一种茶黄素的膜辅助水提取方法与流程

本发明属于植物提取领域，具体涉及一种茶黄素的膜辅助水提取方法。

背景技术：

1、茶黄素(tfs)是茶叶在发酵过程中由多酚类物质及其衍生物氧化缩合而得的具有苯并卓酚酮结构的化合物的总称，迄今研究人员已从茶黄素中分离出数十种tfs类化合物异构体，如茶黄素(theaflavin-tf1)、茶黄素-3-没食子酸酯(theaflavin-3-gallate-tf2a)、茶黄素-3’-没食子酸酯(theaflavin-3’-gallate-tf2b)和茶黄素双没食子酸酯(theaflavin-3,3-digallate-tf3)等，这些物质在抗氧化、抗衰老、防癌、降血糖、降血脂、防治心血管疾病等方面表现出了一定的功效，具有广阔的应用前景。

2、目前茶黄素的产业化制备工艺主要分为两类：茶叶直接提取法和儿茶素模拟氧化法。其中茶叶直接提取法可以有效提高我国茶叶深加工消耗量和茶叶资源的工业转换率，缓解目前茶叶产销失衡的矛盾，进而达到完善茶叶深加工本土产业链以及高端延申价值链的目的。为了克服现有天然茶黄素提取的得率低和纯度低的难题，专利cn106432167b公开了一种从红茶中提取茶黄素的方法，采用有机溶剂对粉碎后的红茶进行萃取，得到了纯度达到92.5％以上的茶黄素，但是由于茶黄素在茶叶中的含量低，使得该法存在纯化成本高、产能低等问题，限制了产品的应用范围。目前，有研究人员提出将茶鲜叶匀浆后结合酶法氧化可以提高产能，然而酶促氧化法虽然反应条件温和、可控性强，但是在工业生产中存在酶热灭活钝化导致的茶黄素受热分解的问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种茶黄素的膜辅助水提取方法，采用纯化水替代有机溶剂，提高了产物的安全性，并通过特制的滤膜回收多酚氧化酶中止发酵，降低生产成本的同时解决了一般工业生产中酶热灭活导致的茶黄素受热分解的问题。

2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明提供了一种茶黄素的膜辅助水提取方法，具体包含以下步骤：

4、s1、将茶鲜叶于室内摊放9～12h，摊放厚度为5～8cm，然后冷冻干燥，将冷冻干燥后的茶叶粉碎至60～80目，得到茶叶粉末；

5、s2、将步骤s1得到的茶叶粉末与纯化水混合，在80～100℃下搅拌10～15min，提取2～3次，过滤，得到提取液；

6、s3、往步骤s2得到的提取液中加入酶活为650～660u/ml的植物多酚氧化酶液，边通入氧气边在20～40℃搅拌40～150min，得到发酵液；

7、s4、将步骤s3得到的发酵液先后用微滤膜、超滤膜处理，得到纯化液；

8、s5、将步骤s4得到的纯化液常温浓缩，真空冷冻干燥，即得到所述茶黄素。

9、优选地，所述步骤s5中真空冷冻干燥程序为，在真空度5～10pa下，先于-50℃～-70℃预冻1～3h，然后在-60℃～-80℃冷冻干燥12～36h。

10、在一些实施方式中，所述步骤s2中，茶叶粉末与纯化水的料液比为1g：(40～60)ml。

11、本发明采用纯水提取法从富含儿茶素的茶叶中获取儿茶素组分，然后加入自制的植物多酚氧化酶，通入氧气促进发酵，接着通过多层过滤回收多酚氧化酶中止发酵，对多酚氧化酶进行循环利用，降低了成本并且解决了一般工业生产中酶热灭活导致的茶黄素受热分解的问题，得到的滤液再经多级纯化得到纯化液，最后通过常温浓缩、真空冷冻干燥，得到高纯度的茶黄素冻干粉。

12、在一些实施方式中，所述步骤s3中，植物多酚氧化酶液的制备步骤如下：

13、将梨果肉与聚乙烯吡咯烷酮混合，加入磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液和维生素c，先匀浆2～4min，停3～5min后继续匀浆1～3min，浸提10～14h后过滤、离心，取上清液，根据活性测试结果，将上清液中酶活调至650～660u/ml，即得到所述植物多酚氧化酶液。

14、在一些实施方式中，所述梨果肉和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1：(0.005～0.015)。

