本技术介绍了一种茶多酚的提取和分离方法,其包括如下步骤:将醛基化合物和氨基化合物添加到茶多酚浸提液中,形成茶多酚聚合物微粒;微粒可通过过滤、离心等手段快速分离;得到的茶多酚微粒可以通过溶解再组装过程实现多次纯化。本技术也可以和现有的各种茶多酚萃取、分离和纯化方法结合,经济高效地提取和分离得到茶多酚微粒;得到的粒子同时具备茶多酚分子的多种功能活性,可以广泛应用于食品、化妆品和医药领域。本技术在思路与技术方法上与传统茶多酚提取方案存在重大区别,极大简化了传统技术方案,有效减少能源和溶剂消耗,缩短周期,降低生产成本。同时本技术可以启发传统提取工艺技术的改革与创新。 技术要求
1.一种茶多酚的提取和分离方法,其特征在于将氨基化合物和醛基化合物添加到茶多酚的浸提液中,经聚合反应生成茶多酚衍生聚合物,茶多酚衍生聚合物在溶液中转变为微小
粒子,通过过滤,高速离心从溶液中收集和分离茶多酚粒子。
2.根据权利要求1所述的茶多酚提取与分离方法,其特征在于:所述茶多酚浸提液可来源于:茶鲜叶、绿茶、黄茶、红茶、黑茶、白茶的茶叶及残渣。
3.根据权利要求1所述的茶多酚提取与分离方法,其特征在于:所述茶多酚浸提液的浸提溶剂包括,水、乙醇、甲醇的一种或几种的混合溶剂。
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环球游报4.根据权利要求1所述的茶多酚提取与分离方法,其特征在于:所述的茶多酚浸提液包
括,直接用溶剂从茶叶中获得的粗提液;经过一道或多道分离工艺纯化后的精制提取
液。应急调度
5.根据权利要求1所述的茶多酚提取与分离方法,其特征在于:氨基化合物为,含有单胺基和多氨基的烷烃化合物;氨基酸。
6.根据权利要求5所述的氨基化合物,其特征在于:氨基酸为甘氨酸、胱氨酸、半胱氨
酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、多聚赖氨酸和多聚精氨酸中的一种或几种;单胺基和多
氨基的烷烃化合物为半胱胺、胱胺的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的茶多酚提取与分离方法,其特征在于:醛基化合物为,甲醛、乙醛、乙二醛、戊二醛的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的茶多酚提取与分离方法,其特征在于:
1)茶多酚浸提液中总酚量:氨基化合物:醛基化合物的质量比为10000:100-5000:0.5-5;2)反应
温度20-50 ℃;搅拌时长为0.5-4h;离心收集条件为8000-10000 rcf×g,10-
30min;3)获得的茶多酚粒子的直径在为30 - 800 nm。
9.根据权利要求1所述的茶多酚提取与分离方法,其特征在于:获得的茶多酚粒子可以在甲醇、乙醇的一种或混合溶剂中溶解,通过离心或过滤将粒子中非多酚类杂质的沉淀物去除,浓缩溶液回收后再加入0.5-5倍体积的水,静置0.5-2h,待茶多酚粒子从溶液中析出,8000-10000 rcf×g离心10-30 min,收集沉淀底物,得到纯化后多酚粒子,回收溶剂。
10.一种由权利要求1~9任一项所述的茶多酚的提取和分离方法用于茶多酚的提取,分离和纯化。
技术说明书
一种茶多酚的提取和分离方法
技术领域
本技术涉及植物活性成分提取技术,是一种将聚合诱导自组装技术与传统茶多酚提取工艺相结合的一种新的茶多酚提取与分离方法。本技术也涉及了茶多酚的功能化与纳米化技术领域。
背景技术
茶多酚是从茶叶中提取出的植物多酚,具有微生物抑制、抗氧化、抗炎和抗肿瘤活性,是食品科学和生物医药领域的研究热点之一。茶多酚是获得许可的抗氧化添加剂,大量应用于食品加工和化妆品制造。传统的茶多酚提取工艺主要包括茶多酚的浸提、萃取、吸附和脱吸附,浓缩与干燥过程。随着社会发展,茶多酚的需求量不断增长,茶多酚的提取和分离纯化工艺也在不断改进。目前茶多酚提取技术的研究主要集中于浸提工艺的改进,如利用超声,静电场,微波,静态高压和酶预处理技术,以及环糊精溶液和二氧化碳超临界流体等技术,增加茶叶中多酚的浸出率。从而在一定原料投入下,利用现有分离纯化技术和设备,浸提得到更多茶多酚,减少生产设备升级成本,有效提高茶多酚的产量。而目前茶多酚的分离纯化技术如:水和有机溶剂制备法,柱层析分离制备法,离子沉淀制备法,超临界流体萃取法,膜分离制备法,高速逆流层析制备法等主要还是制备条件的微小调整或分离设备性能的略微提升。茶多酚提取工艺中需要引入新的思路和技术,从根本上改变现有多酚提取、分离与应用策略,推动茶产业发展。
随着茶多酚提取分离技术的完善和发展,茶多酚产率不断提高,不同纯度的茶多酚细分产品也越来越多,茶多酚的应用自然受到越来越多的关注。茶多酚虽然有强的抗氧化性和多种生物健康有益功效,但是其油溶性差,水溶液中稳定性差,生物利用低等特征限制了茶多酚的应用。因此茶多酚的酯化,糖苷化,氧化偶联,接枝聚合技术和纳米包封技术成为研究热点,希望通过这些技术解决茶多酚应用中遇到的问题。现有的研究表明,采用聚合,氧化偶联等方法可以将茶多酚转化具有强的抗氧化活性
