茶多酚的提取方法.doc

_由茶叶提取茶多酚的方法研究及展望摘要：茶多酚是茶叶中的多酚类化合物的总称，是茶叶的主要有效成分。同时它是一种新型的天然抗氧化剂，广泛应用在食品、保健、医药、日化和精细化工等领域，有十分好的开发和应用前景。本文主要以茶多酚的提取方法展开论述。关键词：茶多酚;提取；浸提；离子沉淀法；树脂吸附分离法Extraction of tea polyphenols from tea method and ProspectAbstract：Tea polyphenol is the general term in tea polyphenol compounds. and it is the main effective ingredient of tea.at the same time tea polyphenols is a new type of natural antioxidants, it widely used in food、 health、medicine、 daily chemical and fine chemical industries,It has a very good development and application prospect. This paper mainly discusses the method of extracting of tea polyphenol.Key words： tea polyphenols；extraction； ion precipitation； resin adsorpt ion separation.1 引言近年来随着人们日益增长的物质生活需要，众多消费者追求健康和天然的意识不断提高，人们的饮食消费向营养、健康的方向转变，传统防腐剂已越来越不能适应市场的需求。以绿茶儿茶素等茶成分的生理活性研究日渐增多，相关研究报告先后发表，引起了消费者对功能性茶类天然材料的极大关注。茶多酚是茶叶中3O多种多酚类化合物的总称，是茶叶的主要有效成分。茶多酚在茶叶中的含量占15一20，主要以黄烷醇类为主，是一种新型抗氧化剂类，被很多专家誉为21世纪对人类有着重要贡献的提取物质。现代研究表明茶多酚具有多种生理功能 ，它不仅是良好天然抗氧化剂，还具有增强机体抵抗力、防癌、抗肿瘤、抗辐射、抑菌、抗病毒、降血糖、降血脂、预防心血管疾病、抗衰老、防止皮肤紫外损伤等多种生理功能1。茶多酚在油脂、食品、医药、日用化工、轻化工等领域具有广阔应用前景，因此从茶叶中安全有效地提取和分离茶多酚具有重要意义。2 茶多酚的提取方法目前，茶多酚的提取方法主要有溶剂提取法、离子沉淀法、微波浸提法、超声波浸提法、超临界流体萃取法、树脂吸附分离法6种2-3。 2.1 溶剂提取法 溶剂提取法利用茶叶中多酚物质和咖啡碱等有机物质在不同的溶剂中溶解度的差异进行分离，利用能与溶剂不互溶的茶多酚萃取剂将茶多酚萃取提纯。其工艺路线为：茶叶粉碎-浸提-有机溶剂脱色、脱咖啡碱-乙酸乙酯萃取-回收溶剂干燥-茶多酚4常用的浸提剂为水或者水与其他有机溶剂互用，并得出水与有机溶剂互用比纯水用作浸提剂效果要好。溶剂萃取法优点是：(1)容易实现工业化，整个操作工艺流程可以为间歇或者连续生产且稳定可靠；(2)有机溶剂可以回收利用。缺点主要有：(1)得率较低，往往采用其他手段来提高其得率；(2)较高温度的浸提条件使得产品在提取过程中易氧化，产品纯度也比较低；(3)茶多酚中咖啡碱的含量是一项很重要的指标，氯仿在工艺中用作咖啡碱的脱除，氯仿等有毒的有机溶剂的使用影响到茶多酚的质量和应用范围(如不能用于食品工业)，同时大量有毒、易燃的有机溶剂对生产安全产生一定隐患；(4)萃取工艺一般采用多级萃取操作，溶剂回收需要进行多级蒸馏，工艺操作复杂，能耗大。 