一種高純度茶多糖的製備工藝的製作方法
2023-05-11 12:33:41 1
專利名稱：一種高純度茶多糖的製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種純化茶多糖及提成方法，具體地說是一種純化的茶多糖，其總糖含量達到≥80.00％，系採用大孔樹脂分離提取的方法。茶多糖是茶葉中繼茶多酚之後發現的又一重要的生物活性多糖。在日本和中國民間早有用粗老茶治療糖尿病的習慣，如日本用30年或100年以上樹齡茶樹老葉製成的淡茶或釅茶，經臨床觀察，慢性糖尿病患者飲用後可使尿糖減少，症狀減輕直至恢復健康。
1987年，日本學者清水岑夫研究發現茶葉治療糖尿病的藥理成分為茶多糖。從二十世紀90年代初開始，研究主要集中在粗茶多糖的藥理作用方面，研究表明茶多糖具有防輻射、抗凝血、抗血栓、降血糖、增強免疫功能、降血壓、耐缺氧、增加冠狀動脈血流量和降血脂等作用。
當前提取、純化茶多糖技術，主要有以下幾種1)利用傳統方法，茶葉用去離子低溫浸泡或提取，或者茶葉用有機溶劑或有機溶劑的水溶液浸泡或提取除去多酚類雜質後，濾渣用去離子水提取，濃縮，醇沉，纖維素、凝膠柱層析等。2)利用有機溶劑去多酚、蛋白質消除劑去蛋白，結合超濾膜分離，從茶葉中提取多糖。3)利用去離子水、檸檬酸、乙醇等混合溶劑，對粗老茶進行分段浸提，濃縮，醇沉，混合，乾燥，提取茶多糖、多酚類物質。上述方法存在步驟複雜且成本高，多糖得率低，純度不高，活性低等問題。目前市場上提供的茶多糖產品其多糖含量低於40％，且顏色深褐。由於上述提取、純化技術所存在的問題，因此需要進行改進。
發明內容
針對現有提取、純化技術中所存在的工藝雖簡單但產品純度低，或者雖可得到純度高的茶多糖，但工藝複雜，只能實驗室製備，無法進行規模化生產等不足，本發明的目的在於提供一種工藝簡單、能耗低、快速高效安全、有利於規模化生產的純化茶多糖的製備工藝及由該製備工藝得到的高純度茶多糖，其總糖含量達到≥80％。
本發明的發明目的是通過如下技術方案實現的本發明提供的純化茶多糖，其總糖含量達到≥80.00％。分析結果表明本發明的茶多糖由半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等單糖組成，但主要以半乳糖為主，是一種既有酸性多糖又有中性多糖的雜多糖。
本發明純化茶多糖的製備方法如下1)、將茶葉採用複合酶溶液低溫浸泡或提取，或者將茶葉用有機溶劑或有機溶劑的水溶液浸泡或提取，除去多酚類雜質；2)、除去多酚類雜質之後，濾渣用複合酶溶液提取；3)、複合酶提取完畢後的濾渣加水繼續提取；4)、將步驟1)、步驟2)和步驟3)的提取液流過大孔離子交換樹脂，經樹脂吸附除去色素、蛋白質等雜質；5)、收集不被樹脂吸附的流出液，經濃縮或/和乾燥後得到高純度茶多糖。
所述的茶葉經粉碎為粉末的為好，如粉碎至60～100目。
在本發明的方法中，所述的提取步驟中所用酶為複合酶溶液浸泡或提取，通常提高固液重量比、溫度、時間均對提取有利，茶葉與酶溶液的比例1∶5～10，酶加入量為茶葉乾重的0.1～0.8％，提取時間1～4h，溫度35～60℃，酶溶液的pH值調節為4～7。固液重量比以1∶3～8為佳。
在本發明的方法中，所述的複合酶解提取完畢後的濾渣加水繼續提取，茶葉與水的重量比為1∶5～15，提取時間1～4h，溫度35～60℃，pH範圍4.0～7.0。
本發明中所述的有機溶劑可以是低分子的醇、酯、醚、酮、腈以及石油醚等。如甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙腈、苯、等。從經濟和安全考慮，採用乙醇及其水溶液為60～95％的乙醇水溶液。有機溶劑提取或浸泡的溫度是50～80℃，茶葉與有機溶劑的比例為1∶3～10。
在本發明的方法中，所述的水優選去離子水。
在本發明的方法中，所述的茶葉用有機溶劑或有機溶劑的水溶液浸泡或提取除去多酚類雜質後，過濾後濾渣用複合酶溶液提取，其中的過濾最好採用離心過濾或60～100目的尼龍布過濾的辦法。
