專利名稱：高含量茶多酚的工業化生產方法
技術領域：
本發明涉及一種天然提取物純化的工業方法，尤其是一種高含量茶多酚的工業化生產方法。
背景技術：
茶多酹(Tea Polyphenols)是茶葉中多酹類物質的總稱,包括黃燒醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等。具有抗氧化、清除體內游離自由基、抗衰老、抗輻射、減月巴、降血脂、防癌等多方面功效，是一類效果確切的人體免疫增強劑。茶多酚為淡黃色至棕黃色的粉末或晶體，味苦澀，易溶于溫水、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸和乙酸乙酯，微溶于油脂，不溶于氯仿及苯等有機溶劑；具有吸濕性，熱穩定性良好。它在pH = 2 7范圍內均穩定。pH〈2時，兒茶素在強酸的催化作用下發生自聚合，生成兒茶 素二聚體而呈紅色，pH>8時，茶多酚在堿性介質中很不穩定，易氧化褐變。茶多酚作為食品添加劑中的抗氧化劑使用，還可用于保健品、化妝品等領域。隨著經濟的逐漸發展，人們對綠茶提取物即茶多酚的品質要求也越來越高，包括加工工藝過程中使用的溶劑、產品的農藥殘留等指標，我國茶多酚產品出口也因此受到限制。現有的茶多酚生產工藝的文獻中，鮮有針對脫除茶多酚產品中農藥殘留的相關報道，而對脫除咖啡堿的相關報道中，大多數采用溶劑法、離子沉淀法或凝膠樹脂法，以上方法各有弊端，溶劑法引入產品中的二氯甲烷、三氯甲烷等有毒有害溶劑降低了茶多酚產品的安全性；離子沉淀法引入的金屬離子在后續精制過程中不易脫除，給工業生產帶來困難，且離子沉淀法時間較長，延長了生產時間，降低生產效率；凝膠色譜法材料昂貴，不易工業化生產。因此，開發一種易于工業化生產的、避免使用有毒有害溶劑的工業化生產茶多酚的方法，保證茶多酚產品的安全性，拓寬其應用領域，是茶多酚行業目前亟待解決的問題。申請號為200610055145. 7的專利中，公開了一種從茶葉中提取茶多酚、茶氨酸、茶多糖、茶色素的方法，其中提到應用二氧化碳超臨界流體脫咖啡堿、農殘和溶劑，但該工藝使用了多種有機溶劑，降低了茶多酚產品的安全性，同時由于工藝路線較長，超臨界設備操作壓力較高，不但增加了生產成本，且造成了生產過程中的不安全因素，不易于工業化生產，且過程中使用水作為夾帶劑，降低了茶多酚的收率。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、安全，產品收率高的高含量茶多酚的工業化生產方法。為解決上述技術問題，本發明采用下述工藝步驟(1)將茶葉粉碎后，用水或酸水進行連續逆流萃取，得到萃取液；所述的萃取條件為料液質量比1:16 20，萃取溫度67 82°C，萃取時間2 4h ;
(2)所述的萃取液降溫、過濾，得到澄清的過濾液；
(3)所述的過濾液經樹脂吸附，然后分別用pH值3 5、流量I 2BV的酸液和流量I 3BV低度醇洗脫雜質，再用流量I 3BV高度醇解析，得到茶多酚解析液；
(4)所述的茶多酚解析液回收溶劑、脫除溶劑殘留，得茶多酚濃縮液；
(5)所述的茶多酚濃縮液經超臨界二氧化碳萃取，以脫除農藥殘留；
(6)脫農殘后的茶多酚濃縮液經噴霧干燥，得茶多酚產品。本發明所述步驟(I)中的茶葉為綠茶；茶葉的粉碎程度為20目篩通過率90%以上、80目篩通過率10%以下。所述步驟(I)中的料液質量比為1:16 18;所述酸水的pH為3 5。所述步驟(I)水或酸水中加入有茶葉重量0. 5 5%的VC。本發明所述步驟(2)中，萃取液降溫后加入萃取液重量0. 5 3%的硅藻土或珍珠巖。本發明所述步驟(3)中的低度醇為濃度5 10wt%的乙醇溶液，高度醇為濃度45 68wt%的乙醇溶液；所述酸液由醋酸、檸檬酸和磷酸中的一種或幾種調制而成。所述步驟(3)中的樹脂為AB-8、D101和XAD-7HP中的一種或幾種。本發明所述步驟(5)中的萃取條件為CO2流量1250 1500L/h、萃取壓力20 28MPa、萃取溫度50 75°C、萃取時間0. 5 3h，分離壓力7 llMPa、分離溫度30 40°C、分離時間0. 5 3h。所述步驟(5)超臨界二氧化碳萃取時，在萃取釜中添加有不規則金屬填料。