茶多酚提取工藝設(shè)計(jì)及研究報(bào)告論文

1、-. z畢 業(yè) 論 文題題 目：目：茶多酚的提取工藝與研究茶多酚的提取工藝與研究學(xué)學(xué) 院：院：輕化工程學(xué)院輕化工程學(xué)院年級(jí)、年級(jí)、 專業(yè)：專業(yè)：20212021 級(jí)應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)級(jí)應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)學(xué)學(xué) 生生 姓姓 名：名： 文濤文濤 * *云梟云梟學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 11043100101104310010 11043100031104310003指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師：師： 段曉靜段曉靜完完 成成 時(shí)時(shí) 間：間：20212021 年年 5 5 月月 2020 日日茶多酚的提取工藝與研究 文濤 *云梟 指導(dǎo)教師：段曉靜學(xué)院輕化工程學(xué)院 2021 級(jí)應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)摘摘 要要 茶多酚是茶葉中兒茶素類

2、、黃酮類、酚酸類和花色素類化合物的總稱。因其化學(xué)構(gòu)造中帶有多個(gè)活性羥基，對(duì)人體保健極為有利，且有抑菌、殺菌、抗腫瘤、抗輻射等多種成效，作為醫(yī)藥和食品等的添加劑，其開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景十分看好。鑒于目前國(guó)外茶多酚的研究有上升趨勢(shì)以及在藥用和食用中的開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到人們的重視。本論文利用茶葉在乙醇溶液中榕基溶解條件下通過(guò)設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件，通過(guò)單因素和多因素實(shí)驗(yàn)考察操作條件對(duì)乙醇提取率的影響因素，確定其最正確條件。在最正確實(shí)驗(yàn)條件下，用乙醇溶液對(duì)茶多酚的提取。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，最優(yōu)工藝條件為乙醇濃度 80%，提取溫度為 80，液料比為 1:3g/L，提取時(shí)間為 60min。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 茶-. z葉 提取 成效Th

3、e thermal stability of buckwheat researchWen tao *n Yun-*iao Supervisor：Duan*iao-jing(applied chemical technologygrade 2021,School of Applied and Chemical Engineering of *ichang College)AbstractAbstract Is tea catechins in tea polyphenols, flavonoids, phenolic acids and the floorboard of the pounds

4、of flower pigments. Because of its chemical structure with multiple active hydro*yl, is highly advantageous to human body health, and has antibacterial, sterilization, antitumor, resistance to radiation and so on the many kinds of efficacy, as medicine and food additives, such as the development and

5、 application prospect is good.In view of the tea polyphenols research at home and abroad and has a rising trend in their medicinal and edible, developing more and more get peoples attention. This paper use the tea under the condition of the banyan base dissolved in ethanol solution by setting the e*

6、perimental conditions, through the single factor and multiple factors e*periment inspects the influence factors of operating conditions on the ethanol e*traction yield, determine the best conditions. Under the optimum e*periment conditions, ethanol solution for the e*traction of tea polyphenols. The

7、 e*perimental results show that the optimal process conditions for ethanol concentration 80%, e*traction temperature is 80 , liquid ratio of 1:3 (g/L), e*tracting time for 60 min.KeywordsKeywordsTea polyphenols e*tract-. z目錄1 緒論 11.1 引言 11.2 茶多酚的理化性質(zhì) 11.3 茶多酚藥理性質(zhì) 21.4 茶多酚的提取工藝 31.5 本論文研究的主要容 32 實(shí)驗(yàn)局部

8、 42.1 實(shí)驗(yàn)主要原材料、儀器及設(shè)備 42.2 實(shí)驗(yàn)方法 43 結(jié)果與討論 93.1 最正確實(shí)驗(yàn)條件確定 93.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 94 結(jié)論 10參考文獻(xiàn) 11致詞 13獨(dú)撰聲明 14-. z1 緒論1.1 引言茶多酚(Tea polyphenols) 是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱，包括黃烷醇類、花色苷類、黃酮類、黃酮醇類和酚酸類等。其中以黃烷醇類物質(zhì)兒茶素最為重要。 茶多酚又稱茶鞣或茶單寧，是形成茶葉色香味的主要成份之一，也是茶葉中有保健功能的主要成份之一。研究說(shuō)明，茶多酚等活性物質(zhì)具解毒和抗輻射作用，能有效地阻止放射性物質(zhì)侵入骨髓，并可使鍶90和鈷60迅速排出體外，被安康及醫(yī)學(xué)界譽(yù)為“輻射克星。