在本發明的方法中，是所述的濃縮或/和乾燥是指蒸餾、真空濃縮、薄膜濃縮、離心分離、冷凍乾燥、噴霧乾燥。從經濟和產物活性考慮，優選採用冷凍乾燥或粉末噴霧乾燥。
在本發明的方法中，所述的乾燥前的溶液最好先進行濃縮，濃縮液與有機溶劑重沉澱，沉澱液離心分離，固相部分溶解後凍幹。所述的與水共溶的有機溶劑可以是乙腈、乙醇、丙酮等。
本發明的優點(1)針對茶葉的有效成分均處於原生質體中，而原生質體又處於細胞壁和細胞間質包裹下的特點，選用主要成分是複合酶液來分解構成細胞壁及細胞間質的纖維素、半纖維素和果膠質，使細胞壁及細胞間質結構產生局部疏鬆、膨脹、崩潰等變化，從而增大了有效成分的擴散面積，減小傳質阻力，提高了有效成分的提取率，對於大分子的茶多糖其效果更加顯著，相當於同條件下水提取茶多糖得率的2～3倍。
(2)酶的作用專一性強，對有效成分的分子結構無影響。酶提過程可在低溫下進行，低溫提取的茶多糖的生物活性亦更強。
(3)採用大孔樹脂法提取茶多糖，不僅可使該樹脂得到再生而循環利用，還可以選擇性除掉茶多糖溶液中的色素、多酚、蛋白質等雜質，使工業化生產高純度的茶多糖成為可能。
本發明方法提取、純化茶多糖步驟簡便，快速有效，容易操作，成本低廉，無環境汙染，所得茶多糖含量較高大於80％，是一種適合工業化生產的方法。縱上所述，本發明工藝步驟簡便、成本低、無汙染、多糖純度高，屬提取、純化茶多糖的新方法。
圖1是本發明的茶多糖的紅外光譜圖；圖2(A、B)是各種標準糖的氣相色譜圖；圖3是本發明的茶多糖的氣相色譜分析圖；圖4是標準糖醛酸的離子色譜圖；圖5是本發明的茶多糖的離子色譜圖。
具體實施例方式
通過下述實施將有助於理解本發明，但並不限制本發明的內容。
實施例1低級粗老綠茶800克，用4000mL丙酮浸提1～3h，過濾，濾渣加去離子水4～12L，加複合酶液量4g，升溫35～60℃，調pH值範圍4～7，提取1～4h；過濾後的濾渣加水4～8L，溫度35～60℃，pH值4～6，提取1～4h，合併兩次濾液，55℃減壓濃縮，2～4倍體積丙酮沉澱，沉澱復溶於水，稀釋至合適的濃度，以0.5～4BV/h的速度流過D296型大孔樹脂，先用去離子水洗脫，洗脫液用60～95％的乙醇重沉澱，沉澱溶解後冷凍乾燥，得淺綠色的多糖樣品TPS 9.26g，茶多糖質量分數為82.6％，收率佔茶葉乾重的1.16％。
實施例2低級粗老綠茶10公斤，用體積分數為50～80％的乙醇50L 40～80℃提取0.5～4h，提取後的茶渣加複合酶液量30g，加水50～150L，溫度35～60℃，調pH值範圍4～7，提取1～4h，再加去離子水50～150L，35～60℃提取1～4h，合併兩次的提取液，55℃減壓濃縮，1～4倍體積工業乙醇沉澱，沉澱復溶於水，稀釋至合適的濃度，以0.5～4BV/h的速度流過D296型大孔樹脂，先用去離子水洗脫，洗脫液濃縮冷凍乾燥，得多糖樣品TPS 132.35g，茶多糖質量分數為80.7％，收率佔茶葉乾重的1.32％。
實施例3將實施例1的茶多糖進行紅外分析，譜圖如圖1所示。結果表明在500～4000cm-1區具有多糖類物質的一般特徵吸收峰，表明3200～3600cm-1出現寬峰為O-H的伸縮振動，2800～3000cm-1的弱峰為C-H吸收峰，這是糖類的特徵峰。另外，還出現1730cm-1處甲氧酯基或O-乙醯基的-C＝O的伸縮振動，1147cm-1的吡喃糖環的醚鍵(C-O-C)伸縮振動，890cm-1處的β型端基差向異構的C-H變角振動等特徵吸收峰。表明該茶多糖以β型端基差向異構的吡喃糖環為主。茶多糖組分分析稱取茶多糖樣品10mg，加入2mol/L H2SO42mL，105℃水解8h，水解液用碳酸鋇中和，離心，上清液減壓濃縮蒸乾。蒸乾後的水解樣品加入2mg肌醇，10mg鹽酸經胺，0.5ml砒啶，90℃反應30min.不斷振搖。取出冷卻至室溫。加入0.5ml醋酸酐，90℃反應30min後取出，氣相色譜分析。分析條件OV1801彈性石英毛細管柱(25mm×0.33mm)，FID檢測器，載氣N22ml/min，H240ml/min，空氣550ml/min，程序升溫方式180℃(5min)升溫240℃(25min)/3℃/min，氣化室溫度280℃，檢測器溫度260℃，進樣量10μL。如圖2-圖5所示，表明本發明的茶多糖是由鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和半乳糖醛酸組成，是一種既有酸性多糖又有中性多糖的雜多糖。
