茶色素的分離純化技術(shù)
作者：汪東風(fēng)

一,、茶綠色素的分離純化技術(shù)
茶綠色素的主體成分是葉綠素,，其它成分的含量因提取方法不同而不同。如果生產(chǎn)上需要脂溶性的綠色素,，其他成分不作限制,，那么提取方法較為簡(jiǎn)單；如果生產(chǎn)上需要水溶性的綠色素,，其他成分尤其是多酚類物質(zhì)含量要少,，那么提取,、純化及制備工藝就較為復(fù)雜。
 （一）茶綠色素簡(jiǎn)易提取工藝
 
由上述工藝制備的茶綠色素,，其化學(xué)組成見表1,。由表1可知，用上述工藝生產(chǎn)的綠色素含有較多的其它茶葉有效成分,。盡管這些成分具有抗氧化,、營(yíng)養(yǎng)及保健等作用，但就從色素角度考慮,，它著色不穩(wěn)定,，其中多酚類還易于被氧化而產(chǎn)生紅褐色。另外,，它的水溶性差,，因此影響了應(yīng)用范圍。下面介紹水溶性綠色素的制備,。
表1    茶綠色素中化學(xué)組成     單位：質(zhì)量分?jǐn)?shù)％
組成黃酮類                   化合物多酚氧化低               聚合有色物酚型氧化                   聚合有色物兒茶素咖啡堿
含量6%～8%                          0.30%～0.50%                               3.10%～4.50%                           23.00%3.42%

 
組成氨基酸維生素C維生素E葉綠素類胡蘿卜素
含量5.82%325mg/100g0.83mg/100g2%～5%0.50%～0.83%

 （二）葉綠素銅鈉鹽的制備
1．葉綠素銅鈉鹽制備工藝流程
 
2．工藝要點(diǎn)
（1）葉綠素的提?。喝~綠素在葉綠體中與蛋白質(zhì)或脂蛋白相結(jié)合，因此需要含水丙酮和乙醇提取較好,。丙酮液與乙醇液相比,，由于乙醇沸點(diǎn)較高，在濃縮回收該溶劑時(shí),，會(huì)使葉綠素較多的被破壞,。因此，宜用丙酮為好,。丙酮濃度以控制在90％左右為好,，濃度太低不利于脂溶性葉綠素浸出，而濃度太高會(huì)造成葉綠體蛋白變性,，也不利于葉綠素的浸出,。
在確定了溶劑濃度后，其提取時(shí)的固液比對(duì)提取率亦有較大影響,。一般來說,，隨著固液比的增大，溶劑用量增加,，而得率亦增加,。但溶劑用量增多不僅在回收濃縮時(shí)增加了能耗，而且其溶劑損耗亦大,。據(jù)柳榮祥等人研究,，茶葉綠素提取時(shí)固液比以1∶2為宜。
在相同固液比的情況下,，提取次數(shù)愈多,，則葉綠素的得率愈高,。但從能耗、溶劑及生產(chǎn)周期綜合考慮,，提取次數(shù)以3～4次為宜,。
綜上所述，葉綠素提取的較佳條件是：90%濃度的丙酮,、固液比為1∶2,，分3～4次提取，每次約1h即可,。
（2）茶葉綠素的除雜純化：丙酮提取物中不僅有葉綠素及其衍生物,，還有大量的其他丙酮可溶物，其中部分是水溶性（如多酚類等）,。由于多酚類在其后的葉綠素銅鈉制備時(shí)的堿性條件下,，極易氧化成紅棕色而影響品質(zhì)，因此必須進(jìn)行除雜純化,。除雜純化原理是利用脂溶性溶劑溶解丙酮提取液,，然后用水萃取其中具水溶性的成分（如多酚類等）。一般是用乙醚或汽油先將丙酮提取液溶解,，然后用水反復(fù)萃取3～4次即可除盡酚類物質(zhì)等,。
（3）茶葉綠素的皂化和銅鈉鹽的制備：業(yè)已清楚，茶葉綠素組分共有8種,，它們分別為葉綠素a,、b，脫鎂葉綠素a,、b，葉綠素酸酯a,、b,，脫鎂葉綠素酸酯a、b,。這8種葉綠素的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)相似,，均可制備成葉綠素銅鈉鹽。其反應(yīng)式如下：

