專利名稱：制備茶提取物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備富含茶氨酸的茶提取物的方法。
背景和現(xiàn)有技術(shù)茶通常被制作成綠茶(green leaf tea)或紅茶(black leaf tea)。制備所述茶的方法被本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。通常，為了制備紅茶，使植物茶(Camelliasinensis)的新鮮綠色葉子枯萎(經(jīng)受溫和的干燥)、粉碎、發(fā)酵(在這個(gè)過(guò)程中茶葉中的酶氧化各種底物以生產(chǎn)褐色的產(chǎn)品)，然后焙烤(以使茶葉干燥)。綠茶沒(méi)有進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程。部分發(fā)酵可以用來(lái)生產(chǎn)中間類型的茶，其被稱為“烏龍”茶。
今天，基于茶的飲料能夠通過(guò)除了在熱水中浸泡葉子以外的的方法制備，并以除了從茶壺中倒出以外的方式提供。例如它們能夠使用在自動(dòng)販賣機(jī)中與熱水混合的濃縮物或粉末制備，或用于制備在罐和瓶中立即可飲的茶。消費(fèi)者對(duì)茶的要求也更多，例如加速的浸制、更好的顏色、更多的香味。
尤其是現(xiàn)代的消費(fèi)者特別關(guān)注天然健康的飲料，其成為現(xiàn)代健康的生活方式的部分。考慮到茶的天然內(nèi)容物，尤其是黃酮類化合物、兒茶素和氨基酸，做為飲料，茶很好的符合了這種觀點(diǎn)。因此在本領(lǐng)域需要提供一種用于富集這些天然存在的健康的成分同時(shí)保持茶的健康特性而又不加入合成的化合物的方法。
一種這樣的成分就是茶氨酸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)茶氨酸有許多的對(duì)人身體和精神有益的作用。然而，目前僅有合成的sun-茶氨酸形式可供大量使用。這主要是由于天然存在的茶氨酸僅構(gòu)成茶植物材料中可提取的茶固體的大約1％的事實(shí)。
GB 559,758公開(kāi)了對(duì)紅茶葉進(jìn)行冷水浸制繼之以熱水浸制。將冷水提取物和熱水提取物分別干燥為粉末。冷水浸制步驟花費(fèi)至少4小時(shí)。
EP 110 391公開(kāi)了對(duì)紅茶進(jìn)行冷水浸制繼之以熱水浸制，以提供速溶的可溶于冷水的冰茶粉末。冷水浸制步驟比在GB 559,758中的短，并且通過(guò)在室溫下提取10分鐘舉例說(shuō)明。將兩種提取物混合在一起，然后將混合物濃縮和干燥。
EP 267 660又公開(kāi)了對(duì)紅茶進(jìn)行冷水浸制繼之以熱水浸制，但是是為了提供速溶于熱水的茶粉末。
O.Kuntze，“Effect of extraction temperature on cream and extractability ofblack tea”Int.Journal of Food Sci and Tech(2003)，38，37-45公開(kāi)了高達(dá)50℃的水提取導(dǎo)致負(fù)責(zé)形成精華部分的大部分組分沒(méi)有被提取出來(lái)。然而，因?yàn)樵?0℃的提取得率低，從而在葉子中遺留了大量的茶固體，所以文章建議應(yīng)繼之以在90℃的第二次浸制，從而剩余的茶固體能夠提取出來(lái)，以達(dá)到正常熱飲速溶茶的目的。
WO2005/042470公開(kāi)了用于從茶中提取茶氨酸的方法，其包括提取、與吸附劑接觸和然后過(guò)濾的步驟。其沒(méi)有公開(kāi)短的冷提取，并且其優(yōu)選的初步提取包括在熱水中浸漬茶葉。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵的茶葉上進(jìn)行短的冷水提取提供了一種非常有效的從茶葉中提取高百分比的茶氨酸同時(shí)留下大多數(shù)剩余的茶固體的方法。然而冷水提取物中茶固體的組成天然地限于茶植物中茶固體的相對(duì)溶解度的組成，且不太可能包含超過(guò)6wt％的茶氨酸。因此，本領(lǐng)域仍然需要提供甚至更高的天然存在的茶氨酸濃度的茶提取物的方法。
因此，本發(fā)明提供了提供富含茶氨酸的茶提取物的方法，其包括如下步驟(i)使用溫度為1到50℃的水對(duì)茶植物材料進(jìn)行1到120分鐘時(shí)間段的冷水提取，以提供冷水茶提取物。
(ii)使所述提取物通過(guò)微量過(guò)濾和納米過(guò)濾(nanofiltration)步驟，其中納米濾器(nanofilter)的茶氨酸排斥小于50％，以提供具有包含8到40wt％茶氨酸的茶固體的透過(guò)物(permeate)。
