從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法
2023-05-22 23:53:51
專利名稱：從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法
技術領域：
本發明涉及一種從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法。
背景技術：
茶葉是我國重要經濟作物和出口創匯產品之一，2000年創匯達4.0億美元，但長期以來，我國茶葉生產仍以傳統的粗加工產品為主，近年來傳統茶葉產品供過於求，每年有10萬噸左右的低檔茶積壓，嚴重阻礙了我國茶產業的發展。
茶葉深加工是茶產業的新領域，有著巨大的增值潛力和市場潛力。隨著茶葉研究的不斷深入以及和醫學研究的交叉和滲透，已經證實茶多糖具有降血糖、增強免疫力、降血脂、抗動脈粥樣硬化、抗凝血、抗血栓等保健功能；茶多酚具有抗菌、抗氧化、抗癌、抗突變和增強免疫、降血脂等保健功能；茶氨酸具有促進大腦功能與神經的生長、增加腸道有益菌群、降壓安神、改善睡眠等保健功能。上述茶葉中的功能成分，因其良好的保健功能和資源優勢而越來越被重視。
目前國內有關茶多糖提取純化方法的專利有CN1344748A、CN1379044A、CN1431226A、CN1176748A。上述四項專利都是採用水或有機溶劑浸泡法提取茶葉中的茶多糖，存在難以同時提出四種功能成分或溶劑用量大、提取時間長、提取率低、有效成份損失大等缺點。
上述專利中涉及茶多糖純化方面的專利有CN1379044A，該方法是採用水提取、超濾精製的方法生產茶多糖。但該方法僅開發利用了茶葉中一種成分茶多糖，無法充分利用茶葉中其它的有效成分，如茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼等，造成了資源的浪費，降低了茶葉深加工的經濟效益。
目前國內有關從茶葉中提取分離咖啡鹼和茶多酚的專利比較多，但提取分離茶氨酸的專利還沒有，如何充分有效地利用茶葉中的有效成分，提高茶葉深加工的經濟效益，已經成為急待解決的問題。
針對以上缺點，本發明提出了在微波強化的作用下，一次性從茶葉粉末中提取四種功能成分，採用凝膠柱層析法精製分離高純度茶多糖、氯仿萃取法分離咖啡鹼、乙酸乙酯萃取法分離茶多酚、732陽離子樹脂交換法提取茶氨酸的工藝方法，以提高茶葉提取深加工的經濟效益。
發明內容
本發明目的是提供一種從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法。如附
圖1所示，工藝的步驟如下1)茶葉粉末中加入5-20倍的水或有機溶劑水溶液，在微波作用下，20℃-60℃溫度範圍內，多次重複浸泡提取，每次5-60分鐘，經過濾分離得到茶葉提取液，茶葉提取液經濃縮，濃縮液中添加茶多糖沉澱劑，經過濾可得到茶多糖沉澱和多糖提取後餘液，多糖沉澱用水溶解後，利用鹽析法除去蛋白，經凝膠柱層析，洗脫液乾燥得到茶多糖。
2)多糖提取後餘液，用氯仿萃取，氯仿的用量為液相體積的1-5倍，混合均勻，兩相分離，可得到氯仿萃取相與氯仿萃餘相，重複萃取2-4次，合併氯仿萃餘相，然後萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯的用量為萃餘相體積的1-5倍，混合均勻，兩相分離，可得到乙酸乙酯萃取相與乙酸乙酯萃餘相，重複萃取2-4次，合併乙酸乙酯萃取相併乾燥可得到茶多酚。
3)乙酸乙酯萃餘相，調整pH值為1-5，然後經過732陽離子交換樹脂柱進行離子交換，用1-3BV酸水洗柱後，用氨水洗脫，收集所需部分流出液，調整收集液pH值到茶氨酸的等電點，濃縮到原體積的1/3-1/2，降溫、結晶、乾燥可得到茶氨酸。
4)合併收集的氯仿萃取相，經結晶、乾燥可得到咖啡鹼。
