茶叶茶多酚类物质具有抗氧化、清除自由基等多种生理功能,是一种理想的天然抗氧化剂,在功能食品、药物、化妆品等领域有广阔的应用前景。茶多酚的主体成分是儿茶素类化合物,其中表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCg)是茶叶儿茶素类化合物中含量最高、最具生物活性的成分。绿茶一般含有15.20％的儿茶素类化合物和2-5％的咖啡因。常规工艺制得的茶多酚产品中总儿茶素类(TC)含量为50-70％,咖啡因含量则高达2％-10％。咖啡因是一种神经兴奋剂,过量摄入会引起心悸、失眠,甚至孕妇流产等不良反应。而现有的脱咖啡因技术和儿茶素类富集工艺面临着产品安全性、生产成本高昂等问题。因此,开发茶叶提取物脱咖啡因和儿茶素类,尤其是富含EGCg的儿茶素类产品的绿色生产技术将有利于拓展儿茶素类的应用范围,提高茶多酚产品的附加值。　　 茶叶提取物和功能成分的常用产品包括速溶茶粉、95％茶多酚(TC含量为60-70％)、70％EGCg产品(EGCg含量高于70％)和95％EGCg(EGCg含量高于95％)。针对这些产品的技术需求,本研究以活性炭、木质纤维素、聚酰胺、硅胶等材料为吸附剂,研究不同吸附剂对茶叶儿茶素类和咖啡因的吸附机理,探讨低咖啡因速溶茶粉、低咖啡因儿茶素类复合物,70％EGCg和95％EGCg的制备工艺并获得相应的技术参数。　　 1.基于茶叶提取物脱咖啡因和低咖啡因儿茶素类复合物制备新工艺的研究获得如下成果:　　 (1)以活性炭为吸附剂进一步脱除咖啡因制备低咖啡因速溶茶粉。研究证明,活性炭对茶叶提取物中咖啡因具有较强的选择性吸附作用,可作为生产低咖啡因速溶茶粉的辅助手段。适宜的活性炭处理条件是:茶叶提取物初始浓度不宜超过30 g·L-1,自然pH条件下活性炭处理4 h。以经热水处理初步脱咖啡因的茶叶为原料通过热水漫提获取茶叶提取液,用活性炭处理进一步脱除其中的咖啡因,通过反渗透浓缩和喷雾干燥获得低咖啡因速溶茶粉。产品的咖啡因含量为7.81 mg.g-1,是一般速溶茶粉咖啡因含量的1／7-1／10。　　 (2)以茶梗木质纤维素(TSL)为吸附剂制备低咖啡因儿茶素类复合物。研究证明,TSL对儿茶素类的吸附量较大,选择性吸附性能佳,是制备低咖啡因儿茶素类产品的理想吸附材料。吸附动力学特性研究表明,TSL对TC的吸附动力学特性符合拟一级速率方程和拟二级速率方程模型,且与拟二级速率方程拟合度更高。TSL对TC和咖啡因的吸附平衡过程符合Langmuir等温吸附规律。TSL吸附TC和咖啡因的过程属于自发的放热过程。采用TSL吸附柱分离茶叶提取物中的儿茶素类化合物(上样量为7.5 mg TC／cm3TSL),经<10％乙醇溶液洗脱去除咖啡因,然后用60—80％乙醇溶液洗脱获得低咖啡因儿茶素类混合液。该溶液浓缩、干燥后获得的产品TC含量高于700 mg·g-1,咖啡因含量低于10 mg·g-1。与传统方法相比,该法使用的吸附剂来源丰富,成本低廉,且不使用有害化学溶剂,产品食用安全性高。　　 (3)天然木质纤维素(SL)接枝改性的研究。为进一步提高SL对儿茶素类的吸附能力,以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体对SL进行接枝改性。研究表明,反应溶剂种类、引发剂用量、NVP用量、反应温度和时间对接枝效果有重要影响。适宜的接枝反应条件是:乙腈为反应溶剂,引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)比例AIBN／NVP=0.04,单体比例NVP／SL=0.2,反应温度70℃,反应时间6 h.扫描电镜观察显示,接枝后NVP附着于SL材料表面,SL表面裂痕被填埋,晶体颗粒明显减少。傅里叶红外光谱仪检测证明,接枝后SL红外光谱图中官能团-C=O所对应的吸收峰蓝移并增强。