茶多糖的含量分析通過對茶葉多糖提取物的單糖組成分析，我們發現該提取物水解液中同時含有中性多糖，其中的中性多糖主要以半乳糖為主。為了準確的測定中性多糖和酸性多糖的含量，採用以下方法進行測量首先，以半乳糖醛酸為標準，用間羥基聯苯法來測定茶葉多糖提取物中糖醛酸的含量CUA(15.34％)；然後分別用半乳糖和半乳糖醛酸為標準，用苯酚一硫酸法作標準曲線。並用苯酚一硫酸法測定我們的茶多糖樣品的吸光度(AT)根據半乳糖醛酸的苯酚一硫酸法的標準曲線和用間羥基聯苯法測定的茶葉多糖提取物中糖醛酸的含量CUA，可以計算出糖醛酸在苯酚一硫酸法中對應的吸光度，則中性多糖對應的吸光度為(AT-CUA)，根據半乳糖的苯酚一硫酸法的標準曲線，可以計算出茶多糖中的中性多糖含量CNS(67.16％)。則茶葉多糖中的總糖含量為(CUA+CNS)(65.26％+15.37％＝80.6％)。
權利要求
1.一種高純度茶多糖的製備工藝，包括如下步驟1)、將茶葉採用複合酶溶液低溫浸泡或提取，或者將茶葉用有機溶劑或有機溶劑的水溶液浸泡或提取，除去多酚類雜質；2)、除去多酚類雜質之後，濾渣用複合酶溶液提取；3)、複合酶提取完畢後的濾渣加水繼續提取；4)、將步驟1)、步驟2)和步驟3)的提取液流過大孔離子交換樹脂，經樹脂吸附除去色素、蛋白質等雜質；5)、收集不被樹脂吸附的流出液，經濃縮或/和乾燥後得到高純度茶多糖。
2.如權利要求1所述的茶多糖製備方法，其特徵在於，所述步驟1)和步驟2)中，酶的加入量為茶葉乾重的0.1～0.8％，提取時間為1～4h，溫度為35～60℃，酶溶液的pH值調節為4～7。
3.如權利要求1所述的茶多糖製備方法，其特徵在於，所述3)步驟中，茶葉與水的重量比為1∶5～15，提取時間1～4h，溫度35～60℃，pH範圍4.0～7.0。
4.如權利要求1所述的茶多糖製備方法，其特徵在於，所述大孔離子交換樹脂為D345型、D314型、D296型、D293型、D202型、D301-III、D113、D152型中的一種。
5.如權利要求1所述的茶多糖製備方法，其特徵在於，大孔樹脂吸附的多糖溶液中固形物含量0.5～5％，上樣液pH值4～7，溫度10～40℃，上柱流速0.5～4BV/h。
6.如權利要求1所述的茶多糖製備方法，其特徵在於，所述的濃縮或/和乾燥為蒸餾、真空濃縮、薄膜濃縮、離心分離、冷凍乾燥、噴霧乾燥中的一種或一種以上的組合。
7.如權利要求1所述的茶多糖製備方法，其特徵在於，濃縮或乾燥前的溶液先進行濃縮，濃縮液與有機溶劑共沉澱，沉澱液離心分離，固相部分溶解後凍幹。
8.如權利要求1所述的茶多糖製備方法，在於，所述的茶葉粉碎至60～100目。
9.根據權利要求1～8的方法所製得的純化茶多糖，其特徵在於，總糖的重量百分含量≥80.00％。
10.如權利要求9所述的純化茶多糖，其特徵在於，所述的茶多糖為一種既有酸性多糖又有中性多糖的茶多糖。
全文摘要
本發明涉及一種純化茶多糖方法，具體地說是一種純化的茶多糖，其總糖含量≥80.00％，系將茶葉用酶溶液低溫浸泡或提取，或者茶葉用有機溶劑或有機溶劑的水溶液浸泡或提取除去多酚類雜質後，濾渣用酶溶液提取；將上述二種酶水提取液流過一種離子交換樹脂，經樹脂吸附除去色素、蛋白質等雜質，收集不被樹脂吸附的流出液，濃縮或/和乾燥。該方法不僅簡便、快速、高效、成本低、無汙染、多糖純度高，而且是一種適合工業生產的方法。
文檔編號C12P19/04GK101016344SQ20071003754
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月13日 優先權日2007年2月13日
發明者魏新林, 王元鳳 申請人:上海師範大學