所述步驟(5)中采用硅膠及活性炭吸附回路CO2中未解析完全或未解析的農藥殘留及少量水。采用上述技術方案所產生的有益效果在于(I)本發明過程使用的有機溶劑僅為乙醇，從而具有對環境友好、產品安全性高的特點；(2)本發明工藝簡單，產品總含量回收率大于95%，產品多酚含量大于98%，EGCG含量大于45%，咖啡因含量小于1% ；(3)本發明所得產品農藥殘留低，安全性高。(4)本發明生產成本低，適合工業化連續生產。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。實施例I :本高含量茶多酚的工業化生產方法采用下述工藝步驟。(I)取多酚含量13. 61wt%的茶葉原料100kg，粉碎(粉碎程度為90wt%以上過20目篩，10wt%以下過80目篩)；在溫度73°C、料液質量比1:16條件下，用添加有茶葉重量2%VC (維生素C)的離子水在拖鏈式浸出器中進行連續逆流萃取，萃取時間3h。(2)將萃取液通過換熱器降溫后，添加相當于提取液重量1%的珍珠巖攪勻后，用板式壓濾機進行過濾，澄清。(3)過濾液經過AB-8樹脂進行吸附，然后先用lBV、pH3. 8的醋酸溶液，再用I. 5BV、5wt%乙醇溶液洗脫雜質；用2BV、52wt%乙醇溶液解析得茶多酚解析液。(4)解析液回收溶劑，脫除溶劑殘留，得茶多酚濃縮液。(5)濃縮液在添加有不規則金屬填料的萃取釜內用超臨界二氧化碳萃取，從而脫除農藥殘留；萃取條件為=CO2流量1300L/h、萃取壓力22MPa、萃取溫度55°C、萃取時間lh、分離壓力8MPa、分離溫度30°C、分離時間I. 5h ;然后采用硅膠及活性炭吸附回路CO2中未解析完全的農藥殘留及少量水。(6)脫農殘后的茶多酚濃縮液經噴霧干燥，得茶多酚產品13. 45kg。經檢測，茶多酚產品中多酚含量為99. 76% (按照QB2154食品添加劑茶多酚標準進行檢測)，EGCG含量為46. 78%，咖啡因含量0.68% (按照GBT 8313-2008茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法進行測定)；乙酰甲胺磷、氯氰菊酯、溴氰菊酯、順式氰戊菊酯、殺螟硫磷、氟氰戊菊酯、氯菊酯幾類農藥殘留檢測均在5ppb以下。實施例2 :本高含量茶多酚的工業化生產方法采用下述工藝步驟。(I)取多酚含量22. 78wt%的茶葉原料100kg，粉碎(粉碎程度為90wt%以上過20目篩，10wt%以下過80目篩)；在溫度67°C、料液質量比1:18條件下，用自來水在拖鏈式浸出器中進行連續逆流萃取，萃取時間3. 5h。(2)將萃取液通過換熱器降溫后，添加相當于提取液重量2. 5%的硅藻土攪勻后，用板式壓濾機進行過濾，澄清。(3)過濾液經過DlOl樹脂進行吸附，然后先用I. 5BV、pH4. 9的磷酸溶液，再用2BV、7wt%乙醇溶液洗脫雜質；用2. 5BV、48wt%乙醇溶液解析得茶多酚解析液。
(4)解析液回收溶劑，脫除溶劑殘留，得茶多酚濃縮液。(5)濃縮液在添加有不規則金屬填料的萃取釜內用超臨界二氧化碳萃取，從而脫除農藥殘留；萃取條件為=CO2流量1400L/h、萃取壓力25MPa、萃取溫度60°C、萃取時間
I.5h、分離壓力9MPa、分離溫度34°C、分離時間2h ;然后采用硅膠及活性炭吸附回路CO2中未解析完全的農藥殘留及少量水。(6)脫農殘后的茶多酚濃縮液經噴霧干燥，得茶多酚產品22. 43kg。經檢測，茶多酚產品中多酚含量為98. 31%，EGCG含量為48. 39%，咖啡因含量