在第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了包含茶固體的冷水茶提取物，其特征在于所述茶固體包含8到40wt％天然存在的茶氨酸。
發(fā)明詳述茶原材料本發(fā)明的原材料是茶植物材料。來(lái)源于茶、苦茶(Camellia assamica)或博士茶(Aspalathus linearis)的材料。優(yōu)選地，所述原材料是紅茶，其中葉和/或莖經(jīng)過(guò)所謂的“發(fā)酵”步驟處理，其中它們被在“紅茶”制備的早期階段釋放的某些內(nèi)源酶所氧化。所述的氧化作用甚至可以由外源性的酶例如氧化酶、漆酶和過(guò)氧化物酶的作用補(bǔ)充。所述的發(fā)酵過(guò)程被認(rèn)為使多酚聚合，這可對(duì)本發(fā)明中所用的靈敏的濾器產(chǎn)生問(wèn)題。
冷水提取所述冷水提取是通過(guò)用溫度為1到50℃的水進(jìn)行1到120分鐘時(shí)間段實(shí)施的。優(yōu)選地，溫度和持續(xù)時(shí)間為這樣的，從而以攝氏度表示的溫度和以分鐘表示的提取持續(xù)時(shí)間的乘積(Cmins)為30到1000，優(yōu)選100到500。
冷水提取步驟可以以分批的或連續(xù)的方式進(jìn)行。當(dāng)連續(xù)地運(yùn)行時(shí)，提取時(shí)間是指茶葉的平均停留時(shí)間。
優(yōu)選地，水的溫度是3到30℃，優(yōu)選5到20℃。
優(yōu)選地，提取時(shí)間段是5到60分鐘，或甚至10到45分鐘。
提取可以在任何合適的接觸設(shè)備中進(jìn)行，例如攪拌罐。
優(yōu)選地，水與葉的重量比是5∶1到50∶1，更優(yōu)選10∶1到30∶1。
提取之后，優(yōu)選將提取物過(guò)濾以除去葉子。然后，優(yōu)選離心溶液以除去任何已經(jīng)通過(guò)濾器的粗材料。另一個(gè)優(yōu)選的步驟是溶液的去礦質(zhì)。
優(yōu)選地，冷水提取物也通過(guò)本領(lǐng)域已知的任何合適的方法去礦質(zhì)。
納米過(guò)濾步驟如本領(lǐng)域中常規(guī)的，優(yōu)選在納米過(guò)濾之前有微量過(guò)濾步驟，以保護(hù)納米濾器免受粗的顆粒。優(yōu)選地，微量過(guò)濾步驟使用孔徑大小為0.2微米的濾器。
納米過(guò)濾的目的是富集冷水提取物中茶固體的茶氨酸內(nèi)容物。冷水提取物將含有具有大約6wt％茶氨酸的茶固體。因此，濃縮成粉末將得到6wt％的茶氨酸粉末。
本發(fā)明的一個(gè)基本特征是使冷水提取物通過(guò)具有低于50％的茶氨酸排斥的納米濾器。通過(guò)這種方式，大多數(shù)的茶氨酸通過(guò)濾器但大多數(shù)的不需要的茶固體留在保留物中。一次通過(guò)這樣的濾器就可以使干燥固體中的茶氨酸濃度加倍。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，納米濾器以根據(jù)它們預(yù)期的目的的許多途徑進(jìn)行表征。如同在微量過(guò)濾中一樣，用相等的孔徑大小來(lái)表征它們?cè)谖锢砩鲜菦](méi)有意義的。對(duì)于本發(fā)明的目的而言，商業(yè)上可得到的納米濾器必須被表征來(lái)獲得它的茶氨酸排斥百分?jǐn)?shù)。在室溫下用5.1巴的TMP并使用濃度為200-400mg/l的茶氨酸溶液來(lái)進(jìn)行所述表征。例如，表征下列商業(yè)上可得到的濾器，并測(cè)量它們的茶氨酸分排斥百分?jǐn)?shù)表1
表1中的6種納米濾器中只有NTR 7450和Trisep NX45是合適的納米濾器。
任選的濃縮步驟富集的提取物通常需要濃縮，因?yàn)橥ǔ５厮ǔ^(guò)99wt％的水?？梢酝ㄟ^(guò)使富集的提取物通過(guò)另一種納米濾器來(lái)達(dá)到所述目的，但是，這次的納米濾器的茶氨酸排斥大于80％。用這種方法，提供了具有大部分的茶氨酸但具有低一個(gè)數(shù)量級(jí)的水的保留物。
另一個(gè)濃縮方法是使用反滲透。所述的方法可以起純粹地濃縮步驟的作用，因?yàn)樵谒龅姆椒ㄖ袃H允許水通過(guò)濾器。
由于茶氨酸的熱不穩(wěn)定性，優(yōu)選濃縮步驟中不包括使提取物溫度超過(guò)80℃多于20分鐘，且不超過(guò)60℃多于40分鐘。
冷水提取物可被進(jìn)一步濃縮以形成液體濃縮物或粉末冷水提取物。例如這可以通過(guò)冷凍干燥來(lái)實(shí)現(xiàn)。最后的濃縮物包括至少20wt％，優(yōu)選至少40wt％，優(yōu)選至少60wt％，更加優(yōu)選至少80wt％的茶固體。
