專利名稱：一種從茶葉制備茶葉蛋白乳化劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于茶葉深加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于一種從茶葉制備茶葉蛋白乳化劑的方法。
背景技術(shù)：
我國是茶葉生產(chǎn)大國，茶葉(干品)年產(chǎn)量已達到140萬噸，其中低檔茶、碎茶占到20%以上。每年尚有更大量的夏秋茶葉沒有采收利用。目前，從低檔茶、碎茶、夏秋茶中提取制備速溶茶粉、茶多酚、兒茶素、茶氨酸、茶多糖等茶葉深度加工已經(jīng)形成較具規(guī)模的工業(yè)門類，但是，提取上述活性成份后產(chǎn)生的大量茶渣基本沒有得到應用，大都作為肥料處理。經(jīng)測定，茶葉中蛋白質(zhì)含量約15% 30% (以干重計算)，高于小麥、大米、玉米等主要糧食作物的蛋白質(zhì)含量。其中約80%為谷蛋白，14%為醇溶蛋白，3. 5%為白蛋白和約
為球蛋白。蛋白質(zhì)根據(jù)其溶解性不同可分為溶于水的清蛋白、溶于鹽類的球蛋白、溶于醇類的醇溶蛋白以及溶于稀酸或稀堿的谷蛋白四種。因此，約95%的茶葉蛋白質(zhì)在熱水浸提及日常泡茶過程中不能被提取出來，而是留在茶渣中。另外，茶葉蛋白質(zhì)由于主要為谷蛋白等難以直接被人體消化吸收的蛋白質(zhì)，因此如果不加以改性而直接食用，基本不被人體消化吸收利用。茶蛋白中氨基酸組成是豐富合理的，含有16-18種氨基酸，且必需氨基酸是齊全的。因此，將茶蛋白提取純化后適當改性，可以變?yōu)橄招暂^好的食用、飼用蛋白資源。 本發(fā)明將茶蛋白進行控制酶法水解，加工成食品乳化劑，同時具有良好的水溶性、起泡性和膠凝性。從全球范圍內(nèi)來看，食物尤其是蛋白質(zhì)缺乏仍然是人類生存面臨的突出問題之一。因此本發(fā)明將對人類健康及茶葉的深度加工及增產(chǎn)增收具有重要意義。對于茶葉蛋白質(zhì)的研究開發(fā)相對于茶葉其它功能性成分的研究開發(fā)較少。近年來相關(guān)研究逐漸增多，但總起來研究深度不夠，蛋白質(zhì)的提取率較低，缺乏較好的工業(yè)化技術(shù)，造成工業(yè)化的生產(chǎn)應用還是空白。申請?zhí)枮?00810164171.2的“茶葉蛋白的雙酶提取法”，著眼于茶蛋白的提取，提取過程沒有采用能破壞茶葉細胞壁的果膠酶、纖維素酶等，因此得率最高只能達到52%，另外是在茶葉原料和水的整個體系中用蛋白酶酶法直接提取， 造成用酶量很大，成本較高。目前還沒有采用能破壞茶葉細胞壁的果膠酶、纖維素酶等輔助提取，同時采用控制性酶解技術(shù)來制備茶葉蛋白乳化劑的文獻報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種從茶葉制備茶葉蛋白乳化劑的方法，從茶鮮葉、干葉或者熱水浸提茶葉生產(chǎn)茶多酚之后的濕或干茶渣出發(fā)，經(jīng)過果膠酶+纖維素酶復合酶法輔助提取出茶葉蛋白質(zhì)，再經(jīng)過超濾除雜、濃縮后直接在適宜條件下用蛋白酶控制酶解進行蛋白質(zhì)改性，然后將此酶解液調(diào)節(jié)pH至4. 0 (等電點)附近，再用丙酮沉淀、脫色純化，分離沉淀和溶劑后，將溶劑回收循環(huán)使用，將沉淀真空干燥、粉碎，得到白色粉末狀茶蛋白質(zhì)乳化劑。本發(fā)明的技術(shù)方案一種從茶葉制備茶葉蛋白乳化劑的方法，包括如下步驟(1)茶蛋白的初步提取原料包括茶鮮葉、干葉或者熱水浸提茶葉生產(chǎn)茶多酚之后的濕或干茶渣。上述茶葉原料先粉碎成30-100目，提取溶媒為水，其用量為茶葉干重的5-20倍即按質(zhì)量比，g/g， 在提取溶媒中采用添加果膠酶、纖維素酶或果膠酶+纖維素酶復合酶法輔助提取，酶的用量為體系總重量的0. 1-2. 0%。