CN108558816A - 茶多酚的纯化方法 - Google Patents

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魏洪巍
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Abstract

本发明公开了一种茶多酚的纯化方法，属于天然有机物纯化技术领域。本发明解决的技术问题是现有茶多酚的纯化方法步骤复杂、污染大。本发明方法的步骤是：a、向空的吸附柱管内加满膨胀石墨，加入有机溶剂至膨胀石墨全部浸没，0.1‑4h后抽滤掉未被吸附的有机溶剂，得到处理好的吸附柱管；b、向处理好的吸附柱管内加满茶叶浸提液，密封静置2‑90min后进行抽滤，得到滤液。c、将步骤b所得滤液进行蒸发、真空干燥至恒重，研磨得到茶多酚粉末。本发明纯化得到茶多酚的纯度可达99.1％，整个工艺流程简单、耗时短、不易产生有机溶剂残留。

Description

茶多酚的纯化方法
技术领域
本发明涉及天然有机物提取纯化技术领域，具体涉及一种茶多酚的纯化方法。
背景技术
茶多酚又叫茶单宁、茶鞣质，是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类(儿茶素)、花色苷类(花青素和花白素)、黄酮类、黄酮醇类、酚酸类及缩酚酸类物质等。其中尤以儿茶素含量最高，占茶多酚的80％左右。茶多酚是一类含有多酚羟基的化学物质，能清除体内活性自由基，具有很强的抗氧化作用，是一种很有前途的天然食品抗氧化剂。目前，食品行业主要使用人工合成的抗氧化剂，如BHT、BHA等，虽然它们具有许多优点，但同时存在不同程度的毒性。茶多酚作为天然抗氧化剂安全性高、无毒副作用，其抗氧化能力也优于维生素E、维生素C等同类天然抗氧化剂，因此已成为人们研究与开发的热点。茶多酚不仅是良好的天然抗氧化剂，而且还具有抗癌、抗衰老、抗辐射、消除人体自由基、降低血糖、防治心血管病、抑菌抑酶、沉淀金属等特殊的生理功能。
目前，茶多酚的纯化方法主要有溶剂萃取法、离子沉淀法、树脂吸附法和超临界萃取法，膜分离法，这些方法都存在有害物质残留较高、能耗高、工艺复杂等缺点。溶剂萃取法作为传统的纯化茶多酚的方法整个过程需使用多种有机溶剂，且有机溶剂用量大，萃取工序一般需经三级萃取，工艺复杂，并且需要多次蒸馏，加热时间长，茶多酚易氧化，使用氯仿等有毒有机溶剂，使产品和操作都不够安全，生产成本偏高。离子沉淀法在制备过程中需调节酸碱度，造成部分酚类物质因氧化而被破坏，在沉淀过滤、溶解过程中茶多酚损失大，工艺操作控制比较严格，废渣、废液处理量较大。超临界萃取法是一种正处于积极开发阶段的新型分离技术，获得的茶多酚纯度高，但产率较低，对设备要求较高，在技术上也有一定的困难，目前使用的也较少。膜分离法的原理是利用膜的选择透过性能将离子或分子从水中分离出来，该方法的优点是常温下不破坏茶多酚，工艺简单，不污染环境，缺点是产品纯度低，膜价格高，过滤速度慢。树脂吸附法无毒、无污染、提取效率高。但是还存在以下缺点：树脂吸附法，树脂用量大，且由于茶多酚被氧化，茶叶中蛋白质、多糖等堵塞树脂空隙，造成树脂失活，树脂活化较麻烦，只适合于小量的生产，不适合大批量的生产操作。
发明内容
本发明所要解决的是现有茶多酚的纯化方法步骤复杂、污染大的技术问题。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是提供了一种茶多酚的纯化方法：该方法包括如下步骤：
a、向空的吸附柱管内加满膨胀石墨，加入有机溶剂至膨胀石墨全部浸没，0.1-4h后抽滤掉未被吸附的有机溶剂，得到处理好的吸附柱管；
b、向处理好的吸附柱管内加满茶叶浸提液，密封静置2-90min后进行抽滤，得到滤液；
c、将步骤b所得滤液进行蒸发、真空干燥至恒重，研磨得到茶多酚粉末。
其中，上述方法步骤a中，所述膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料制备得到。
其中，上述方法步骤a中，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、植物油中的至少一种。
其中，上述方法步骤b中，所述茶叶浸提液由茶树鲜叶在30-70℃恒温干燥1-24小时，将干燥后的茶叶破碎后，40-100℃的水中浸提3-120min，抽滤得到茶叶浸提液。
其中，上述方法步骤b中，所述茶叶鲜叶是四川或云南地区大叶种茶树鲜叶中的至少一种。
进一步地，干燥的茶叶破碎后在水中浸提的优选温度为80-95℃。
其中，上述方法步骤c中，将步骤b所得滤液采用真空旋转蒸发装置在40-60℃蒸发至膏状。
其中，上述方法步骤c中，真空干燥过程是在40-60℃的真空干燥箱中进行。
本发明的有益效果是：
茶叶浸提液中主要含有咖啡碱、茶多糖、氨基酸、蛋白质等影响茶多酚纯度的物质，咖啡碱易溶于有机溶剂，膨胀石墨具有疏松的多孔结构，对有机化合物及杂质中的大分子杂质具有强大的吸附能力，发明人通过研究发现以充满有机溶剂的膨胀石墨作为吸附剂对茶叶浸提液进行纯化，除去了茶叶浸提液中大量的咖啡碱、大分子的多糖及蛋白质等物质，利用本发明方法纯化后的茶多酚纯度可达95.5-99.1％。本发明方法工艺步骤简单，耗时短，能够减少有机溶剂的用量，与萃取方法比较，本发明方法所用有机溶剂的体积为萃取方法所消耗有机溶剂的一半。本发明方法茶叶浸提液中除了含有杂质外，大部分为水，有机溶剂与水不相溶，茶叶浸提液中的杂质被有机溶剂处理的膨胀石墨吸附后，过滤掉的茶多酚水溶液无有机溶剂残留，且纯化后的产品中无毒性有机溶剂残留。本发明中的膨胀石墨和有机溶剂均可以循环利用，有效节约了成本，降低了污染。
具体实施方式
