫液，為收集液1 ；收集液1以鹽析法除去蛋白后，超濾除去小分 子，再在其中加入茶多糖沉淀劑，沉淀干燥后得茶多糖；(3)采用0.5-3mol/L氨水作為洗脫液，，在一定洗脫溫度下，洗脫步驟(1)的吸附 柱，再以少量蒸餾水洗脫，合并為收集液2，收集液2減壓蒸餾除去氨氣，至收集液體積的 1/3-1/5時，加入2-5倍量的無水乙醇，抽濾，即可得到茶氨酸粗品結(jié)晶，再重結(jié)晶1-3次，可 獲得高純度的茶氨酸；或者采用0. 2-0. Smoir1的NaCl或KCl無機(jī)鹽溶液作為洗脫液；(4)采用5-50%乙醇作為洗脫液，在一定洗脫溫度下，洗脫步驟(1)的吸附柱，收 集洗脫液得到收集液3，收集液3經(jīng)濃縮干燥后得茶多酚；(5)采用50-100%乙醇作為洗脫液，在一定洗脫溫度下，洗脫步驟(1)的吸附柱， 收集洗脫液得到收集液4，收集液4經(jīng)濃縮干燥后得咖啡因粗品，可進(jìn)一步升華純化制得純 度大于99%的咖啡因。本發(fā)明應(yīng)用具有均勻孔道結(jié)構(gòu)的沸石分子篩填料吸附分離、分級提取得到茶 多酚、茶多糖、茶氨酸和咖啡因等茶組分。本發(fā)明中，無機(jī)沸石分子篩吸附劑是FAU型 沸石分子篩吸附劑，以硅鋁摩爾比比(SiO2Al2O3)大于15的高硅Y型疏水性沸石分子 篩吸附劑為佳。FAU型沸石分子篩結(jié)構(gòu)與天然八面沸石相同，具有通過十二元環(huán)大孔 (0. 74nmX0. 74nm)相互連通的超籠結(jié)構(gòu)，有較好的吸附性能。本發(fā)明中，無機(jī)沸石分子篩吸附劑含有含H+、Na+、K+、Ca2+、NH4+中的一種或多種陽 離子，以含H+或Na+為佳。本發(fā)明中，0. 2-0. Smoir1的NaCl、KCl溶液等無機(jī)鹽溶液可取代氨水溶液洗脫茶 氨酸，但從后續(xù)處理工序考慮，以氨水洗脫為佳，可采用真空蒸發(fā)除去氨氣。本發(fā)明中，所述的洗脫溫度為20 90°C。本發(fā)明中，為盡可能保持茶組分的活性，干燥操作可以是真空蒸發(fā)、真空冷凍干燥 或噴霧干燥。本發(fā)明中，失去吸附能力的無機(jī)沸石分子篩吸附劑可用甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙 酮、熱水等洗脫再生，從溶劑成本、毒性等方面考慮，以50-100%乙醇水溶液洗脫為佳。在上 述溶劑無法將阻礙吸附的有機(jī)物洗脫而不能恢復(fù)吸附能力時，可通過焙燒除去有機(jī)物，恢 復(fù)其吸附性能后重復(fù)使用，焙燒再生溫度為500-650°C，時間為1. 5-5小時。本發(fā)明提供的逐級分離提取茶多酚、茶多糖、茶氨酸和咖啡因的方法，具有以下幾 個優(yōu)點1)操作流程安全、簡便、能耗低；2)有機(jī)溶劑使用量少；3)所用吸附劑沸石分子篩 具有規(guī)整孔道，耐高溫、機(jī)械性能好、易于再生，不會引入污染物質(zhì)，可反復(fù)使用，用于提純 制備成本較低；4)本發(fā)明適于處理茶水浸取液、茶葉深加工過程中的下腳料、粗老茶葉的 利用，并可根據(jù)處理對象組分不同調(diào)整簡化操作流程。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實施例1用市售FAU沸石粉末(硅鋁比為60)，加工成條狀，在550°C空氣中活化四小時并經(jīng)冷卻后，置于去離子水中，超聲除氣后，填入吸附柱中。吸附柱高45cm、內(nèi)徑3cm，沸石 吸附劑裝填量120g。綠茶浸取濃縮液(由福建某公司提供)200ml,以鹽酸-NaOH調(diào)節(jié)pH值為1_6。室 溫下將茶液經(jīng)恒流泵泵至吸附柱，調(diào)節(jié)流速穩(wěn)定在3. OmL/min，茶液泵盡后立即泵入去離子 水，洗至流出液近無色。合并吸附母液和水洗脫液(收集液1)，加入氯化鈉使蛋白質(zhì)沉淀， 濾除沉淀。濾液經(jīng)超濾膜(截留分子量大于4000)，截留液濃縮后冷凍干燥，得茶多糖5. 5g。以lmol/L氨水100_300mL洗脫，收集氨水洗脫液(收集液2)，真空旋蒸揮去氨氣，濃 縮至原體積四分之一，加入濃縮液3倍體積的無水乙醇，并降溫至4°C以下，析出茶氨酸，靜置 30-300分鐘后，抽濾。以少量熱水溶解茶氨酸濾餅，重結(jié)晶一次，真空干燥，得茶氨酸0. 9g。柱溫升至50°C，以15%乙醇-水溶液洗脫，收集洗脫液(收集液3)。真空旋蒸，濃 縮后噴霧干燥，得茶多酚粉4. 3g。柱溫保持50°C，以90%乙醇-水溶液洗脫，收集洗脫液(收集液4)。真空旋蒸，濃 縮后噴霧干燥，得咖啡因粗品并進(jìn)行升華純化，得白色精制咖啡因1. 2g。實施例2用市售硅鋁比為15的FAU沸石粉末，加工成型為粒徑1. 5_2mm的小球，600°C焙燒 3. 5小時后，120°C通水蒸汽疏水化處理2-4小時。置于去離子水中，超聲除氣，裝入吸附柱 中。吸附柱高45cm、內(nèi)徑3cm，沸石吸附劑裝填量121g。。稱取由福建某公司提供的速溶茶粉5克，配制成0. 01g/mL的茶水500mL，以鹽 酸-NaOH調(diào)節(jié)pH值為1-6，抽濾除去不溶雜質(zhì)。