接枝改性后,SL对TC的吸附量提高40.07％。　　 2.基于以聚酰胺为吸附剂制得的儿茶素类产品中己内酰胺环状低聚物(CCM)残留控制及低咖啡因儿茶素类复合物制备技术的研究获得如下成果:　　 聚酰胺是常用的儿茶素类吸附剂之一,而关于其低聚物是否通过生产环节转入其制备的天然产物这一疑问尚未有定论,且聚酰胺吸附分离儿茶素类的最佳技术条件和机理仍有待深入研究。　　 (1)CCM残留物检测方法的研究。经HPLC／MS和MS／MS鉴定,证明市售聚酰胺的乙醇萃取液和直接以市售聚酰胺为吸附剂得的儿茶素类产品中存在。着己内酰胺的四聚体、五聚体、六聚体、七聚体、八聚体和带有支链的四聚体(BTM)等低聚物残留。用HPLC检测儿茶素类产品的CCM残留时,受到儿茶素类化合物的干扰。可采用交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)去除溶液中的儿茶素类,消除此干扰。HPLC检测CCM残留的适宜条件是:色谱柱:pHenomenex C18柱,4.6×150 mm；检测器:Shimadzu SPD ultraviolet detector；检测波长:202 nm；检测温度:35℃；流动相A为水,流动相B为乙腈；洗脱梯度:0-25 min B相从20％线性上升至37％,25-30min B相保持在20％；流速:1 mL·min-1,进样量:10μl。　　 (2)CCM残留控制的研究。为清除儿茶素类产品的CCM残留,提出聚酰胺的预处理方法:将聚酰胺置于95％(v／v)乙醇70℃处理40 min,倾去乙醇溶液后用新鲜的95％(v／v)乙醇重复上述处理；用去离子水淋洗聚酰胺除去残留乙醇,室温下自然晾干,用于吸附分离儿茶素类化合物。所制儿茶素类产品未检测出CCM残留。　　 (3)以聚酰胺为吸附剂分离儿茶素类化合物的研究。研究表明,聚酰胺对TC的吸附动力学特性符合拟一级速率方程和拟二级速率方程规律,且与拟二级速率方程的拟合度更高。聚酰胺对TC的吸附平衡遵循Langmuir等温方程,吸附过程属于自发的放热过程。聚酰胺制备低咖啡因儿茶素类复合物的适宜条件是:将茶叶提取液上载至聚酰胺吸附柱,用去离子水或低浓度乙醇洗脱去除咖啡因,再用80％乙醇溶液洗脱获得低咖啡儿茶素类制品。所得制品TC含量为670.52mg·g-1,咖啡因含量为1.82 mg·g-1。连续多次使用后,聚酰胺吸附力降低,可用酸碱溶液进行再生,再生后的聚酰胺吸附分离效果与新聚酰胺相当。　　 3.基于70％EGCg和95％EGCg产品制备技术的开发获得如下成果:　　 (1)70％EGCg(EGCg70)产品的制备。以茶叶提取物为原料,开发了“乙酸乙酯溶-柠檬酸水洗、硅胶柱吸附-反相萃取-溶剂萃取-浓缩、干燥”制备EGCg含量高于70％的儿茶素类产品。适宜的技术参数是:乙酸乙酯溶解,茶叶提取物／乙酸乙酯固液比=1:15,超声波助溶10 min；0.4倍体积10 g·L-1柠檬酸水溶液水洗2次；有机相通过硅胶柱去除色素类物质,利用反相萃取将儿茶素类转入水相；再用正己烷／乙酸乙酯(4／10,v／v)混合溶剂萃取；浓缩、干燥后获得EGCg70制品。制品的TC含量为920.17 mg·g-1,其中EGCg含量为753.20mg·g-1；以绿茶为原料获得的制品中TC含量为965.36 mg·g-1,EGCg含量为709.10 mg·g-1。　　 (2)95％EGCg的制备。采用硅胶柱层析法制备EGCg单体,研究表明影响EGCg回收率的主要因素为上样量、柱床高度和洗脱剂溶剂比例。适宜的条件是:上样量为3.57 mg TC／cm3,上样后硅胶层析柱用正己烷／乙酸乙酯／乙酸(5／5／1,v／v／V)混合液为洗脱剂进行洗脱,分段收集可获得纯度高于95％的EGCg单体,EGCg回收率约为78％。使用后的硅胶层析柱可用乙醇和10 g·L-1柠檬酸水溶液再生,重复使用。