9、1.2 茶多酚的理化性質(zhì)1.2.1 物理性質(zhì) 茶多酚在常溫下呈淺黃或淺綠色粉末，易溶于溫水(40一80)和含水乙醇中；穩(wěn)定性極強(qiáng)，在 pH 值48、250左右的環(huán)境中，1.5個(gè)小時(shí)均能保持穩(wěn)定，在三價(jià)鐵離子下易分解。1989年被中國(guó)食品添加劑協(xié)會(huì)列入 GB2760-89食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)，1997年列為中成藥原料。1.2.2 化學(xué)性質(zhì)茶多酚是從茶葉中提取的全天然抗氧化食品，具有抗氧化能力強(qiáng)，無(wú)毒副作用，無(wú)異味等特點(diǎn)。茶多酚是指茶葉中一大類組成復(fù)雜、分子量及其構(gòu)造差異很大的多酚類及其衍生物混合物，主要由兒茶素、黃酮醇、花色素、酚酸及其縮酚酸等組成的有機(jī)化合物，以兒茶素為主的黃烷醇類化合物占茶多酚

10、總量的60%一80%，其中含量最高的幾種組分為 LEGCG(50%-60%)、LEGC(15%-20%)、LECG(10%-15%)和 LEC(5%-10%)。-. z1.3 茶多酚的藥理作用 1、茶多酚的作用有助于延緩衰老 2、有助于抑制心血管疾病 3、茶多酚的作用有助于預(yù)防和抗癌 4、有助于預(yù)防和治療輻射傷害 5、有助于抑制和抵抗病毒菌 6、茶多酚的作用有助于美容護(hù)膚 7、用于糕點(diǎn)及乳制品對(duì)高脂肪糕點(diǎn)及乳制品 8、茶多酚的作用用于飲料生產(chǎn)茶多酚不僅可配制果味茶、檸檬茶等飲料，還能抑制豆奶、汽水、果汁等飲料中的 VA、VC 等多種維生素的降解破壞，從而保證飲料中的各種營(yíng)養(yǎng)成份。 9、用于水果

11、和蔬菜保鮮在新鮮水果和蔬菜上噴灑低濃度的茶多酚溶液，就可抑制細(xì)菌繁殖，保持水果、蔬菜原有的顏色，到達(dá)保鮮防腐的目的。 10、茶多酚的作用用于畜肉制品茶多酚對(duì)肉類及其腌制品如香腸、肉食罐頭臘肉等。 11、在食用油貯藏中參加茶多酚，能阻止和延緩不飽和脂肪酸的自動(dòng)氧化分解，從而防止油脂的質(zhì)變哈敗，使油脂的貯藏期延長(zhǎng)一倍以上。對(duì)于茶多酚的作用主要有以上11點(diǎn)，從而可以看出養(yǎng)喝茶習(xí)慣，無(wú)論是美容還是保鍵都有很大幫助。1.4 提取工藝1.4.1 溶劑提取法將茶葉用極性溶劑浸漬，然后把浸取液進(jìn)展液液萃取別離，最后濃縮得到產(chǎn)品。目-. z前工業(yè)化生產(chǎn)主要采用此法。產(chǎn)品收率5%10%，產(chǎn)品純度為80%98%。所

12、用溶劑有丙酮、乙醚、甲醇、已烷及三氯甲烷等。該法生產(chǎn)本錢(qián)高，且易造成污染。1.4.2 離子沉淀法用金屬沉淀茶多酚，使其與咖啡堿別離，該方法使用了對(duì)人體有毒的重金屬作沉淀劑，所以，用該法生產(chǎn)的產(chǎn)品難到達(dá)食品和醫(yī)藥行業(yè)的要求。1.4.3 柱別離制備法凝膠柱、吸附柱和離子交換柱法。此項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵是柱填充料和淋洗。研究說(shuō)明，采用柱別離制備法，茶多酚得率在4%8%之間，純度可達(dá)98%，但柱填充料非常昂貴，而且淋洗時(shí)要用多種和大量有機(jī)溶劑，顯然不適合工業(yè)化生產(chǎn)。 以上傳統(tǒng)方法均普遍存在一些問(wèn)題和弊端，產(chǎn)品無(wú)法在平安性、價(jià)格和純度方面全部滿足食品添加劑和醫(yī)藥行業(yè)的要求。針對(duì)這些問(wèn)題，經(jīng)有關(guān)專家反復(fù)試驗(yàn)、成功

