茶叶有效成分分离技术-茶叶中多多酚类物质的提取纯化（茶叶深加工）

茶叶有效成分-

分离制备技术茶叶中多酚类物质的提取纯化（一）一、茶叶多酚类物质提取的影响因素1.原料粗细不同在相同提取条件下，磨碎茶样提取率高于未磨碎茶样。如用10%乙醇-水（V/V）在95°C热提45min,磨碎茶样提取液茶多酚含量为19.15%,未磨碎茶样仅为16.89%。2.不同的提取溶剂H.Horita报道，无水的有机溶剂乙醍、乙酸乙酯和丙酮提取24h,儿茶素得率仅4%〜5%。而用含水溶剂（如丙酮、低级醇）提取1〜4h,提取率可达100%。用90°C热水浸提lh,提取率仅为58%。提取能力依次为含水低级醇或丙酮＞热水＞无水有机溶剂（乙醒、丙酮、乙酸乙酯）。如表3-2。一、茶叶多酚类物质提取的影响因素溶剂提取溶剂得率/%溶剂提取溶剂得率/%溶剂/%*时间/h儿茶素咖啡碱溶剂/%时间/h儿茶素咖啡碱乙酸乙酯,*100840—乙醇80310079乙繼*100244一1-丙醇80410086丙酮**100244—_2-丙醇80410089丙酮501100791-丁醇80410094甲醇801100100热水（90°C）—158100表3»2不同溶剂及浓度对茶中儿茶素的提取效果（陈宗道等，1999）*溶剂体积/水体积百分比广采用Soxhlet提取设备提取。一、茶叶多酚类物质提取的影响因素茶多酚提取得率还与溶剂浓度有关，随溶液中乙醇浓度提高，提取率增加，50%乙醇-水（V/V）提取效率最高，但溶剂浓度对产品儿茶素的含量无明显影响。3.固液比在茶汁提取中，既要考虑作为提取溶剂的一定用水量以保证较高的提取率，又要考虑到后续纯化分离工序的浓缩或干燥效率等。一般认为使茶提取物含量在5%左右为宜，固液比为1:10～15,压滤后的滤渣可以1:5固液比再次浸提。一、茶叶多酚类物质提取的影响因素4.提取时间延长提取时间，可提高提取率。沸水提取时间一般为45〜90min。5.提取温度热提取液茶多酚含量高于冷提取液。95℃45min,提取液茶多酚为15.06%，但同样条件下40℃，提取液茶多酚仅为11.48%。此外，热提可使产率提高，但杂质含量亦会增加。从经济节能考虑，以低温（50°C）、适当延长提取时间为宜。一、茶叶多酚类物质提取的影响因素6.加酶处理在茶汁提取时添加酶，如a-淀粉酶、糖化酶及果胶酶，均可使茶汤浸出物增加1.7%〜16.2%，但对茶多酚溶出无明显影响。茶叶有效成分-

分离制备技术茶叶中多酚类物质的提取纯化（三）三、多酚类物质的纯化多酚类的主要成分是黄烷醇类，而黄烷醇类中70%左右是儿茶素类。儿茶素类结构中B环上羟基在提取时，由于反复受较高温度及接触空气中氧等影响极易氧化成酿型结构。据Ekana-YakeA.报道，这些醍型物质在非酶活性的条件下也能形成茶黄素和茶红素，所以多酚类的粗制品常常呈粉红色或浅褐色。尽管多酚类粗制品中茶黄素和茶红素对多酚类的生物活性影响不大，但由于它们的颜色常常限制了多酚类应用范围，有时生产上常常需要高纯度的多酚类，甚至仅需要其中的儿茶素类。因此，在某些情况下要对多酚类粗制品进行纯化，或者直接提取其中的儿茶素。三、多酚类物质的纯化

先将多酚类粗制品溶于水，用乙醍萃取，乙醍层减压回收,真空干燥或冷冻干燥即得较纯的多酚类。水层用乙酸乙酯反复萃取，除去水层，收集乙酸乙酯层；将乙酸乙酯溶液层进行减压低温浓缩，最后在真空干燥箱中干燥，此时可得到多酚类初级氧化聚合物。1.多酚类粗制品的纯化

