CN104311522B - 一种从茶叶中分离制备egcg的方法 - Google Patents

一种从茶叶中分离制备egcg的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从茶叶原料中提取表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的方法，该方法包括以下步骤：茶叶原料用温水浸提，浸提液过大孔树脂柱，再上聚酰胺树脂柱，得到的液体浓缩、结晶、抽滤、洗涤，真空干燥，即得。本发明使用了茶叶原料采用温水浸泡，并利用高于浸泡温度的水进行喷淋提取，用连续柱色谱法进行纯化，即将大孔树脂树脂装入柱子后，让料液流过柱子将大孔树脂得到的15‑30％乙醇解析液通过聚酰胺树脂柱，选择70‑85％的乙醇进行洗脱，获得EGCG的洗脱液。洗脱液除去乙醇并进一步浓缩结晶，最终EGCG产品。其含量达98％以上，收率达到80％以上。

Description

一种从茶叶中分离制备EGCG的方法
技术领域
本发明涉及茶叶加工领域，具体涉及一种从茶叶中分离制备EGCG的方法。
背景技术
茶叶是指山茶科山茶属植物茶(Camellia sinensis(Linn.)O.Kuntze)的叶。我国是茶叶原产地。儿茶素属于黄烷-3-醇化合物，是茶叶中的主要活性成分。其中，夏秋茶叶中儿茶素含量较高。
茶叶中主要包括4种儿茶素化合物，分别为表儿茶素(Epicatechin，EC)、表儿茶素没食子酸酯(Epicatechin-3-gallate，ECG)、表没食子儿茶素(Epigallocatechin，EGC)和表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin-3-gallate，EGCG)。
EGCG，是儿茶素中含量最高的组分，占绿茶毛重的9％-13％，因为具有特殊的立体化学结构，具有抗衰老、抗过敏、抗炎症、抗辐射和抗菌等一系列生物活性。流行病学研究表明，EGCG有助于治疗和预防一些慢性疾病，如癌症，心血管疾病，肥胖，神经退行性疾病、关节炎和骨质疏松等。
目前文献报道或专利公开的EGCG制备技术较多，如下：
关于用水浸提的报道：
CN201210276564.9(CN102763743A)公开了一种提高速溶茶酯型儿茶素含量的加工工艺，包括水处理、浸提、过滤、浓缩、干燥，其中的浸提方法为：浸提温度20-40℃，浸提时间15min、茶水比例1：8-1：12，过滤后保留茶渣，茶渣进行三级逆流提取。
关于用大孔吸附树脂的报道：
CN200810033018.6(CN101492440A)公开了茶多酚中主要儿茶素成分分离纯化方法，该方法包括以下步骤：将茶多酚提取物加入倍量水使之溶解，上非极性或弱极性聚苯乙烯型大孔吸附树脂柱后，依次用水和重量百分比浓度为10-40％乙醇溶液进行洗脱，根据硅胶薄层层析检测结果，收集EGCG流份，然后再将该流份减压回收乙醇至干，用水溶解上层析用聚酰胺柱，然后依次用水和重量百分比浓度为10-30％的乙醇洗脱，收集洗脱液，减压蒸干，然后用10-20％的乙醇溶解，上层析用反相C18填料柱，用10-20％乙醇洗脱。该专利需要多次反复的过柱，才能达到有效成分。
CN200810072019.1(公开号为CN101386614A)公开了树脂吸附法制备表没食子儿茶素没食子酸酯的方法，具体为：用30-40％乙醇水溶液溶解茶多酚提取物，得深茶红色茶多酚溶液，常温常压下，茶多酚溶液经超高交联吸附树脂吸附层析脱其它儿茶素得到的EGCG收集液；经极性大孔吸附树脂脱色、纳滤浓缩、过葡聚糖凝胶SephadexLH-20层析纯化，冷冻干燥即得。
关于用水浸提和大孔树脂吸附的报道：
CN200910055663.2(CN101986855A)公开了一种低咖啡因、高茶多酚茶粉的制备方法，先将茶与水混合，水的重量为茶叶原料重量的8-15倍，加热至50-90℃，搅拌提取20-60min，离心，上大孔树脂吸附柱，收集90％乙醇洗脱的成分。
CN201010178251.0(CN101921253B)公开了一种采用层析及膜技术从乌龙茶中精取表没食子儿茶素没食子酸酯的方法，包括：将乌龙茶叶水提得茶液，采用有机高分子卷式膜进行除杂去色，再连续萃取去除茶多糖，然后选用体积为250cm3，高为70-100cm柱，填入极性树脂，平均粒度在50目左右，再将样液填入柱子，用水清洗，至流出液无色，然后用70-80％的乙醇洗脱，再泵入膜分离设备中，采用高分子膜进行分离，分离后收集液体，真空浓缩，低温结晶，漂洗，得到EGCG晶体。
