本发明涉及植物提取，特别涉及一种高效水提茶黄素的绿色制备工艺。
背景技术：
1、茶黄素(theaflavins，tfs)是一类在红茶发酵过程中由儿茶素通过酶促氧化聚合形成的化合物，它们具有独特的苯并卓酚酮结构，其化学式为c22h18o11。茶黄素主要包括四种单体：茶黄素-3-没食子酸酯、茶黄素-3'-没食子酸酯、茶黄素-3,3'-二没食子酸酯和茶黄素-3,3'-双没食子酸酯。
2、茶黄素因其强大的抗氧化性、抗炎性、抗心血管疾病等药理作用而备受关注，研究表明，茶黄素能够降低血液中的低密度脂蛋白氧化，从而有助于预防动脉粥样硬化。此外，茶黄素还具有抗肿瘤、抗糖尿病、抗肥胖和神经保护等多重健康益处，例如，茶黄素能够通过调节脂质代谢和改善胰岛素敏感性来帮助控制血糖水平；在抗肿瘤方面，茶黄素能够通过抑制肿瘤细胞增殖和促进其凋亡来发挥抗癌作用，这些健康益处使得茶黄素成为研究和开发功能性食品和药品的热点。因此茶黄素的提取技术同样是当今植物提取领域的研究热门。
3、茶黄素传统提取方法主要包括热水提取、有机溶剂提取等，这些方法在一定程度上能够提取茶黄素，但存在提取效率低、成本高、环境污染等问题，随着科技的发展，现代提取技术在提高茶黄素提取效率、降低成本和减少环境污染方面取得了显著进展，现代提取技术主要包括水提取技术、硅胶层析技术、凝胶层析技术、聚酰胺层析技术、高效逆流色谱法、大孔树脂技术等等，以及几种方法的组合。例如cn101096693b公开了“一种从新鲜绿茶制备茶黄素、茶红素的方法”该方法以用新鲜绿茶为原料通过发酵、醇提、浓缩、去除咖啡因，再经过离子交换树脂和吸附树脂洗脱后得到茶黄素。又如《食品科学》期刊中的“聚酰胺分离纯化茶黄素类物质研究”一文，作者采用了聚酰胺层析技术探究了其分离最佳条件。再如cn101974581a公开了“一种茶黄素的提取纯化方法”将茶叶发酵后再经过高速逆流色谱和大孔树脂技术得到茶黄素，提高了茶黄素的纯度。
4、尽管目前提取茶黄素的方法多种多样，但目前对水提取结合吸附树脂技术提取高纯度和收率的茶黄素的研究甚少。
5、因此开发一种能够提高茶黄素提取率和纯度的绿色制备工艺迫在眉睫。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种高效水提茶黄素的绿色制备工艺，该制备工艺得到的茶黄素纯度和提取率高，且减少有机溶剂的使用，对环境更友好。
2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
3、本发明提供了一种高效水提茶黄素的绿色制备工艺，包括如下步骤：
4、s1、将红茶碾碎成红茶粉末；
5、s2、将步骤s1中的红茶粉末与去离子水混合，升温至70～80℃回流搅拌10～15min，过滤后得到茶黄素粗品滤液；
6、s3、将步骤s2中的茶黄素粗品滤液采用装有改性大孔吸附树脂的层析柱进行洗脱，得到茶黄素稀释液；
7、s4、将步骤s3中的茶黄素稀释液减压浓缩干燥，加入氯仿和去离子水萃取，合并水相蒸干得到固体，再加入乙醇减压浓缩干燥后得到茶黄素。
8、本技术采用水提取和大孔吸附树脂技术协同制备茶黄素，首先将红茶碾碎成粉末水提取得到其中的茶黄素粗品，再通过改性大孔吸附树脂的层析柱，得到茶黄素稀释液，申请人研究中发现茶黄素稀释液中会残留改性大孔吸附树脂水解后产生的杂质小分子，本技术再将茶黄素稀释液采用去离子水和氯仿进行萃取得到纯净的茶黄素，并用乙醇去除多余的氯仿提高茶黄素的生物利用度，降低生物毒性。
