茶氨酸是茶叶中特有的氨基酸,它除了能增加茶叶的风味外,还具有很多对人类有益的生理功效,在食品添加剂与功能性食品应用方面具有很大的发展前景。目前,茶氨酸工业化生产技术研究相对薄弱,食用茶氨酸的制备技术研究在国内更是欠缺,这些情况已经成为限制茶氨酸进一步推广应用的最重要因素。因此,建立一套适合工业化生产的食用茶氨酸制备工艺具有很重要的经济学意义和社会学意义。本课题组正是致力于研究开发适合工业化生产的食用茶氨酸制备工艺。在前期研究中,我们已经成功建立了食用茶氨酸的微生物转化法合成工艺,得到了含有高浓度、天然L-茶氨酸的转化液。本研究内容包括:1、建立了一套适用于微生物转化法生产茶氨酸的《茶氨酸提取精制工艺》,完善了微生物转化法制备食用茶氨酸的工艺过程。2、制定了一份《食用茶氨酸质量标准(试行)》,为食用茶氨酸产品的质量控制提供依据。另外,对产品质量进行分析,提出微生物转化生产工艺和茶氨酸提取精制工艺中《产品质量相关的生产工艺关键控制点》。主要研究结果如下:1、茶氨酸提取精制工艺此工艺分为五个部分:转化液预处理工艺、离子交换提取工艺、洗脱液浓缩工艺、结晶工艺和冻干工艺。转化液预处理:选定茶氨酸转化液Ⅰ应用于生产,采用加酸、加热法对其进行预处理,即将茶氨酸转化液加酸调至pH为3.0左右,加热至80℃,添加0.2%的活性炭搅拌30min进行脱色,经预处理后茶氨酸转化液OD650降为0.02左右(此OD650值条件下茶氨酸提取收率较高一般在90%以上),茶氨酸损失较少,小于1%。离子交换提取:确定了离子交换的最佳条件,即选择H+型732阳离子交换树脂装柱,按上样液中茶氨酸质量与树脂体积比为25mg:3mL量取上样液,上样液pH调至3.0,上柱流速为4.0BV/h,选择1.5mol/L的氨水溶液为洗脱液,洗脱流速为2.0BV/h的条件下进行离子交换提取,茶氨酸的提取收率在95%以上。洗脱液浓缩工艺:收集洗脱液中茶氨酸的浓度约为20mg/mL,取600mL洗脱液在100℃下煮沸约30min,茶氨酸浓度变为200mg/mL。结晶工艺:取茶氨酸浓度为200mg/mL的浓缩洗脱液,加入4倍体积的95%乙醇,置4℃冰箱放置过夜进行结晶,得到茶氨酸粗品,茶氨酸纯度为90.2%,茶氨酸回收率达到75%。用蒸馏水溶解茶氨酸粗品至浓度为250mg/mL,过滤除去不溶性杂质,得到纯度更高的茶氨酸溶液。冻干工艺:取过滤除杂后的茶氨酸溶液(茶氨酸浓度为250mg/mL),于-40℃下预冷4h成固体后,放入真空箱中,控制真空度在1.1Pa,经升华再干燥得到白色粉末状茶氨酸产品,产品纯度99%。2、制定《食用茶氨酸质量标准(试行)》、提出产品质量相关的生产工艺关键控制点制定出了一套《食用茶氨酸质量标准(试行)》,标准中包括性状检验,鉴别试验,氯化物、重金属、砷盐检查,微生物限度检查四个主要方面。提出四个与茶氨酸质量相关的生产工艺关键控制点,并对其作出明确要求。本研究建立的食用茶氨酸提取精制工艺,明确了从转化液预处理→离子交换提取→洗脱液浓缩→结晶→冻干的整个工艺过程,是微生物转化法生产茶氨酸过程中的下游工艺。经制备得到的茶氨酸产品纯度较高,约99%;茶氨酸提取收率一般为95%以上,茶氨酸结晶收率为75%以上,故整个茶氨酸提取精制过程中茶氨酸收率在71%以上,提取精制效率较高。本工艺生产操作过程简便、经济、生产周期短、生产效率较高,适合工业化提取精制微生物转化法生产的茶氨酸产品。本研究中制定的《食用茶氨酸质量标准(试行)》较全面、明确。产品质量相关生产工艺关键控制点的提出,规范了生产工艺过程。