一种从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法转让专利
申请号 : CN200710130799.6
文献号 : CN101096693B
文献日 : 2010-04-21
发明人 : 孙步祥 , 汤凌志 , 吴柏峰 , 王智慧 , 陈振鹏
申请人 : 桂林莱茵生物科技股份有限公司
摘要 :
本发明公开了一种从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法，采用新鲜绿茶叶，经凉青后，加入果汁或蔬菜汁发酵，然后乙醇溶解、离心、再采用醇提、浓缩、去除咖啡因，经过离子交换树脂和吸附树脂，梯度洗脱后，得到茶黄素和不同分子量的茶红素。本发明所提供的一种从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法工艺简单，成本低，生产过程中避免使用有毒有害的有机试剂，保护环境；并且通过控制不同的工艺条件可以获得茶黄素和不同分子量的茶红素，产品得率高，含量高。
权利要求 :
1.一种从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法，包括下列步骤：一、原料的前处理：
1)将原料去除杂质、清洗后放置在阴凉干燥的地方凉青，时间为8-12h；
2)将凉青好的原料粉碎；
二、茶黄素、茶红素的制备
1)将粉碎后的原料装入到发酵罐中，加入3-8倍体积的纯净水和相当于原料质量0.5-3倍的果汁或蔬菜汁，在温度35-45℃，pH＝4.5-5.5的条件下通入空气并高速搅拌，自然发酵20-40分钟；
2)发酵结束后，停止加入空气，加热将温度迅速提高到100℃，保持15--30分钟，然后加入1-3倍体积的95％乙醇，搅拌20-40分钟，离心得上清液和沉淀，沉淀用2-3倍50％乙醇提取一次，时间30分钟，离心，得上清液和沉淀；合并两次离心后得到的上清液，浓缩，除去乙醇，浓缩液再次离心，得上清液和沉淀，将沉淀干燥，即可得到茶红素，含量为30％以上；
三、咖啡因的去除
将上述步骤中最后得到的上清液通过离子交换树脂，收集水洗部分，得到不含咖啡因的茶黄素溶液；
四、茶黄素、茶红素的纯化
将去除咖啡因的茶黄素溶液通过吸附树脂，然后，用相当于2-5倍树脂量的水冲洗树脂，除去茶多糖等不被吸附的物质，再用25-35％的乙醇洗脱，得到以高分子量的茶红素为主的第一洗脱液；然后用45-55％的乙醇洗脱，得到茶黄素和低分子量的茶红素第二洗脱液；最后，浓缩洗脱液，回收乙醇，将浓缩液喷雾干燥，粉碎，得产品；
由第一洗脱液得到的产品中，高分子量的茶红素，含量为70％以上；由第二洗脱液得到的产品中，茶黄素含量为60％以上，低分子量的茶红素，含量为30％以上。
2.如权利要求1所述从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法，其特征在于：所述的原料为新采集的绿茶叶。
3.如权利要求1所述从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法，其特征在于：所述的果汁或蔬菜汁为枇杷汁、梨汁、蓝莓汁、苹果汁、葡萄汁、李子汁或茄子汁，由新鲜的水果或蔬菜洗净后打汁、过滤所得。
4.如权利要求1所述从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法，其特征在于：所述的离子交换树脂为强酸性阳离子树脂或弱酸性阳离子树脂。