和抗肿瘤活性的纳米粒子,同时借助茶多酚的苯环和羟基结构带来的双亲特性,茶多酚纳米粒子可以负载多种药物分子。同时,有研究表明,乳液体系中油脂的氧化主要发生在油水界面处,将抗氧化剂固定在界面处可以有效保护油相。近年来由微纳米粒子替代传统乳化剂,构建稳定性更好的Pickering乳剂也是食品与化妆品领域的研究热点。因此茶多酚纳米粒子在食品加工和化妆品制造领域有巨大的研究和应用价值。
技术内容
受到传统多酚提取工艺中离子沉淀法和茶多酚纳米化技术启发,本技术将茶多酚纳米化技术与茶多酚分离纯化技术相结合,通过茶多酚、胺和醛三者的加成反应形成多酚聚和物,随着分子量上升,聚和物在水溶液自组装形成纳米粒子。本技术通过直接将溶液中游离的茶多酚分子转化为微纳米粒子,采用过滤、离心的方式快速、便捷地分离和收集得到茶多酚纳米粒子。收集过程避免了传统工艺中的蒸发或滤膜浓缩,极大节约能源和时间。得到的茶多酚粒子粒径可以调控(30-800 nm),水溶分散良好,光泽度好,可以在乳液界面富集,是优良的抗氧化剂,可以直接投入后续应用。同时,本技术涉及的茶多酚分离提取技术可以与传统分离纯化工序结合,针对产品需求,采用不同纯度的茶多酚浸提液作为反应原料,得到不同品级的茶多酚微纳米粒子。
本技术技术方案:
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1)制备茶多酚浸提液。使用水或乙醇水溶液与茶叶按照,水(或乙醇水溶液):茶叶= 1-10 :1,液料比搅拌混合,控制温度20-80 ℃,浸提0.5-2 h,过滤分离茶叶残渣,得到茶多酚浸提液。如使用乙醇水溶液则减压蒸馏回收乙醇;
2)检测浸提液中总酚浓度(g/L)。推荐使用福林酚法检测总酚浓度;
3)根据浸提液总酚浓度向浸提液中添加氨基化合物和醛基化合物,制备茶多酚粒子。添加比例按照质量份数,总酚:氨基化合物:醛基化合物 = 10000 :100-5000 :0.5-5。控制温度20-40 ℃,搅拌0.5-4h,离心收集(8000-10000 rcf×g, 10-30 min),去离子水洗涤三次。反应中,随着茶多酚粒子形成,澄清茶多酚浸提液逐渐变浑浊,带有乳白光泽,浊度可帮助判断反应进行程度;
高镍合金4)茶多酚粒子的纯化。将离心富集的茶多酚粒子溶解于乙醇中,过滤方式分离不溶杂质,收集滤液。向滤液中加入去离子水,体积比为滤液:水= 1:1-10。静置溶液5-60 min,待茶多酚粒子再次析出后,离心收集(8000-10000 rcf×g, 10-30 min)。根据应用需求,此纯化步骤可反复多次进行。乙醇可以适当浓缩,减少为了析出茶多酚粒子而加入的去离子水体积,和离心分离中的总溶液体积;
5 )使用去离子水分散离心富集的茶多酚粒子,调整浓度,可以通过喷雾或冷冻干燥获得干粉;也可以采用去氧水分散保存,保存温度2-10 ℃,避光。
本技术具有的有益效果:
本技术涉及的茶多酚提取与分离方法将传统思路下的“浸提-多重分离-干燥-茶多酚改性-应用”转变为“浸提-茶多酚改性-简单分离-应用”,简化了分离纯化工艺,省去了耗费大量能源与时间的浓缩过程,具有重大的社会经济价值,也能启发植物活性成分提取工艺的创新。
本技术制备的茶多酚粒子粒径均一,粒径在30-800 nm可调控,在水溶液中分散良好,可以在低温避光条件下稳定保存一年以上。茶多酚微纳米粒子作为茶多酚衍生物,具有茶多酚的强抗氧化性能,分散在水溶液中为乳白,可以直接作为抗氧化剂添加到乳液中,在食品和化妆品制造中具有广泛应用前景。
附图说明
图1为去离子水浸出茶多酚溶液,浓度2 mg/mL,添加甲醛30 μL,精氨酸或者甘氨酸10-30 mg 后得到的纳米粒子,表明调控氨基酸浓度可以快速改变茶多酚微纳米粒子粒径;图2为茶多酚纳米粒子对比EGCG和维生素C,清除DPPH和ABTS自由基,表明得到的茶多酚微纳米粒子的自由基清除能力强于维生素C,接近茶多酚中抗氧化能力最强的EGCG;
图3为茶多酚微纳米粒子抗氧化活性随时间变化的记录;
图4为本技术所涉方法分离茶多酚浸出液中分离的总酚量和反应时间的关系;
图5为绿茶浸提液反应前后的HPLC谱图。表明本技术所涉方法可以选择性分离茶水浸提液中(3)表没食子儿茶素,(4)儿茶素,(6)表没食子儿茶素没食子酸酯,(7)儿茶素没食子酸酯,(8)表儿茶素没食子酸酯,而将(1)没食子酸和(2)留在了反应溶液中;
图6为(a)茶多酚浸提液(Tea infusion)和本技术方法获得的茶多酚微纳米粒子(Arg-10;Gly-20)的紫外吸收光谱图;插图为茶水浸提液和茶多酚微纳米粒子水分散液的照片。(b)表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和茶多酚微纳米粒子的红外吸收光谱图。(c)茶多酚纳米粒子分散在水里的平均粒径随储存时间的变化和(d)ζ电位的变化。(e)茶多酚纳米粒子在水里和在含有10%牛血清的缓冲液中粒径变化(f)及粒径随着时间的变化;