茶灰中天然茶色素的提取

第 2O卷第 1期 云南师范大 V01．20No．1 3 一 8 茶灰中天然茶色素的提取 谢笑天 刘 频 郑 萍 杨 兴 杨力荔 (云南师范大学化学系，云南 昆明 650092) 了S 2i 摘 要： 研究l『荣获中提取蒹色素的丁艺，丰要提取出蒜黄素和荼绿素。生产周期短，提出物质量好t 鸳际 篓 黄素； 塑 葶 天怒已辜 关键词：丛壁-墅 燮选堡 千 ／＼ cJ早 中圈分类号：O621．14 文献标识码： B 文章编号： 1oo7—9793(20oO)Ol—oo35一O4 2l世纪，随着人们对食品安全性的日益重视，天然食用色素将逐步取代对人体健康有害的食用合 成色素。我国盛产茶叶，每年茶叶加工过程产生的大量废彝碎茶、茶灰是提取天然色素和抗氧化剂茶多 酚的丰富而低廉的原料，据文献报道[】 可从茶叶中提取黄、绿、褐等色素，这些色素富含儿茶素(多酚 类)、氟基酸、生物碱等生理括性物质，具有抗氧化，降血脂、防癌变的效果，安全无毒 我们曾研究过用茶 灰为原料提取茶多酚，咖啡因等，现研究从茶灰中提取茶色素的工艺，是综合利用茶叶，变废为宝的有利 途径。 本文对茶色素提取的溶剂、方法、时间、温度等因素进行了筛选，进一步分离制备了茶黄素和茶绿 素。该工艺具有实际生产应用价值。 1 实验部分 1．1 试剂与仪器 试剂：乙醇，醋酸，氯仿，丙酮，正丁醇，石油醚，无水硫酸钠等均为化学纯，薄层层析用硅胶G，柱层 析用氧化铝，新华层析滤纸。 仪器；超声仪CSX一50W，通化市超声设备厂；双底层薄层层析缸，上海信谊仪器厂；日本岛津CS -- 9000型薄层扫描仪等。 1 2 提取溶剂的选择 茶色秦主要由黄酮类化合物为土的水溶性茶黄素和脂溶性为主的叶绿秦组成。根据提取物(多酚 类，生物碱，脂溶性物等)的物理化学性质，结合生产实际，采用60 和80 乙醇液提取，在其它条件相 同下，8O 乙醇提取液溶剂易回收，浓缩液体积小，利于后步工序用氯仿萃取脂溶性色素和生物碱，故 采用 80 乙醇提取，茶灰与溶剂比为 1：20(w／v) 1．3 提取方法、时间及温度的选择 1．3．1 采用回流提取、冷浸提取及超声波震荡提取三种方法比较，结果见 1。 * 收藕日期：l999一O9—07 第一作者：谢~ (1962一)，男，孟南省昆明市人，副教授，从事有机化学研究 ． ．．．。．．．．．。． ．．．。．J —— 维普资讯 http://www.cqvip.com ·36· 西南师范大学学报(自然科学版 第 ∞卷 表 1 三种提取方法的结果 Tab．1 nle results ofthree extractmethods 根据上表，采用超声波提取法，与从茶灰中提取茶多酚的方法一致。 1．3．2 提取时间与温度的筛选 用超声提取法，对提取时间及温度进行比较，结果见表2。 表2 时间和温度对提取率及色泽的影响 Tab．2 Influences oftemperature and dme ollthe extraction rate and colonr 根据表1、表2，采用超声提取法，T~40T2，时间为40分钟，粗提物收率及色泽较好。 1．4 茶黄素的分离 将乙醇提取液减压浓缩除去乙醇得浓缩液，利用多酚类物质难溶于氯仿，而生物碱、脂溶性色素易 溶于氯仿这一特性，用氯仿作萃取剂将生物碱与脂溶性色素分离，实验得出，萃取3次即可。V ：Vz： 1：3 茶黄素的分离采用了两条路线 方法 1 在氯仿萃取后的水层中含茶多酚和黄酮类色素，用乙酸乙酯萃取2次，至上层有机层由橙黄一淡 黄，于有机层中加入T ；一Hcl缓冲液(pH=8．2)，振荡 30秒，分离，再加同量去离子水洗涤，分离。乙 酸乙酯液中加少量无水硫酸钠脱水后，减压蒸馏至干，得扮末状棕黄色物，水溶性、醇溶性好，提取率为 2O 。 方法 2 在氯仿萃取后的水层中由于含茶多酚，故加入石灰水，使茶多酚沉淀，离心，取上清液调节pH至 中性，用乙酸乙酯萃取 2次，分离，乙酸乙酯层用等体积永洗涤后，用少量无水硫酸钠脱水后，减压蒸馏 至干，得粉末状黄色素，水溶性良好，提取率为 lO 由于茶多酚及黄酮类色素都溶于乙酸乙酯，在方法1中混入了大量的茶多酚而使提取率高f方法 2 1．5 茶黄色素的提取与分离 将分高了茶黄素的氯仿提取液回收溶剂至干，得到粗产物，用热水溶解，除去可溶的咖啡碱，将不溶 物干燥得墨绿色粘状物为粗脂溶性色素，易溶于石油醚、氯仿等，难溶于水。我们采用2种方法进一步分 离纯化。 方法a 柱层析法；取中性氧化铝(100--200目)，用洗脱剂石油醚 ：醋酸乙酯=6：4(v／v)谓成糊 状，湿法装柱，适量洗脱剂溶解茶绿色素粗品上柱洗脱，物料比为l：12，按颜色收集了7段洗脱液，顺 序为：橙黄、浅绿、黄绿、绿、黄、浅黄、浅黄绿，取各段收集液与母液傲薄层定性分析，结果见图1。 从图1看出，用氧化铝柱色谱分离茶绿素，达不到实际生产中的以颜色而 以单体化台物结构 维普资讯 http://www.cqvip.com 分类的要求，且洗脱液不易回收套用，生产成本高。 