现有茶多酚的纯化方法工艺复杂、且易产生有机溶剂残留，污染大，而膨胀石墨具有疏松多孔结构，对有机化合物具有强大的吸附能力，发明人通过实验发现充满有机溶剂的膨胀石墨可以有效吸附茶叶浸提液中的咖啡碱和大分子的多糖及蛋白质，整个纯化步骤方便、不易产生有机溶剂残留，纯化得到的茶多酚的纯度可达99.1％。
本发明公开了一种茶多酚的纯化方法，该方法包括如下步骤：
a、向空的吸附柱管内加满膨胀石墨，加入有机溶剂至膨胀石墨全部浸没，0.1-4h后抽滤掉未被吸附的有机溶剂，得到处理好的吸附柱管；
b、向处理好的吸附柱管内加满茶叶浸提液，密封静置2-90min后进行抽滤，得到滤液；
c、将步骤b所得滤液进行蒸发、真空干燥至恒重，研磨得到茶多酚粉末。
其中，上述方法步骤a中，所述膨胀石墨可直接购买，为了降低成本，本发明采用的膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料，制备得到插铁膨胀石墨、插钛膨胀石墨和无硫高抗氧化性膨胀石墨。膨胀石墨是一种新型碳素材料，它具有疏松多孔结构，对有机化合物具有强大的吸附能力。
其中，上述方法步骤a中，将膨胀石墨填装进带有滤网的吸附柱管中，因滤网对茶多酚没有吸附作用，膨胀石墨不能够通过滤网，滤网的作用主要是将膨胀石墨拦截，使其在抽滤有机溶剂时，膨胀石墨不被抽滤出来。本发明对吸附柱管的规格没有限定，根据不同工艺中所用到的不同规格的吸附柱管需调整反应时间。
其中，上述方法步骤a中，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、植物油中的至少一种。
其中，上述方法步骤a中，加入有机溶剂的过程中需不断轻轻摇动，使吸附柱管内的膨胀石墨和有机溶剂充分接触，可用超声波震动，使有机溶剂更容易进入膨胀石墨的空隙中，将未被吸附的有机溶剂进行真空抽滤，未被吸附的有机溶剂应完全清除，没有明显的液珠存在。
其中，上述方法步骤b中，由于茶多酚遇空气易氧化，向处理好的吸附柱管内加满茶叶浸提液后需进行密封。
其中，上述方法步骤b中，所述茶叶浸提液是由茶树鲜叶在30-70℃恒温干燥1-24小时，将干燥后的茶叶破碎后，40-100℃的水中浸提3-120min，真空抽滤得到茶叶浸提液。其中，干燥的茶叶破碎后在水中浸提的优选温度为80-95℃。
其中，上述方法步骤b中，所述茶树鲜叶是四川或云南地区大叶种茶树鲜叶中的至少一种。
本发明方法中抽滤均为真空抽滤，可以采用普通过滤方式，但会造成产品损耗。
其中，上述方法步骤c中，将步骤b所得滤液采用真空旋转蒸发装置在40-60℃蒸发至膏状。该步骤中滤液中水分较多，采用真空旋转蒸发装置蒸发是为了蒸发掉大量水分。
其中，上述方法步骤c中，真空干燥过程是在40-60℃的真空干燥箱中进行。该步骤中采用真空干燥箱进行真空干燥是为了进一步干燥水分，并减少对茶多酚的氧化。
下面将结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。
本实施例中的茶叶浸提液是由四川和云南地区的大叶种茶树的鲜叶混合后，60℃恒温干燥8小时。将干燥后的茶叶在破碎机中破碎，超声条件下80℃的水中浸提60min，真空抽滤得到茶叶浸提液。
实施例1
插铁膨胀石墨的制备：选择50目的天然鳞片石墨，加入高锰酸钾、六水合三氯化铁和75％的硫酸，其质量比为2:0.25:1:9，室温反应1小时后，洗涤pH值至中性，浸泡1-2h，浸泡完成后过滤，于70℃干燥3～4h，烘干后称取约0.25g干燥固体于马弗炉中，900℃膨胀10s，得到插铁膨胀石墨，测定插铁膨胀石墨的最大膨胀容积为400mL/g。
向空的吸附柱管内加满膨胀石墨，加入三氯甲烷至膨胀石墨全部浸没，4h后抽滤掉未被吸附的三氯甲烷，得到处理好的吸附柱管，向处理好的吸附柱管内加满茶叶浸提液，静置2min后进行抽滤，得到滤液，将滤液采用真空旋转蒸发装置40℃进行低温蒸发，蒸发至膏状后置于40℃真空干燥箱干燥至恒重，研磨得到茶多酚粉末，通过酒石酸亚铁紫外光分光光度计方法测得茶多酚的纯度为99.1％。
实施例2
插钛膨胀石墨的制备：选择50目的天然鳞片石墨，加入高锰酸钾、75％的硫酸、四氯化钛，其质量比为2:1:4.5:0.7，室温反应1小时后，洗涤pH值至中性，浸泡1-2h，浸泡完成后过滤，于70℃干燥3～4h，烘干后称取约0.25g干燥固体于马弗炉中，900℃膨胀10s，得到插钛膨胀石墨，测定插钛膨胀石墨的最大膨胀容积为400mL/g。
向空的吸附柱管内加满膨胀石墨，加入二氯甲烷至膨胀石墨全部浸没，0.1h后抽滤掉未被吸附的二氯甲烷，得到处理好的吸附柱管，向处理好的吸附柱管内加满茶叶浸提液，静置90min后进行抽滤，得到滤液，将滤液采用真空旋转蒸发装置50℃进行低温蒸发，蒸发至膏状后置于50℃真空干燥箱干燥至恒重，研磨得到茶多酚粉末，通过酒石酸亚铁紫外光分光光度计方法测得茶多酚的纯度为95.5％。
实施例3
无硫高抗氧化性膨胀石墨的制备：选择50目的天然鳞片石墨，加入硝酸、磷酸和高锰酸钾，天然鳞片石墨(g):硝酸(mL):磷酸(mL):高锰酸钾(g)按2.5:6:1.5:1的比例混合在55℃反应1小时后，洗涤pH值至中性，70℃干燥4小时，马弗炉中900℃膨胀10s，测定无硫高抗氧化性膨胀石墨的最大膨胀容积为280mL/g。
向空的吸附柱管内加满膨胀石墨，加入石油醚至膨胀石墨全部浸没，2h后抽滤掉未被吸附的石油醚，得到处理好的吸附柱管，向处理好的吸附柱管内加满茶叶浸提液，静置40min后进行抽滤，得到滤液，将滤液采用真空旋转蒸发装置60℃进行低温蒸发，蒸发至膏状后置于60℃真空干燥箱干燥至恒重，研磨得到茶多酚粉末，通过酒石酸亚铁紫外光分光光度计方法测得茶多酚的纯度为97.6％。
通过实施例1-3可知，利用本发明方法纯化茶多酚，纯度可达99.1％，整个工艺流程简单，耗时短，并且能够减少有机溶剂的用量，纯化后的产品中无毒性有机溶剂残留，本发明中的膨胀石墨和有机溶剂均可以循环利用，有效节约了成本，降低了污染。