22离子沉淀法 离子沉淀法是利用茶多酚在中性或碱性条件下可以跟跟金属离子Al3+、Bi3+、Ca2+、Ag+ 、Hg2+ 等产生络合沉淀的特点，使其从浸提液中分离出来，从而与水溶液中的咖啡碱、单糖、氨基酸等组分分离，得到纯度较高的茶多酚5。其一般工艺路线为：茶叶原料乙醇提取减压过滤金属离子沉淀-酸溶乙酸乙酯萃取-浓缩真空干燥精制茶多酚6采用茶多酚与沉淀剂络合沉淀从而纯化茶多酚的优点在于：(1)产品纯度高；(2)减少了大量有机萃取剂的使用，减少一定量的能耗；(3)工艺流程上来看，包含了有机溶剂以及沉淀剂的回收利用，工艺简单易实现，沉淀剂等辅料成本较低。缺点在于：(1)金属离子的使用限制了茶多酚的应用范围，某些残留在茶多酚中有毒金属离子含量较高，其产品不能为医药行业所接受；(2)在生产过程中大量废渣的产生无疑对环境造成巨大压力；(3)转溶过程中程序较为繁琐，导致部分多酚被氧化，降低得率； (4)生产设备条件要求苛刻，对生产装置，辅助设备以及管路的耐腐蚀性有较高的要求。2.3微波浸提法 该法的基本原理是利用分子在微波场中发生高频的运动，扩散速率增大，从而将茶多酚等浸提物在微波的作用下快速浸取出来。使用微波萃取的优化条件为80oC，固液比为1：15，时间15min7。王莹采用微波辅助萃取技术提取日照绿茶中的茶多酚，提取率高达14218 。Ezzohra Nkhili等比较了微波辅助水提取(MWE)和传统的加热辅助水提取(CWE)两种方法对茶多酚提取的影响，结果表明，用MWE方法提取的茶多酚含量高于CWE 方法，特别是EGCG的含量达到7714 mgg，高于用CWE方法的6418 mg 9。利用微波辅助浸提，可缩短浸提时间，避免了茶多酚的氧化，有效地保护原料中的活性成分；提取率高，节约了溶剂，大大提高了提取效率；避免使用有毒溶剂、产品安全。微波辅助萃取技术节省能源，省工、省时、对环境友好、宜于批量浸提、便于推广等优点，是一种可持续发展的技术。2.4超声波浸提法超声波辅助提取茶多酚，最佳条件为70oC,lOOW超声辐射下用80乙醇按料液比1：10提取20min1011。提取的茶多酚含量较高，防止茶多酚被氧化，保持高品质。工艺过程为：茶叶+乙醇超声提取过滤蒸发浓缩氯仿萃取乙酸乙酯萃取蒸发回收酯烘干的粗茶多酚-纯化12超声波提取茶多酚的工艺简单，尤其是结合溶剂法、沉淀法和树脂吸附法用于提取制备，取得了较好的成效。该方法具有提取温度低、减少浸提所需时间，提高浸提效果，避免茶多酚在长时间高温下氧化的可能，回收率高、氧化损耗小，节时、节能、提取率高等优点，同时避免了有毒溶剂的使用，提取工艺成本低，综合经济效益显著，具有良好的工业推广价值 。25超临界流体萃取法 超临界流体萃取法是一种新型分离方法，利用温度和压力略超过或靠近临界的介于气体和液体之间的流体作为萃取剂，从固体或液体中萃取某种高沸点和热敏性成分，达到分离和提纯的目的13。工艺过程为：茶叶-茶汁-浓缩-超临界CO2萃取-有机溶剂萃取-酯相浓缩干燥-超临界C02萃取-茶多酚4。 超临界CO2流体萃取法提取茶多酚与其他的提取分离技术相比较，其主要的优点是：(1)采用CO2：作为萃取剂，大大降低了工艺对环境的污染，产品中几乎没有毒金属或者有机溶剂的残留，目前超临界流体是唯一能取代毒性较大的有机溶剂对咖啡碱等进行萃取的物质；(2)萃取条件温和，有效地防止茶多酚的氧化。其主要的缺点是： (1)儿茶素等在非极性的超临界CO2 流体中溶解度很低，往往需要用到醇类溶液作为夹带剂，提取率和纯度不高；(2)萃取设备条件比较严格，往往需要特定设计，工艺投资额大，生产成本比较高，目前工业化只能小规模生产，萃取物要经过多次精制才能提纯。 26树脂吸附分离法 树脂吸附法分离原理是根据吸附树脂对多酚类有选择性吸附、解吸作用的特性来实现茶多酚与其它浸提物组分之间的分离。树脂吸附法对树脂的种类以及结构有较高要求，多孔树脂的比表面积、孔隙率以及树脂的极性都影响了对茶多酚的吸附容量。