0.58%;乙酰甲胺磷、氯氰菊酯、溴氰菊酯、順式氰戊菊酯、殺螟硫磷、氟氰戊菊酯、氯菊酯幾類農藥殘留檢測均在5ppb以下。實施例3 :本高含量茶多酚的工業化生產方法采用下述工藝步驟。(I)取多酚含量18. 72wt%的茶葉原料100kg，粉碎(粉碎程度為90wt%以上過20目篩，10wt%以下過80目篩)；在溫度82°C、料液質量比1:20條件下，用添加有茶葉重量I. 5%VC、pH3. 9的醋酸溶液在平轉式浸出器中進行連續逆流萃取，萃取時間4h。(2)將萃取液通過換熱器降溫后，添加相當于提取液重量2%的硅藻土攪勻后，用板式壓濾機進行過濾澄清。(3)過濾液經過XAD-7HP樹脂進行吸附，然后先用2BV、pH5. 0的檸檬酸溶液，再用3BVU0wt%乙醇溶液洗脫雜質；用3BV、66wt%乙醇溶液解析得茶多酚解析液。(4)解析液回收溶劑，脫除溶劑殘留，得茶多酚濃縮液。(5)濃縮液在添加有不規則金屬填料的萃取釜內用超臨界二氧化碳萃取，從而脫除農藥殘留；萃取條件為=CO2流量1500L/h、萃取壓力28MPa、萃取溫度75°C、萃取時間3h、分離壓力llMPa、分離溫度40°C、分離時間3h ;然后采用硅膠及活性炭吸附回路CO2中未解析完全的農藥殘留及少量水。(6)脫農殘后的茶多酚濃縮液經噴霧干燥，得茶多酚產品18. 29kg。經檢測，茶多酚產品中多酚含量為99. 03%，EGCG含量為50. 81%，咖啡因含量
0.45%;乙酰甲胺磷、氯氰菊酯、溴氰菊酯、順式氰戊菊酯、殺螟硫磷、氟氰戊菊酯、氯菊酯幾類農藥殘留檢測均在5ppb以下。實施例4 :本高含量茶多酚的工業化生產方法采用下述工藝步驟。(I)取多酚含量15. 63wt%的茶葉原料100kg，粉碎(粉碎程度為90wt%以上過20目篩，10wt%以下過80目篩)；在溫度67°C、料液質量比1:17條件下，用pH3. 0的磷酸溶液在平轉式浸出器中進行連續逆流萃取，萃取時間2h。(2)將萃取液通過換熱器降溫后，用板式壓濾機進行過濾澄清。(3)過濾液經過XAD-7HP樹脂進行吸附，然后先用2BV、pH3. 0的檸檬酸溶液，再用lBV、8wt%乙醇溶液洗脫雜質；用I. 5BV、68wt%乙醇溶液解析得茶多酚解析液。(4)解析液回收溶劑，脫除溶劑殘留，得茶多酚濃縮液。(5)濃縮液用超臨界二氧化碳萃取，從而脫除農藥殘留；萃取條件為C02流量1250L/h、萃取壓力20MPa、萃取溫度50°C、萃取時間0. 5h、分離壓力7MPa、分離溫度37°C、分離時間0. 5h ;然后采用硅膠及活性炭吸附回路CO2中未解析完全的農藥殘留及少量水。。(6)脫農殘后的茶多酚濃縮液經噴霧干燥，得茶多酚產品18. 38kg。經檢測，茶多酚產品中多酚含量為98. 48%，EGCG含量為47. 36%，咖啡因含量
0.51%;乙酰甲胺磷、氯氰菊酯、溴氰菊酯、順式氰戊菊酯、殺螟硫磷、氟氰戊菊酯、氯菊酯幾類農藥殘留檢測均在5ppb以下。實施例5 :本高含量茶多酚的工業化生產方法采用下述工藝步驟。(I)取多酚含量20. 39wt%的茶葉原料100kg，粉碎(粉碎程度為90wt%以上過20目篩，10wt%以下過80目篩)；在溫度80°C、料液質量比1:19條件下，用添加有茶葉重量0. 5%VC, pH 5的檸檬酸溶液在拖鏈式浸出器中進行連續逆流萃取，萃取時間2. 5h。(2)將萃取液通過換熱器降溫后，添加相當于提取液重量3%的珍珠巖攪勻后，用板式壓濾機進行過濾，澄清。(3)過濾液經過AB-8樹脂進行吸附，然后先用lBV、pH4. 2的醋酸溶液，再用2. 5BV、6wt%乙醇溶液洗脫雜質；用lBV、45wt%乙醇溶液解析得茶多酚解析液。(4)解析液回收溶劑，脫除溶劑殘留，得茶多酚濃縮液。(5)濃縮液用超臨界二氧化碳萃取，從而脫除農藥殘留。(6)脫農殘后的茶多酚濃縮液經噴霧干燥，得茶多酚產品19. 88kg。經檢測，茶多酚產品中多酚含量為99. 42%，EGCG含量為46. 94%，咖啡因含量
0.53%;乙酰甲胺磷、氯氰菊酯、溴氰菊酯、順式氰戊菊酯、殺螟硫磷、氟氰戊菊酯、氯菊酯幾類農藥殘留檢測均在5ppb以下。實施例6 :本高含量茶多酚的工業化生產方法除下述不同之處，其原料和工藝與實施例I相同。(I)步驟(I)中采用加入有茶葉重量5% VC的去離子水萃取粉碎的茶葉；
(2)步驟(2)中，萃取液降溫后加入萃取液重量0. 5%的硅藻土。本實施例得到茶多酚產品13.42kg。經檢測，茶多酚產品中多酚含量為98. 67%，EGCG含量為48. 05%，咖啡因含量
0.56%;乙酰甲胺磷、氯氰菊酯、溴氰菊酯、順式氰戊菊酯、殺螟硫磷、氟氰戊菊酯、氯菊酯幾類農藥殘留檢測均在5ppb以下。
權利要求