本發明的優點1)將微波強化作用應用到茶葉有效成分的提取中，存在提取時間短、提取率高、活性物質損失少等優點；2)一次性提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼等四種成分；3)將凝膠柱層析應用到茶多糖的精製工藝中，存在分離效果好、茶多糖含量高、不損傷茶多糖的原有結構與活性；4)得到的茶多糖產品，總糖含量≥65.00％，得率≥0.5％；咖啡鹼的純度≥95％，得率≥1.0％；茶多酚的純度≥80％，得率≥5％；茶氨酸的純度≥50％。
具體實施例方式
如附圖1所示，總的工藝流程如下1)茶葉粉末中加入5-20倍的水或有機溶劑水溶液，在微波作用下，20℃-60℃溫度範圍內，多次重複浸泡提取，每次5-60分鐘，經過濾分離得到茶葉提取液，茶葉提取液經濃縮，濃縮液中添加茶多糖沉澱劑，經過濾可得到茶多糖沉澱和多糖提取後餘液，多糖沉澱用水溶解後，利用鹽析法除去蛋白，經凝膠柱層析，洗脫液乾燥得到茶多糖。
2)多糖提取後餘液，用氯仿萃取，氯仿的用量為液相體積的1-5倍，混合均勻，兩相分離，可得到氯仿萃取相與氯仿萃餘相，重複萃取2-4次，合併氯仿萃餘相，然後萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯的用量為萃餘相體積的1-5倍，混合均勻，兩相分離，可得到乙酸乙酯萃取相與乙酸乙酯萃餘相，重複萃取2-4次，合併乙酸乙酯萃取相併乾燥可得到茶多酚。
3)乙酸乙酯萃餘相，調整pH值為1-5，然後經過732陽離子交換樹脂柱進行離子交換，用1-3BV酸水洗柱後，用氨水洗脫，收集所需部分流出液，調整收集液pH值到茶氨酸的等電點，濃縮到原體積的1/3-1/2，降溫、結晶、乾燥可得到茶氨酸。
4)合併收集的氯仿萃取相，經結晶、乾燥可得到咖啡鹼。
在本發明中，所述的茶葉經粉碎為粉末為好，如粉碎到1-100目。
在本發明中，所述的提取中，在茶葉或濾渣中加入水或有機溶劑中，固液重量比為1∶5-20，置於微波作用下，在20℃-60℃溫度範圍內多次重複提取，每次5-60分鐘，濾除殘渣，合併濾出液；在本發明中，所述的茶多糖沉澱劑可以是低分子的醇、酮或殼聚糖。從經濟與安全考慮，採用乙醇為適，用量為液體的體積1-5倍。
在本發明中，所述的水建議用去離子水。
在本發明中，所述的蛋白質鹽析劑，可以是醋酸鋅、硫酸鋅、硫酸鈉、氯化鈉、檸檬酸鈉。
在本發明中，經過除蛋白質後的提取液，採用凝膠柱層析精製分離得到茶多糖。所述的凝膠是交聯葡聚糖凝膠或聚丙烯醯胺凝膠，交聯葡聚糖凝膠包括Sephadex G-15、Sephadex G-25、Sephadex G-50、Sephadex G-75，聚丙烯醯胺凝膠包括Bio-Gel P-4、Bio-Gel P-6、Bio-Gel P-10、Bio-Gel P-30。推薦使用SephadexG-25。
在本發明中，採用732陽離子交換精製茶氨酸，只收集高濃度茶氨酸部分的洗脫液，其餘含有茶氨酸的洗脫液經濃縮後重新過732陽離子交換柱，以提高茶氨酸的得率。
在本發明中，需要對茶氨酸濃縮液進行降溫結晶，一般置於-10℃下過夜就可以析出茶氨酸，結晶後的液體可進行重結晶。
在本發明的方法中，所述的過濾、濃縮、乾燥可以是離心分離、過濾分離、真空蒸餾、薄膜蒸餾、冷凍乾燥、噴霧乾燥。
實施例1
1)茶葉粉末1千克，在微波作用下，用5倍的乙醇水溶液，60℃溫度下重複浸泡提取4次，每次5分鐘，經過濾分離得到茶葉提取液，茶葉提取液經濃縮，濃縮液中添加食用乙醇，用量為濃縮液體積的2倍，經過濾得到茶多糖沉澱和多糖提取後餘液，多糖沉澱用水溶解後，添加1％醋酸鋅去除蛋白質，多糖溶液經凝膠G75柱層析，洗脫液乾燥得到茶多糖，茶多糖中總糖含量達到65.00％，得率為0.5％。
2)多糖提取後餘液用氯仿萃取，氯仿的用量為液相體積的1倍，混合均勻，進行兩相分離，得到氯仿萃取相與氯仿萃餘相，重複萃取4次，氯仿萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯的用量為液相體積的5倍，混合均勻，兩相分離，得到乙酸乙酯萃取相與乙酸乙酯萃餘相，重複萃取4次，乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚，茶多酚的純度為80％，得率為5％。