13、地開(kāi)發(fā)出將超臨界 CO2萃取技術(shù)與傳統(tǒng)提取、濃縮和萃取技術(shù)相結(jié)合，制備高純度茶多酚新工藝。該工藝既提高了茶多酚的純度和得率。又符合工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)原料、溶劑使用、制作路線、生產(chǎn)過(guò)程平安性和產(chǎn)品顏色、產(chǎn)率、純度諸方面的要求，有利于茶多酚更有效地在醫(yī)藥和食品工業(yè)中應(yīng)用。1.5 本論文研究的主要容本論文主要以干茶葉為原料，通過(guò)研究確定實(shí)驗(yàn)的最正確質(zhì)量，最正確升溫速率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出茶多酚最正確提取工藝。介紹了茶葉中所含物質(zhì)及其成效，著重就茶多酚的性質(zhì)及其提取展開(kāi)研究，以“茶葉中咖啡因的提取為根底設(shè)計(jì)了提取茶多酚的實(shí)驗(yàn)，介紹了現(xiàn)代技術(shù)運(yùn)用下的茶多酚的提取，系統(tǒng)介紹了茶多酚的特殊成效在各方面的應(yīng)用。2 實(shí)驗(yàn)局

14、部2.1 實(shí)驗(yàn)主要原材料、儀器及設(shè)備2.1.1 實(shí)驗(yàn)主要原材料 干茶葉-. z2.1.2 主要儀器及設(shè)備（1）燒杯 2分析天平（3）電熱套 4研缽（5）蒸發(fā)皿 6分液漏斗2.1.3 實(shí)驗(yàn)試劑無(wú)水乙醇 碳酸鈉 乙酸乙酯 氯仿2.2 實(shí)驗(yàn)方法本論文實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程分為三個(gè)階段。第一階段為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段：先將原料用研缽研細(xì)后浸泡在乙醇中，約 60min。第二階段為儀器操作階段: 將第一階段的浸泡液抽濾后取濾液。第三階段為實(shí)驗(yàn)操作階段: 將第二階段的濾液濃縮枯燥得茶多酚粗品。2.2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1實(shí)驗(yàn)原料的準(zhǔn)備秤取茶葉 60g 在電烤箱上烘干(100)后在研缽中研細(xì)，取出放入稱量瓶備用，制得三組原料。 2.

15、2.2 最正確實(shí)驗(yàn)條件確定 2.2.2.1 乙醇濃度的影響茶多酚的 100 %粉末制劑室溫下在水里的溶解度可達(dá) 30 %以上，其溶解性比一般茶萃取物粉末制劑要高 10 倍以上1。假設(shè)換為有機(jī)溶劑，其溶解度會(huì)增加。郝少莉等8通過(guò)試驗(yàn)得出丙酮和乙醇對(duì)蘋(píng)果多酚的提取效果最好?？紤]到茶多酚一般會(huì)應(yīng)用在醫(yī)藥、食品及化裝品行業(yè)， 因此本試驗(yàn)選用平安且無(wú)毒性的乙醇進(jìn)展提取。在溫度為80、一級(jí)、二級(jí)提取時(shí)間 30 min， 料液比為 13g/L，研究乙醇濃度對(duì)茶多酚提取量的影響，結(jié)果見(jiàn)圖 1。 圖1乙醇濃度對(duì)提取效果的影響-. z從圖1中可以看出，利用不同濃度的乙醇從茶葉中提取茶多酚提取多酚， 其提取效果有較

16、大的差異，其中以體積分?jǐn)?shù)80%的乙醇提取率最高。水是茶多酚良好的溶劑,但是由于乙醇可以破壞多酚與蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)之間的氫鍵和疏水作用力，所以隨著乙醇濃度的增加，茶多酚能有效地?cái)U(kuò)散出來(lái)，使多酚提取量增大，到濃度為80 %時(shí)提取量到達(dá)最大； 隨著有乙醇濃度的進(jìn)一步升高，溶劑與茶多酚極性的差異增大，根據(jù)相似相溶原理,多酚提取量反而減少； 因此確定茶葉中多酚的提取溶劑為80 %的乙醇-水溶液。不同溫度的茶葉分解實(shí)驗(yàn)控制乙醇濃度為80 %，一級(jí)二級(jí)提取時(shí)間30 min，料液比為13g/L， 研究溫度對(duì)茶多酚提取量的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。圖2 溫度對(duì)提取效果的影響圖2中，隨著溫度的升高，茶多酚的提取量先增加

