[00101393]茶多酚提取加工技术及其精制产品

茶多酚提取加工技术及其精制产品

一、茶多酚的简介
茶多酚，茶多酚又名茶单宁、茶鞣质，外文名称为TeaPolyphenols,简称TP，系由茶中提取出来的酚类物质的总称，它是茶叶中的主要有效成分之一。
纯的茶多酚为白色晶状粉末，商品茶多酚淡黄色粉末，也可以结晶形式存在，有茶香气，或以淡黄至茶褐色水溶液供市。茶多酚易溶于热水，水溶液呈酸性；可溶于甲醇、乙醇、丙酮、冰醋酸、乙酸乙酯，微溶于油脂，难溶于苯、氯仿、乙醚、石油醚等非极性溶剂；耐热性和耐酸性较好，PH值在2-7稳定，在PH＞8时日光照射下易氧化聚合而变色,在160℃油脂中加热30min降解20%;遇铁生成绿黑色络合物,在碱性条件下易氧化褐变。
茶多酚为无毒物品，其LD50为3715mg/kg（大鼠经口）。
茶为山茶科常绿灌木，有时呈乔木状，高1～5m，多分枝，嫩枝有细毛、老则脱落；单顺互生，叶子长椭圆形椭圆状披针形、上面深绿色、下有淡绿色；花腑生、白色，稍有香气，花期10-11月；蒴果、木质化，扁圆三角形，暗褐色，种子有硬壳，果实越年成熟。
茶嫩叶加工后就是茶叶；入药的是茶的芽叶。茶性凉、味苦甘、无毒，有清头目、除烦渴、消食、利尿、解毒之功效；主治头痛、目昏、多睡善寐、心烦口渴等症。
茶多酚是从天然植物茶叶中提取分离出来的一类多羟基酚类 物质，其存量占茶叶干重的15％一30％。
茶多酚的主要成分是黄烷醇类、羟基-4-黄烷醇类、花色甙类、 黄酮醇类和黄酮类等化合物，其中黄烷醇类化合物中的儿茶素类约占总量的60％一80％，可作为茶多酚的代表。
茶多酚为苯酚衍生物，水溶液呈酸性(pH值为3—4)，能使蛋白质凝固变性，有抑菌和杀菌作用，在其分子结构上因含有互为邻位的酚羟基而有较强的供氢能力，能捕获过氧基因而显示出抗氧化能力，其抗氧能力强于丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、二丁基对苯二酚(TBHQ)等合成抗氧剂，且又安全无毒，对脂质过氧化的抑制效果与维生素C和维生素E相比较，分别高18倍和6倍。
茶多酚主要用途有三方面：
①医药保健品：用于抗肿瘤、抗衰老、抗病毒、抗菌消炎，防辐射损伤、防止动脉硬化，以及降血糖、降血脂等许多方面；
②卫生防护品：在日用化学品中用作防腐剂，也用于防皮肤皱纹、消除褐斑、预防粉刺、抗过敏反应以及防衰老等的护肤用品中；
③食品添加剂：在食品加工中作为抗氧化剂，加量在0.027％～0.04％，作防腐剂延长食品保鲜期，还可以除去粮、油食品中的异味。
研究发现，植物多酚具有抗癌、抗菌、抗病毒、抗氧化(游离基)、抗动脉硬化等作用，还能生发乌发、保护软骨与增强骨质、保护视网膜抗视力退化、防治冠心病与中风等心血管疾病。因此，茶多酚等植物多酚被认为是有待开发的医药新产品“金矿”。
据报道，茶多酚在美国以“膳食补充剂”的名义上市，现居美国天然产品销售量排行榜的前10位；在回归自然、崇尚天然产物的今天，国内和国外市场对茶多酚的需求量与日俱增，为茶多酚生产提供了良好的发展前景。
二、绿色技术
1．茶多酚提取的原料是茶叶，为可再生的绿色资源；茶源于中 国，茶园遍布全国各地，茶树种植面积超过150万ha，每年都有大量的下脚茶料以及每年茶树剪枝和更新茶树等待开发利用，因此， 茶多酚提取的原料相当充足，生产具有可持续性。