由于儿茶素由多种单体组成，而各种单体性质相差不大，因而分离较困难。儿茶素生产中目前较多使用两种方法，一为吸附型树脂及亲脂性凝胶层析法,另一为逆流色谱法。2.儿茶素的制备三、多酚类物质的纯化（1）吸附型树脂及亲脂性凝胶层析法从粗多酚中制备儿茶素，目前主要用吸附型树脂及亲脂性凝胶过滤材料。HoritaH.等人用80%的乙醇从绿茶中抽提粗多酚，取25g该粗多酚，分别与不同的吸附剂(200mL)搅拌lh,然后用去离子水去杂后，再用80%乙醇从中萃取，比较了各种吸附剂对儿茶素的吸附及纯化情况。用ToyopearlHW-40或SephadexLH-20作为儿茶素的吸附剂最好，儿茶素在被吸附物中的含量分别是94.8%和90.8%,而咖啡碱含量又最低，分别是2.2%和5.2%°对于被ToyopearlHW-40或SephadexLH-20所吸附的杂质和少量的咖啡碱可用体积分数15%的乙醇洗脱。三、多酚类物质的纯化经15%乙醇洗脱后，再用80%乙醇萃取，此时乙醇萃取液中儿茶素含量可达98.8%,而咖啡碱含量仅有0.01%。根据YayabeF.等介绍，对于粗多酚用SephadexLH-20吸附后，用30%和60%的丙酮逐步洗脱可进一步分离出简单儿茶素(非酯型儿茶素)和复杂儿茶素(酯型儿茶素)。三、多酚类物质的纯化

（2）逆流色谱法—利用液液之间运动萃取，并在外力作用下逆向流动，可以将各儿茶素分离。此方法设备成本低，操作简单，分离效率高，克服固体材料的不可逆吸附和降解的特点。方法如下：将各种溶剂按比例混合振摇，分层后为上、下两相。下相溶解儿茶素混合样，制成5%〜10%的溶液。将上相灌满色谱柱后，再开启进样阀和速度控制器，按顺时针转动，当转速达800r/min时泵入下相。当下相出柱时，调整检测器零点，并记录。分部收集，可得EGCG、GCG、ECG、EGC、EC、DL-CO用试剂纯化可使它们含量达97%以上。三、多酚类物质的纯化（3）高效液相色谱法(HPLC)—HPLC法主要用于分离纯化儿茶素的单体组分。该方法工艺：以绿茶提取物(茶多酚)为原料，经柱色谱除去杂质，并将儿茶素中几种单体预分离为几个组分后，再用制备型HPLC分离其中的单体。该方法分离效果和产品纯度提高，分离周期短。三、多酚类物质的纯化由于茶多酚原料成分复杂，直接进色谱柱对填料的污染很大，会降低填料的分离能力，所以对原料进行预处理除去部分杂质，使目标物富集很有必要。儿茶素预处理的柱前富集方法主要有有机溶剂萃取、聚酰胺柱层析、SephadexLH-20柱层析等。王霞比较了3种预处理方式，结果以有机溶剂萃取效果较好；同时比较了乙酸乙酯、石油醍、二氯甲烷、氯仿、苯、甲苯等有机溶剂，结果表明乙酸乙酯的萃取效果最好。三、多酚类物质的纯化戚向阳等以绿茶为原料，经乙醇浸提、浓缩、脱色和萃取，得到茶多酚粗品，上SephadexLH-20色谱柱，用40%丙酮水溶液作为洗脱剂洗脱，使茶多酚粗品预分离为两个组分，其中一个为单一组分，经鉴定为EGCG；还有一个组分为酯型儿茶素混合物，将其用制备型HPLC分离纯化，结果该组分得到很好的分离，经鉴定分别为EGCG和ECG。三、多酚类物质的纯化王洪新等以茶提取物为原料，先经SephadexLH-20柱色谱，用丙酮-水梯度洗脱，收集4个流分，其中流分皿包含EGCG、ECG、GCGO再用半制备型HPLC分离纯化，得到7种儿茶素单体化合物,且质量分数均在99%以上，总产率为66.7%,总收率为82.1%。钟世安以粗儿茶素粉末为原料，采用反相高效液相色谱技术，收集相应的流分，再经P-1大孔树脂，旋转蒸发浓缩洗脱液，冷冻干燥后得到EGCG、GCG、ECG3种酯型儿茶素单体，纯度分别为99.2%、99.4%、99.5%。HPLC方法制备儿茶素分离效率高、条件易控制、单体纯度高，在保持儿茶素原有性能的前提下，产品稳定性大大增强，且不易缩聚、不易氧化。但设备投资大，制备量小,生产成本高，难以工业化推广。茶叶有效成分-