5.如权利要求1所述从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法，其特征在于：所述的吸附树脂为型号为D101、D102或D201的大孔吸附树脂。
说明书 :
技术领域
本发明涉及植物提取物制备技术领域，特别涉及一种从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法。
背景技术
茶黄素类(Theaflavins)和茶红素类(Thearubigins)物质属于茶色类物质，是乌龙茶提取物的主要成分。
茶黄素是多酚物质氧化形成的一类能溶于乙酸乙酯的、具有苯骈卓酚酮的化合物的总称。茶黄素有12种组分，其中茶黄素(TF)，茶黄素-3-没食子酸酯(TFMG)，茶黄素-3，3’-双没食子酸酯(TFdiG)和茶黄素-3’-没食子酸酯(TFM’G)是4种最主要的茶黄素(化学结构见上图)。茶黄素的提纯物呈橙黄色针状结晶，熔点237～240℃，易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇和乙酸乙酯，难溶于乙醚.不溶于三氯甲烷和苯。茶黄素溶液呈鲜明的橙黄色，水溶液呈弱酸性，pH约5.7。颜色不受茶汤提取液的pH影响，但在碱性溶液中有自动氧化的倾向，且随pH的增加而加强。
茶红素(Thearubigins)是一类复杂的不均一性红褐色酚性化合物，主要分子量在700～40×104。由于茶红素类的异质性，其结构、组成及性质都不甚清晰，分离纯化存在较大的难度。
茶黄素、茶红素，由于其具有降脂、清除自由基和抗氧化活性、抗菌活性、抗病毒活性、抗肿瘤活性、抗突变活性、除臭，治疗心血管疾病等功能；被广泛地应用在药品、保健品、食品添加剂等各个领域。
目前，提取茶黄素、茶红素的主要是以乌龙茶、红茶或茶多酚为原料，提取方法主要有溶剂提取分离法、化学试剂氧化法、多酚氧化酶法。溶剂提取分离法主要是用乙醇进行醇析分离，所得到的茶黄素含量较低，不适合药品和保健品应用。化学试剂氧化法是通过控制反应条件，用化学试剂将茶多酚转化，虽然得到的茶黄素产品产率高，但化学试剂无法回收。多酚氧化酶法是利用多酚氧化酶在相应条件下进行氧化反应，生产过程成本较高，所得的最终产品含量较低。
茶黄素是多酚物质氧化形成的一类能溶于乙酸乙酯的、具有苯骈卓酚酮的化合物的总称。茶黄素有12种组分，其中茶黄素(TF)，茶黄素-3-没食子酸酯(TFMG)，茶黄素-3，3’-双没食子酸酯(TFdiG)和茶黄素-3’-没食子酸酯(TFM’G)是4种最主要的茶黄素(化学结构见上图)。茶黄素的提纯物呈橙黄色针状结晶，熔点237～240℃，易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇和乙酸乙酯，难溶于乙醚.不溶于三氯甲烷和苯。茶黄素溶液呈鲜明的橙黄色，水溶液呈弱酸性，pH约5.7。颜色不受茶汤提取液的pH影响，但在碱性溶液中有自动氧化的倾向，且随pH的增加而加强。
茶红素(Thearubigins)是一类复杂的不均一性红褐色酚性化合物，主要分子量在700～40×104。由于茶红素类的异质性，其结构、组成及性质都不甚清晰，分离纯化存在较大的难度。
茶黄素、茶红素，由于其具有降脂、清除自由基和抗氧化活性、抗菌活性、抗病毒活性、抗肿瘤活性、抗突变活性、除臭，治疗心血管疾病等功能；被广泛地应用在药品、保健品、食品添加剂等各个领域。