但上述方法存在以下问题：(1)以乌龙茶甚至绿茶茶多酚为制造原料，这些茶叶加工与茶多酚的生产过程导致原料成本明显偏高，制率较低，形成EGCG整体成本较高；(2)工艺中大量采用金属盐、三氯甲烷等有机试剂，带来了容易造成环境污染与操作不安全等一系列安全问题，而且EGCG产品留存在溶剂残超标等安全隐患，不利于在食品与医药等行业的推广。
发明内容
针对上述技术不足，本发明提供了一种从茶叶原料中分离制备表没食子儿茶素没食子酸酯的安全制备技术。
本发明提供的一种从茶叶原料中提取表没食子儿茶素没食子酸酯的方法，该方法包括以下步骤：茶叶原料用温水浸提，浸提液过大孔树脂柱，再上聚酰胺树脂柱，得到的液体浓缩、结晶、抽滤、洗涤，真空干燥，即得。
上述方法中：
所述茶叶原料指从夏季或秋季时茶树中采摘下来的鲜叶，或者不通过传统加工而直接杀青形成的茶叶制品，或者不通过传统加工而直接杀青干燥形成的茶叶制品，或者传统绿茶；
所述茶叶原料温水浸提包括以下步骤：将茶鲜叶先用其重量的2-5倍量的温水1浸泡30-60min，然后再喷入其重量的3-4倍量的温水2，即可。
所述温水1的温度为40-70℃，温水2的温度为60-85℃，且较温水1的水温要高10-20℃；
优选地，所述温水1的温度为40-60℃，温水2的温度为60-80℃，且较温水1的水温高10-20℃；
所述待放冷后是指温度降到25℃以下，优选为10-25℃。
所述过大孔树脂柱包括以下步骤：柱的用量体积(L)与茶叶原料重量(kg)比为0.5-2倍，上柱的流速为0.5-1.5倍柱体积/小时，用柱体积2-6倍量的水洗脱，然后用柱体积1.5-3倍的15％-30％乙醇解析，收集解析液。
所述过聚酰胺树脂柱包括以下步骤：柱的用量体积(L)与茶叶原料重量(kg)比为0.5-2倍，解析液上柱流速为0.5-1倍柱体积/小时，用柱体积0.5-2倍的15-30％乙醇洗脱，然后用柱体积1.5-2.5倍体积的70-85％的乙醇解析，收集解析液。
所述浓缩，是将解析液浓缩至固形物为：20-45％。
所述大孔树脂为日本三菱公司的HP-20、美国罗门哈斯公司的Amberlite XAD-4或我国D101与AB-8。
本发明提供从茶叶原料中提取表没食子儿茶素没食子酸酯的方法具有以下优势：
1、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)可以采用茶鲜叶或不通过传统加工而直接杀青形成的茶叶制品或不通过传统加工而直接杀青干燥形成的茶叶制品作为原料，有利于降低原料成本；也有利于减少茶叶在揉捻等加工过程中EGCG的降解；
2)采用温水或热水浸泡，并利用高于浸泡温度的水进行喷淋提取，有利于节约提取溶剂，也有利于减少溶出性杂质；研究结果表明，利用具有一定温差的水进行浸泡和提取能更充分和有效的提取EGCG；
3)采用大孔吸附树脂洗脱并结合梯度洗脱的方式，极大地提高了洗脱液中EGCG的含量，从而降低结晶步骤中其他成分的对EGCG的干扰，有利于EGCG在水溶液中快速结晶；
4)采用连续过柱工艺，既节约了上柱时间，也减少了第一次过柱解析液的浓缩工序，有效的降低了成本。
2、本发明提供的方法整个生产工艺绿色、环保，产品不存在溶剂残超标等安全隐患。
3、本发明提供的方法整个生产工艺简单，生产成本较低，具有很强的可操作性，利于工业化生产。
4、本发明收率高，收率达到80％以上。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将30kg不通过传统加工而直接杀青干燥形成的茶叶制品投入到容积为0.5T的提取罐中，从提取罐顶部均匀喷入温度为40℃的纯水90L，浸泡40min。然后再以30L/h的流速均匀喷入60℃的纯水90L，同时以30L/h的流速开始放料，料液经过冷却装置降温至25℃以下，一边放料一边以30L/h的流速上AMBERLITE XAD4柱，柱体积为60L。待所有物料上柱完毕，用180L纯水洗脱，再用120L20％乙醇水溶液以60L/h的流速解析，待解析液流出时以60L/h的流速上聚酰胺树脂柱，柱体积为60L。上柱完毕，用60L30％乙醇水溶液洗脱PA柱，最后用120L80％乙醇解析，收集80％乙醇解析液，解析液浓缩至固形物为：30-35％，浓缩液在5℃的条件下放置结晶。将结晶抽滤洗涤后，真空干燥。得EGCG，含量为98.5％，收率为82.3％。
实施例2
将30kg采摘的茶叶投入到容积为0.5T的提取罐中，从提取罐顶部均匀喷入温度为70℃的纯水75L，浸泡30min。然后再以25L/h的流速均匀喷入85℃的纯水100L，同时以25L/h的流速开始放料(料液经过冷却装置降温至25℃以下)，一边放料一边以25L/h的流速上AMBERLITE XAD4柱，柱体积为20L。待所有物料上柱完毕，用80L纯水洗脱，再用40L 25％乙醇水溶液以20L/h的流速解析，待解析液流出时以20L/h的流速上聚酰胺树脂柱，柱体积为20L。上柱完毕，用20L25％乙醇水溶液洗脱，最后用40L85％乙醇解析，收集85％乙醇解析液，解析液浓缩至固形物为：35-40％，浓缩液在5℃的条件下放置结晶。将结晶抽滤洗涤后，真空干燥。得EGCG，含量为98.2％，收率为81.6％。