9、在一些实施方式中，步骤s2中，所述红茶粉末与去离子水的固液质量比为1:(40～60)。
10、优选的，步骤s2中，所述红茶粉末与去离子水的固液质量比为1:50。
11、在一些实施方式中，步骤s3中，所述改性大孔吸附树脂的质量与茶黄素粗品滤液的体积比为(0.1～0.2):1。
12、优选的，步骤s3中，所述改性大孔吸附树脂的质量与茶黄素粗品滤液的体积比为0.15:1。
13、本技术通过调控改性大孔吸附树脂的质量与茶黄素粗品滤液的体积比能够防止由于吸附树脂过多导致洗脱剂使用量增加，严重影响洗脱效率，此外还能够防止吸附树脂较少时对茶黄素吸附效果差容易被去离子水冲洗流出。
14、在一些实施方式中，步骤s3中，所述层析柱的洗脱方式为：先用3～4倍改性大孔吸附树脂质量的10～15℃的去离子水冲洗层析柱，再用38～42℃的55～75wt％的乙醇溶液冲洗层析柱并收集洗脱液得到茶黄素稀释液。
15、优选的，步骤s3中，所述层析柱的洗脱方式为：先用4倍改性大孔吸附树脂质量的12℃的去离子水冲洗层析柱，再用40℃的65wt％的乙醇溶液冲洗层析柱并收集洗脱液得到茶黄素稀释液。
16、本技术采用特定的洗脱方式能够提高茶黄素的收率，其原因可能是，首先用低温去离子水能够冲洗掉茶多糖等不能够吸附的物质，其中低温冲洗还能够防止改性大孔吸附树脂中的酯基水解发生解吸附效果使茶黄素部分被去离子水冲洗流出，从而减小茶黄素收率；此外再用适当温度的乙醇溶液冲洗层析柱，能够使改性大孔吸附树脂中的酯基水解，使改性大孔吸附树脂的极性增加，若极性的茶黄素在增大极性的改性大孔吸附树脂中吸附能力减弱，更容易被冲洗解吸，防止茶黄素残留吸附树脂中从而提高茶黄素收率。
17、在一些实施方式中，所述改性大孔吸附树脂的制备方法，包括如下步骤：
18、(1)将3-丁烯-1-醇、苯乙烯、二乙烯苯、引发剂和致孔剂混合，得到油相；
19、(2)将明胶加入水中升温至50～55℃直至明胶溶解，得到水相；
20、(3)将步骤(1)中的油相与步骤(2)中的水相混合，升温至65～75℃恒温搅拌3～6h，随后升温至85～87℃下恒温搅拌6～7h，反应结束后过滤得到大孔吸附树脂前驱体粗品；
21、(4)将步骤(3)中的改性大孔吸附树脂前驱体粗品加入去离子水中升温至95～100℃恒温搅拌30～60min，得到改性大孔吸附树脂前驱体；
22、(5)将步骤(4)中的改性大孔吸附树脂前驱体与苯甲酸混合加入到无水乙醇中，再加入浓硫酸，随后升温至50～60℃恒温搅拌16～18h，反应结束后降至室温，过滤后用冰水洗涤2～3遍，得到改性大孔吸附树脂。
23、市售的大孔吸附树脂对茶黄素具有一定的吸附能力，但其存在着吸附效果弱或者解吸率低从而导致大孔吸附树脂技术适中不能够得到高收率及纯度的茶黄素。
24、本技术将水提的茶黄素粗产物经过自制的改性大孔吸附树脂能够大大提高茶黄素的收率和纯度，其原因可能是，改性大孔吸附树脂采用3-丁烯-1-醇、苯乙烯、二乙烯苯作为单体聚合再通过对其中的羟基进行改性得到，其中含有大量苯基和酯基，在使用过程中茶黄素中的苯基能够与改性大孔吸附树脂中的苯基形成π-π键作用而酚羟基可以和酯基形成较弱的氢键作用，两种键合方式协同使茶黄素吸附于改性大孔吸附树脂中，在前期用冷水冲洗过程中由于苯环的存在降低了酯基的活性使酯基在冷水中不易发生水解，从而保证了茶黄素在改性大孔吸附树脂中的吸附稳定性从而减少茶黄素流失提高了茶黄素收率；当茶黄素粗品中的杂质去除后用热的乙醇溶液冲洗改性大孔吸附树脂，温度的升高提高了酯基的活性，在水中发生水解反应使苯基从改性大孔吸附树脂上脱落，茶黄素的吸附能力大大减弱，从而被乙醇冲洗脱除提高了改性大孔吸附树脂的解吸效率，此外公开论文“茶黄素纯化工艺及抑制碳酸饮料导致的牙酸蚀症研究”中提出了“tfs是弱极性物质，其与非极性树脂之间亲和力较强”，而本技术改性大孔吸附树脂在水解后极性会骤增，更加易于茶黄素的解吸，从而减少茶黄素在改性大孔吸附树脂上的残留，综上从而提高了茶黄素的收率和纯度。
