一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法技术

本发明专利技术公开了一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂(Natural Deep Eutectic Solvents，NADESs)提取茶多酚的方法，所述方法通过量子化学计算，构建1022组三元NADESs分子模型，计算茶多酚溶质分子模型在每种NADES中的溶解能力(Solvent Power，SP)，筛选得到对茶多酚提取效率较高、低粘度的三元NADESs。制备筛选所得NADESs后，加入适量绿茶粉末恒温搅拌一段时间进行提取，离心得到茶多酚提取液，采取HPLC测定茶多酚含量。本发明专利技术采用量子化学计算与实验相结合的方法，在极大节省人力、物力的同时，筛选得到适用于茶多酚高效提取所用的NADESs，提取效率远高于传统溶剂。该方法提供了一种工艺简单、绿色环保、高效、低粘度三元NADESs提取茶多酚的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法
本专利技术涉及一种天然产物的提取方法，具体涉及一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法。
技术介绍
茶多酚是茶叶中的酚类物质，具有优良的天然生物活性，在抗氧化、抗癌及抗突变等方面具有广泛的应用前景。目前较为成熟的茶多酚提取方法较多。专利CN1506346A公开了提供茶多酚的方法，该法是通过热水浸提，以AlCl3为沉淀剂，用稀HCl进行酸转溶，乙酸乙酯萃取后得到茶多酚粗品，得率为14.67％；熊莹等(中国现代应用药学,2020,37(02):175-179)探讨茶多酚超声辅助提取的最佳工艺条件参数，结果为茶多酚在最佳提取条件下(液料比32mL/g，提取温度67℃，提取时间55min)所得提取率为26.18％；阮怿航等(福建农业学报,2020,217-225)利用低共熔溶剂提取铁观音茶多酚，筛选出最适的茶多酚低共熔溶液提取体系为乳酸-甜菜碱，提取时间46.79min、提取温度62.48℃、含水率32.15％、摩尔比2:1、固液比1:40(g/mL),在此条件下茶多酚提取率为15.42％。上述方法存在茶多酚提取率低、纯度低、设备防护要求高等不同的问题，不适用于投入工艺生产，因此亟需一种能够克服上述问题茶多酚提取方法。近年来，有人利用天然低共熔溶剂(NaturalDeepEutecticSolvents，NADESs)的优良溶剂性质从植物中提取黄酮、多酚等天然活性产物的研究，提取效率较高，且NADESs可生物降解，不会造成环境污染问题。欲利用NADESs从植物中提取天然活性产物，须选择合适的NADESs。如何根据所提取的产物选择高效的NADESs是当下研究的热点。目前，研究者们常常通过大量的提取实验来筛选合适的天然产物提取剂，由于NADESs粘度较大，从而影响传质速率，极大的限制了其在实际生产中的应用。近年来有研究表明，水具有形成氢键的良好的能力，可以参与形成NADESs并改善其理化性能，如降低粘度、调节极性等。因此本专利技术采用水作为NADESs组成成分的三元NADESs进行茶多酚提取。片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)是通过量子化学计算得到分子表面相互作用，并且采用统计热力学方法分析分析分子表面局部静电作用，常用于预测离子液体的溶解度、活度系数，液液平衡及气液平衡等，是一种有效的预测流体热力学性质的方法。所以结合COSMO-SAC模型进行量子化学计算辅助筛选茶多酚提取所用的较优NADESs，后续结合实验验证，在避免药品浪费和节约实验时间的同时，得到适于茶多酚高效提取所用的NADESs。
技术实现思路
现有天然产物提取工艺开发过程中，往往通过大量的提取实验来筛选合适的提取所用溶剂，本专利技术通过模拟计算与实验验证相结合的方式，提供一种不仅节省人力、物力，而且通过使用低粘度三元天然低共熔溶剂实现茶多酚的简单、绿色、高效提取的方法。为达到上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，所述方法包括以下步骤：(1)通过量子化学计算，分别建立茶多酚模型物分子和三元天然低共熔溶剂分子模型，依次进行几何优化和能量优化；(2)利用优化溶质和溶剂分子后得到的分子片段数、空穴数，计算茶多酚模型物分子在每种溶剂中的溶解能力(SP)；(3)制备步骤(2)中对茶多酚溶解能力(SP)较大的三元天然低共熔溶剂：将氢键受体、氢键供体和既可作为氢键供体又可作为氢键受体的水按照2:1:0-2:1:2的摩尔比混合，60-100℃恒温搅拌使之形成均相、透明、稳定的混合体系，冷却至室温，即得三元NADESs；(4)将干燥、研磨、过筛后的绿茶粉末与步骤(3)配制的三元天然低共熔溶剂按液料比(mL/g)30-60混合，70-100℃恒温搅拌提取1-4h，将所得混合体系进行离心，上清液即为茶多酚提取液。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(1)中以儿茶素作为茶多酚模型物分子。