一种竹叶青茶末中提取茶氨酸的方法与流程

[0001]
本发明属于茶氨酸提取技术领域，具体涉及一种竹叶青茶末中提取茶氨酸的方法。


背景技术：

[0002]
茶末，呈细粉末状的茶叶，指茶叶的碎末，在制作茶叶过程中产生的副产品。这些茶叶副产物与茶叶一样，不仅含有很多对人体有益的成分，而且还含有多种特殊生化成分。每生产1kg净茶，就要产生0.1kg的碎茶末，比例达10％，因此提高茶叶副产物利用率，是茶产业增效、农民增收的一条有效渠道。但是，我国茶叶生产几乎保持传统单一的利用模式，对茶叶副产物进行的综合开发利用研究不多，因此仍旧大量的茶叶副产物资源被废弃，导致了资源的浪费。现目前的研究中，对茶末的利用主要在于制作液体茶饮料、茶泡包等；从茶末中提取茶多酚、茶多糖等活性物质并研究其生物活性；从茶末中提取茶氨酸的研究相对较少，因此，继续茶副产物的增值加工利用，既能提高茶叶经济效益，延长产业链，又能丰富社会的物质资源，增加社会效益。
[0003]
目前茶氨酸的获取主要来源于化学合成、生物合成和提取分离三个方面。化学合成法有污染和毒性，且难于提纯等难点也是众所周知的，化学合成法一般得到的茶氨酸都是dl-型消旋体，想进一步得到l-型茶氨酸还需要拆分；生物合成法具有污染小，产品安全等优点，但目前由于技术成本较高，如要广泛应用于工业化生产还有很多问题需要解决；提取分离主要包括试剂沉淀法、膜分离法和离子交换层析法，试剂沉淀法操作复杂，得到的茶氨酸的纯度不高，还易造成茶氨酸损失不适合工业生产；膜分离法只能得到纯度不高的茶氨酸粗品，不能起到很好的分离效果；离子交换层析法的关键在于如何选择分离效果最好的树脂。
[0004]
竹叶青是四川名茶，具有显著的地方代表性，茶叶经济作为四川农业经济的重要组成部分，茶产业在四川的地位举足轻重。茶叶中的天然茶氨酸均为l型，而合成的茶氨酸大部分为l型和d型的混合物，其中前者在体内的生物活性远高于后者。从茶叶中直接提取、分离和纯化茶氨酸是最为直接、安全、有效的生产途径，并且保证茶氨酸原有的天然化学性质和功能属性。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的旨在提供一种竹叶青茶末中提取茶氨酸的方法，通过超滤，吸附，离子交换层析等方法，得到一套从竹叶青茶末中分离提取茶氨酸的工艺。
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为了达到上述技术目的，本发明具体通过以下技术方案实现：
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一种竹叶青茶末中提取茶氨酸的方法，包括以下方法：
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1)将茶末粉碎后过筛，加入蒸馏水，水浴加热进行浸提；
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2)将茶汤用超滤离心管进行超滤浓缩；
[0010]
3)超滤后将溶液利用树脂进行吸附后，加入乙醇醇沉；
[0011]
4)醇沉过后的茶汤，动态柱层析分离茶氨酸。
[0012]
进一步的，步骤1)中加入蒸馏水的液固比为15:1ml/g。
[0013]
进一步的，步骤1)中水浴加热温度为80℃。
[0014]
进一步的，步骤1)中浸提时间为60min。
[0015]
进一步的，步骤2)中超滤浓缩选用截留分子量为10kd的超滤离心管。
[0016]
进一步的，步骤3)中吸附选用pa6树脂吸附210min，优选的，pa6树脂使用前用超纯水溶胀后浮选，再用0.5mol/l盐酸浸泡一天，用去离子水洗至中性，乙醇浸泡一天，用去离子水洗至流出液加水不变浑浊为止，然后用2％的氢氧化钠浸泡一天，最后用超纯水洗至中性，保存在乙醇中，待用。
[0017]
进一步的，步骤4)中分离茶氨酸选用nka-ii树脂，每次上样50ml，以1bv/h的流速动态洗脱并分段收集。优选的，收集1.5bv～4.5bv阶段的洗脱液，冷冻干燥后获得茶氨酸粗品。
[0018]
本发明的有益效果为：
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本发明提供了一种竹叶青茶末中提取茶氨酸的方法，该方法操作简单，得到的提取物纯度高，经试验证明冷冻干燥后获得茶氨酸粗品中，l-茶氨酸含量纯度为91.23％，而且茶氨酸粗品的提取率为88％，茶氨酸粗品中不含茶多酚、咖啡碱、茶多糖等杂质。
附图说明
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图1是本发明茶氨酸分离纯化工艺路线；
[0021]
图2是本发明pa6树脂静态吸附茶多酚曲线；
[0022]
图3是本发明茶氨酸提取物红外光谱图。
具体实施方式
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下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]
实施例1