3)乙酸乙酯萃餘相，調整其pH為1，然後經過732陽離子交換樹脂柱進行離子交換，用3BV酸水洗柱後，用pH＝12的氨水進行洗脫，收集部分流出液，調整收集液pH值到茶氨酸的等電點，濃縮到原體積的1/3，降溫到-10℃、結晶乾燥可得到茶氨酸，茶氨酸的純度為50％。
4)合併氯仿萃取相，結晶、乾燥可得到咖啡鹼，咖啡鹼的純度為95％，得率為1.2％。
實施例21)茶葉粉末1千克，在微波作用下，用10倍的30％乙醇水溶液，40℃溫度下重複浸泡提取3次，每次20分鐘，經過濾分離得到茶葉提取液，茶葉提取液經濃縮，濃縮液中添加食用乙醇，用量為濃縮液體積的3倍，經過濾得到茶多糖沉澱和多糖提取後餘液，多糖沉澱用水溶解後，添加1％醋酸鋅去除蛋白質，多糖溶液經凝膠G25柱層析，洗脫液乾燥得到茶多糖，茶多糖中總糖含量達到66.10％，得率為0.51％。
2)多糖提取後餘液用氯仿萃取，氯仿的用量為液相體積的5倍，混合均勻，進行兩相分離，得到氯仿萃取相與氯仿萃餘相，重複萃取3次，氯仿萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯的用量為液相體積的2倍，混合均勻，兩相分離，得到乙酸乙酯萃取相與乙酸乙酯萃餘相，重複萃取4次，乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚，茶多酚的純度為82％，得率為5.5％。
3)乙酸乙酯萃餘相，調整其pH為5，然後經過732陽離子交換樹脂柱進行離子交換，用1BV酸水洗柱後，用pH＝11的氨水進行洗脫，收集部分流出液，調整收集液pH值到茶氨酸的等電點，濃縮到原體積的1/3，降溫到-10℃、結晶、乾燥可得到茶氨酸，茶氨酸的純度為55％。
4)合併氯仿萃取相，結晶、乾燥可得到咖啡鹼，咖啡鹼的純度為95％，得率為1.2％。
實施例31)茶葉粉末1千克，在微波作用下，用15倍的10％乙醇水溶液，40℃溫度下重複浸泡提取3次，每次15分鐘，經過濾分離得到茶葉提取液，茶葉提取液經濃縮，濃縮液中添加食用乙醇，用量為濃縮液體積的5倍，經過濾得到茶多糖沉澱和多糖提取後餘液，多糖沉澱用水溶解後，添加1％醋酸鋅去除蛋白質，多糖溶液經凝膠Bio-Gel P-6柱層析，洗脫液乾燥得到茶多糖，茶多糖中總糖含量達到67％，得率為0.55％。
2)多糖提取後餘液用氯仿萃取，氯仿的用量為液相體積的3倍，混合均勻，進行兩相分離，得到氯仿萃取相與氯仿萃餘相，重複萃取3次，氯仿萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯的用量為液相體積的2倍，混合均勻，兩相分離，得到乙酸乙酯萃取相與乙酸乙酯萃餘相，重複萃取4次，乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚，茶多酚的純度為82％，得率為5.5％。
3)乙酸乙酯萃餘相，調整其pH為5，然後經過732陽離子交換樹脂柱進行離子交換，用3BV酸水洗柱後，用pH＝11的氨水進行洗脫，收集部分流出液，調整收集液pH值到茶氨酸的等電點，濃縮到原體積的1/2，降溫到-10℃、結晶、乾燥可得到茶氨酸，茶氨酸的純度為53％。
4)合併氯仿萃取相，結晶、乾燥可得到咖啡鹼，咖啡鹼的純度為96％，得率為1.6％。
實施例41)茶葉粉末1千克，在微波作用下，用20倍的去離子水，40℃溫度下重複浸泡提取3次，每次20分鐘，經過濾分離得到茶葉提取液，茶葉提取液經濃縮，濃縮液中添加殼聚糖，用量為1.0％，經過濾得到茶多糖沉澱和多糖提取後餘液，多糖沉澱用水溶解後，添加2％硫酸鋅除去蛋白，經凝膠Bio-Gel P-10柱層析，洗脫液乾燥得到茶多糖，茶多糖中總糖含量達到66.10％，得率為0.51％。
