粗老茶叶综合利用及高附加值产品的研究开发项目可行性实施报告.docx

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粗老茶叶综合利用及高附加值产品的研究开发项目可行性实施报告

粗老茶叶综合利用及高附加值产品的研究开发

项目可行性研究报告

一、选题的必要性

1、项目所处技术领域产业政策

茶叶是世界上三大饮料之一，因其对人体具有营养保健作用而越来越受到人们的普遍欢迎。

茶叶也是我国的大宗农副产品，我国是茶叶种植、生产、出口大国。

但是目前世界茶产业面临着三大矛盾：

茶叶产量持续增长的速度大于消费量，茶叶出口量增加而需求量下降和茶叶生产成本上涨而茶价下跌。

世界茶叶生产正处在供大于求的状态下，世界各地的茶事活动虽在一定程度上推动了茶产业的发展，但很难使当前的茶叶市场走出低迷状态，特别是中低档茶的销售前景不容乐观，只有供需平衡和保持一定的利润才会使茶业步出低谷。

同时，大量的茶叶生产过程中带来了大量的副产物，如粗老茶叶、茶末等，我国每年约有10万吨左右的粗老茶叶滞销或积压，如果不考虑这些制茶副产品的综合利用，将造成很大的资源浪费和经济损失。

通过对中低档茶、茶叶副产品（粗老茶叶、茶末等）进行深加工和综合利用，通过高新技术将其中有效成分多糖、咖啡碱、茶多酚和茶色素等综合提取出来以增加其价值，这可以调整传统的茶产业结构，延伸茶产业链，提高茶叶的附加值。

找到一条增加茶叶消费和实现茶叶产品多样化，从而振兴茶产业的有效途径。

既能为茶农增收，解决“三农问题”，对茶叶产地的经济建设作出积极的贡献，这与我国政府助农增收和发展农业产业化的政策相一致，能大大提高了广大茶农和企业种植、加工、经营茶叶的积极性；同时这也符合我国中长期科学和技术发展规划纲要的发展目标。

2、项目所处技术领域技术发展现状

茶叶深加工作为茶产业生产领域的一个重要容和发展方向，包括了两个方面：

一是将传统工艺加工的成品来进行更深层次的加工，形成新型茶饮料品种；二是提取和利用茶叶中有效成分，并将这些产品应用于医药、食品、化工等行业，随着人们对茶叶中有效成分认识的逐渐深化，目前国外茶叶深加工研究越来越受到广泛的重视，成为了今后茶叶行业发展的一个新趋势。

但是我国茶产业深加工技术水平与先进产茶国相比，存在较大的差距，茶叶科技创新水平与先进产茶国的差距拉大。

具体表现在：

第一，茶叶加工技术与设备落后。

我国茶叶加工厂普遍存在设备落后、厂房破旧、卫生状况差的情况，难以达到食品生产的卫生要求。

由此造成一是茶叶卫生质量不能保证，二是茶叶品质很难稳定和提高。

在日本，茶叶加工厂和加工设备已经达到了自动控制的水平，即使在斯里兰卡等发展中国家，茶叶加工也已实现生产连续化。

第二，产品档次低、深加工意识低下。

我国茶叶生产企业科技创新意识薄弱，生产的茶叶基本上是初级产品，深加工产品只占3%左右，产品的技术含量与附加值均很低，无法满足国际市场要求。

在日本的茶产业中，深加工产品占到约三分之一；欧美国家尽管不种植茶树，但茶叶深加工产业非常发达，有装备和技术一流的茶叶加工厂。

我国茶叶科技创新水平与先进产茶国的差距拉大。

20世纪80年代到90年代初，我国茶叶科研水平与各产茶国相比各有千秋，但近10年，我国茶叶科技创新水平提高不快，与世界先进产茶国相比差距已越来越大。

例如在茶叶产品的多元化方面，落后于斯里兰卡；在茶叶的功能性研究上，落后于美国和日本。

2001年10月在日本召开的茶叶国际学术讨论会的报告容，就比较明显地反映了这种差距。

随着人们对茶叶中有效成分认识的逐渐深化，近年来，国的茶叶有效成分的利用研究越来越引起广泛的重视，大多数研究主要集中在茶多酚上，其次是茶多糖、咖啡碱和茶色素。

目前，国生产茶多酚精品的工艺，多是采用有机溶剂进行提取和分离，使产品表现出过高的有机溶剂残留，限制其在食品行业中应用。

另外，茶多酚精品作为药用，要求表型儿茶素的含量高，咖啡碱含量低，而现行工艺因采用高温提取，茶多酚中的有效成分EGCG有20％以上被异构化为GCG，咖啡碱含量可达2％～10％，茶多酚的提取率不到50％，生产成本高。