調(diào)節(jié)流速穩(wěn)定至6. OmL/min,將500mL含茶 多糖的茶水溶液以恒流泵泵至吸附柱，茶水溶液泵盡后，立即泵入去離子水至流出液呈近 無色。吸附母液與水洗脫液合并(收集液1)，加入氯化鈉使蛋白質(zhì)沉淀，濾除沉淀。濾液經(jīng) 超濾膜(截留分子量為大于4000)，截留液濃縮后冷凍干燥，得茶多糖2. 4g。以2mol/L氨水洗脫，收集氨水洗脫液(收集液2)，真空旋蒸揮去氨氣，濃縮至原 體積五分之一，加入濃縮液4倍體積無水乙醇，并降溫至4°C以下，析出茶氨酸，靜置30-300 分鐘后，抽濾。以少量熱水溶解茶氨酸濾餅，重結(jié)晶二次。得茶氨酸0.25g。將吸附柱恒溫升高至65°C，以20%乙醇-水溶液洗脫，收集洗脫液(收集液3)。 真空旋蒸，濃縮后噴霧干燥，得茶多酚0. 5g。柱溫保持65°C，以95%乙醇-水溶液洗脫，收集洗脫液(收集液4)。真空旋蒸，回 收乙醇，濃縮后噴霧干燥，得咖啡因粗品并升華純化，得白色咖啡因0. 23g。
權(quán)利要求
一種綜合分離提取茶多糖、茶氨酸、茶多酚和咖啡因的方法，其特征在于具體步驟如下(1)茶葉浸提液經(jīng)離心或過濾除去不溶雜質(zhì)，再采用NaOH、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、氨水、鹽酸或醋酸調(diào)節(jié)其pH值至1-6，然后在5-75℃溫度下，通過恒流器使茶葉浸提液流經(jīng)充填有無機(jī)沸石分子篩吸附劑的吸附柱；(2)用少量蒸餾水，在20～90℃溫度下，洗脫該吸附柱至流出液近無色，合并吸附除雜后的溶液和水洗脫液，為第一收集液；第一收集液以鹽析法除去蛋白后，超濾除去小分子，再在其中加入茶多糖沉淀劑，沉淀干燥后得茶多糖；(3)采用氨水作為洗脫液，在20～90℃溫度下，洗脫步驟(1)所述的吸附柱，再以少量蒸餾水在20～90℃溫度下洗脫，合并為第二收集液，第二收集液減壓蒸餾除去氨氣，至收集液體積的1/3-1/5時，加入2-5倍量的無水乙醇，抽濾，即得到茶氨酸粗品結(jié)晶，再重結(jié)晶1-3次，獲得高純度的茶氨酸；或者采用NaCl或KCl無機(jī)鹽溶液作為洗脫液；(4)采用5-50％乙醇作為洗脫液，在20～90℃溫度下，洗脫步驟(1)所述的吸附柱，收集洗脫液得到第三收集液，第三收集液經(jīng)濃縮干燥后得茶多酚；(5)采用50-100％乙醇作為洗脫液，在20～90℃溫度下，洗脫步驟(1)所述的吸附柱，收集洗脫液得到第四收集液，第四收集液經(jīng)濃縮干燥后得咖啡因粗品，進(jìn)一步升華純化制得高純度咖啡因。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述無機(jī)沸石分子篩吸附劑是FAU型沸石 分子篩吸附劑，該沸石的硅鋁摩爾比大于15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的無機(jī)沸石分子篩吸附劑含有H\Na+、 K\Ca2\NH；中的一種或多種陽離子
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)所述的洗脫液為0.Smoir1 Smoir1氨水溶液，或者是0. 2-0. Smoir1的NaCl、KC1的無機(jī)鹽溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述提取的咖啡因純度大于99%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的干燥操作是真空蒸發(fā)、真空冷凍干 燥或噴霧干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的無機(jī)沸石分子篩使用后，經(jīng)甲醇、乙 醇、乙酸乙酯、丙酮或熱水洗脫以恢復(fù)其吸附性能。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50 100%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的無機(jī)沸石分子篩吸附劑經(jīng)焙燒后再 利用，焙燒溫度為500-650°C，時間為1. 5-5小時。
全文摘要
本發(fā)明屬于茶葉深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種綜合分離提取茶多糖、茶氨酸、茶多酚和咖啡因的方法。在5-75℃溫度下使含茶水溶液流經(jīng)無機(jī)沸石分子篩后，再依次以水、氨水溶液、5-50％乙醇溶液和50-100％乙醇洗脫，分別收集各段洗脫液、處理并提取得到茶多糖、茶氨酸、茶多酚和咖啡因粗產(chǎn)物，經(jīng)進(jìn)一步純化可以制得其精制品。本發(fā)明綜合提取茶葉中的四種組分，所用吸附劑可反復(fù)再生使用，操作流程安全、簡便、能耗低，有效降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號A61P39/06GK101798355SQ20101014176
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者林德昌, 林金建, 龍英才 申請人:晉江市恒源科技開發(fā)有限公司;復(fù)旦大學(xué)