2．采用吸附树脂层析法、金属离子沉淀法、溶剂萃取法等从茶叶中提取茶多酚，工艺中不使用也不产生有毒有害物质；树脂可再生重复使用，所用溶剂回收循环使用；茶叶渣可进一步利用，不造成环境危害，为清洁生产工艺。
3．吸附树脂层析法是当今最为有效的分离方法之一，它具有分离效能高、常温操作、设备简单等特点，特别适合于天然生物成分的提取与纯化，是一种先进的无污染的绿色工艺技术。
4．茶叶是中华民族传统的保健饮品，其中的茶多酚是决定茶 叶风味和品质的主要物质。产品茶多酚是一种安全无毒、有益于 人类健康的物质，在医药保健晶、卫生防护品、食品添加剂等领域 中广泛应用，在其整个生命周期中不造成对环境的危害，为环境友 好产品。
三、制造方法
在现今科研生产中，制造茶多酚使用的原料多以茶叶为原料， 用水或有机溶剂萃取出茶叶中的有用成分，然后从萃取液中分离 各类物质，进而获取茶多酚。萃取方法有许多改良和革新，如：加 用超声波和微波的工艺可以提高萃取率值得推广；超临界二氧化 碳萃取产品质量较高、且与溶剂分离较简单，是发展中的一种新方 法。
萃取液中除了含茶多酚之外，还含有脂肪、蛋白质、茶多糖、咖 啡因等，完全分离这些物质比较困难，尤其不容易获取纯度很高的 单一产品。从萃取液中分离出茶多酚用得较多的的方法有：树脂层析法、金属盐沉淀法、溶剂萃取法等几种，各有优缺点。
1．树脂层析法
树脂层析分离法的优点是工艺较简单、一般常温操作、也不用 大量强酸强碱等试剂，产品质量较好，树脂等吸附剂可再生多次使 用，但各类树脂的吸附量都较小，致使树脂用量大，一次性投资较 大。因此，选择吸附量大、吸附选择性好、吸附率高、解吸容易的树 脂是成功的关键。
(1)基本原理
树脂层析法分离茶多酚是基于树脂对茶叶中各成分的吸附能力 不同，用溶剂洗脱使各组分得以分离。
(2)工艺流程
茶叶
↓
水→浸取→过滤→浓缩→离心→聚酰胺柱→水洗→醇洗→树脂柱
↓
洗水回收多糖
→水洗→醇洗→浓缩→干燥→产品茶多酚
↓
洗水回收咖啡因
(3)主要设备
回流提取装置、压滤机、蒸发器、高速离心机、冷冻干燥机、吸 附柱、真空系统等。
2．金属离子沉淀法
金属离子沉淀法的优点是工艺相对简单，金属离子络合物有较好的选择性使得产品纯度较高；其不足之处是在碱性条件下操作易造成茶多酚氧化，在多次沉淀、溶解操作中，茶多酚损失较大，在工艺中有含酸、碱及金属离子废水排放，如处理不当可能造成环境污染。
(1)基本原理
茶多酚可与某些金属离子形成络合物沉淀，例如Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+、Ba2+、Pb2+等金属离子，而其他成分则无此特性，因而得以分离；分离的沉淀可能夹带咖啡碱之类物质，在加酸溶解和溶剂萃取中被除去。
(2)工艺流程
茶叶→热浸→过滤→沉淀→转溶→脱钙→萃取→蒸发→产品茶多酚
（3）主要设备
浸取装置、过滤机、离心机、沉淀釜、转溶釜、萃取器、蒸发器、干燥器、真空系统等。
3、溶剂萃取法
茶多酚的溶剂萃取法是常用的方法之一，工艺较成熟，设备要求低；其存在的问题是工艺过程中使用的有机溶剂品种多、数量多，易造成对人体和环境的伤害。
（1）基本原理
茶多酚可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等溶剂，而难溶于乙醚、石油醚、氯仿等非极性溶剂。用乙醇为溶剂可从茶叶叶溶出茶多酚和其他醇溶物质；再用氯仿萃取出咖啡碱等可溶物予以净化；最后用乙酸乙酯萃取出茶多酚。
（2）工艺流程

茶叶→热浸→过滤→浓缩→萃取1→萃取2——→蒸发→干燥→

产品茶多酚
（3）茶多酚提取主要设备
热浸装置、过滤器、蒸发器、萃取器、干燥机、真空系统等。
四、安全生产
1、生产中因使用大量乙醇、醋酸乙酯等有机溶剂，应特别注意防火，同时注意室内通风，防止乙醇蒸汽中毒。
2、氯仿能被光催化在空气中氧化生成氯化氢和光气，有剧毒；因此，在使用氯仿时要保持设备密封状态良好，室内注意通风，防止意外事故发生。
五、环境保护
1、工艺过程中所使用的乙醇等有机溶剂应全部回收，以降低成本和避免环境污染。
2、废水主要在用离子沉淀法生产茶多酚时产生含无机盐、酸、碱成分的排出液，例如沉淀母液、萃余液等，应处理达标后再排放。
3、固体物有茶渣和碳酸钙，虽然堆放在野外也不会造成对环境危害，更重要的是妥善加以利用，变废为宝。如用于制造纤维素、饲料添加剂等，或者作燃料、有机肥料加以利用。
六、环境标志
茶多酚具有降血糖、降血脂、抗肿瘤、抗衰老、抗病毒、抗菌消炎、防辐射损伤、防止动脉硬化等，还有护肤美容的作用，广泛用于药品、食品、保健品、化妆品中；茶多酚对人类健康有益，生产过程无环境污染，产品在整个生命周期中不危害环境。