茶黄素的提取.pdf

本发明提供了一种提取茶叶中茶黄素的方法，包括茶叶与尿素水溶液相接触的步骤，其中，R和R’独立选自H和G，其中，G来自没食子酸并具有通式(2)：特别地，四种茶黄素具有通式(1)，其中，TF1中R＝R′＝H；TF2中R＝G，R′＝H；TF3中R＝H1 R′＝G；以及TF4中R＝R′＝G。

1.  一种提取茶叶中茶黄素的方法，包括茶叶与尿素水溶液相接触的步骤。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述茶叶为红茶或乌龙茶。

3.  根据权利要求1或2所述的方法，其中，水溶液中尿素的浓度为2至6M。

4.  根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，水溶液与茶叶的比例范围为2∶1至100∶1重量份。

5.  根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，水溶液的温度为20℃至50℃。

6.  根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，水溶液的pH为4至9。

7.  根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，茶叶与水溶液接触5至120分钟。

8.  根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，使用乙酸乙酯提取来分离尿素水溶液中的茶黄素。

9.  尿素水溶液在提取茶叶茶黄素中的用途。

茶黄素的提取
技术领域
本发明涉及一种提取茶叶中茶黄素的改进方法。
背景技术
红茶和绿茶是两种流行的茶产品。一般而言，为了制备红茶，茶树(Camellia sinensis)的新鲜叶子经过萎凋(允许采摘的茶叶失去水分以及使其发生化学/生化改变(尤其是香味)的过程)、浸渍(macerated)、发酵(在该过程中，茶叶中的酶使用空气中的氧气来氧化不同的底物，并生成有色产物)，然后再在高温下(为了终止酶的活性)制干。绿茶的制备过程与红茶的制备过程基本相同，除了少了一步茶叶发酵的步骤。利用部分发酵制备中间类型的茶，被称为“乌龙”茶。
茶黄素是在制茶过程中产生的多酚。已知大部分的茶黄素是抗氧化剂。因此，在食品、饮料和保健品工业中，人们对生产茶黄素并将其添加至不同的产品中具有浓厚的兴趣。
茶叶从茶树上采下时包含被称为儿茶素的多酚。儿茶素为无色化合物。茶叶中四种主要的儿茶素为表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素-3-没食子酸酯(ECG)和表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(EGCG)。茶黄素是在茶叶氧化发酵生产红茶的过程中产生的。上述儿茶素经过氧化生物转化而转化为被称为茶黄素(TF)的二聚体化合物和被称为茶红素(thearubigin)(TR)的更高分子量化合物。TF的结构是已知的，四种主要的茶黄素为茶黄素(TF1)、茶黄素-3-单没食子酸酯(TF2)、茶黄素-3’-单没食子酸酯(TF3)和茶黄素-3-3’-二没食子酸酯(TF4)，它们符合通式(1)：

