一種茶黃素的產業化製備方法
2023-06-08 13:32:46
專利名稱：一種茶黃素的產業化製備方法
技術領域：
本發明涉及一種從茶葉中製取茶黃素的產業化方法。
(二)
背景技術：
近年來，隨著現代醫學研究發現紅茶中的茶黃素類具有較強的生物活性，其功 能的優越性和在天然藥物、功能食品及飲料、日用化工等應用領域越見寬廣，因從紅茶 中提取茶黃素無經濟上的性價比，為此不同製備茶黃素的方法逐見報導。其中尤以體外 氧化(酶促氧化或化學氧化)茶多酚製備茶黃素是未來的趨勢。雖然尋找新酶源及其固定 化技術和新的氧化劑是茶多酚體外模擬氧化製備茶黃素的重要任務，但這是一個好氧過 程，因此"雙液相發酵"對提高傳質與發酵產物又為這一過程提供了新的思路。此外， 尚涉及到防止茶黃素不被繼續氧化為茶褐素以及對產品的複雜昂貴的分離純化程序，這 些都制約了茶黃素的規模生產。 中國發明專利CN1699358公開了一種茶黃素的提取方法，該方法是將鮮茶葉 經揉捻後加水磨漿，然後進行發酵氧化得到含有茶黃素的溶液，通過離心除渣得到離心 液，離心液經陶瓷膜超濾後所得濾液採用溶劑萃取法或膜分離法進行處理得到茶黃素。 該茶黃素的提取方法工藝簡單，成本低，符合環境保護要求，產品得率高，含量高，並 且可以通過控制不同的工藝條件產出含量不同的系列產品，能滿足藥品、保健品、食品 等行業的需要。 中國發明專利CN101235025公開了一種茶黃素的製備方法，其技術方案是將鮮 茶葉低溫粉碎後，加入生物催化劑如植物葉子汁，反應液PH值在4.0 6.0範圍內，在 25t: 5(TC的條件下通入空氣，攪拌反應20 60分鐘。反應結束後，進行固液分離， 在上清液中加入保護劑，再通過真空濃縮後直接噴霧冷凍乾燥獲得茶黃素製品；或在上 清液中加入1 3倍體積的95%乙醇，攪拌20 40分鐘，離心得上清液和沉澱，將上清 液通過大孔吸附樹脂純化後，加入保護劑，真空濃縮後噴霧冷凍乾燥，得到茶黃素精製 品。本發明製備方法保證了茶黃素的穩定性，降低了生產成本。 中國發明專利CN101285081提供了一種利用茶葉自身的酶將茶葉中的茶多酚通 過生物轉化而製備茶黃素的新工藝。其製備過程為將綠茶經乙酸乙酯提取後加入用 新鮮茶葉製備的發酵酶，通入純氧下進行攪拌發酵，然後經分離、濃縮、水洗、轉溶、 過濾，最後進行真空冷凍乾燥、粉碎、過篩，從而得到合格的茶黃素產品。通過該工藝 製得的茶黃素產品綠色環保，質量穩定，茶黃素含量高，收率高，成本低，而且由於本 方法採用的純酯相氧化發酵，解決了傳統的酯、水、渣混合相發酵後無法三相分離的問 題，從而能夠進行穩定可控的工藝化生產。
(三)
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種生產工藝簡單、過程穩定可控、生產 成本相對較低，可製得高品質茶黃素的產業化製備方法。
—種茶黃素的產業化製備方法，包括下述順序步驟
(1)由茶葉中製備得到富含茶多酚的乙酸乙酯溶液； (2)分別將粉碎茶鮮葉和富含茶多酚的乙酸乙酯溶液投入氧化發酵罐，依次加 入乙酸乙酯和緩衝溶液，常溫下通入空氣進行攪拌氧化發酵30-50分鐘，得到茶黃素酯 相溶液，其中茶鮮葉、富含茶多酚的乙酸乙酯溶液、乙酸乙酯、緩衝溶液的用量比為 800Kg : 600-900Kg : 15-25L : l-2L ; (3)茶黃素酯相溶液先經過濾除去茶渣，再進行濃縮後用弱酸液或弱鹼液洗雜， 洗雜後得到水相溶液和酯相溶液； (4)步驟(3)的水相溶液濃縮後噴霧乾燥，得到低規格的茶黃素乾粉； (5)步驟(3)的酯相溶液濃縮以回收乙酸乙酯，然後加入水使茶黃素轉溶到水