17、后降低，80時(shí)有最大值。在一方面， 多酚在乙醇溶液中的溶解度隨著溫度的升高而升高；另一方面，溫度升高，提取液黏度降低，擴(kuò)散系數(shù)增大，促使提取速度加快；其次，%乙醇在常壓下的共沸點(diǎn)是78.37， 低于此溫度時(shí)，體系達(dá)不到共沸，當(dāng)溫度為80時(shí)，體系完全沸騰，浸入細(xì)胞組織的乙醇能有效地將茶多酚擴(kuò)散出來(lái)，使其溶解在主體的液相里，致使提取量有所增加。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，被冷凝下來(lái)的乙醇還來(lái)不及溶解茶多酚就已經(jīng)揮發(fā)了，也就是說(shuō)，茶多酚的溶解速率小于乙醇的蒸發(fā)速率，所以提取量有所下降，而且溫度過(guò)高會(huì)使茶多酚遭到破壞。2.2.2.3 料液比對(duì)茶多酚提取的影響控制提取溫度為80、乙醇濃度為80 %，一級(jí)、二級(jí)提取時(shí)間

18、30 min，研究料液比對(duì)提取液中的多酚含量的影響。結(jié)果見(jiàn)圖3。圖3 料液比對(duì)提取效果的影響從圖3中可看出，料液比為11時(shí)的提取效果最差，料液比為13時(shí)，提取量達(dá)最大值。至此，逐漸增大料液比，提取量穩(wěn)定在一個(gè)恒定的值。因此認(rèn)為當(dāng)料液比為13時(shí)，茶葉中的多酚已根本完全溶解在溶劑中，所以選用13的料液比，這樣既能夠縮短提取時(shí) 間，又能夠減少溶劑用量，同時(shí)也能夠降低濃縮負(fù)荷。提取時(shí)間的影響-. z提取溫度為80、料液比為13、80 %乙醇溶液進(jìn)展提取。提取時(shí)每隔20 min定時(shí)取樣，研究提取液中多酚含量隨時(shí)間的變化關(guān)系。結(jié)果見(jiàn)圖4。 圖 4 時(shí)間對(duì)提取效果的影響從圖4可看出，25 min30 min

19、時(shí)，在多酚已經(jīng)根本被提取出來(lái)，在接下來(lái)的時(shí)間里， 提取液中多酚含量始終穩(wěn)定在一個(gè)恒定的值?？梢?jiàn)提取時(shí)間對(duì)乙醇提取茶多酚的影響不是很大，為了到達(dá)更好的提取效果，可以更新溶劑，提取2次，每次30 min。2.2.3 在最正確實(shí)驗(yàn)條件下的實(shí)驗(yàn) 將三組原料在最正確實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。2.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟提取：將粉碎的 30g 茶葉中參加 4g 碳酸鈉并放入布袋放好，置于三口燒瓶，加乙醇90ml，控制溫度 80加熱煮沸 0.5h，傾出提取液至蒸發(fā)皿，再用 20ml 乙醇洗滌茶葉包，洗滌液并入提取液。2.2.4.2 別離純化：將裝有提取液的蒸發(fā)皿置于石棉網(wǎng)上加熱濃縮至提取液體積約30ml，冷卻至室溫后將濃

20、縮液移置分液漏斗，參加等量的氯仿萃取 2 次萃取時(shí)振蕩要輕，防止乳化，水層用于制備茶多酚。將氯仿萃取后的水層用等量乙酸乙酯萃取2 次，每次 20min，合并乙酸乙酯萃取液，水浴減壓蒸餾回收乙酸乙酯，趁熱將殘液移入干凈枯燥好的蒸發(fā)皿，改用水蒸氣浴加熱濃縮至近干，冷卻至室溫后，放入冰箱冷凍枯燥，將白色粉末茶多酚粗品，粗品用蒸餾水進(jìn)展重結(jié)晶，得茶多酚粉末，枯燥后稱量，計(jì)算產(chǎn)率，重復(fù)以上操作兩次，得出平均值。3 結(jié)果與討論3.1 最正確實(shí)驗(yàn)條件3.1.1 隨著乙醇濃度的增加,茶多酚能有效地?cái)U(kuò)散出來(lái)，使多酚提取量增大，到濃度為80 %時(shí)提取量到達(dá)最大，所以確定了最正確提取乙醇濃度為 80%3.1.2 隨