15、优选地，所述梨果肉和维生素c的质量比为1：(0.001～0.003)。

16、在一些实施方式中，所述步骤s3中，提取液与植物多酚氧化酶液的体积比为1：(0.08～0.14)。

17、茶叶提取液中含有多种营养成分，其中茶黄素含量稀少，为了提高茶叶提取液的利用率，本发明通过加入针对性的植物多酚氧化酶，一方面提高了提取液中的儿茶素向茶黄素的转变率；另一方面，茶黄素在溶液体系下较不稳定，会形成一部分茶萘醌，本发明加入的植物多酚氧化酶液偏酸性，可以抑制未发生没食子酸酯化的位点发生自动氧化反应，提高茶黄素在溶液体系下的稳定性。

18、在一些实施方式中，所述步骤s4中，微滤膜、超滤膜处理的温度、压力和流速分别为15～25℃、0.1～0.3mpa、10～30kg/h。

19、在一些实施方式中，所述步骤s4中，超滤膜的制备步骤如下：

20、a1、将聚醚砜、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇溶于n,n-二甲基乙酰胺，静置脱泡，得到铸膜液，将铸膜液按95～115μm的厚度涂在玻璃板上，以纯化水为凝固浴，得到分离膜；

21、a2、将β-环糊精和naoh溶于纯化水，加入乙二胺后在50～60℃下搅拌10～20min，接着加入环氧氯丙烷继续搅拌1～2h，冷却至室温，调节ph至中性，然后加入纯化水、哌嗪和na3po4，搅拌溶解，得到水相溶液；

22、a3、将步骤a1得到的分离膜浸入步骤a2的水相溶液中，浸泡5～15min后取出真空烘干，然后浸入n-异丙基丙烯酰胺溶液-纯化水-甲醇混合液，浸泡1～2h后取出，用纯化水洗涤，真空烘干至恒重，即得到所述超滤膜。

23、在一些实施方式中，所述步骤a1中，聚醚砜和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1：(0.2～0.4)。

24、优选地，所述步骤a1中，聚醚砜和聚乙二醇的质量比为1：(0.1～0.3)。

25、在一些实施方式中，所述步骤a2中，β-环糊精和环氧氯丙烷的质量比为1：(0.75～0.91)。

26、优选地，所述步骤a2中，β-环糊精和乙二胺的质量比为1：(0.9～1.1)。

27、本发明通过微滤膜处理除去细菌和颗粒物，得到微滤膜透过液，然后用超滤膜处理除去植物多酚氧化酶，得到纯化液。本发明提供的超滤膜抗污染性能优异，一方面通过降低超滤膜表面自由能；另一方面，步骤a1的分离膜在经过后续处理后，会在膜表面聚合形成具有点状结构的聚n-异丙基丙烯酰胺层，两方面协同起效，减少了对植物多酚氧化酶的不可逆吸附；此外，该超滤膜还可以通过氢键作用吸附水分子并在膜表面形成一层致密的水合层，以提升流通量，改善了超滤膜处理速度慢的缺点。

28、在一些实施方式中，由上述所述提取方法得到的茶黄素的纯度大于94.6％。

29、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

30、1、本发明提供的茶黄素的膜辅助水提取方法中，采用纯化水提取替代了有机溶剂提取，无溶剂残留风险，进而赋予了提取的茶黄素更具品饮、康养等安全属性；并且加入的发酵液也是以纯化水为基底，通过双水相发酵提取促进了茶叶提取液中的儿茶素向茶黄素的转化；此外，相较于传统工艺提取，本发明省去了多酚氧化酶加热灭活工序，降低生产成本的同时解决了一般工业生产中酶热灭活导致的茶黄素受热分解的问题，使产品纯度较高。

31、2、本发明通过往茶叶提取液中加入针对性的植物多酚氧化酶，提高了提取液中的儿茶素向茶黄素的转变率；还提高了茶黄素在溶液体系下的稳定性，以提高产品纯度，并且此法纯化步骤简单。

32、3、本发明通过超滤膜处理回收植物多酚氧化酶，避免了资源浪费，大幅降低了生产成本，利于可持续性的规模化生产，本发明提供的超滤膜抗污染性能优异，便于植物多酚氧化酶的回收；并且还可以通过氢键作用吸附水分子并在膜表面形成一层致密的水合层，以提升流通量，改善了超滤膜处理速度慢的缺点。