提取次數(shù)為1-3次，提取溶媒pH為2-10，但應選擇靠近所用酶制劑的最佳pH，同時要偏離茶蛋白的等電點PI4. 0。(2)膜超濾除雜對第(1)步得到的提取液先用離心機、振動篩過濾機等過濾除去茶渣、泥沙等，采用超濾膜技術(shù)及設備進行過濾除雜、初步分離及濃縮。膜的截留分子量為5-20KD(千道爾頓)，超濾壓力0. 2-0. 5MPa。濃縮倍數(shù)10-20倍。(3)控制酶解進行蛋白質(zhì)改性將第( 步濃縮液中加入商品蛋白酶。酶的種類是食品級堿性或者中性蛋白酶或者復合蛋白酶。酶的用量為體系總質(zhì)量的0. 5-4. 0%，ρΗ值選擇所用酶制劑的最佳PH附近， 攪拌速率30-100rpm，時間l-4h。采用pH_s t at法控制水解度，水解度控制在2_6。酶解結(jié)束后，馬上加熱至90°C以上滅酶。滅酶后迅速冷卻至室溫。(4)丙酮低溫沉淀、純化將第(3)步得到的酶解液，調(diào)節(jié)pH至4-5，盡量接近蛋白體系的等電點，再在低溫下(2-10°C)加入丙酮，至上清液不再產(chǎn)生沉淀。離心分離上清液及沉淀。得到的沉淀物為顏色很淡的改性茶蛋白膠狀物。上清液為含水的丙酮溶液，經(jīng)蒸餾回收后循環(huán)使用。(5)干燥、粉碎將第(4)步得到的改性茶蛋白膠狀物經(jīng)高速離心噴霧干燥或者真空流化床干燥后得到茶葉蛋白乳化劑。如果采用真空流化床干燥，由于產(chǎn)品結(jié)塊，需要粉碎后計量、檢驗、 包裝、貯存。步驟(1)提取的最大特點是在提取溶媒中采用添加商品果膠酶、纖維素酶或果膠酶+纖維素酶復合酶法輔助提取，酶的用量為體系總重量的0. 1-2. 0%。其次的特點是原料包括茶鮮葉、干葉或者熱水浸提茶葉生產(chǎn)茶多酚之后的濕或干茶渣。上述茶葉原料先粉碎成30-100目，提取溶媒為水，其用量為茶葉干重的5-20，倍即重量比，茶葉1比水5-20倍。提取次數(shù)為1-3次，提取溶媒pH為2-10，選擇靠近所用酶制劑的PH，同時要偏離茶蛋白的等電點pi。步驟O)的特點是對步驟(1)得到的提取液采用膜超濾除雜。先用離心機、振動篩過濾機等過濾除去茶渣、泥沙等，再采用超濾膜技術(shù)及設備進行過濾除雜、初步分離及濃縮。膜的截留分子量為5-20KD，即千道爾頓，超濾壓力0.2-0.5MPa。濃縮倍數(shù)10-20倍。步驟(3)的特點是控制性酶解進行蛋白質(zhì)改性。采用pH-stat法控制水解度，水解度控制在2-6。將步驟( 濃縮液中加入商品蛋白酶。酶的種類是堿性或者中性食品級蛋白酶或其復合酶。酶的用量為體系總質(zhì)量的0. 5-4. 0%，ρΗ值選擇所用酶制劑的最佳pH 附近，攪拌速率30-100rpm，時間l_4h。步驟的特點是用丙酮低溫沉淀、純化。將步驟(3)得到的酶解液，調(diào)節(jié)PH至 4-5，盡量接近蛋白體系的等電點，再在2-10°C低溫下加入丙酮，至上清液不再產(chǎn)生沉淀。離心分離上清液及沉淀。得到的沉淀物為顏色很淡的改性茶蛋白乳化劑膠狀物。采用上述技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明采用復合酶法破壞茶葉纖維細胞組織，使茶蛋白容易釋放，從而大大提高蛋白提取率；采用膜技術(shù)過濾除雜、濃縮，不僅提高了產(chǎn)品純度，而且比傳統(tǒng)的加熱蒸發(fā)濃縮節(jié)能60%以上；不需要將茶蛋白提取物先干燥成蛋白粉再改性，而是用茶蛋白提取物濃縮液直接控制性酶解改性；用丙酮在較低溫度下沉淀蛋白，同時具有較好的脫色作用，不會產(chǎn)生硫酸銨沉淀法引入高濃度鹽離子及重金屬，后續(xù)需要透析除鹽、脫色等繁瑣步驟，大大簡化了制備工藝，降低了生產(chǎn)成本。該發(fā)明技術(shù)有望成為節(jié)能、低成本、綠色、高效的工業(yè)化生產(chǎn)茶蛋白添加劑的方法，對于我國大量的茶蛋白的高效利用提供了一種良好的新途徑。