21、著溫度的升高，茶多酚的提取量先增加后降低，80時(shí)有最大值。在一方面，多酚在乙醇溶液中的溶解度隨著溫度的升高而升高；另一方面，溫度升高，提取液黏度降低，擴(kuò)散系數(shù)增大，促使提取速度加快，所以確定了最正確提取溫度為 80。3.1.3 料液比為 11 時(shí)的提取效果最差，料液比為 13 時(shí)，提取量達(dá)最大值。至此，逐漸增大料液比，提取量穩(wěn)定在一個(gè)恒定的值。因此認(rèn)為當(dāng)料液比為 13 時(shí)，茶葉中的-. z多酚已根本完全溶解在溶劑中，所以選用 13 的料液比。3.1.4 25 min30 min 時(shí)，在多酚已經(jīng)根本被提取出來(lái)，在接下來(lái)的時(shí)間里， 提取液中多酚含量始終穩(wěn)定在一個(gè)恒定的值。依據(jù)最正確實(shí)驗(yàn)條件：溶液溫

22、度 80、乙醇溶液濃度為 80%、最正確提取時(shí)間為30min、料液比為 1:3，提取茶葉中的茶多酚物質(zhì)。3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.2.1 本文用溶劑萃取法是利用了茶多酚易溶于水、乙醇、乙酸乙酯等溶液而不溶于氯仿的性質(zhì)，直接將從茶葉中別離而出。利用一下流程，即：茶葉-浸漬-過(guò)濾-有機(jī)溶劑脫色-乙酸乙酯萃取-回收溶劑枯燥-茶多酚粗品。3.2.2 經(jīng)實(shí)驗(yàn)提取枯燥后獲得茶多酚粗品數(shù)據(jù)如下：工程序號(hào)123干茶葉質(zhì)量 M(g) 30.1213 29.9875 30.0782粗品質(zhì)量 m(g) 3.4132 3.2345 3.3423收率 11.33% 10.79% 11.11%收率平均值 11.08% 收率(%

23、)=m/M100%4 結(jié)論 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得出提取茶多酚可以得出以下結(jié)論（1）提取茶多酚的最正確溫度為 80，乙醇溶液濃度為 80%，最正確提取時(shí)間為30min，料液比為 1:3。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了最正確的實(shí)驗(yàn)條件，從 30g 干茶葉中提取 3.3241 的茶多酚粗品，提取率為 11.08%。3經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，茶葉中所含有豐富的對(duì)人體有誼的茶多酚物質(zhì)。此研究結(jié)果為提取茶葉中多酚物質(zhì)提供了科學(xué)依據(jù)與理論根底，為提取茶葉的多酚物質(zhì)提供了根底-. z數(shù)據(jù)。參考文獻(xiàn)1慶云.茶多酚提取方法的進(jìn)展J.茶葉,2002,02:15-17.2王利亞.茶多酚提取工藝研究J.適用技術(shù)市場(chǎng),2001,06:27-28.3慧

24、娟,黎海彬,賴鍵.紅茶中茶多酚提取工藝的研究J.城市職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2021,02:56-59.4*芳芳,朱蓓德,國(guó)偉,俞曉燕,桑錫琪.茶多酚提取方法與藥理作用研究進(jìn)展J.現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生,2021,07:1033-1035.5白清清,永峰,裴棟,天才,郭玫,邸多隆.茶葉中茶多酚提取別離技術(shù)的研究進(jìn)展J.藥物評(píng)價(jià)研究,2021,03:220-228.6忠岐,小喬,高靜,建雄.茶多酚提取預(yù)處理工藝J.師大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021,04:61-64.7束魯燕,湯一.茶多酚提取和純化技術(shù)研究進(jìn)展J.茶葉,2021,02:74-79.8秋香,肖婷.茶葉中茶多酚的提取、測(cè)定及應(yīng)用J.第二師學(xué)院學(xué)報(bào),2021,08:47-49+57.9嚴(yán)志慧,方義,錫友,胡春學(xué),黎.茶多酚提取與別