方法b 锎备叶绿素铜钠盐分离： 由于脂溶性色素只溶干有机溶剂而难溶于水，为进一 步加工制得可溶于水的叶绿素铜钠盐，使其应用范围增大， 又得E工分离提纯。将叶绿索粗产品加适量石油醚溶解，按下 列步骤制取叶绿素铜钠盐嘲。 皂化： 皂化是使叶绿素转化成脱植基叶绿素和植醇， 根据浓缩液的皂化值来确定加碱量，在本实验中石油醚萃 取液与5 NaOH乙醇体积比为4：l，置7O_c水浴中，经l 小时皂化完垒，石油醋层曼淡橙黄色，下层为绿色和悬浮沉 淀。 钢代： 皂化分出石油醚层的溶液用2M HCl调至中 性或偏酸性，加人适量 CuSO,．5 O，用6md·L Ha调 整pH至[--2，在65℃下，60min即可完成铜代，铜代后加 一 倍水稀释，使叶绿素铜酸析出，抽滤，得叶绿素铜酸。 ·37· 圈l 拄层折后的薄层色谱盟 Fig．1 TIC clⅡDIn q r帅 展开荆：石油醴 己酸乙醋——2 1 除杂：叶绿索铜酸形成中，反应体系内存在过剩的C 应除去。依次用稀酒精与so'c~ 离子 水充分洗涤沉淀，直至滤液为无色，再用2mol·L NaOH酒精溶解叶绿素铜酸，调整pH为 u，过滤。 滤液进行真空浓缩干燥(70--80~C)，得叶绿素铜钠盐粉末。 茶色素提取工艺图如下。 蒹灰 超声鼍取+8O 己醇水溶}眶，40℃ 提取藏 +回收乙醇 浓缩}陡 +氰仿草取 本届 氯仿层 J加石灰水， ●回收氯仿 ± 毽：抽越 浓缩城 + + ●干燥 沉淀 溶敬 粗产品 (茶乡酚) 调pH一6—7，J J ． 加厶酸 蜜 ． ． ±壹 建簋． 束层，弃之 己酸己酯层 本届 币溶物，年爆 l击崔子水洗涤I 石油醴溶解+ 2无木 龋 钠干燥I 皂化、分 离 3圊收己融乙醑 ● 2 讨论 浓缩搬 +千燥 蒹黄素扮求 (水溶性黄嗣类色素，提取率10 除杂，加NaOH 2．1 pH值对茶色素生产过程中的影响 维普资讯 http://www.cqvip.com !兰墨! 垂厦匝 堂堂拯!自丛塾堂照j 簋2 鲞 2．1．1 茶黄素 当pH值增大时，茶黄素的色泽由亮黄逐渐向红褐色发展，说明茶色素在偏酸及中性环 境中稳定。因此实验中调节vii 6—7。 2．1．2 叶绿素铜钠盐 疆溶性色素在pH 6—7下较稳定，当pH>7时，变黄。而脂溶性色素的铜钠盐 在pH=tt时稳定，色泽鲜绿，如pH<11，放置于空气中，易发生氧化褪色 2．2 温度对茶色素生产过程中影响 在加工过程巾，温度升高对茶色素的色泽影响小，一般可在 80℃以下操作，而叶绿素必须在<~60C 下操作相对稳定，否则温度太高易发生氧化而影响色泽。 2．3 利用超声仪提取茶灰中的茶色素、茶多酚等，温度低，时间短，提取率高以及产物的色泽、稳定性较 好。超声仪可以根据生产规模与国内生产厂家订购。 2．4 茶色素产品的组成据文献报道，茶黄素主要由黄酮类、黄酮醇及甙类、多酚类氧化产物等组成，茶 绿素中含叶绿素、胡萝 素等。 2．5 茶色素符合联合国FAO／WHO食品添加剂委员会规定的属于不需要毒理学资料的天然食品添加 剂口]，安全无毒、无味 同时茶色素的原料充足，成本低，因此茶色素将有非常广阔的应用前景。 参 考 文 献 挑江、胡建程．茶叶中叶绿素的研究．浙江农业大学学报，1990，(4)：421-426． 是雪原、彭代胜．青菜中茶黄素研究初报．茶叶科学，1987．(2)；24—25． 萧伟样、，￡勇．荣绿色素的制取研究 安徽农学院警报，1992，(3)，182 188． 昊明光、E畚茂．茶叶中儿蒹素、咖啡因和叶绿素的提取和分析鉴定．厦门大学学报．1995．(1)：140--143． Evaluation of Certainfood additives，T~enty--SJrstRepot oftl’e Joint FAO／WHOExpert Committee oil Food Additives。l978． Study Oil the Extraction Process of tea Pigment in tea ash ~ie~[aot[an Lu Ping Zheng Pfng Yah9 X[n9 Yah9 L『Ii (I[1epartmeJlt of Chea~stry，Yunnan Normal University，Kunming 650092) A B：订 ACr This paper reports the theaflavin and the tea green pigmeat extract and manu{acture tech～ nique from the tea ash，the methods are simple。Extraction rate and colour gIlilty are good ．This provides a new wayfDr rudetea comprehensive utilization． KEY WORDS tea pj鲫 t~theaflavimtea green pigm~t；extract 维普资讯 http://www.cqvip.com