中； (6)轉溶後的茶黃素水溶液進行離心過濾，除去固態雜質，得到純淨的茶黃素溶 液； (7)將茶黃素溶液濃縮到固含量20-30%，然後噴霧乾燥即得到純度40%以上的 茶黃素乾粉。 本發明的步驟(l)可採用現有技術中公知的方法製得，如中國專利CN101285081 公開的方法。製得的茶多酚濃度通常為50-100mg/ml。 優選地，步驟(2)所述的緩衝溶液為檸檬酸-磷酸氫二鈉緩衝劑。步驟(2)中乙酸 乙酯是用作萃取溶劑，緩衝液在本發明中的作用是調節pH，推薦的pH範圍是4.5 5。
優選地，步驟(3)所述的弱酸液為檸檬酸溶液。 優選地，步驟(3)所述的弱鹼液為碳酸氫鈉溶液或弱鹼性Tris-HCL溶液。
本發明的製備方法使茶多酚在雙液相(水相和酯相)、固相、氣相中利用粉碎茶 鮮葉自身的氧化酶催化茶多酚。在雙液相中均勻通入空氣進行攪拌氧化發酵，確保生物 氧化過程的溫和性和穩定性。氧化發酵過程中酯相的茶多酚(基質)不斷轉溶到水相中， 在富含氧化酶的水相中被催化氧化為茶黃素後又不斷轉溶於酯相中，導致反應體系中雙 液相間的反應基質和反應產物不斷的轉移並達到動態平衡，使得少量的酶源發揮其最大 的催化效率。與此同時由於酯相的加入，使該體系中的溶氧能力增加，促使該反應體系 得以充分轉化(轉化率達80%以上)，並能有效控制反應不過頭，減少茶褐素的生成。 氧化完成後，同步進行萃取， 一步就可以得到到高純度茶黃素產品(含量達50%以上)， 收率可達50% (以茶多酚計)以上。另由於本發明的製備方法可在生產茶多酚的設備中 完成，所以簡化了製取工藝和設備，過程穩定可控、生產成本相對較低，便於工業化生 產。 本發明的有益效果在於 1、利用鮮茶葉中自身含有的氧化酶，不經提純或固定，直接催化茶多酚轉化為 茶黃素，改變了其他工藝需提取酶源或利用化學氧化劑製取茶黃素的方法的缺陷，生產 出純天然的高純度的茶黃素； 2、採用了茶多酚液體與茶鮮葉進行發酵直接製取，改變了採用茶多酚粉劑氧化 發酵的工藝。用茶多酚料液氧化發酵溶劑直接萃取，減少了茶多酚粉劑生產的後續工 序，節省了能源及工時、又減少了廢水排放，既降低了生產成本又環保，同時提高了茶
4黃素的收率和質量； 3、茶黃素製取與茶多酚製取可在同一設備上進行，利用同一套設備只需改變工
藝條件即可分別生產出茶黃素和茶多酚兩種產品，提高了設備的利用率； 4、製備方法中茶多酚的充氧、酶促氧化及茶黃素萃取同步進行，這樣一方面保
護了酶的活性，整個過程緩和、可控，使茶多酚的轉化率高；又不易反應過頭。發酵結
束後只需對酯相進行去雜、濃縮、轉溶處理，即可達到一步製取高純度茶黃素產品的目
的； 5、採用弱鹼或弱酸溶液進行洗雜，避免了使用滷代烴(如不氯仿、二氯甲烷)等 有毒溶劑帶來的環保問題。
(四)
圖1是本發明製備方法的工藝流程圖。
(五)
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護範圍並不限 於此。 實施例1 (1)按提取茶多酚的工藝製備得到700kg富含80mg/ml茶多酚的乙酸乙酯溶液；
(2)將700kg富含茶多酚的乙酸乙酯溶液和800kg粉碎的茶鮮葉投入氧化發酵罐 內，依次加入20L乙酸乙酯和1.5L的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩衝劑，在常溫狀態下，通入 空氣攪拌氧化發酵30-40分鐘，得茶黃素酯相溶液； (3)茶黃素酯相溶液先經過濾除去茶渣，再進行濃縮後用碳酸氫鈉溶液洗雜，洗 雜後得到水相溶液和酯相溶液；茶渣烘乾，另存備用。 (4)步驟(3)的水相溶液濃縮後噴霧乾燥，得到低規格的茶黃素乾粉； (5)步驟(3)的酯相溶液濃縮以回收乙酸乙酯，然後加入水使茶黃素轉溶到水