分离制备技术茶叶中多酚类物质的提取纯化（二）二、多酚类物质的提取.2,就是杭州浙大茶叶科技有限公司发明的用非有机溶剂方法提取茶多酚。其步骤如下：①将粉碎绿茶进行逆流提取，经机械过滤去除茶渣。②把去除茶渣后的茶汁依次经膜粗滤、膜超滤、膜反渗透浓缩提浓。11.非有机溶剂提取法二、多酚类物质的提取③将提浓后的茶汁以1〜6BV/h（每小时流过床层的流动相体积为树脂床体积的倍数）流速通过非极性大孔吸附树脂,用乙醇溶液从树脂上洗脱，得到提纯的茶多酚溶液。④提纯的茶多酚溶液以1〜6BV/h流速通过纤维素吸附剂，经吸附脱除咖啡碱，再用20%〜90%浓度的乙醇溶液梯度洗脱，浓缩回收乙醇，干燥,得茶多酚产品。11.非有机溶剂提取法二、多酚类物质的提取为了浸出更多的茶多酚，逆流浸取粉碎绿茶的水温控制在70〜80°C。该发明的有益效果在于：①该发明方法操作简单，生产的茶多酚不含有机溶剂残留（乙醇除外），符合绿色食品及药品原料的要求。②通过调节操作参数可生产出不同茶多酚及咖啡碱含量规格的产品，以适应市场变动的需要，可生产出茶多酚含量＞98%、咖啡碱含量＜3.0%的精茶多酚产品。11.非有机溶剂提取法二、多酚类物质的提取③该发明生产过程中无固体废料的排出，工艺用水大部分可回收再利用，污水排量较少，符合环保要求。④该发明以茶叶为原料，可以同时得到除茶多酚外的其他副产物，如茶多糖原料、咖啡碱原料，特别是茶渣经生物处理可作为有机复合肥料。该发明的工艺流程见图3-1。11.非有机溶剂提取法二、多酚类物质的提取二、多酚类物质的提取（1）原理—先用水溶液将多酚类等物质浸提岀来，利用多酚类物质能与Bi2+、Ca2+、Ag+、Hg2+、Sb3+等金属离子产生络合沉淀的现象，先行将多酚类从含多酚类的水浸提液中离心分离出来。然后用酸转溶，最后用乙酸乙酯抽提出来。上述金属盐中多用钙盐，因为其他的盐在成品中残留对人体有害。而钙盐既可用氯化钙也可用碳酸钙，但用氯化钙时要用氢氧化钠调节pH28时方可产生沉淀。用碳酸钙或石灰则无需调节pH能直接产生沉淀。浙江农业大学的专利(CN1043730A)和煤炭科学研究总院合肥分院研究所的专利(CN1071660A)均属于上述原理。22.金属离子盐沉淀萃取法二、多酚类物质的提取（2）常用沉淀剂常用沉淀剂有三种：重金属碱式盐，如Pb(OH)Ac、Cu(OH)Ac等；氢氧化物，如Ca(OH)2；强碱，均有沉淀作用。离子,如Ca2+、Mg2+、Al3+、Zn2+等，可在碱性条件下沉淀，在酸、中性条件下转溶。据研究，相同条件下金属离子对茶多酚沉淀顺序为:Al3++>Zn2+>Fe3+>Mg2+>Ba2+>Ca2+o22.金属离子盐沉淀萃取法二、多酚类物质的提取（3）工艺流程茶叶预处理→浸提→压滤→沉淀→转溶→萃取→有机相浓缩、干燥→多酚类产品①茶叶预处理：片末茶可不经粉碎，整形茶须用粉碎机粉碎，以便提高浸出率②浸提：将茶原料用质量比为1:9〜10的沸水浸提0.5h左右，趁热压滤。滤渣再用1：5质量比的沸水浸提约0.5h后过滤。22.