25、在一些实施方式中，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。
26、在一些实施方式中，所述致孔剂为甲苯和/或液体石蜡。
27、在一些实施方式中，步骤(1)中，所述3-丁烯-1-醇、苯乙烯和二乙烯苯的质量比为(0.1～0.13):1:(0.14～0.16)。
28、优选的，步骤(1)中，所述3-丁烯-1-醇、苯乙烯和二乙烯苯的质量比为0.12:1:0.15。
29、申请人通过调控3-丁烯-1-醇、苯乙烯和二乙烯苯的质量比，能够防止制得的改性大孔吸附树脂中酯基含量过多使吸附树脂极性有所增加，影响茶黄素的吸附。
30、在一些实施方式中，步骤(1)中，所述引发剂的添加量为3-丁烯-1-醇、苯乙烯和二乙烯苯总质量的0.6～0.8％。
31、优选的，步骤(1)中，所述引发剂的添加量为3-丁烯-1-醇、苯乙烯和二乙烯苯总质量的0.7％。
32、在一些实施方式中，步骤(1)中，所述致孔剂的添加量为3-丁烯-1-醇、苯乙烯和二乙烯苯总质量的45～50％。
33、在一些实施方式中，所述步骤(1)中3-丁烯-1-醇的质量为所述步骤(2)中明胶的质量的0.25～0.3倍。
34、优选的，所述步骤(1)中3-丁烯-1-醇的质量为所述步骤(2)中明胶的质量的0.28倍。
35、在一些实施方式中，所述步骤(5)中苯甲酸与步骤(1)中3-丁烯-1-醇的摩尔比为1:(1～1.2)。
36、优选的，所述步骤(5)中苯甲酸与步骤(1)中3-丁烯-1-醇的摩尔比为1:(1～1.2)。
37、本技术通过调控苯甲酸与3-丁烯-1-醇的摩尔比能够使其中的羟基转化成酯基一方面降低了改性大孔吸附树脂的极性，另一方面能够使其中的羟基转化更完全。
38、本发明与现有技术相比，有益效果如下：
39、(1)本发明的茶黄素的绿色制备工艺首先将红茶碾碎成红茶粉末增加红茶粉末的比表面积使其中的茶黄素能够更好的释放，再通过水提将其中的茶黄素提取出来，去除不容杂质，随后通过改性改性大孔吸附树脂的层析柱进一步提纯茶黄素，最后将茶黄素稀释液进行萃取除去杂质化合物得到茶黄素成品，该方法茶黄素的收率和纯度较高，同时溶剂使用量少，对环境友好。
40、(2)本发明的改性大孔吸附树脂采用3-丁烯-1-醇、苯乙烯、二乙烯苯作为单体聚合再通过对其中的羟基进行改性得到，其中含有大量苯基和酯基，苯基能够与茶黄素中的苯基形成π-π作用，而酯基与茶黄素中的酚羟基形成氢键，两种键合方式协同使茶黄素吸附于改性大孔吸附树脂中，提高了茶黄素的吸附能力，进而提高了杂质去除率。
41、(3)本发明的改性大孔吸附树脂在使用时先用冷水冲洗，由于苯环的存在降低了酯基的活性使酯基在冷水中不易发生水解，从而保证了茶黄素在改性大孔吸附树脂中的吸附稳定性从而减少茶黄素流失提高了茶黄素收率；用热的乙醇溶液冲洗改性大孔吸附树脂，温度的升高提高了酯基的活性，在水中发生水解反应使苯基从改性大孔吸附树脂上脱落，茶黄素的吸附能力大大减弱，从而被乙醇冲洗脱除提高了改性大孔吸附树脂的解吸效率，从而提高了茶黄素的收率。