優(yōu)選地，所述冷水提取物還可以使用聚乙烯吡咯烷酮處理以沉淀多酚。
任選的熱水提取當(dāng)進(jìn)行了本發(fā)明所述的冷水提取后，茶葉是這樣的，從而其仍能夠用于在常規(guī)的冰茶生產(chǎn)方法中提供茶提取物的目的。因此，在獲得好的氨基酸提取的同時(shí)沒(méi)有浪費(fèi)茶葉。
實(shí)施例將紅茶葉在溫度為5℃的水中浸制10分鐘持續(xù)時(shí)間(Cmins＝50)。將茶葉和溶液分離，然后將溶液離心以除去粗材料，從而剩下具有0.58wt％干燥固體的含水茶提取物，所述干燥固體經(jīng)分析含有5.9wt％茶氨酸。
使所述溶液經(jīng)過(guò)0.2微米的微量過(guò)濾步驟，以除去任何可能損害納米濾器的級(jí)分。然后使透過(guò)物通過(guò)使用Trisep NX45濾器的納米過(guò)濾步驟，從而產(chǎn)生具有0.065wt％干燥固體但經(jīng)分析包含15wt％茶氨酸的透過(guò)物。
使所述透過(guò)物通過(guò)反滲透步驟以去除水，從而得到具有大約10wt％干燥固體的溶液，所述干燥固體含有15wt％茶氨酸。所述的溶液能夠進(jìn)一步冷凍干燥，以提供15wt％茶氨酸的粉末。
權(quán)利要求
1.一種提供富含茶氨酸的茶提取物的方法，其包括如下步驟(i)使用溫度為1到50℃的水對(duì)茶植物材料進(jìn)行1到120分鐘時(shí)間段的冷水提取，以提供冷水茶提取物；(ii)使所述提取物通過(guò)納米過(guò)濾步驟，其中納米濾器的茶氨酸排斥小于50％，以提供具有包含8到40wt％茶氨酸的茶固體的透過(guò)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述原材料是發(fā)酵的茶植物材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法，其中所述原材料包括茶莖。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述水的溫度為3到30℃，優(yōu)選5到20℃。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中還對(duì)所述冷水提取物去礦質(zhì)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述冷水提取的時(shí)間段為5到60分鐘。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中使用溫度為50到100℃的水在已經(jīng)進(jìn)行冷水提取的茶葉上實(shí)施熱水提取，以提供熱水茶提取物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中將所述來(lái)自微量過(guò)濾步驟的保留物進(jìn)料到熱提取步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8的方法，其中將所述來(lái)自納米過(guò)濾步驟的保留物進(jìn)料到熱提取步驟。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所述冷水提取物還可以用聚乙烯吡咯烷酮處理，以沉淀多酚。
11.包含茶固體的冷水茶提取物，其特征在于所述茶固體包含8到40wt％天然存在的茶氨酸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的冷水茶提取物，其包含超過(guò)98wt％的水和少于2wt％的茶固體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的冷水茶提取物，其包含40到100wt％的茶固體。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)的冷水茶提取物，其中所述茶固體包含10到25wt％天然存在的茶氨酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及提供茶提取物的方法，所述茶提取物富含天然存在的茶氨酸。所述方法包括冷水提取，隨后為特定的納米過(guò)濾步驟。同樣請(qǐng)求保護(hù)的是冷水提取物。
文檔編號(hào)B01D61/02GK101031314SQ200580033169
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2005年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月1日
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