1.一種高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于，其采用下述工藝步驟(I)將茶葉粉碎后，用水或酸水進行連續逆流萃取，得到萃取液；所述的萃取條件為料液質量比1:16 20，萃取溫度67 82°C，萃取時間2 4h ; (2)所述的萃取液降溫、過濾，得到澄清的過濾液； (3)所述的過濾液經樹脂吸附，然后分別用pH值3 5、流量I 2BV的酸液和流量I 3BV低度醇洗脫雜質，再用流量I 3BV高度醇解析，得到茶多酚解析液； (4)所述的茶多酚解析液回收溶劑、脫除溶劑殘留，得茶多酚濃縮液； (5)所述的茶多酚濃縮液經超臨界二氧化碳萃取，以脫除農藥殘留； (6)脫農殘后的茶多酚濃縮液經噴霧干燥，得茶多酚產品。
2.根據權利要求I所述的高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于所述步驟(I)中的茶葉為綠茶；茶葉的粉碎程度為20目篩通過率90%以上、80目篩通過率10%以下。
3.根據權利要求I所述的高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于所述步驟(1)中的料液質量比為1:16 18;所述酸水的pH為3 5。
4.根據權利要求3所述的高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于所述步驟(I)水或酸水中加入有茶葉重量0. 5 5%的VC。
5.根據權利要求I所述的高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于所述步驟(2)中，萃取液降溫后加入萃取液重量0.5 3%的硅藻土或珍珠巖。
6.根據權利要求I所述的高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于所述步驟(3)中的低度醇為濃度5 10wt%的乙醇溶液，高度醇為濃度45 68wt%的乙醇溶液；所述酸液由醋酸、檸檬酸和磷酸中的一種或幾種調制而成。
7.根據權利要求I所述的高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于所述步驟(3)中的樹脂為AB-8、D101和XAD-7HP中的一種或幾種。
8.根據權利要求I-9所述的任意一種高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于所述步驟(5)中的萃取條件為CO2流量1250 1500L/h、萃取壓力20 28MPa、萃取溫度50 75°C、萃取時間0. 5 3h，分離壓力7 llMPa、分離溫度30 40°C、分離時間0. 5 3h。
9.根據權利要求I-9所述的任意一種高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于所述步驟(5)超臨界二氧化碳萃取時，在萃取釜中添加有不規則金屬填料。
10.根據權利要求I-9所述的任意一種高含量茶多酚的工業化生產方法，其特征在于所述步驟(5)中采用硅膠及活性炭吸附回路CO2中未解析完全或未解析的農藥殘留及少量水。
全文摘要
本發明公開了一種高含量茶多酚的工業化生產方法，其工藝步驟為1)將茶葉粉碎后，用水或酸水進行連續逆流萃取，得到萃取液；所述的萃取條件為料液比1:16～20，萃取溫度67～82℃，萃取時間2～4h；2)所述的萃取液降溫、過濾，得到澄清的過濾液；3)所述的過濾液經樹脂吸附，然后用pH值3～5、流量1～2BV的酸水和流量1～3BV低度醇洗脫雜質，再用流量1～3BV高度醇解析，得到茶多酚解析液；4)所述的茶多酚解析液回收溶劑，脫除溶劑殘留，得茶多酚濃縮液；5)所述的茶多酚濃縮液經超臨界二氧化碳萃取，脫除農藥殘留；6)脫農殘后的茶多酚濃縮液經噴霧干燥，得茶多酚產品。本方法具有對環境友好、工藝簡單、農藥殘留低，安全性高的特點。
文檔編號C07G99/00GK102746345SQ20121019393
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者孫國峰, 田洪, 程遠欣, 連運河, 陳麗 申請人:晨光生物科技集團股份有限公司