实施例3
将25kg不通过传统加工而直接杀青形成的茶叶制品投入到容积为0.5T的提取罐中，从提取罐顶部均匀喷入温度为60℃的纯水75L，浸泡60min。然后再以25L/h的流速均匀喷入80℃的纯水80L，同时以25L/h的流速开始放料(料液经过冷却装置降温至25℃以下)，一边放料一边以25L/h的流速上AMBERLITE XAD4柱，柱体积为18L。待所有物料上柱完毕，用60L纯水洗脱，再用50L25％乙醇水溶液以20L/h的流速解析，待解析液流出时以20L/h的流速上聚酰胺树脂柱，柱体积为20L。上柱完毕，用40L30％乙醇水溶液洗脱，最后用50L75％乙醇解析，收集75％乙醇解析液，解析液浓缩至固形物为：30-35％，浓缩液在5℃的条件下放置结晶。将结晶抽滤洗涤后，真空干燥。得EGCG，含量为98.4％，收率为83.8％。
对比例1：
参考CN200910055663.2(CN101986855A)的实施例1和实施例4(唯一的提取方法和EGCG含量高的分离方法)，具体方法为：
1、200kg绿茶加入2000ml纯水，加热至80℃，搅拌(转速20r/min)提取35min，过滤，滤液经热交换冷却至38℃，滤渣加入1000L纯水，室温搅拌洗提30min，合并提取液，1000r/min连续离心，得绿茶提取液；
2、将绿茶提取液采用大孔树脂ADS-F8进行吸附，按照1kg茶叶1.5L树脂的量上样进行吸附，上样完毕，20％乙醇洗2倍柱体积后，用90％乙醇洗脱四个柱体积，加水稀释，浓缩至无醇味，喷雾干燥，得低咖啡因、高茶多酚的茶粉。
对比例2：
参考CN201010178251.0(CN101921253B)的实施例3(得率最高)，具体为：
1、提取：将乌龙茶叶用水进行水提并得到茶液；
2、膜过滤膜浓缩：常温，采用有机高分子卷式膜进行除杂去色，再连续萃取出去茶多糖，得到较纯茶多酚样液(TP≥98％，EGCG≥50％)；
3、层析分离：将200ml茶多酚样液，其茶多酚组分约为20g，在常温常压下，将茶多酚溶液泵入树脂吸附柱，其体积为250cm3，即1倍柱体积等于250ml，选用极性大孔树脂，平均粒度在50目左右，其流出液是咖啡因和色素，颜色由深变浅，吸附完毕；再用2BV水清洗，流速为1BV/h，至流出液无色，然后用80％的乙醇洗脱，流速为1BV/h，收集流出液；
4、膜分离：将流出液在常温下，泵入膜分离设备中，采用高分子陶瓷膜进行分离，收集液为EGCG溶液；
5、结晶：将EGCG溶液在70℃真空浓缩，至固含量在45％，并置于5-10℃环境下结晶，完成后，用水漂洗，得到EGCG晶体，冷冻干燥，得到固体EGCG，纯度98.2％，得率42.6％。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种从茶叶原料中提取表没食子儿茶素没食子酸酯的方法，该方法包括以下步骤：茶叶原料用温水浸提，浸提液过大孔树脂柱，再上聚酰胺树脂柱，得到的液体浓缩、结晶、抽滤、洗涤，真空干燥，即得；
所述茶叶原料温水浸提包括以下步骤：将茶鲜叶先用其重量的2-5倍量的温水1浸泡30-60min，然后再喷入其重量的3-4倍量的温水2，即可；
所述温水1的温度为40-70℃，温水2的温度为60-85℃，且较温水1的水温要高；
所述过大孔树脂柱包括以下步骤：柱的用量体积(L)与茶叶原料重量(kg)比为0.5-2倍，上柱的流速为0.5-1.5倍柱体积/小时，用柱体积2-6倍量的水洗脱，然后用柱体积1.5-3倍的15％-25％乙醇解析，收集解析液；
所述过聚酰胺树脂柱包括以下步骤：柱的用量体积(L)与茶叶原料重量(kg)比为0.5-2倍，解析液上柱流速为0.5-1倍柱体积/小时，用柱体积0.5-2倍的20-30％乙醇洗脱，然后用柱体积1.5-2.5倍体积的70-85％的乙醇解析，收集解析液；
所述浓缩，是将解析液浓缩至固形物为：20-45％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述茶叶原料指从夏季或秋季时茶树中采摘下来的鲜叶，或者不通过传统加工而直接杀青形成的茶叶制品，或者不通过传统加工而直接杀青干燥形成的茶叶制品，或者传统绿茶。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温水1的温度为40-60℃，温水2的温度为60-80℃，且较温水1的水温高10-20℃。
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