Get access

Experimental and modeling studies on extraction of catechin hydrate and epicatechin from Indian green tea leaves

Authors


Abstract

A systematic investigation of effect of various parameters, for example, temperature, speed of agitation, particle size, and solid loading, on the percentage extraction of catechin hydrate (CH) and epicatechin (EP) was conducted. The extraction was performed with water, methanol, and ethanol. Water was found to be the best solvent for both. Percentage extraction of CH was found to decrease with temperature beyond 46°C; however, this is not the case for epicatechin. The thermal stability analysis of both the compounds was performed to ensure decomposition. This supported the experimental observation of batch extraction. Size of particle has little effect on percentage extraction of EP, but it increases for CH with decrease in particle size, which is probably because of decrease in diffusion path length. Assuming flat geometry of the particles, the process is modelled and compared with experimental data at different experimental conditions. The experimental data fitted well with the model proposed by Wongkittipong. The effective diffusion coefficients through the solid matrix of Indian green tea leaves for CH and EP estimated from the diffusion model were found to be in the range 1.29 × 10–13 to 3.40 × 10–13 m2/s and 1.20 × 10–13 m2/s to 3.38 × 10–13 m2/s, respectively. The effect of temperature on diffusion coefficient of CH and EP was determined using the model. The energy of activation required for diffusion was found to be 32.78 and 30.28 kJ/kmol, respectively for CH and EP.

Abstract

On a effectué une investigation systématique de l'effet de divers paramètres, par exemple, la température, la vitesse d'agitation, la taille des particules et la charge de solides, sur l'extraction en pourcentage de d'hydrate de catéchine (CH) et d'épicatéchine (EP). L'extraction était effectuée avec de l'eau, du méthanol et de l'éthanol. L'eau a été considérée comme étant le meilleur solvant pour les deux produits. L'extraction en pourcentage d'hydrate de catéchine diminuait avec les températures situées au-delà de 46 degrés C. Cependant, ce n'est pas le cas de l'épicatéchine. L'analyse de stabilité thermique des deux composants a été effectuée pour s'assurer de la décomposition. Cela a permis de soutenir l'observation expérimentale de l'extraction par lot. La taille des particules avait peu d'effet sur l'extraction en pourcentage de l'épicatéchine mais l'extraction augmentait pour l'hydrate de catéchine avec la taille des particules, ce qui est probablement dû à la diminution de la longueur de la trajectoire de diffusion. En supposant une géométrie plate des particules, le processus est modélisé et comparé aux données expérimentales, et ce, pour des conditions expérimentales différentes. Les données expérimentales correspondaient bien au modèle proposé par Wongkittipong. Les coefficients effectifs de diffusion au travers de la matrice solide de feuilles de thé vert indien, pour CH et EP, estimés à partir du modèle de diffusion, ont été estimés être dans l'intervalle de 1.29 × 10–13 à 3.40 × 10–13 m2/s et de 1.20 × 10–13 m2/s à 3.38 × 10–13 m2/s, respectivement. L'effet de la température sur le coefficient de diffusion de l'hydrate de catéchine et de l'épicatéchine a été déterminé en utilisant le modèle. L'énergie d'activation requise pour la diffusion a été évaluée à 32.78 et 30.28 kJ/mol, respectivement pour CH et EP.

Ancillary