金属离子盐沉淀萃取法二、多酚类物质的提取③沉淀：在浸提液中加入Ca2+盐，如用碳酸钙可不必调至碱性，如用氯化钙应用氢氧化钠调至碱性，使多酚类沉淀下来，然后离心即得含有多酚类的沉淀物。④转溶：将沉淀物用适量的稀盐酸或磷酸溶解，90%以上的多酚类都将被溶出⑤萃取：用等体积的乙酸乙酯萃取，重复萃取2次，即可将多酚类从酸化液中转移到乙酸乙酯中。⑥浓缩、干燥：将含有多酚类的乙酸乙酯减压浓缩，然后真空干燥即可得粗晶态多酚类物质。22.金属离子盐沉淀萃取法二、多酚类物质的提取（1）原理利用多酚类及其杂质在不同的溶剂中溶解度的不同，分别用溶剂去杂或抽提而得到多酚类粗制品。其提取工艺流程一般为：33.萃取法二、多酚类物质的提取(2)工艺流程由于对多酚类粗制品纯度要求不同，去杂的程度亦不同。同时所用抽提多酚类的试剂较多，因此萃取法具体操作时其工艺流程较多，这里仅介绍两种。33.萃取法二、多酚类物质的提取①茶叶磨碎样加入5倍量30%〜95%乙醇，在25〜40°C环境温度下浸提20min,浸提过程中搅拌数次，然后过滤，滤渣再用2〜3倍含水乙醇重复浸提一次。两次的滤液合并，在45°C左右减压浓缩至乙醇基本除去为止。浓缩液用1倍量的氯仿分次萃取两次以除去色素、咖啡碱等杂质。收集含有多酚类的水相，用1〜2倍量的乙酸乙酯分次萃取多酚类。将含有多酚类的乙酸乙酯在45°C左右减压浓缩去乙酸乙酯，并回收。最后在真空干燥箱中，在70°C左右温度下干燥即得橙黄色的多酚类粗制品。33.萃取法二、多酚类物质的提取②用95°C的水浸泡茶叶，过滤后滤液真空浓缩，冷却后用二氯甲烷或三氯甲烷除杂。分离后的水相与沙混合，并在70°C以下真空干燥得到膏状物。该膏状物用含水5%的丙酮洗脱。洗脱液真空浓缩完全回收丙酮。最后将含有多酚类的水相冷冻干燥，即可得多酚类粗制品。33.萃取法二、多酚类物质的提取（1）原理它是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，溶剂极易渗透到样品基质中，使萃取组分通过分配扩散作用而充分溶解，从而从固体或液体中萃取某种高沸点和热敏性成分，以达到分离和提纯的目的。所用介质通常为二氧化碳，对产品无毒，所以特别适合于医药、食品添加剂等产品的提取分离。超临界流体萃取已用于从茶叶中提取茶多酚。44.超临界流体莘取法二、多酚类物质的提取（2）工艺流程其提取工艺流程为：茶叶预处理后，用液态CO2萃取，除去杂质后,减压CO2挥发循环利用，残留物即为成品(粗茶多酚)。超临界二氧化碳萃取工艺的最大特点是在萃取过程中茶多酚不被氧化，所得产品纯度很高，粗品只要经过简单精制即可得到95%以上的茶多酚。44.超临界流体莘取法二、多酚类物质的提取有人利用超临界二氧化碳进行萃取，选择的温度和压力条件分别为80°C和321MPa,而后经简单分离提取得到纯度为95.45%的茶多酚。该法的优点是不污染环境，工序简单，且低温不破坏茶多酚，溶剂不残留；缺点是一次性投入资金量大，产品收率低。44.超临界流体莘取法二、多酚类物质的提取（1）原理超声波提取法是利用超声波的机械破碎和空化作用加速茶多酚等浸提物从茶叶向溶剂的扩散速