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(1)中选用的氢键供体包括但不仅限于1,2-丙二醇、乙二醇、葡萄糖、甘油、柠檬酸、草酸、苹果酸，进一步优选为1,2-丙二醇、乙二醇。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(1)中选用的氢键受体包括但不仅限于氯化胆碱、甜菜碱，进一步优选为氯化胆碱。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(1)中选用的氢键供体、氢键受体和水的摩尔比为2:1:0-2:1:2，进一步优选为2:1:1。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(3)中配制天然低共熔溶剂的温度为60-100℃，进一步优选为80℃。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(4)中的绿茶粉末选用80-100目筛网过筛，进一步优选为100目。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(4)中天然低共熔溶剂与绿茶粉末的液料比(mL/g)为30-60，进一步优选为50。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(4)提取温度为70-100℃，进一步优选为80℃。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(4)中提取时间为1-4h，进一步优选为4h。优选的，在上述一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于步骤(4)中离心转速为6000-9000rpm，离心时长为20-30min，更为优选的，离心转速为8000rpm，离心时长为25min。本专利技术介绍了三元天然低共熔溶剂提取绿茶中茶多酚的最佳工艺条件：将1,2-丙二醇/氯化胆碱/水按照摩尔比2:1:1，在80℃下配制为均相、透明、稳定的混合体系，液料比为50，提取时间4h，提取温度80℃，8000rpm离心25min，上清液即为茶多酚提取液。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用量子化学计算与实验相结合的方法筛选天然低共熔溶剂，极大地节省了人力、物力；(2)本专利技术使用新型绿色溶剂——三元天然低共熔溶剂，该溶剂具有制备工艺简单、绿色环保等优点，水的加入不仅降低了低共熔溶剂的粘度，而且增加了氢键强度；(3)本专利技术工艺流程简单，产物提取效率为279.7mg/g，比传统溶剂乙醇溶液提高了45％。附图说明图1附图为模拟计算茶多酚提取所用天然低共熔溶剂流程图；图2附图为儿茶素分子表面电荷密度图；图3附图为1,2-丙二醇/氯化胆碱/水空间分布图；图4附图为儿茶素在不同三元低共熔溶剂中的溶解能力(SP)热图；图5附图为茶多酚标准曲线；图6附图为茶多酚标准品与提取液的高效液相色谱图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：/n(1) 通过量子化学计算，分别建立茶多酚模型物分子和三元天然低共熔溶剂分子模型，依次进行几何优化和能量优化；/n(2) 利用优化溶质和溶剂分子后得到的分子片段数、空穴数，计算茶多酚模型物分子在每种溶剂中的溶解能力 (SP) ；/n(3) 制备步骤 (2) 中对茶多酚溶解能力 (SP) 较大的三元天然低共熔溶剂：将氢键受体、氢键供体和既可作为氢键供体又可作为氢键受体的水按照2:1:0−2:1:2的摩尔比混合，60−100℃恒温搅拌使之形成均相、透明、稳定的混合体系，冷却至室温，即得三元NADESs；/n(4) 将干燥、研磨、过筛后的绿茶粉末与步骤 (3) 配制的三元天然低共熔溶剂按液料比 (mL/g) 30−60混合，70−100℃恒温搅拌提取1−4 h，将所得混合体系进行离心，上清液即为茶多酚提取液。/n

【技术特征摘要】
1.一种结合计算筛选三元天然低共熔溶剂提取茶多酚的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
(1)通过量子化学计算，分别建立茶多酚模型物分子和三元天然低共熔溶剂分子模型，依次进行几何优化和能量优化；
(2)利用优化溶质和溶剂分子后得到的分子片段数、空穴数，计算茶多酚模型物分子在每种溶剂中的溶解能力(SP)；
(3)制备步骤(2)中对茶多酚溶解能力(SP)较大的三元天然低共熔溶剂：将氢键受体、氢键供体和既可作为氢键供体又可作为氢键受体的水按照2:1:0−2:1:2的摩尔比混合，60−100℃恒温搅拌使之形成均相、透明、稳定的混合体系，冷却至室温，即得三元NADESs；
(4)将干燥、研磨、过筛后的绿茶粉末与步骤(3)配制的三元天然低共熔溶剂按液料比(mL/g)30−60混合，70−100℃恒温搅拌提取1−4h，将所得混合体系进行离心，上清...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春露，吴倩文，姚金昊，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37