茶树粗老叶及茶末为原料提取茶多酚可行性研究

徐思珍

（南涧县茶叶工作站，云南 南涧 675700）

南涧县是云南省35个茶叶基地县之一，也是全国118个茶叶重点区域基地县之一，2013年末，全县共有茶园面积7326.7hm2，茶叶产量450万kg，实现总产值达4亿元；培育了绿茶、普洱茶、乌龙茶3大系列茶叶产品，种茶农户达2.6万户，有大小茶场84个，其中茶叶初制加工厂42个、茶叶精制加工企业11个，有2个企业2个茶叶产品通过国家“无公害”农产品认证，5个企业18个茶叶产品通过国家“绿色食品”认证，6个茶叶企业通过“有机茶”产地和加工认证，14个茶叶加工企业通过了“QS”认证。茶园建设和茶叶生产中每年都产生大量的废弃老叶及茶末，每年共有约90万kg的茶末及茶片，低改中每年产生约30万kg粗老茶叶被废弃,综合利用茶末及粗老茶叶提高茶业综合产值潜力很大。

有关专家研究表明，粗老茶叶中茶多酚（Tea Polyphenols）含量为6%～15%，茶叶生产废料茶末中茶多酚的含量一般为15%左右。茶多酚是茶叶中酚类物质及其衍生物的总称，茶叶的提取物茶多酚具有较人工合成抗氧化剂更强的抗氧化活性，尤其是乳化的茶多酚比人工合成抗氧化剂BHT+BHA强，目前广泛应用于培烤食品、水产品、肉制品、调味剂和饮料、医药和保健食品等方面。我国食品工业主要使用的是人工合成抗氧化剂，如TBHQ、BHT、PG等，因这些抗氧化剂都具有一定的潜在毒性，而逐渐被限制使用。高效、安全、无毒、纯天然是目前国际食品界的主旋律，开发和利用天然抗氧化剂已成为当今食品科技发展的方向。因此，从粗老茶叶及茶末中提取茶多酚用于食品工业等具有广阔的前景。

1 从茶叶中提取茶多酚的主要方法及工艺

茶多酚易溶于热水、乙醇、甲醇、乙酸乙酯和丙酮，不溶于氯仿、正丁醇；在一定的pH值下，也易溶于金属盐而生成沉淀。因此，茶多酚的提取方法有多种，从茶叶中制备茶多酚常用的方法主要分三类：

1.1 溶剂萃取法

溶剂萃取法是利用茶多酚在不同溶剂中的溶解性差异来分离茶多酚。工艺流程：茶叶浸提→过滤→滤液浓缩→除茶多糖→除咖啡碱→乙酸乙酯萃取→回收溶剂→干燥→产品。操作简单，易于工业化。

1.2 离子沉淀法

离子沉淀法是利用茶多酚在一定条件下可以与金属离子反应生成沉淀而在水溶剂中与其他物质分离来提取茶多酚。工艺流程：茶叶浸提→过滤→滤液加入沉淀剂→过滤 （或离心）→沉淀转溶→乙酸乙酯萃取→回收溶剂→干燥→产品。使用有机溶剂较少，生产安全性好，工艺简单，生产成本低，产品色泽好，水溶性好。

1.3 树脂吸附法

树脂吸附法是利用树脂具有吸附—解吸作用的特性来分离提纯茶叶中的茶多酚。工艺流程：茶叶浸提→过滤→滤液超滤→用树脂吸附→乙醇洗脱→洗脱液回收乙醇→干燥→产品。工艺简单，能耗低，可再生，易于实现规模化生产，而且产品的回收率和纯度较高，儿茶素含量≥95%。

1.4 超声波浸提法

目前茶多酚工业生产存在的问题是茶多酚提取率低，提取和纯化工艺流程长，有机溶剂消耗多，污水处理难，造成生产成本高。为了有效克服这些困难，可采用多产品复合工艺，注意提取除茶多酚以外的有用成分，提高综合经济效益；或将工艺集成化,缩短工艺流程,提高产品纯度和获得率,减少有机溶剂的使用和环境污染,降低生产成本。如安全快速对茶多酚提取和含量的测定，可以采用超声波浸提法，其原理是利用TP可溶于有机溶剂乙醇将之从茶叶中提取出来，再用有机溶剂乙酸乙酯将之萃取。利用了超声波的机械破碎和空化作用，使植物细胞组织更易破碎，加速茶多酚浸提物从茶叶向溶剂扩散的速率，缩短浸提时间，浸提液采用与传统工艺相同处理精制过程取得产品。该方法工艺简单，避免使用有毒有机溶剂，成本低，产出率较高，是一种安全快速的提取方法。

