茶葉深加工:綠茶提取物的提取工藝解析
綠茶提取物的主要成分包括茶多酚,咖啡堿,芳香油,水分,礦物質(zhì),色素,碳水化合物,蛋白質(zhì),氨基酸以及多種維生素等,具有降血壓,抗血凝,降血脂,降血糖,減肥,防治動(dòng)脈粥樣硬化,預(yù)防皮膚過(guò)敏效應(yīng),天津理工大學(xué)信息門戶去皮膚色素以及防齲牙,齒斑,牙周炎和口臭等功效。尤其是茶多酚,作為天然的抗氧化劑,具有很強(qiáng)的抗菌作用和抑酶作用,在食品,醫(yī)藥,保健等諸多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
作為食品的天然抗氧保鮮劑的茶多酚,其售價(jià)一般在100—150萬(wàn)元/ 噸;作為保健品原料,其價(jià)格可達(dá)160—200萬(wàn)元/噸。在人工合成食品抗氧化劑與天然制品并存的未來(lái)5年里,茶多酚的年需求量將由500噸逐步過(guò)渡到 5000噸,今后的年需求量更將上升到幾萬(wàn)噸;作為具有巨大附加值的保健品的主料,茶多酚將由目前的幾十噸需求逐步增加至幾百噸。
茶多酚是茶葉中兒茶素類,黃酮類,酚酸類和花色素類化合物的總稱,約占茶葉干重的15%—25%。茶多酚中最重要的成分是黃烷醇類的多種兒茶素。
茶多酚的研究發(fā)展于上世紀(jì)80年代,進(jìn)入上世紀(jì)90年代后形成高潮。目前,對(duì)茶多酚的提純和應(yīng)用研究受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注,仍處于方興未艾的階段。
有關(guān)從茶葉中制備茶多酚方法的研究,主要見(jiàn)于一些專利及文獻(xiàn)中,可按不同的分離方法分成3類:溶劑提取法,離子沉淀法和柱分離制備法。
溶劑提取法是用極性溶劑從茶葉中浸取,然后把浸取液進(jìn)行液—液萃取分離,最后濃縮并得到產(chǎn)品。目前,工業(yè)化生產(chǎn)茶多酚主要采用此法生產(chǎn),產(chǎn)品得率為5% —10%,產(chǎn)品的純度約為80%—98%,咖啡堿4%—7%。所用的有機(jī)溶劑如丙酮,***,甲醇,己烷以及***等。不過(guò),該方法使用多種有機(jī)溶劑,生產(chǎn)成本高,有些有毒物質(zhì)的有機(jī)溶劑使產(chǎn)品和操作不盡安全,且易造成環(huán)境污染。
離子沉淀法是利用金屬能夠沉淀茶多酚,而使其與咖啡堿分離,如銅鹽,鉛鹽或三氯化鋁。由于該方法使用了對(duì)人體有毒的重金屬作為沉淀劑,因此,其產(chǎn)品并不為食品和醫(yī)藥工業(yè)所接受。
現(xiàn)已見(jiàn)報(bào)道的柱分離制備法有凝膠柱,吸附柱和離子交換柱。近來(lái)更注重提高純度的研究,為此,以層析柱分離的研究較多,此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是柱填充料和淋洗。研究表明,采用柱分離制備法茶多酚得率在4%—8%之間,純度可達(dá)98.1%,如用凝膠柱分離可高度脫咖啡堿,其殘留量?jī)H為0.1%。但柱填充料如吸附型樹(shù)脂,親脂凝膠等非常昂貴,且淋洗時(shí)要用多種,大量有機(jī)溶劑,顯然對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)茶多酚是不合適的。
目前,我國(guó)已建和在建的茶多酚工廠總計(jì)約有三四十家,但真正具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力(產(chǎn)品質(zhì)量,規(guī)模,成本和效益)的只有三四家。其主要原因在于,現(xiàn)有工廠全部采用的是傳統(tǒng)的溶劑提取法及沉淀分離,沒(méi)有采用高新技術(shù)手段,產(chǎn)品的顏色,純度,溶劑殘留和咖啡堿含量方面不能滿足日益提高的國(guó)內(nèi)外客商的要求。尤其是由于工藝中使用大量易燃易爆的有機(jī)溶劑,有的甚至使用有毒害的氯仿等溶劑,造成安全性差,質(zhì)量差和綜合成本高,在食品添加劑行業(yè)價(jià)格無(wú)法與一些合成的抗氧劑競(jìng)爭(zhēng),在保健品行業(yè)純度滿足不了應(yīng)有的要求。而這些問(wèn)題是不能用現(xiàn)有的傳統(tǒng)工藝解決的。
采用超臨界二氧化碳萃取技術(shù),再結(jié)合傳統(tǒng)工藝來(lái)生產(chǎn)高純度的茶多酚,既可生產(chǎn)出高質(zhì)量的茶多酚,又可解決傳統(tǒng)工藝的一些弊端。
將超臨界二氧化碳萃取技術(shù)與傳統(tǒng)提取,濃縮,萃取技術(shù)相結(jié)合,得到了制備高純度茶多酚的新工藝,其優(yōu)點(diǎn)如下:1.有機(jī)溶劑用量減少,安全性好,污染少;2.得率高;3.殘留溶劑可被徹底除去;4.綜合成本低等。該工藝既提高了茶多酚的純度,天津理工大學(xué)信息門戶得率,使其含量大于90%,咖啡堿含量小于2%,溶劑殘留為零,又符合工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)原料,使用的溶劑,制作路線,生產(chǎn)過(guò)程的安全性以及產(chǎn)品的顏色,產(chǎn)率,純度諸方面的要求,以利于在食品,醫(yī)藥工業(yè)中更為有效地應(yīng)用。
另有報(bào)道稱,樹(shù)脂吸附法提取茶多酚和咖啡堿的聯(lián)合生產(chǎn)工藝,以綠茶,碎老茶片,茶衣,茶末等原料,可使茶多酚和咖啡堿的吸收率分別達(dá)到占干茶重8.6%和1.6%。
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