Claims (8)

1.茶多酚的纯化方法，其特征在于包括如下步骤：
a、向空的吸附柱管内加满膨胀石墨，加入有机溶剂至膨胀石墨全部浸没，0.1-4h后抽滤掉未被吸附的有机溶剂，得到处理好的吸附柱管；
b、向处理好的吸附柱管内加满茶叶浸提液，密封静置2-90min后进行抽滤，得到滤液；
c、将步骤b所得滤液进行蒸发、真空干燥至恒重，研磨得到茶多酚粉末。
2.根据权利要求1所述的茶多酚的纯化方法，其特征在于：步骤a中，所述膨胀石墨是以天然鳞片石墨为原料制备得到。
3.根据权利要求1或2所述的茶多酚的纯化方法，其特征在于：步骤a中，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、植物油中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的茶多酚的纯化方法，其特征在于：步骤b中，所述茶叶浸提液是由茶树鲜叶于30-70℃恒温干燥1-24小时，将干燥后的茶叶进行破碎，在40-100℃的水中浸提3-120min，抽滤得到茶叶浸提液。
5.根据权利要求1-4任一项所述的茶多酚的纯化方法，其特征在于：步骤b中，所述茶树鲜叶是四川或云南地区大叶种茶树鲜叶中的至少一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的茶多酚的纯化方法，其特征在于：将干燥的茶叶破碎后在80-95℃的水中浸提。
7.根据权利要求1-6任一项所述的茶多酚的纯化方法，其特征在于：步骤b所得滤液采用真空旋转蒸发装置在40-60℃蒸发至膏状。
8.根据权利要求1-7任一项所述的茶多酚的纯化方法，其特征在于：步骤c中，所述真空干燥过程是在40-60℃的真空干燥箱中进行。
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