另外，由于咖啡碱、茶多糖的纯化技术所需成本昂贵，难以在大生产中应用。

同时，没用一个系统的方法能够同时将茶叶中的各种有效成分综合提取出来。

由此可见，开发一整套新的工艺对将茶叶中有效成分多糖、咖啡碱、茶多酚和茶色素综合提取出来以增加其附加值，将对茶产业，特别是对中低档茶、茶叶副产品（粗老茶叶、茶末等）进行深加工和综合利用将有着重大意义，同时这也是本研究的研究目的。

3、项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用

茶叶是我国的大宗农副产品，我国现有茶园面积约100万公顷，年产茶叶约60万吨左右，其中约有10万吨左右的粗老茶叶滞销或积压，如果不考虑这些制茶副产品的综合利用，将造成很大的资源浪费和经济损失。

本项目综合应用酶工程技术、高速逆流色谱技术、CO2-超临界流体萃取技术、超滤膜分离技术、柱层析纯化技术及真空冷冻干燥技术等现代研究方法和技术手段对中低档茶和茶叶副产品（粗老茶叶、茶末等）中的茶多酚、茶多糖、咖啡碱和茶色素等进行综合提取，综合利用茶叶资源，提高生产效率，提取和分离出含量和纯度更高的茶叶活性成分。

从而可全面利用茶叶资源，解决中低档粗老茶叶的滞销问题，对制茶的副产品资源进行充分利用，可创造良好的经济价值和社会效益。

同时，在技术上我们有如下创新：

1、综合提取工艺的创新：

本项目综合采用CO2-超临界流体萃取技术、酶工程技术结合超滤膜分离技术、高速逆流色谱技术及柱层析纯化技术对中低档茶和茶叶副产品（粗老茶叶、茶末等）中的茶多酚、茶多糖、咖啡碱和茶色素进行综合提取。

传统方法一般是只提取分离其中1～2种有效成分，这导致有效成分提取、分离不完全，造成原材料极大浪费。

2、茶多糖精制工艺创新：

利用大孔吸附树脂对多糖不吸附的特点，创新性地运用大孔树脂精制茶多糖。

该法具有选择性高，分离效果高，产物得率高，成本低的特点。

大孔吸附树脂是一种具有多孔立体结构人工合成的聚合物吸附剂。

由于它有巨大的比表面积和类似活性炭颗粒的细孔结构，使之能从水溶液中有效的通过德华吸力吸附有机化合物。

且由于不同树脂不同的孔结构和极性等表面性能，可以由选择性的吸附不同种类的有机化合物。

本项目中选择的大孔吸附树脂能选择性的吸附提取液中的非糖类物质，而不吸附多糖从而使车前子多糖能高效，简便的分离精制出来。

由于本项目大孔吸附树脂除杂分离多糖不需有机溶剂洗脱，仅用少量水淋洗冲出树脂床中残留的多糖，故能尽量避免由吸附树脂引入的有机残留物进入多糖提取物中，减少了树脂残留物的危害，同时对所选择的大孔树脂进行重金属含量检查，吸附树脂残留物检查，均符合国际通用标准。

另考察和确立了树脂再生工艺，所得“树脂再生工艺”能保证再生后树脂性能相对稳定和较多再生次数。

4、项目目前进展情况

项目组负责人所带领的课题组对粗老茶叶中茶多糖的理化性质、结构、构象及功能活性进行了较为系统的研究，采用现代仪器分析方法系统研究了茶多糖的各项理化性质及组成，率先研究和解析了茶多糖的一级结构及其在溶液中的构象，深入分析了茶叶和茶多糖中降血糖相关性元素（ERBS）的组成及含量分布，首次通过生物学实验证实了茶多糖的抗肿瘤作用。

在上述研究基础上，进一步探讨了茶多糖结构、构象与其生物活性之间的关系。

以上研究成果系统完整，具有很高的学术价值和创新性。

在此基础上，研制了具有广泛用途的茶多糖提取物，开发了茶多糖饮料、茶多糖口服液、茶多糖冲剂等，上述产品经研究表明具有较好的降血糖活性，为茶多糖的深入开发和生产奠定了坚实的理论和技术基础，同时研究初步研究了茶多糖、茶多酚及咖啡碱碱的综合提取工艺，对茶叶的综合利用和深度开发具有重要意义。

