吸附分離法制備茶葉兒茶素類和茶氨酸的研究.pdf

1、開發(fā)從茶葉中分離天然兒茶素類、茶氨酸、咖啡因等有效成分的新技術(shù)，對促進(jìn)茶葉資源綜合利用，降低產(chǎn)品成本，擴(kuò)大茶葉有效成分的應(yīng)用范圍等有重要意義。本文從兒茶素類、咖啡因和茶氨酸高效吸附劑的篩選入手，分析了不同吸附劑對目標(biāo)物的吸附行為和影響因素，同時(shí)開展了洗脫劑優(yōu)選，初步建立了從茶提取物中分離高純度兒茶素類、茶氨酸和咖啡因的綜合制備技術(shù)。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　 比較了19種吸附劑對茶提取物溶液、茶氨酸溶液、咖啡因溶液及茶氨酸和

2、咖啡因混合溶液中目標(biāo)成分的吸附情況。結(jié)果顯示，PVPP和PA-6對兒茶素類吸附量大、選擇性高，可用作從茶提取物中分離兒茶素類的吸附劑;HPD-400大孔樹脂對兒茶素類和咖啡因的吸附量均較大，可用于去除茶氨酸粗品中的兒茶素類和咖啡因;強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂D001 SD和ZGSPC106Na對茶氨酸吸附量大，可用作分離純化茶氨酸的吸附劑。
　　 研究了不同pH、溫度、吸附時(shí)間、茶提取物初始濃度等因素對PVPP吸附兒茶素類和咖啡因的影

3、響。結(jié)果顯示，PVPP對兒茶素類的吸附作用強(qiáng)度與被吸附兒茶素分子上羥基數(shù)量關(guān)系密切，推斷分子間氫鍵、π電子重疊和疏水交互作用是吸附主要的驅(qū)動力;咖啡因可能通過與兒茶素類互作而被PVPP間接吸附;PVPP對兒茶素類的吸附過程符合擬二級動力學(xué)模型(r2＞0.99)，其等溫吸附可以用Langmuir方程和Freundlich方程描述，在溫度20-60℃范圍內(nèi)，PVPP對兒茶素類的最大吸附量Qm大于630 mg g-1;PVPP對兒茶素類的吸附

4、是自發(fā)的放熱過程，低溫有利于吸附的進(jìn)行。洗脫劑篩選實(shí)驗(yàn)顯示，正己烷不能洗脫P(yáng)VPP上吸附的咖啡因，其他實(shí)驗(yàn)溶劑均可將PVPP上咖啡因有效洗脫，但多數(shù)溶劑不能有效洗脫兒茶素類，只有DMF和DMSO適合于洗脫P(yáng)VPP上吸附的兒茶素類。采用分步洗脫，即先用水或低濃度乙醇溶液洗脫咖啡因，再用DMSO或DMF洗脫兒茶素類，可實(shí)現(xiàn)咖啡因和兒茶素類的有效分離，所獲產(chǎn)品中兒茶素類含量約95％，咖啡因含量低于0.1％。
　　 研究了pH、溫度、吸

5、附時(shí)間、吸附質(zhì)初始濃度等對D001SD和ZGSPC106Na這兩種陽離子樹脂吸附茶氨酸和咖啡因的影響。結(jié)果顯示，在pH3.18-5.67范圍內(nèi)，pH對陽離子樹脂吸附茶氨酸沒有顯著影響;但pH過高或過低均會引起吸附量下降;兩種樹脂對茶氨酸和咖啡因的吸附在30 min內(nèi)就能達(dá)到平衡，符合擬二級動力學(xué)模型;該兩種樹脂對茶氨酸的等溫吸附可以用Langrnuir和Freundlich方程描述，在20-60℃范圍內(nèi)，兩者的最大吸附量Qm分別為481

6、.61 mgg-1和609.59 mg g-1，但隨溫度的升高而減小;該兩種陽離子交換樹脂對茶氨酸的吸附過程屬于自發(fā)的放熱過程，而且溫度對ZGSPC106Na樹脂吸附茶氨酸的影響小于對D001SD樹脂的影響。研究還發(fā)現(xiàn)，NaCl、NaH2PO4、 Na2CO3溶液和氨水均能較好將吸附在陽離子交換樹脂上的茶氨酸洗脫下來;為避免后續(xù)的脫鹽工序，以氨水為洗脫劑為宜。
　　 采用PA-6柱和HPD-400大孔樹脂柱吸附并結(jié)合分步洗脫處理

7、，能有效去除茶氨酸粗品（純度30％）中的兒茶素類和咖啡因成分，將茶氨酸純度提高至50％以上，回收率超過97％。將茶氨酸粗品（純度30％）過ZGSPC106Na或D001SD陽離子交換樹脂柱，結(jié)合水洗、醇洗和氨水淋洗，可獲得純度92％以上的高茶氨酸產(chǎn)品，回收率超過98％。
　　 在上述研究基礎(chǔ)上，開發(fā)了從茶葉原料中綜合分離兒茶素類、茶氨酸和咖啡因的技術(shù)，即以PA-6柱分離茶葉提取物中的兒茶素類主體部分，透過PA-6柱的溶液經(jīng)過HP