2)多糖提取後餘液用氯仿萃取，氯仿的用量為液相體積的2倍，混合均勻，進行兩相分離，得到氯仿萃取相與氯仿萃餘相，重複萃取3次，氯仿萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯的用量為液相體積的2倍，混合均勻，兩相分離，得到乙酸乙酯萃取相與乙酸乙酯萃餘相，重複萃取4次，乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚，茶多酚的純度為82％，得率為5.5％。
3)乙酸乙酯萃餘相，調整其pH為1，然後經過732陽離子交換樹脂柱進行離子交換，用1BV酸水洗柱後，用pH＝11的氨水進行洗脫，收集部分流出液，調整收集液pH值到茶氨酸的等電點，濃縮到原體積的1/3，降溫到0℃、結晶、乾燥可得到茶氨酸，茶氨酸的純度為50％。
4)合併氯仿萃取相，結晶、乾燥可得到咖啡鹼，咖啡鹼的純度為95％，得率為1.2％。
實施例41)茶葉粉末1千克，在微波作用下，用10倍的30％乙醇水溶液，40℃溫度下重複浸泡提取3次，每次20分鐘，經過濾分離得到茶葉提取液，茶葉提取液經濃縮，濃縮液中添加95％的乙醇，用量為濃縮液體積的3倍，經過濾得到茶多糖沉澱和多糖提取後餘液，多糖沉澱用水溶解後，添加1％醋酸鋅除去蛋白，多糖溶液經凝膠柱層析，洗脫液乾燥得到茶多糖，茶多糖中總糖含量達到66.10％，得率為0.51％。
2)多糖提取後餘液用氯仿萃取，氯仿的用量為液相體積的2倍，混合均勻，進行兩相分離，得到氯仿萃取相與氯仿萃餘相，重複萃取3次，氯仿萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯的用量為液相體積的2倍，混合均勻，兩相分離，得到乙酸乙酯萃取相與乙酸乙酯萃餘相，重複萃取4次，乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚，茶多酚的純度為82％，得率為5.5％。
3)乙酸乙酯萃餘相，調整其pH為1，然後經過732陽離子交換樹脂柱進行離子交換，用1BV酸水洗柱後，用pH＝11的氨水進行洗脫，收集部分流出液，調整收集液pH值到茶氨酸的等電點，濃縮到原體積的1/3，降溫到0℃、結晶、乾燥可得到茶氨酸，茶氨酸的純度為50％。
4)合併氯仿萃取相，結晶、乾燥可得到咖啡鹼，咖啡鹼的純度為95％，得率為1.2％。
實施例51)茶葉粉末1千克，在微波作用下，用20倍的50％乙醇水溶液，20℃溫度下重複浸泡提取3次，每次60分鐘，經過濾分離得到茶葉提取液，茶葉提取液經濃縮，濃縮液中添加100％的乙醇，用量為濃縮液體積的2倍，經過濾得到茶多糖沉澱和多糖提取後餘液，多糖沉澱用水溶解後，添加1％硫酸鋅除去蛋白，多糖溶液經凝膠G25柱層析，洗脫液乾燥得到茶多糖，茶多糖中總糖含量達到670％，得率為0.57％。
2)多糖提取後餘液用氯仿萃取，氯仿的用量為液相體積的2倍，混合均勻，進行兩相分離，得到氯仿萃取相與氯仿萃餘相，重複萃取4次，氯仿萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯的用量為液相體積的2倍，混合均勻，兩相分離，得到乙酸乙酯萃取相與乙酸乙酯萃餘相，重複萃取4次，乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚，茶多酚的純度為85％，得率為5％。
3)乙酸乙酯萃餘相，調整其pH為5，然後經過732陽離子交換樹脂柱進行離子交換，用3BV酸水洗柱後，用pH＝12的氨水進行洗脫，收集部分流出液，調整收集液pH值到茶氨酸的等電點，濃縮到原體積的1/3，降溫到-10℃、結晶、乾燥可得到茶氨酸，茶氨酸的純度為52％。
4)合併氯仿萃取相，結晶、乾燥可得到咖啡鹼，咖啡鹼的純度為95％，得率為1.2％。
權利要求
