[發明專利]一種利用機械化學原理同時從茶葉中提取咖啡因、茶多酚和茶多糖的新方法

無效

• 申請號: 200910095072.8
• 申請日: 2009-10-22
• 公開（公告）號: CN102040610A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 李奇峰;歐陽競鋒;段為剛;王力
• 申請（專利權）人: 李奇峰
• 主分類號: C07D473/12
• 分類號: C07D473/12;C07G99/00;C08B37/00
• 代理公司: 暫無信息
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(一)技術領域

本發明涉及一種利用機械化學原理同時從茶葉中提取咖啡因、茶多酚和茶多糖的新方法。

(二)技術背景

茶多酚是茶葉中多羥基酚類衍生物的總稱，占茶葉干重的15％～35％；其化學組成兒茶素類約占茶多酚總量的70％，此外還有黃酮及黃酮醇類、花白素及花青素、酚酸類及縮酚酸等。茶多酚是一類理想的天然抗氧化劑，具有抗癌、抗衰老、抗輻射、清除人體自由基、降低血糖血脂等一系列藥理功能，在食品加工、醫藥保健、日用化工等領域有廣泛的應用。

此外茶葉中還含有其它功能成分，咖啡因有多種生理活性，占茶葉干重的1-5％，天然咖啡因在醫藥原料市場有巨大的需求。茶多糖是有六碳糖和五碳糖組成的天然高分子化合物，占茶葉干重的1-2％。茶多糖平均分子量約為4×10⁴道爾頓，茶多糖還包括小分子低聚糖。茶多糖具有降血糖、降血脂、增強免疫力、抗動脈粥樣硬化、抗凝血、抗血栓的作用。

在以往公開的從茶葉中提取咖啡因、茶多酚和茶多糖的工藝方法中，主要可分為兩個階段：第一階段：即浸提階段。方法是：在加熱條件下(70-100℃)，使用大量(一般14-20倍茶葉質量)水或水與乙醇的混合液分次(一般1-3次)進行長時間(一般30min-60min)浸提，過濾、濃縮得到含葉綠素、咖啡因、茶多酚、茶多糖、水溶性蛋白、氨基酸等成分復雜的混合物水提液。可見，在常規浸提階段不可避免地存在步驟繁瑣、生產周期長、生產成本高、浸提產物成分復雜的弊端。同時還因為水可以溶解部分氧氣，在加熱條件下會導致茶多酚氧化加劇，茶多酚得率降低。第二階段：即分離純化階段。方法是：在得到含葉綠素、咖啡因、茶多酚、茶多糖、水溶性蛋白、氨基酸等成分復雜的混合物茶葉浸提液后，經過濃縮，采用有機溶劑萃取法、金屬離子沉淀法、樹脂吸附法或CO₂超臨界萃取法等后續工藝方法，分別對混合物中的茶多酚、咖啡因和茶多糖等成分分別進行分離純化。可見，在常規純化階段也需要采用物料、能量耗費巨大的濃縮、純化工藝才能生產出咖啡因、茶多酚、茶多糖的成品。基于以上原因，繼續探尋高效、降耗、低成本的浸提方法，以及高效率的咖啡因、茶多酚和茶多糖分離純化方法，是茶葉成分提取工藝改進的重點方向。

為改進茶葉成分浸提工藝，專利申請“一種從茶葉中提取茶多酚和分離單體EGCG的方法(專利申請號：200810059567.0)”首次將機械化學原理運用到茶多酚的提取中。其方法是：將茶葉與固體堿試劑混勻，共同研磨，用水溶解、攪拌、離心、取上清液，加入無機酸調節上清液pH≤8.0，產生沉淀，過濾得單體EGCG。所得濾液經濃縮、干燥得粗品茶多酚。該方法具有步驟簡單、操作方便、產品質量穩定的優點。除此以外，該專利最突出的優點是：在茶多酚浸提過程不需要加熱，因此能一定程度降低生產成本；而且由于茶多酚浸提過程不需加熱，因此可避免茶多酚氧化，進而使茶多酚得率和純度提高。該專利公開的方法開拓了茶葉成分浸提方法新的領域。

雖然該專利申請所公開的方法較傳統茶多酚浸提方法有一定改進，但該方法未能充分發揮機械化學法提取茶多酚的獨特優勢，存在多方面值得改進的地方：第一、采用該方法所得茶多酚純度較低(≤77％)，含有大量雜質，如：大量金屬鹽、咖啡因、茶多糖、蛋白質等，必須通過大量后續復雜工藝，如：有機溶劑萃取法、金屬離子沉淀法、樹脂吸附法、CO₂超臨界萃取法等，對所得低純度茶多酚繼續純化。機械化學法定向提取茶多酚的優勢無法體現；第二、茶多酚在堿性條件下易氧化變質，該專利申請直接使用堿性固體試劑與茶葉進行共研磨，會導致茶多酚氧化加劇，這是導致按該方法生產的茶多酚得率較低的一個重要原因；第三、該專利申請公開方法中直接用水提取茶多酚金屬鹽，并未考慮到其他限制茶多酚或茶多酚金屬鹽溶出的影響因素，這直接導致采用該方法提取茶多酚效率低下，茶多酚平均得率≤17％；第四、該專利申請公開方法推薦直接用茶葉質量20倍體積水溶出茶多酚或茶多酚金屬鹽，這會導致在后續濃縮干燥過程中能量耗費巨大，設備投資昂貴，降低生產成本目的難以實現；第五、該專利申請推薦使用大量鈉(Na)、銅(Cu)、鋁(Al)、鈣(Ca)等金屬離子的堿、強堿弱酸鹽或中性鹽作為固體反應試劑，而且該專利并沒有提供除鹽方法，這會導致該方法生產的茶多酚金屬(或重金屬，如：銅(Cu))鹽殘留量過高，嚴重限制了采用該方法生產的茶多酚產品的運用范圍；第六、采用該方法生產的固體廢棄物含有高濃度的金屬鹽(金屬鹽含量≥10％)，未經處理不能直接轉化成為農業肥料和動物飼料，會導致嚴重的環境污染。