具體實施例方式以下給出實施例，對本發(fā)明作進一步說明。實施例1 第1步茶蛋白的初步提取稱取十月份茶鮮葉IOOOg (干重約250g)，測得含蛋白質(zhì)約5%。用斬拌機先粉碎成 60目，加水2500g。用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH3. 5，加入商品果膠酶35g(總重量的1.0% )，在55°C 溫度下，攪拌提取池，攪拌速率為60rpm，過濾分離出清夜；茶渣再加水2500g，用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH3. 5，在55°C溫度下，攪拌提取池，攪拌速率為60rpm，過濾分離出清夜；合并2次清液， 總體積5200mL。經(jīng)測定計算，蛋白提取率為88%。第2步膜超濾除雜對第1步得到的提取液先用離心機過濾除去茶渣、泥沙等，再用超濾膜設備進行過濾除雜、初步分離及濃縮。陶瓷膜的截留分子量為10KD，即千道爾頓，超濾壓力0. 4MPa。 截留液的濃縮倍數(shù)15倍，得到350mL濃縮液。第3步控制酶解進行蛋白質(zhì)改性將第2步濃縮液中加入7. Og食品級商品堿性蛋白酶，酶的用量為體系總質(zhì)量的 2. 0%。pH值調(diào)節(jié)到8. 5附近，溫度50°C，攪拌速率30rpm，時間汕。采用pH-stat法控制水解度，水解度控制在3。酶解結(jié)束后，馬上加熱至95°C，保持15min。然后迅速冷卻至25°C。第4步丙酮低溫沉淀、純化將第3步得到的酶解液，調(diào)節(jié)pH至4. 5，接近蛋白體系的等電點，再在2-10°C低溫下加入丙酮，至上清液不再產(chǎn)生沉淀。離心分離上清液及沉淀。得到的沉淀物為顏色很淡的改性茶蛋白膠狀物。上清液為含水的丙酮溶液，經(jīng)蒸餾回收后循環(huán)使用。第5步干燥將第4步得到的改性茶蛋白膠狀物用純水配制成固形物濃度20%，經(jīng)高速離心噴霧干燥后得到40g乳白色茶葉蛋白乳化劑，總得率為80%。
經(jīng)凱氏定氮法檢驗，總蛋白質(zhì)含量為92%。游離氨基酸含量大大提高。采用相應的方法測定得到經(jīng)酶法水解改性后，水溶解性大大提高，氮溶解指數(shù)(NSI)達到了 72% (未改性時為16% )，吸水性為2. 71ml/g ；起泡性有較大提高，分別達到180%;乳化性達到 73. 5%左右；膠凝性較好，能形成良好的凝膠物。實施例2(1)茶蛋白的初步提取稱取茶多酚廠用熱水提取茶多酚之后的干茶渣500g，測得含蛋白質(zhì)約25%。先粉碎成40目，加水7500g。用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH5.5，加入商品果膠酶50g+纖維素酶50g(總重量的1. 25% )，在溫度50°C下，攪拌提取4h，攪拌速率為30rpm，過濾分離出清夜；茶渣再加水 5000g,用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH5. 5，在溫度50°C下，攪拌提取池，攪拌速率為30rpm，過濾分離出清夜；合并2次清液，總體積12L。經(jīng)測定計算，蛋白提取率為93%。(2)膜超濾除雜對⑴得到的提取液先用離心機過濾除去茶渣、泥沙等，再用超濾膜設備進行過濾除雜、初步分離及濃縮。陶瓷膜的截留分子量為5KD，即千道爾頓，超濾壓力0.35MPa。截留液的濃縮倍數(shù)10倍，得到1200mL濃縮液。(3)控制酶解進行蛋白質(zhì)改性將(2)濃縮液中加入30g食品級商品中性蛋白酶，酶的用量為體系總質(zhì)量的 2.5%。pH值調(diào)節(jié)到6. 5附近，溫度50°C，攪拌速率30rpm，時間汕。采用pH-stat法控制水解度，水解度控制在2. 