中； (6)轉溶後的茶黃素水溶液進行離心過濾，除去固態雜質，得到純淨的茶黃素溶 液； (7)將茶黃素溶液濃縮到固含量20-30%，然後噴霧乾燥即得到高規格的茶黃素 乾粉產品。 經檢測計算，茶黃素乾粉產品的純度為55.6%，收率為54%(以茶多酚計)。
實施例2 (1)按提取茶多酚的工藝製備得到800kg富含80mg/ml茶多酚的乙酸乙酯溶液；
(2)將800kg富含茶多酚的乙酸乙酯溶液和800kg粉碎的茶鮮葉投入氧化發酵罐 內，依次加入24L乙酸乙酯和1.8L的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩衝劑，在常溫狀態下，通入 空氣攪拌氧化發酵30-40分鐘，得茶黃素酯相溶液； (3)茶黃素酯相溶液先經過濾除去茶渣，再進行濃縮後用檸檬酸溶液洗雜，洗雜 後得到水相溶液和酯相溶液；茶渣烘乾，另存備用。 (4)步驟(3)的水相溶液濃縮後噴霧乾燥，得到低規格的茶黃素乾粉；
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(5)步驟(3)的酯相溶液濃縮以回收乙酸乙酯，然後加入水使茶黃素轉溶到水 中； (6)轉溶後的茶黃素水溶液進行離心過濾，除去固態雜質，得到純淨的茶黃素溶 液； (7)將茶黃素溶液濃縮到固含量20-30%，然後噴霧乾燥即得到高規格的茶黃素 乾粉產品。 經檢測計算，茶黃素乾粉產品的純度為56.3%，收率為56%(以茶多酚計)。
權利要求
一種茶黃素的產業化製備方法，其特徵在於包括下述順序步驟(1)由茶葉中製備得到富含茶多酚的乙酸乙酯溶液；(2)分別將粉碎茶鮮葉和富含茶多酚的乙酸乙酯溶液投入氧化發酵罐，依次加入乙酸乙酯和緩衝溶液，常溫下通入空氣進行攪拌氧化發酵30-50分鐘，得到茶黃素酯相溶液，其中茶鮮葉、富含茶多酚的乙酸乙酯溶液、乙酸乙酯、緩衝溶液的用量比為800Kg∶600-900Kg∶15-25L∶1-2L；(3)茶黃素酯相溶液先經過濾除去茶渣，再進行濃縮後用弱酸液或弱鹼液洗雜，洗雜後得到水相溶液和酯相溶液；(4)步驟(3)的水相溶液濃縮後噴霧乾燥，得到低規格的茶黃素乾粉；(5)步驟(3)的酯相溶液濃縮以回收乙酸乙酯，然後加入水使茶黃素轉溶到水中；(6)轉溶後的茶黃素水溶液進行離心過濾，除去固態雜質，得到純淨的茶黃素溶液；(7)將茶黃素溶液濃縮到固含量20-30％，然後噴霧乾燥即得到純度40％以上的茶黃素乾粉。
2. 根據權利要求1的茶黃素的產業化製備方法，其特徵在於步驟(2)所述的緩衝溶 液為檸檬酸-磷酸氫二鈉緩衝劑。
3. 根據權利要求1或2的茶黃素的產業化製備方法，其特徵在於步驟(3)所述的弱酸液為檸檬酸溶液。
4. 根據權利要求1或2的茶黃素的產業化製備方法，其特徵在於步驟(3)所述的弱 鹼液為碳酸氫鈉溶液或弱鹼性Tris-HCL溶液。
全文摘要
本發明涉及一種茶黃素的產業化製備方法，包括下述順序步驟(1)製備得到富含茶多酚的乙酸乙酯溶液；(2)分別將粉碎茶鮮葉和乙酸乙酯溶液投入氧化發酵罐，依次加入乙酸乙酯和緩衝溶液，常溫下通入空氣進行攪拌氧化發酵，得到茶黃素酯相溶液；(3)茶黃素酯相溶液先經過濾，再進行濃縮後洗雜；(4)水相溶液濃縮後噴霧乾燥得到低規格的茶黃素乾粉；(5)酯相溶液濃縮以回收乙酸乙酯，然後加入水使茶黃素轉溶到水中；(6)轉溶後的茶黃素水溶液離心過濾得到純淨的茶黃素溶液；(7)將茶黃素溶液濃縮，然後噴霧乾燥即得到茶黃素乾粉。本發明同時提高了茶黃素的收率和質量，節省了能源及工時，減少了廢水排放。
文檔編號C12P17/16GK101691591SQ200910153520
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月30日 優先權日2009年9月30日
發明者楊賢強, 王嶽飛, 謝金虎, 金克雲 申請人:浙江派諾生物技術有限公司