目前，提取茶黄素、茶红素的主要是以乌龙茶、红茶或茶多酚为原料，提取方法主要有溶剂提取分离法、化学试剂氧化法、多酚氧化酶法。溶剂提取分离法主要是用乙醇进行醇析分离，所得到的茶黄素含量较低，不适合药品和保健品应用。化学试剂氧化法是通过控制反应条件，用化学试剂将茶多酚转化，虽然得到的茶黄素产品产率高，但化学试剂无法回收。多酚氧化酶法是利用多酚氧化酶在相应条件下进行氧化反应，生产过程成本较高，所得的最终产品含量较低。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法。
本发明提供的从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法包括以下步骤：
一、原料的前处理：
1)将原料去除杂质、清洗后放置在阴凉干燥的地方凉青，时间为8-12h；
2)将凉青好的原料粉碎。
二、茶黄素、茶红素的制备
1)将粉碎后的原料装入到发酵罐中，加入3-8倍体积的纯净水和相当于原料质量0.5-3倍的果汁或蔬菜汁，在温度35-45℃，pH＝4.5-5.5的条件下通入空气并高速搅拌，自然发酵20-40分钟；
2)发酵结束后，停止加入空气，加热将温度迅速提高到100℃，保持15--30分钟，然后加入1-3倍体积的95％乙醇，搅拌20-40分钟，离心得上清液和沉淀，沉淀用2-3倍50％乙醇提取一次，时间30分钟，离心，得上清液和沉淀；合并两次离心后得到的上清液，浓缩，除去乙醇，浓缩液再次离心，得上清液和沉淀，将沉淀干燥，即可得到高分子量的茶红素，含量为30％以上。
三、咖啡因的去除
将上面工序最后得到的上清液通过离子交换树脂，收集水洗部分，得到不含咖啡因的茶黄素溶液。
四、茶黄素、茶红素的纯化
将去除咖啡因的茶黄素溶液通过吸附树脂，然后，用相当于2-5倍树脂量的水冲洗树脂，除去茶多糖等不被吸附的物质，再用25-35％的乙醇洗脱，得到以高分子量的茶红素为主的第一洗脱液；然后用45-55％的乙醇洗脱，得到茶黄素和低分子量的茶红素第二洗脱液；最后，浓缩洗脱液，回收乙醇，将浓缩液喷雾干燥，粉碎，得产品。
由第一洗脱液得到的产品中，高分子量的茶红素，含量为70％以上；由第二洗脱液得到的产品中，茶黄素含量为60％以上，低分子量的茶红素，含量为30％以上。
本发明所述的原料为新采集的绿茶叶。
本发明所述的果汁或蔬菜汁为枇杷汁、梨汁、蓝莓汁、苹果汁、葡萄汁、李子汁、茄子汁，由新鲜的水果或蔬菜洗净后打汁、过滤所得。
本发明所述的离子交换树脂为强酸性阳离子树脂、弱酸性阳离子树脂。
本发明所述的吸附树脂为型号是D101、D102、D201的大孔吸附树脂。
本发明所提供的一种从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法工艺简单，成本低，生产过程中避免使用有毒有害的有机试剂，保护环境；并且通过控制不同的工艺条件可以获得茶黄素和不同分子量的茶红素，产品得率高，含量高。
本发明提供的从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法包括以下步骤：
一、原料的前处理：
1)将原料去除杂质、清洗后放置在阴凉干燥的地方凉青，时间为8-12h；
2)将凉青好的原料粉碎。
二、茶黄素、茶红素的制备
1)将粉碎后的原料装入到发酵罐中，加入3-8倍体积的纯净水和相当于原料质量0.5-3倍的果汁或蔬菜汁，在温度35-45℃，pH＝4.5-5.5的条件下通入空气并高速搅拌，自然发酵20-40分钟；