2 茶多酚替代常用食品抗氧化剂的可行性

茶多酚与常用于食品工业的合成抗氧化剂对比分析如表1所示。

由表1显示，各种抗氧化剂的抗氧化能力为：植物油：TBHQ﹥PG﹥BHT﹥BHA；动物性油脂：TBHQ﹥PG﹥BHA﹥BHT；无水乳脂：PG﹥TBHQ﹥BHA。茶多酚抗氧化效果优于HBT、BHA、TBHQ。茶多酚是从茶叶中提取的一种天然抗氧化剂，茶多酚作为抗氧化剂无被禁止利用报道，具有茶多酚替代常用食品抗氧化剂的可行性。

表1 天然抗氧化剂茶多酚和常用食品抗氧化剂的对比分析

表2 抗氧化剂的市场价格参考数据

3 茶多酚的市场需求及抗氧化剂的市场价格

3.1 茶多酚的市场需求

茶多酚在全球年消耗量约1800t，其中美国约700t，西欧500t，日本500t，其他国家和地区约400t。近年来除欧美国家需求逐年增加外，东南亚、南亚等消费量也有较快增长。中国是产茶大国，儿茶素、茶多酚制备技术实现了产业化，茶多酚出口潜力巨大。全国人口以13亿计，每年人平均消费食用油以5kg计算。在精炼油中所加抗氧化剂为万分之二，每年就精炼油一项需用抗氧化剂650t。

3.2 抗氧化剂的市场参考价格

通过抗氧化剂的市场价格参考数据分析计算。抗氧化剂的市场价格参考数据如表2所示。

4 粗老叶及茶末中提取茶多酚的成本分析

4.1 原料

粗老茶叶：据统计，粗老茶叶及茶末约占茶产量的20%，另外低产茶园改造中废弃的粗老茶叶约有450kg/hm2。

茶末：据统计，粗老茶叶及茶末约占茶产量的20%。

4.2 提取设备

试生产规模投资设备，从利润中计提折旧费。企业按生产条件：年产茶多酚抗氧化剂100t的工厂土建投资为800万元，设备投资为1000万元，流动资金为600万元。

4.3 提取溶剂

提取溶剂中化工产品类溶剂回收综合利用，不计成本，所需要的水纳入成本核算。

4.4 综合成本与利润

每千克茶末价格以6元计，每吨粗老茶叶的收集人工工资及初加工成本6000元估算，折合粗老茶叶成本为每千克3元，综合粗老茶叶及茶末的成本约每千克6元，按10%茶多酚产出率计算，每千克茶多酚需要原料10kg，每吨茶多酚需要10t茶末或粗老茶叶。

生产1t茶多酚：原料成本10×6000＝6万元。需用水、电、气、人工成本30×1000＝3万元。生产成本合计：30×1000＝3万元+6万元＝9万元。产品价格:340×1000=34万元。毛利润：34万元-9万元＝25万元。按市场纯度90%茶多酚价格340元/kg作为参考价，每千克产品的毛利润可达315元，年产100t的总利润可达3150万元。按年产100t规模投资2400万元计算，扣除折旧费77万元，销售的广告费用500万元，各种运输费用400万元，税金378万元，贷款利息240万元。故每年可获利润1555万元，满负荷生产20个月即可收回建厂投资。

5 结论

综合利用茶末及粗老茶叶提高茶业综合产值，是茶叶科技工作者的职责和任务。粗老茶叶及茶末为原料提取茶多酚作为抗氧化剂应用于食品工业，具有原料充足、提取工艺简单、市场需求旺盛、利润空间大、回收投资成本周期短的特点，既可以小作坊加工生产，又可以规模化生产经营，也可以按企业化条件运行，是一条提高茶业综合产值的有效途径。

[1]李涛，余旭亚，陈朝银.抗氧化剂的研究与应用现状[J].食品研究与开发，2003，24（2）：23-26.

[2]邹耀洪.高效液相色谱/质谱分析茶树老叶中儿茶素[J].分析化学，2003，31（3）：381.

[3]吴京平.天然植物抗氧化剂在食品工业中的应用[J].北京联合大学学报,2007，21（2）：64-68.

[4]田云，卢向阳，等.天然植物抗氧化剂研究进展[J].中草药，2005，36（3）：468-470.

[5]金冠凤.茶叶中天然抗氧化剂茶多酚的提取方法及应用研究进展[D].曲靖：曲靖师范学院，2011.

[6]陈旭红.安全快速对茶多酚提取和含量的测定[J].食品研究与开发，2004，25（4）：135-137.

[7]李明元，李鑫，白德飞，等.茶叶生产废料中茶多酚提取工艺研究[J].西华大学学报，2010，29（2）：202-204.

[8]陈建新，兰先秋，等.茶多酚工业提纯方法的比较研究[J].四川化工，2005，8（2）：41-44.