2006年初经省级鉴定该研究成果整体达到国际先进水平（详情见附件：

科学技术成果鉴定证书）。

这些为本项目的进行打下坚实的理论基础。

二、技术方案论述

1、项目技术关键点或创新点论述，项目完成时达到的技术水平

本项目的关键技术及完成时应达到的技术指标如下：

CO2超临界萃取工艺

本项目采用CO2超临界萃取法进行提取分离，以产物得率为指标，考察和优化CO2超临界萃取工艺的最佳工艺参数（如：

萃取溶剂、萃取温度、萃取压力等）。

大孔树脂除杂技术

该工艺，以多糖转移率、多糖纯度、除杂成本为指标，考查和优化大孔树脂除杂及大孔树脂再生工艺和参数。

使多糖转移率和多糖纯度更高、除杂成本更低，工艺更简单。

综合提取工艺

本项目综合采用CO2-超临界流体萃取技术、酶工程技术结合超滤膜分离技术、高速逆流色谱技术及柱层析纯化技术对中低档茶和茶叶副产品（粗老茶叶、茶末等）中的茶多酚、茶多糖、咖啡碱和茶色素进行综合提取。

以四个产物的得率，生产成本为指标，优化最佳的综合提取工艺参数。

产品质量标准的研究

质量标准的制定将是保证产品品质的关键。

本项目质量标准的研究除了常规的感官指标和理化指标之外，主要包括：

原料、半成品中间体、成品中茶多酚、茶多糖、咖啡碱和茶色素含量的测定，规产品的指标，保证产品质量及稳定性。

2、项目技术方案论述：

生产技术、工艺流程、主要技术参数

生产技术

本项目综合应用酶工程技术、高速逆流色谱技术、CO2-超临界流体萃取技术、超滤膜分离技术、柱层析纯化技术及真空冷冻干燥技术等现代研究方法和技术手段对中低档茶和茶叶副产品（粗老茶叶、茶末等）中的茶多酚、茶多糖、咖啡碱和茶色素等进行综合提取，综合利用茶叶资源，提高生产效率，提取和分离出含量和纯度更高的茶叶活性成分。

从而可全面利用茶叶资源，解决中低档粗老茶叶的滞销问题，对制茶的副产品资源进行充分利用，可创造良好的经济价值和社会效益。

工艺流程

粗老茶叶

CO2-超临界萃取

残渣萃取物

多次水浸提+纤维素酶逆流色谱、柱层析、冷冻干燥

过滤

滤渣滤液茶色素茶多酚咖啡碱

膜分离

饲料或肥料

滤饼滤液

大孔树脂精制、脱蛋白、逆流色谱、柱层析、冷冻干燥

冷冻干燥

茶多糖

茶色素茶多酚咖啡碱

主要技术参数

CO2-超临界萃取主要考虑萃取溶剂、萃取温度、萃取压力等技术参数，对其进行优化，得出最佳萃取工艺。

纤维素酶提主要考虑提取时酶与茶叶充分接触，缩短酶提时间，减少酶用量的作用。

一般对酶提温度、固液比、酶用量、酶水解时间进行优化，得出最佳提取工艺。

以茶多糖纯度（车前子非糖杂质比吸附量）为指标考察大孔树脂的上样量，吸附容量，树脂柱径高比，吸附温度，药液浓度，药液PH值等工艺参数并进行优化。

以茶多酚、咖啡碱等的纯度为指标考察柱分离的上样量，吸附容量，柱径高比，吸附温度，药液浓度，药液PH值等工艺参数并进行优化。

对原料、半成品中间体、成品中茶多酚、茶多糖、咖啡碱和茶色素含量的测定，规产品的指标，保证产品质量及稳定性，建立含量测定的标准方法。

3、项目技术质量指标：

项目产品达到的主要技术性能指标、执行的质量标准、通过的国家相关行业许可认证等

产品达到的主要技术性能指标：

纯度达到质量标准中规定的要求。

执行的质量标准：

GB-T8313-2002茶多酚测定；

QB2154-1995食品添加剂茶多酚；

GB-T8312-2002咖啡碱测定；

茶多糖和茶色素质量标准及测定方法采用自制企业标准。

项目完成时产品最终应获得：

产品企业标准批文、通过中试，获得合格产品。

4、分阶段描述项目执行过程中各阶段目标

2007年1月～2007年6月

完成CO2-超临界萃取最佳工艺研究，完成多糖提取精制最佳工艺参数的筛选。

2007年7月～2007年12月

完成茶色素、茶多酚和咖啡碱的分离纯化工艺研究，筛选出最佳分离纯化参数。

2008年1月～2008年6月

制定产品的质量标准包括感官指标和理化指标，以及原料、半成品中间体、成品中茶多酚、茶多糖、咖啡碱和茶色素含量的测定，规产品的指标，保证产品质量及稳定性。

2008年7月～2008年12月

申报质量标准，同时进行中试生产，以期完善所有技术细节，同时考虑与相关企业合作，或进行技术转让。

5、项目经费预算情况:

项目投资总额、项目已完成投资、项目须新增投资