2)发酵结束后，停止加入空气，加热将温度迅速提高到100℃，保持15--30分钟，然后加入1-3倍体积的95％乙醇，搅拌20-40分钟，离心得上清液和沉淀，沉淀用2-3倍50％乙醇提取一次，时间30分钟，离心，得上清液和沉淀；合并两次离心后得到的上清液，浓缩，除去乙醇，浓缩液再次离心，得上清液和沉淀，将沉淀干燥，即可得到高分子量的茶红素，含量为30％以上。
三、咖啡因的去除
将上面工序最后得到的上清液通过离子交换树脂，收集水洗部分，得到不含咖啡因的茶黄素溶液。
四、茶黄素、茶红素的纯化
将去除咖啡因的茶黄素溶液通过吸附树脂，然后，用相当于2-5倍树脂量的水冲洗树脂，除去茶多糖等不被吸附的物质，再用25-35％的乙醇洗脱，得到以高分子量的茶红素为主的第一洗脱液；然后用45-55％的乙醇洗脱，得到茶黄素和低分子量的茶红素第二洗脱液；最后，浓缩洗脱液，回收乙醇，将浓缩液喷雾干燥，粉碎，得产品。
由第一洗脱液得到的产品中，高分子量的茶红素，含量为70％以上；由第二洗脱液得到的产品中，茶黄素含量为60％以上，低分子量的茶红素，含量为30％以上。
本发明所述的原料为新采集的绿茶叶。
本发明所述的果汁或蔬菜汁为枇杷汁、梨汁、蓝莓汁、苹果汁、葡萄汁、李子汁、茄子汁，由新鲜的水果或蔬菜洗净后打汁、过滤所得。
本发明所述的离子交换树脂为强酸性阳离子树脂、弱酸性阳离子树脂。
本发明所述的吸附树脂为型号是D101、D102、D201的大孔吸附树脂。
本发明所提供的一种从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法工艺简单，成本低，生产过程中避免使用有毒有害的有机试剂，保护环境；并且通过控制不同的工艺条件可以获得茶黄素和不同分子量的茶红素，产品得率高，含量高。
附图说明
图1为茶黄素的HPLC图谱。
具体实施方式
实施例1
一、原料的前处理：
1)将原料去除杂质、清洗后放置在阴凉干燥的地方凉青，时间为8h；
2)将凉青好的原料粉碎。
二、茶黄素、茶红素的制备
1)将粉碎后的原料装入到发酵罐中，加入3倍体积的纯净水和相当于原料质量0.5倍的枇杷汁，在温度35℃，pH＝4.5的条件下通入空气并高速搅拌，自然发酵20分钟；
2)发酵结束后，停止加入空气，加热将温度迅速提高到100℃，保持15分钟，然后加入1倍体积的95％乙醇，搅拌20分钟，离心得上清液和沉淀，沉淀用2倍50％乙醇提取一次，时间30分钟，离心，得上清液和沉淀；合并两次离心后得到的上清液，浓缩，除去乙醇，浓缩液再次离心，得上清液和沉淀，将沉淀干燥，即可得到高分子量的茶红素，含量为30％以上。
三、咖啡因的去除
将上面工序最后得到的上清液通过强酸性阳离子树脂，收集水洗部分，得到不含咖啡因的茶黄素溶液。
四、茶黄素、茶红素的纯化
将去除咖啡因的茶黄素溶液通过型号为D101的大孔吸附树脂，然后，用相当于2倍树脂量的水冲洗树脂，除去茶多糖等不被吸附的物质，再用25％的乙醇洗脱，得到以高分子量的茶红素为主的洗脱液(1)；然后用45％的乙醇洗脱，得到茶黄素和低分子量的茶红素洗脱液(2)；最后，浓缩洗脱液，回收乙醇，将浓缩液喷雾干燥，粉碎，得产品。
由洗脱液(1)得到的产品中，高分子量的茶红素，含量为70％以上；由洗脱液(2)得到的产品中，茶黄素含量为60％以上，低分子量的茶红素，含量为30％以上。
实施例2
一、原料的前处理：
1)将原料去除杂质、清洗后放置在阴凉干燥的地方凉青，时间为10h；
2)将凉青好的原料粉碎。
二、茶黄素、茶红素的制备
1)将粉碎后的原料装入到发酵罐中，加入5倍体积的纯净水和相当于原料质量1倍的苹果汁，在温度40℃，pH＝5的条件下通入空气并高速搅拌，自然发酵30分钟；