5。酶解結(jié)束后，馬上加熱至95°C，保持15min。然后迅速冷卻至 25 °C。(4)丙酮低溫沉淀、純化將(3)得到的酶解液，調(diào)節(jié)pH至4.0，接近蛋白體系的等電點，再在低溫2-10°C下加入丙酮，至上清液不再產(chǎn)生沉淀。離心分離上清液及沉淀。得到的沉淀物為顏色很淡的改性茶蛋白膠狀物。上清液為含水的丙酮溶液，經(jīng)蒸餾回收后循環(huán)使用。(5)干燥將(4)得到的改性茶蛋白膠狀物用純水配制成固形物濃度20%，經(jīng)高速離心噴霧干燥后得到106g乳白色茶葉蛋白乳化劑，總得率為85%。經(jīng)凱氏定氮法檢驗，總蛋白質(zhì)含量為91%。游離氨基酸含量大大提高。采用相應的方法測定得到經(jīng)酶法水解改性后，水溶解性大大提高，氮溶解指數(shù)(NSI)達到了 75%， 未改性時為16%，吸水性為2. 85ml/g ；起泡性有較大提高，為185% ；乳化性達到75%左右； 膠凝性較好，能形成良好的凝膠物。實施例3(1)茶蛋白的初步提取稱取茶廠六月份的干碎茶500g，測得含蛋白質(zhì)約22%。先粉碎成60目，加水10Kg。 用稀鹽酸調(diào)節(jié)PH5. 5，加入商品果膠酶75g+纖維素酶75g為總重量的1. 44%，在溫度50°C 下，攪拌提取證，攪拌速率為30rpm，過濾分離出清夜；茶渣再加水5000g，用稀鹽酸調(diào)節(jié) PH5. 5，在溫度50°C下，攪拌提取池，攪拌速率為30rpm，過濾分離出清夜；合并2次清液，總體積15L。經(jīng)測定計算，蛋白提取率為95%。(2)膜超濾除雜
對(1)得到的提取液先用離心機過濾除去茶渣、泥沙等，再用超濾膜設備進行過濾除雜、初步分離及濃縮。陶瓷膜的截留分子量為15KD即千道爾頓，超濾壓力0.5MPa。截留液的濃縮倍數(shù)10倍，得到1500mL濃縮液。(3)控制酶解進行蛋白質(zhì)改性將⑵濃縮液中加入50g食品級商品復合蛋白酶，酶的用量為體系總質(zhì)量的 3. 3%。pH值調(diào)節(jié)到5. 5附近，溫度55°C，攪拌速率30rpm，時間池。采用pH-stat法控制水解度，水解度控制在4。酶解結(jié)束后，馬上加熱至95°C，保持15min。然后迅速冷卻至25°C。(4)丙酮低溫沉淀、純化將(3)得到的酶解液，調(diào)節(jié)pH至4.0，接近蛋白體系的等電點，再在2-10°C低溫下加入丙酮，至上清液不再產(chǎn)生沉淀。離心分離上清液及沉淀。得到的沉淀物為顏色很淡的改性茶蛋白膠狀物。上清液為含水的丙酮溶液，經(jīng)蒸餾回收后循環(huán)使用。(5)干燥將(4)得到的改性茶蛋白膠狀物經(jīng)真空烘箱55°C干燥后得到96.8g干物質(zhì)，粉碎后得到淡黃色茶葉蛋白乳化劑，總得率為88%。經(jīng)凱氏定氮法檢驗，總蛋白質(zhì)含量為93%。游離氨基酸含量大大提高。采用相應的方法測定得到經(jīng)酶法水解改性后，水溶解性大大提高，氮溶解指數(shù)(NSI)達到了 80%， 未改性時為16%，吸水性為2. 90ml/g ；起泡性有較大提高，為190% ；乳化性達到78%左右； 膠凝性較好，能形成良好的凝膠物?？梢耘c大豆分離蛋白媲美。
權(quán)利要求