       在葉綠素銅鈉鹽的制備中,，由銅置換葉綠素分子上的鎂或氫和堿皂化酯型形成鹽兩步完成,。在理論上其轉(zhuǎn)化次序可以有3種：即先皂化后銅置換；先銅置換后皂化,，先加酸脫鎂（氫置換）,，再銅置換后皂化。對(duì)上述3種轉(zhuǎn)化次序的研究表明（表2）,，同一種葉綠素提取液3種處理的茶葉綠素銅鈉鹽得率差異較小,。因此,，工業(yè)化制備葉綠素銅鈉鹽，可以結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際確定其轉(zhuǎn)化工藝,。但在確定工藝之前應(yīng)充分考慮到,，葉綠素及銅葉綠素均為脂溶性，銅置換反應(yīng)需在有機(jī)溶劑體系中進(jìn)行,，所用無機(jī)銅需配成有機(jī)溶液,。先脫鎂再銅置換后皂化也是如此。而先皂化后銅置換工藝,，首先用堿皂化使脂溶性的葉綠素變成了水溶性葉綠素酸鈉鹽,，對(duì)于那些不皂化物仍留在有機(jī)相，可方便除去,，從而進(jìn)一步得到了純化,。葉綠素酸鈉可用無機(jī)銅置換，工藝簡(jiǎn)單,，便于工業(yè)化生產(chǎn),。
表2 茶葉綠素銅鈉鹽轉(zhuǎn)化的研究
處    理茶葉綠素銅納鹽得率/%
銅置換——皂化0.199
脫鎂——銅置換——皂化0.192
皂化——銅置換0.195

 
二、紅茶色素的分離純化技術(shù)
紅茶色素已在第二章中作了介紹,，根據(jù)紅茶色素的一些性質(zhì),，其中茶褐色素由于色澤呈褐色，同時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量較大,，易于進(jìn)一步縮合而沉淀,，因此茶褐素的開發(fā)應(yīng)用前景遠(yuǎn)不及茶黃素及茶紅素。現(xiàn)介紹紅茶色素中茶黃素和茶紅素的分離純化技術(shù),。
（一）紅茶色素的分離提取
目前,，紅茶色素的分離提取技術(shù)較多，這里介紹其中的幾種,。

 
（二）紅茶色素的分離純化
生產(chǎn)上往往需要純度較高的紅茶色素,，因此需要對(duì)上述分離提取的色素進(jìn)行純化。這里介紹2種分離純化的方法,。
1．茶紅素的分離純化
將（一）中方法二提取的茶紅素部分用熱水溶解,，然后用正丁醇萃取，萃取液減壓濃縮并回收,，然后用葡聚糖凝膠LH-20柱,，用40%左右的丙酮洗脫，收集含茶紅素的洗脫液,，回收濃縮,，最后冷凍干燥即可得到純度較高的茶紅素。
2．茶黃素的分離純化
（1）本法是將（一）中方法三提取的紅茶色素過葡聚糖凝膠LH-20柱，用60%丙酮洗脫,、分部收集,，會(huì)集E380/E460比值在2.5～3.0范圍內(nèi)的部分，在30℃下減壓餾去丙酮,，然后用醋酸乙酯萃取,，用硫酸鎂干燥后在30℃下減壓濃縮至干，得到明亮鮮紅色的固體物,。這種富含茶黃素的產(chǎn)物,，再經(jīng)過pH7硅膠柱分離。分離步驟如下：先用少量的丙酮∶甲醇∶水（25∶6∶2）溶解樣品并過柱,，用氯仿∶丙酮∶甲醇∶水（40∶25∶6∶2）進(jìn)行洗脫,。分部收集可得到茶黃素系列產(chǎn)品。
（2）本法是將（一）中方法三提取的紅茶色素過葡聚糖凝膠 LH-20柱,，用35%丙酮洗脫,，先洗出的是2個(gè)淡黃橙色帶B1和B2（最大吸收為400nm），隨后洗出的是3個(gè)深橙色帶B3,、B4和B5 （最大吸收為380和460nm）,。合并同一色帶的洗脫液，在30℃下減壓餾出丙酮,，再用乙酸乙酯進(jìn)行萃取,，萃取液用硫酸鎂脫水，濃縮回收,，干燥,，即得茶黃素系列產(chǎn)品。