2)发酵结束后，停止加入空气，加热将温度迅速提高到100℃，保持20分钟，然后加入2倍体积的95％乙醇，搅拌30分钟，离心得上清液和沉淀，沉淀用2倍50％乙醇提取一次，时间30分钟，离心，得上清液和沉淀；合并两次离心后得到的上清液，浓缩，除去乙醇，浓缩液再次离心，得上清液和沉淀，将沉淀干燥，即可得到高分子量的茶红素，含量为30％以上。
三、咖啡因的去除
将上面工序最后得到的上清液通过强酸性阳离子树脂，收集水洗部分，得到不含咖啡因的茶黄素溶液。
四、茶黄素、茶红素的纯化
将去除咖啡因的茶黄素溶液通过型号为D102的大孔吸附树脂，然后，用相当于3倍树脂量的水冲洗树脂，除去茶多糖等不被吸附的物质，再用30％的乙醇洗脱，得到以高分子量的茶红素为主的洗脱液(1)；然后用50％的乙醇洗脱，得到茶黄素和低分子量的茶红素洗脱液(2)；最后，浓缩洗脱液，回收乙醇，将浓缩液喷雾干燥，粉碎，得产品。
由洗脱液(1)得到的产品中，高分子量的茶红素，含量为70％以上；由洗脱液(2)得到的产品中，茶黄素含量为60％以上，低分子量的茶红素，含量为30％以上。
实施例3
一、原料的前处理：
1)将原料去除杂质、清洗后放置在阴凉干燥的地方凉青，时间为12h；
2)将凉青好的原料粉碎。
二、茶黄素、茶红素的制备
1)将粉碎后的原料装入到发酵罐中，加入8倍体积的纯净水和相当于原料质量3倍的茄子汁，在温度45℃，pH＝5.5的条件下通入空气并高速搅拌，自然发酵40分钟；
2)发酵结束后，停止加入空气，加热将温度迅速提高到100℃，保持30分钟，然后加入3倍体积的95％乙醇，搅拌40分钟，离心得上清液和沉淀，沉淀用3倍50％乙醇提取一次，时间30分钟，离心，得上清液和沉淀；合并两次离心后得到的上清液，浓缩，除去乙醇，浓缩液再次离心，得上清液和沉淀，将沉淀干燥，即可得到高分子量的茶红素，含量为30％以上。
三、咖啡因的去除
将上面工序最后得到的上清液通过弱酸性阳离子树脂，收集水洗部分，得到不含咖啡因的茶黄素溶液。
四、茶黄素、茶红素的纯化
将去除咖啡因的茶黄素溶液通过型号为D201的大孔吸附树脂，然后，用相当于5倍树脂量的水冲洗树脂，除去茶多糖等不被吸附的物质，再用35％的乙醇洗脱，得到以高分子量的茶红素为主的洗脱液(1)；然后用55％的乙醇洗脱，得到茶黄素和低分子量的茶红素洗脱液(2)；最后，浓缩洗脱液，回收乙醇，将浓缩液喷雾干燥，粉碎，得产品。
由洗脱液(1)得到的产品中，高分子量的茶红素，含量为70％以上；由洗脱液(2)得到的产品中，茶黄素含量为60％以上，低分子量的茶红素，含量为30％以上。
一、原料的前处理：
1)将原料去除杂质、清洗后放置在阴凉干燥的地方凉青，时间为8h；
2)将凉青好的原料粉碎。
二、茶黄素、茶红素的制备
1)将粉碎后的原料装入到发酵罐中，加入3倍体积的纯净水和相当于原料质量0.5倍的枇杷汁，在温度35℃，pH＝4.5的条件下通入空气并高速搅拌，自然发酵20分钟；
2)发酵结束后，停止加入空气，加热将温度迅速提高到100℃，保持15分钟，然后加入1倍体积的95％乙醇，搅拌20分钟，离心得上清液和沉淀，沉淀用2倍50％乙醇提取一次，时间30分钟，离心，得上清液和沉淀；合并两次离心后得到的上清液，浓缩，除去乙醇，浓缩液再次离心，得上清液和沉淀，将沉淀干燥，即可得到高分子量的茶红素，含量为30％以上。
三、咖啡因的去除
将上面工序最后得到的上清液通过强酸性阳离子树脂，收集水洗部分，得到不含咖啡因的茶黄素溶液。
