绿茶多酚的膜法提取纯化工艺研究及5t/a生产线设计

摘要

茶多酚是从茶末及粗老茶叶中提取分离获得的一种天然抗氧化剂，具有明显的抗衰老，清除人体过剩自由基，去脂减肥等作用，已广泛应用于食品、药品、精细化工等多个领域。但目前制备茶多酚常用的有机溶剂提取、金属离子沉淀、树脂吸附分离等方法，对目标产物的提取分离效果均不尽理想。采用膜分离技术对浸提茶汁中的果胶、蛋白质等大分子物质进行脱除，不仅可以减轻后续的精制分离的压力，而且能够大幅度减少乙酸乙酯的用量，提高产品的质量和安全性。本文以绿茶茶末为原料，水为溶剂浸提茶汁；以膜通量、茶汁化学成分、茶汁色差为指标，采用微滤-超滤技术进行浸提后茶汤中茶多酚的提取纯化效果研究，通过不同膜孔径、操作压力、温度等操作参数影响的考察，获得膜分离茶多酚的较优条件；对脱除果胶、蛋白质等多种大分子物质后的膜透过液，采用乙酸乙酯进行分离，萃取相经真空浓缩、水相反萃取、冷冻干燥得到高品质的茶多酚制品。同时，在试验研究的基础上进行了5t/a茶多酚生产线设计。主要研究结果如下：
　　（1）依据单因素试验考察结果，通过正交试验优化得到茶汁最佳浸提条件为：茶末粒度30目，浸提温度90℃，时间20min，液料比为25：1。在此条件下，浸提3次，茶多酚浸提率可达到25.95%。
　　（2）采用微滤-超滤技术对茶汁粗提液进行分离纯化，结果表明截留分子量为30，50，100kDa的膜芯对茶汁的分离效果均优于截留分子量为5kDa和8kDa的两种膜芯；综合考虑膜通量、茶汁化学成分和茶汁色差，超滤膜分离的较优组合参数为：采用聚醚砜（PES）膜，截留分子量为50kDa，操作压力为0.4MPa，温度25℃。
　　（3）对超滤透过液采用乙酸乙酯进行萃取，获得的较优萃取条件为：乙酸乙酯与茶汁的体积比为1.2：1，在常温下间隙搅拌萃取80min；对萃取相分别进行真空浓缩、水相反萃取及冷冻干燥后，最终得到的茶多酚制品颜色微黄、粉体颗粒松散均一、溶解性好，纯度、得率分别大于92%和7.6%。
　　（4）高效液相色谱法对茶多酚制品进行检测分析的结果显示，多酚总含量92.72±0.23%；EGC含量10.43±0.08%；EC含量5.62±0.14%；EGCG含量42.32±6.86%；ECG含量9.87±5.43%；儿茶素总量约为68.24%；咖啡碱含量0.98±0.10%。其中EGCG、EGC含量较高，表明采用膜法提取纯化茶多酚较好地保持其活性成分。
　　（5）在试验研究的基础上，通过对生产工艺的选择比较，完成了5t/a茶多酚生产线的设计；生产线所采用的工艺先进，车间布置合理，经济核算与效益评估认为本设计具有可行性。

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第一章 绪 论

1.1 茶多酚概述

1.2 茶多酚研究现状与进展

1.3 膜分离

1.4 课题研究的目的和意义及主要内容

第二章 茶多酚浸提的工艺研究

2.1材料与方法

2.2 试验方案

2.3 结果与分析

2.4 本章小结

第三章 膜分离纯化茶多酚的工艺研究

3.1 材料与方法

3.2 试验方案

3.3 试验结果与分析

3.4 本章小结

第四章 茶多酚的检测及成分鉴定

4.1 材料与方法

4.2 试验方法

4.3 结果与分析

4.4 本章小结

第五章 5t/a茶多酚加工工艺及生产线的设计说明

5.1 生产工艺方案的确定

5.2 工艺计算

5.3 设备计算与选型

5.4 车间布置设计

5.5 环境保护

5.6 经济估算与效益分析

5.7 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文