极性多酚易与极性树脂以氢键等方式进行缔合，再将吸附了茶多酚的树脂用合适的有机溶剂进行洗脱，然后用乙酸乙酯等将洗脱液进行萃取，从而有选择性地将茶多酚从其浸提液中分离。其工艺流程为： 茶叶-热水提取-浓缩-吸附柱吸附-解脱剂洗脱-茶多酚洗脱液减压蒸馏回收溶剂-真空干燥-粉状粗茶多酚-水溶解成溶液-乙酸乙酯提取-减压蒸馏回收溶剂-真空干燥-粉晶态茶多酚4。 树脂吸附法分离茶多酚的优点为：(1)选择茶多酚产物中一种或几种的儿茶素目标性强，可以有选择地进行吸附分离目标儿茶素； (2)纯度高，同时对咖啡碱的脱除率高；(3)产品的应用范围广；(4)树脂吸附一解吸过程一般都在比较温和的温度下进行，避免了茶多酚的损失；(5)过程中避免了有毒有机溶剂的使用并且容易回收，此方法是目前茶多酚清洁化生产的主要研究趋势。主要的缺点为：(1)树脂再生的重复使用率限制了树脂吸附法生产茶多酚的规模，因此往往只能适合小规模的生产；(2)树脂的价格昂贵给生产成本造成了压力；(3)整个过程中使用了大量的有机溶剂，脱附过程往往较繁琐。6结论与展望 茶多酚作为一种天然的抗氧化剂，在食品、化妆品、保健品等应用领域的需求逐步的扩大。目前部分已经工业化的提取纯化工艺相对比较落后，都存在着一定的弊端，有毒有机溶剂以及某些重金属离子都会限制茶多酚制品在食品或者医药方面的应用；大孔径树脂吸附法以及超临界CO2流体萃取法是比较热门的方法，但是巨额成本及操作费用限制了茶多酚生产的规模化。理想的茶多酚提取纯化工艺技术应该满足工艺过程简单，操作方便，且安全性好，提取率高，产品纯度好，无毒性或毒性小，适应工业生产需要等要求，所以新型茶多酚提取纯化工艺有待于进一步开发研究。（1）新型萃取剂的开发应用到茶多酚的提取中。双水相萃取技术是新出现的一种极有前景的新型分离技术，与离子液体、超临界流体并称为21世纪3大绿色溶剂。与传统的有机溶剂萃取剂相比，双水相萃取技术分相时间短，有助于活性物质在两相中的质量传递，几乎没有溶剂残留问题，产品对人体无害，工艺易于放大和连续操作，能够为生物活性物质提供一种温和的环境，不易使茶多酚氧化失活。双水相的种类以及组成，茶多酚、咖啡碱等在双水相中的分配关系是双水相萃取茶多酚今后研究的重点。(2)超大孔连续床用于茶多酚的纯化。超大孔连续床内有许多尺寸达数微米至数百微米的超大孔隙，并可在孔隙内进行化学修饰，使其可以与茶多酚形成氢键，使原料液中细胞碎片等固相顺利通过，并可实现与目标物进行缔合，从而有效分离出目标茶多酚，且成本较低，可以将离心、过滤、浓缩和层析分离多个步骤集于一体，目标物在床内的停留时间短，选择性强。超大孔连续床的制备以及孔隙内的化学修饰一直是新型生物分离的关键，床体的强度、尺寸以及再生等都有待于进一步研究。参考文献1Lin J K，Lieng Y CCancer chemoprevention by teapolyphenolsJPros Natl Sci Counc ROC(B)，2000，24(1)：113 2梁斌，万福成粗陈茶叶中茶多酚的提取与应用J农技服务，2008，25(3)：103104 3刘伟，蒲晓林茶多酚的制备J，牙膏工业，2008，(3)：4143 4陶阿丽，孙维矿，杨光，詹妮，张国升.茶多酚的提取及应用研究进展J现代企业教育，2011，(1)：147149 5柬鲁燕，汤一等茶多酚提取和纯化技术研究进展J，Journal ofTea2009，35(2 7479 6何晓梅 ，刘体云 ，魏梦洁 ，韦传宝 AI3+沉淀法制备茶多酚工艺研究J安徽农业科学2011，39(22)：1350313505 7刘蒙佳，陈锦屏茶多酚提取方法的研究进展J现代生物医学进展，2006(6)8王莹微波提取日照绿茶中茶多酚的工艺研究 J食品研究与开发，2008，29(3)：8183 9Ezzohra N，Valerie T，Hakima E H，et a1Mierovaveassistedwater extraction of green tea polyphenolsJPhytoch