四、茶黄素、茶红素的纯化
将去除咖啡因的茶黄素溶液通过型号为D101的大孔吸附树脂，然后，用相当于2倍树脂量的水冲洗树脂，除去茶多糖等不被吸附的物质，再用25％的乙醇洗脱，得到以高分子量的茶红素为主的洗脱液(1)；然后用45％的乙醇洗脱，得到茶黄素和低分子量的茶红素洗脱液(2)；最后，浓缩洗脱液，回收乙醇，将浓缩液喷雾干燥，粉碎，得产品。
由洗脱液(1)得到的产品中，高分子量的茶红素，含量为70％以上；由洗脱液(2)得到的产品中，茶黄素含量为60％以上，低分子量的茶红素，含量为30％以上。
实施例2
一、原料的前处理：
1)将原料去除杂质、清洗后放置在阴凉干燥的地方凉青，时间为10h；
2)将凉青好的原料粉碎。
二、茶黄素、茶红素的制备
1)将粉碎后的原料装入到发酵罐中，加入5倍体积的纯净水和相当于原料质量1倍的苹果汁，在温度40℃，pH＝5的条件下通入空气并高速搅拌，自然发酵30分钟；
2)发酵结束后，停止加入空气，加热将温度迅速提高到100℃，保持20分钟，然后加入2倍体积的95％乙醇，搅拌30分钟，离心得上清液和沉淀，沉淀用2倍50％乙醇提取一次，时间30分钟，离心，得上清液和沉淀；合并两次离心后得到的上清液，浓缩，除去乙醇，浓缩液再次离心，得上清液和沉淀，将沉淀干燥，即可得到高分子量的茶红素，含量为30％以上。
三、咖啡因的去除
将上面工序最后得到的上清液通过强酸性阳离子树脂，收集水洗部分，得到不含咖啡因的茶黄素溶液。
四、茶黄素、茶红素的纯化
将去除咖啡因的茶黄素溶液通过型号为D102的大孔吸附树脂，然后，用相当于3倍树脂量的水冲洗树脂，除去茶多糖等不被吸附的物质，再用30％的乙醇洗脱，得到以高分子量的茶红素为主的洗脱液(1)；然后用50％的乙醇洗脱，得到茶黄素和低分子量的茶红素洗脱液(2)；最后，浓缩洗脱液，回收乙醇，将浓缩液喷雾干燥，粉碎，得产品。
由洗脱液(1)得到的产品中，高分子量的茶红素，含量为70％以上；由洗脱液(2)得到的产品中，茶黄素含量为60％以上，低分子量的茶红素，含量为30％以上。
实施例3
一、原料的前处理：
1)将原料去除杂质、清洗后放置在阴凉干燥的地方凉青，时间为12h；
2)将凉青好的原料粉碎。
二、茶黄素、茶红素的制备
1)将粉碎后的原料装入到发酵罐中，加入8倍体积的纯净水和相当于原料质量3倍的茄子汁，在温度45℃，pH＝5.5的条件下通入空气并高速搅拌，自然发酵40分钟；
2)发酵结束后，停止加入空气，加热将温度迅速提高到100℃，保持30分钟，然后加入3倍体积的95％乙醇，搅拌40分钟，离心得上清液和沉淀，沉淀用3倍50％乙醇提取一次，时间30分钟，离心，得上清液和沉淀；合并两次离心后得到的上清液，浓缩，除去乙醇，浓缩液再次离心，得上清液和沉淀，将沉淀干燥，即可得到高分子量的茶红素，含量为30％以上。
三、咖啡因的去除
将上面工序最后得到的上清液通过弱酸性阳离子树脂，收集水洗部分，得到不含咖啡因的茶黄素溶液。
四、茶黄素、茶红素的纯化
将去除咖啡因的茶黄素溶液通过型号为D201的大孔吸附树脂，然后，用相当于5倍树脂量的水冲洗树脂，除去茶多糖等不被吸附的物质，再用35％的乙醇洗脱，得到以高分子量的茶红素为主的洗脱液(1)；然后用55％的乙醇洗脱，得到茶黄素和低分子量的茶红素洗脱液(2)；最后，浓缩洗脱液，回收乙醇，将浓缩液喷雾干燥，粉碎，得产品。
由洗脱液(1)得到的产品中，高分子量的茶红素，含量为70％以上；由洗脱液(2)得到的产品中，茶黄素含量为60％以上，低分子量的茶红素，含量为30％以上。