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如图1所示，本实施例提供了一种竹叶青茶末中提取茶氨酸的方法，具体包括以下步骤：
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1)将制作茶叶过程中产生的茶末收集，用粉碎机粉碎过60目筛，按照液固比15:1加入蒸馏水，在80℃水浴浸提60min。
[0027]
2)选取截留分子量为10kd的超滤离心管，取浸提的茶汤进行超滤浓缩。
[0028]
新的超滤管是干燥的，使用前需要加入一定量的超纯水没过超滤膜，放入冰箱中预冷几分钟，然后将水倒出即可使用。超滤管可重复使用，在使用后倒出超滤管内残留液体，先用超纯水润洗几次，若管内有残留蛋白沉淀，加入超纯水后用枪头轻轻吹打至沉淀悬浮后倒掉，不可用水猛冲以免造成的膜的损坏。随后加入0.2mol的氢氧化钠溶液，室温放置20min后离心10min，倒出残留的氢氧化钠溶液。将管芯浸入装满超纯水的1l烧杯中，放置2h，后重复几次不断稀释氢氧化钠的浓度。管芯洗净后加满超纯水，管内也加满水，将管芯
放回管中，盖上管盖，放到4℃环境下可长期存放。
[0029]
3)将超滤后的茶汤利用pa6树脂静态吸附。超滤后的茶汤中主要的小分子物质为茶多酚、茶氨酸、可溶性多糖、咖啡碱等，其中茶多酚的含量较高，选用pa6树脂进行吸附去除。将得到的茶汤加入4倍体积的95％乙醇溶液，常温下沉淀3h，然后离心15min，取上清茶汤。
[0030]
pa6树脂使用前用超纯水溶胀后浮选，再用0.5mol/l盐酸浸泡一天，用去离子水洗至中性，乙醇浸泡一天，用去离子水洗至流出液加水不变浑浊为止，然后用2％的氢氧化钠浸泡一天，最后用超纯水洗至中性，保存在乙醇中，待用。
[0031]
4)量取500ml预处理过的nka-ii树脂，用超纯水洗净后湿法装于5cm
×
30cm的玻璃柱中，为避免出现气泡和断层现象，装柱使用玻璃棒进行引流，最后用超纯水动态平衡1-2h，待用。取步骤3)得到的茶汤，制成茶氨酸浓度为1mg/ml的溶液，每次上样50ml，以1bv/h的流速动态洗脱，收集1.5bv～4.5bv阶段的洗脱液，冷冻干燥后获得茶氨酸粗品。
[0032]
实施例2
[0033]
超滤后的茶汤中主要的小分子物质为茶多酚、茶氨酸、可溶性多糖、咖啡碱等。其中茶多酚的含量较高，选择pa6树脂静态吸附，对超滤后的茶汤进行吸附，绘制静态吸附曲线。
[0034]
结果如图2所示，pa6树脂在0到30min内快速吸附了大量的茶多酚，在30min到120min之间吸附量呈缓慢增长的趋势，在180min后趋于饱和，达到平衡状态。
[0035]
实施例3
[0036]
静态吸附后，茶汤中主要的物质为咖啡碱、茶氨酸、部分可溶性多糖等物质，采用乙醇沉淀法醇沉去除茶多糖后，采用柱层析工艺去除咖啡碱。
[0037]
去除多糖后的茶汤，制成1mg/ml的茶氨酸粗品，在装有nka-ii树脂层柱上样，用蒸馏水以1bv/h的速率洗脱，分段收集，分析检测化学成分，结果如表1所示。
[0038]
表1蒸馏水洗脱nka-ii层析柱后的洗脱液成分
[0039][0040]
由表中数据可知，nka-ii树脂对咖啡碱的吸附性能很好，洗脱液中基本检测不到咖啡碱，在0.5-2.5bv阶段，茶氨酸逐步被洗脱下来，2.5bv阶段茶氨酸洗脱量达到最大值。2.5-4bv阶段茶氨酸洗脱量逐渐变小，4.5bv能够检测到微量的茶氨酸，5bv后的洗脱液中检
测不到茶氨酸。根据实验结果，收集1.5bv-4.5bv阶段的洗脱液，提取率为88％，将洗脱液进行冷冻干燥后得到茶氨酸提取物。
[0041]
实施例4茶氨酸提取物的鉴定
[0042]
对实施例1提取得到茶氨酸粗品进行鉴定，已知茶氨酸的结构是：
[0043][0044]
由图3可知，3331.90cm-1
和3088.57cm-1处吸收峰说明存在n-h的伸缩振动吸收；在2969.36cm-1
处的弱吸收峰为-ch；在2928.97cm-1
和1448.4cm-1
两处吸收峰为-ch
2
反对称伸缩振动，弯曲振动导致2878.51cm-1
和1369.80cm-1
处分别为-ch
3
对称伸缩振动吸收峰及对称弯曲振动吸收峰；2615.68cm-1
的宽峰为羧酸上的-oh伸缩振动，939.65cm-1
处则为成键的-oh面外弯曲振动；在1649.46cm-1
处为c＝o尖而强吸收峰，1324.53cm-1
处的强吸收峰是c-o的伸缩振动；1583.88cm-1
为酰胺上n-h的弯曲振动引起的强吸收峰；1537.53cm-1
处是酰胺上c＝o特征的伸缩振动峰.所得样品的红外光谱与现有的l-茶氨酸光谱图对比，可确定该样品为l-茶氨酸。
[0045]
利用得到的茶氨酸提取物根据qb/t4263-2011中方法测定分离纯化后的茶氨酸提取物中l-茶氨酸含量，测得到茶氨酸粗品的纯度为91.23％。
[0046]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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