1.一種從茶葉制備茶葉蛋白乳化劑的方法，其特征是方法步驟為第1步茶蛋白的初步提取原料包括茶鮮葉、干葉或者熱水浸提茶葉生產(chǎn)茶多酚之后的濕或干茶渣，上述茶葉原料先粉碎成30-100目，提取溶媒為水，按質(zhì)量比，其水的用量為茶葉干重的5-20倍，在提取溶媒中采用添加果膠酶、纖維素酶或果膠酶+纖維素酶復合酶法輔助提取，酶的用量為體系總重量的0. 1-2.0% ；提取次數(shù)為1-3次，提取溶媒pH為2-10，選擇所用酶制劑的適合pH，同時要偏離茶蛋白的等電點Pl 4.0 ；第2步膜超濾除雜對第1步得到的提取液先用離心機、振動篩過濾機等過濾除去茶渣、泥沙等，采用超濾膜技術(shù)及設備進行過濾除雜、初步分離及濃縮；膜的截留分子量為5-20KD，即千道爾頓，超濾壓力0. 2-0. 5Mpa，濃縮倍數(shù)10-20倍；第3步控制酶解進行蛋白質(zhì)改性將第2步濃縮液中加入商品蛋白酶，酶的種類是食品級商品堿性、中性蛋白酶或者復合蛋白酶，酶的用量為體系總質(zhì)量的0. 5-4. 0%，ρΗ值選擇所用酶制劑的適合pH，攪拌速率 30-100rpm,時間l_4h，采用pH-stat法控制水解度，水解度控制在2_6，酶解結(jié)束后，馬上加熱至90°C以上滅酶，滅酶后迅速冷卻至室溫；第4步丙酮低溫沉淀、純化將第3步得到的酶解液，調(diào)節(jié)pH至4-5，接近蛋白體系的等電點，再在2-10°C低溫下加入丙酮，至上清液不再產(chǎn)生沉淀，離心分離上清液及沉淀，得到的沉淀物為顏色很淡的改性茶蛋白膠狀物，上清液為含水的丙酮溶液，經(jīng)蒸餾回收后循環(huán)使用；第5步干燥、粉碎將第4步得到的改性茶蛋白膠狀物經(jīng)高速離心噴霧干燥或者真空流化床干燥后得到茶葉蛋白乳化劑，采用真空流化床干燥，由于產(chǎn)品結(jié)塊，需要粉碎后計量、檢驗、包裝、貯存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從茶葉制備茶葉蛋白乳化劑的方法，其特征是步驟第2 步膜超濾除雜將第1步得到的提取液采用膜超濾除雜，先用離心機、振動篩過濾機等過濾除去茶渣、泥沙等，再采用超濾膜技術(shù)及設備進行過濾除雜、初步分離及濃縮，膜的截留分子量為5-20KD即千道爾頓，超濾壓力0. 2-0. 5Mpa，濃縮倍數(shù)10-20倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從茶葉制備茶葉蛋白乳化劑的方法，其特征是步驟第 3步是控制性酶解進行蛋白質(zhì)改性，采用pH-stat法控制水解度，水解度控制在2-6，將步驟第2步濃縮液中加入商品蛋白酶，酶的種類是商品食品級堿性或者中性蛋白酶或其復合酶，酶的用量為體系總質(zhì)量的0. 5-4.0%, pH值選擇所用酶制劑的適合pH，攪拌速率 30-100rpm，時間 l_4h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從茶葉制備茶葉蛋白乳化劑的方法，其特征是步驟第4 步是用丙酮低溫沉淀、純化，將第3步得到的酶解液，調(diào)節(jié)pH至4-5，接近蛋白體系的等電點，再在2-10°C低溫下加入丙酮，至上清液不再產(chǎn)生沉淀，離心分離上清液及沉淀，得到的沉淀物為顏色很淡的改性茶蛋白乳化劑膠狀物。
全文摘要
一種從茶葉制備茶葉蛋白乳化劑的方法，從茶葉或者生產(chǎn)茶多酚之后的茶渣，經(jīng)過果膠酶+纖維素酶復合酶法輔助熱水提取出茶葉蛋白質(zhì)，經(jīng)超濾除雜、濃縮后用蛋白酶控制酶解進行蛋白質(zhì)改性，將此酶解液調(diào)節(jié)pH至4.0等電點，再用丙酮沉淀、脫色純化，分離沉淀和溶劑后，將沉淀干燥、粉碎，得白或淡黃色粉末狀茶蛋白質(zhì)乳化劑。本方法提高蛋白提取率；用膜技術(shù)過濾除雜、濃縮，提高了純度，比傳統(tǒng)的節(jié)能60％以上；具有較好的脫色作用，簡化了制備工藝，降低了生產(chǎn)成本。有望成為節(jié)能、綠色、高效的工業(yè)化生產(chǎn)茶蛋白添加劑的方法，對茶蛋白的利用提供一種新渠道。
文檔編號A23J3/14GK102334586SQ20101023613
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者唐弟康, 王洪新 申請人:遵義陸圣康源科技開發(fā)有限責任公司