其中，R和R’独立选自H和G，其中，G来自没食子酸并具有通式(2)：

特别地，四种茶黄素具有通式(1)，其中：
TF1中R＝R′＝H；
TF2中R＝G，R′＝H；
TF3中R＝H1 R′＝G；以及
TF4中R＝R′＝G。
酿造红茶特有的红色和棕色是由于TF和TR的存在造成的。它们同时还使酿造茶叶具有涩味和稠度(body)。TR的大小比TF大，其颜色也比TF深。
茶是一种在全球消费的流行的低成本饮料。其在印度次大陆的消费非常高。普通酿造的红茶一般认为是有益健康的。尽管如此，由于茶叶在全球的人均消费量非常高，人们一直试图使其变得更加有益健康。其中一种方式为增加茶中的茶黄素的量。一种方法为控制茶叶的氧化过程，以提高茶黄素的生成。另一种方法为从高质量红茶或低质量茶产物(例如茶纤维、茶粉等)中提取茶黄素，然后再将提取的茶黄素添回到红茶中以制备特级质量的茶。
US6113965(Lipton，2000)公开了一种制备富含茶黄素的冷水可溶性茶产品的方法，包括下述步骤：使用鞣酸酶处理绿茶叶浆液，发酵所述浆液，去除浆液中的茶叶以得到富含茶黄素的茶液体和处理后的茶坯(spent dhool)，干燥所述茶液体得到来自液体的富含茶黄素的冷水可溶的茶粉末，对所述处理后的茶坯进行一次或多次溶剂提取，干燥所述提取物或提取液得到来自茶坯的富含茶黄素的粉末，混合所述来自液体的富含茶黄素的冷水可溶的茶粉末和所述来自茶坯的富含茶黄素的粉末，得到富含茶黄素的冷水可溶性茶产品。
US5532012(Lipton，1996)公开了一种制备与茶奶酪(tea cream)中存在的所述茶黄素的天然混合物非常接近的茶黄素混合物的方法，包括：(a)从红茶中获取所述茶奶酪；(b)在大约140°F至220°F温度下将所述茶奶酪溶解在水中，浓度为所述茶奶酪的大约15％至40％(重量)，以形成茶奶酪溶液；和(c)将所述茶奶酪溶液与有机液体进行混合，形成混合的液体溶液，所述有机液体的沸点低于水的沸点，能以任何比例与水混溶，并具有疏水性，因此当有机液体与水和来自所述溶解的茶奶酪的茶黄素相混合时，茶黄素优先提取至所述混合液体中以溶解所述茶奶酪茶黄素，在所述混合液体中，所述有机液体与水的比例为大约1重量份比9重量份水至大约9重量份有机液体比1重量份水。
本发明人也一直致力于提供茶黄素含量提高的茶。我们发现在现有技术的已知方法中存在某些问题，即难以获得较高的提取率或者在分离过程中仍存在问题。使用大约25℃的水来提取茶叶中的茶黄素，所能得到的最大产率为大约5-8％。当使用热水(大约80-85℃)时，大约能提取出30-40％的茶黄素，但是长时间地使用高温有可能降解茶黄素。当使用例如醇的有机溶剂时，几乎100％的茶黄素都能被提取出来，但是在后续的分离过程中存在某些问题。茶黄素在例如醇和乙酸乙酯的溶剂中溶解度非常高，因此，当使用众所周知的溶剂提取技术、使用例如乙酸乙酯的溶剂来从醇中分离TF时，总提取效率非常低。因此，本发明人致力于发展一种提高茶叶中TF的提取的方法。
因此，本发明的一个目的为提供一种提高茶叶中茶黄素的提取产率的方法。
本发明的另一个目的为提供一种使用简单、经济且容易扩大化的方法来提高茶叶中茶黄素的提取产率的方法。
发明内容
本发明提供了一种提取茶叶中茶黄素的方法，包括将茶叶与尿素水溶液相接触的步骤。
本发明、其优点及其它方面将会在下述具体实施方式部分进一步详细描述。
具体实施方式
本发明涉及一种提取茶叶中茶黄素的改进方法，其中使用的步骤为简单的水溶液提取方法。
本发明中的“茶”是指包含茶黄素的来自中国茶(Camellia sinensisvar.sinensis)和/或普洱茶(Camellia sinensis var.assamica)的茶叶物质。适于本发明的方法的原材料为红茶或乌龙茶。红茶包括高质量茶以及红茶制造中产生的等外品。红茶是提取茶黄素的最优选来源。
经过完全发酵过程制备的且显示为黑色/棕色的茶被称为红茶。大多数制备的茶属于此种类型。红茶制造技术主要涉及破坏茶稍(shoot)中的细胞完整性，因此使得底物(多酚)和酶(多酚氧化酶)相混合。因此启动了一系列的生化和化学反应，摄取空气中的氧气，并形成茶特有的氧化的多酚化合物以及使茶具有特有的香味的挥发性香味化合物。
当进行部分发酵时，所得到的茶被称为乌龙茶。
本发明涉及一种提取茶叶中茶黄素的方法，包括将茶叶与尿素水溶液相接触的步骤。本发明的范围内还包括一种将固体茶与固体尿素相接触、然后加入足量的水以溶解至少部分存在的尿素的方法。水溶液中尿素的含量优选为2至6摩尔/升。尽管可以使用的尿素浓度最高达7摩尔/升，但本发明人发现在高于6摩尔/升的浓度时，提取效率不会再进一步提高。因此，水溶液中尿素的最佳浓度为大约6摩尔/升。
本发明的方法优选地在足量水的存在下进行，以在尿素溶液中形成茶浆液。因此，尿素水溶液与茶叶的重量比例范围优选为2∶1至100∶1，更优选为8∶1至100∶1。
使用本发明的方法从茶叶中提取茶黄素优选在20-50℃温度下进行。
提取通常在大约7.5-8的pH下进行，但是，还可以在pH范围为4至9的尿素水溶液中进行。当茶叶与尿素水溶液相接触的时间范围为5至120分钟、优选为60至120分钟时，可以获得良好的茶黄素提取效果。
一旦茶黄素被提取至尿素溶液中，就可以使用任何已知的方法来分离其中的茶黄素。合适的方法包括溶剂提取、膜分离、沉淀、结晶和/或使用聚合物吸附剂、二氧化硅、二氧化硅衍生物等吸附。最优选的方法为使用乙酸乙酯或相似极性的溶剂提取。
实施例
下述实施例旨在阐明本发明，而不是限制本发明的范围。
研发本发明中使用的成分的来源和起源