1.一種從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法，其特徵在於方法的步驟如下1)茶葉粉末中加入5-20倍的水或有機溶劑水溶液，在微波作用下，20℃-60℃溫度範圍內，多次重複浸泡提取，每次5-60分鐘，經過濾分離得到茶葉提取液，茶葉提取液經濃縮，濃縮液中添加茶多糖沉澱劑，經過濾可得到茶多糖沉澱和多糖提取後餘液，多糖沉澱用水溶解後，利用鹽析法除去蛋白，經凝膠柱層析，洗脫液乾燥得到茶多糖。2)多糖提取後餘液，用氯仿萃取，氯仿的用量為液相體積的1-5倍，混合均勻，兩相分離，可得到氯仿萃取相與氯仿萃餘相，重複萃取2-4次，合併氯仿萃餘相，然後萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯的用量為萃餘相體積的1-5倍，混合均勻，兩相分離，可得到乙酸乙酯萃取相與乙酸乙酯萃餘相，重複萃取2-4次，合併乙酸乙酯萃取相併乾燥可得到茶多酚。3)乙酸乙酯萃餘相，調整pH值為1-5，然後經過732陽離子交換樹脂柱進行離子交換，用1-3 BV酸水洗柱後，用氨水洗脫，收集所需部分流出液，調整收集液pH值到茶氨酸的等電點，濃縮到原體積的1/3-1/2，降溫、結晶、乾燥可得到茶氨酸。4)合併收集的氯仿萃取相，經結晶、乾燥可得到咖啡鹼。
2.根據權利要求1所述的一種從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法，其特徵在於所述的有機溶劑水溶液為甲醇或乙醇的水溶液。
3.根據權利1要求所述的一種從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法，其特徵在於所述的茶多糖沉澱劑為高濃度的乙醇、丙酮、殼聚糖等，乙醇或丙酮的用量為濃縮液體積的1-5倍，殼聚糖的用量為0.01～3.0％。
4.根據權利1要求所述的一種從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法，其特徵在於所述的鹽析法中所用的試劑可為醋酸鋅、硫酸鋅、硫酸鈉、氯化鈉、檸檬酸鈉等。
5.根據權利1要求所述的一種從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法，其特徵在於所述的凝膠柱層析法所用的凝膠為交聯葡聚糖凝膠或聚丙烯醯胺凝膠。交聯葡聚糖凝膠包括Sephadex G-15、Sephadex G-25、Sephadex G-50、Sephadex G-75，聚丙烯醯胺凝膠包括Bio-Gel P-4、Bio-Gel P-6、Bio-Gel P-10、Bio-Gel P-30。
6.根據權利1要求所述的一種從茶葉中綜合提取茶多糖、咖啡鹼、茶多酚、茶氨酸的方法，其特徵在於過濾、濃縮、乾燥分別可以是離心分離、過濾分離、真空蒸餾、薄膜蒸餾、冷凍乾燥、噴霧乾燥。
全文摘要
本發明公開了一種從茶葉中綜合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼的方法。步驟如下1)茶葉粉末經水或有機溶劑水溶液，在微波作用下提取，提取液經濃縮、添加沉澱劑，水溶解多糖沉澱後，鹽析法除蛋白，經凝膠柱層析、乾燥得到茶多糖。2)多糖提取後餘液，氯仿萃取，氯仿萃餘相用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯萃取相干燥可得到茶多酚。3)乙酸乙酯萃餘相，經732陽離子交換樹脂柱、濃縮、結晶、乾燥可得到茶氨酸。4)氯仿萃取相，經結晶、乾燥可得到咖啡鹼。本發明的優點1)微波強化提取時間短、提取率高、活性物質損失少；2)同時提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡鹼等四種成分；3)凝膠柱層析精製含量高、效果好。
文檔編號C07D473/12GK1557841SQ20041001590
公開日2004年12月29日 申請日期2004年1月14日 優先權日2004年1月14日
發明者江和源, 王川丕 申請人:中國農業科學院茶葉研究所