一種兒茶素制備工藝過程中水溶性農(nóng)藥殘留的去除方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及茶葉深加工領(lǐng)域，具體涉及一種兒茶素制備工藝過程中水溶性農(nóng)藥殘留的去除方法。本發(fā)明利用無機(jī)陶瓷膜設(shè)備去除茶湯中的蛋白質(zhì)、果膠、糖類等大分子物質(zhì)的同時(shí)，部分去除與這些大分子物質(zhì)結(jié)合的水溶性農(nóng)藥殘留物。然后，運(yùn)用聚酰胺樹脂柱層析的方法，在制備脫咖啡堿兒茶素的同時(shí)有效去除余下的水溶性農(nóng)藥殘留，解決了茶葉提取物中的農(nóng)殘超標(biāo)，尤其是水溶性農(nóng)殘超標(biāo)問題，適用于茶葉深加工企業(yè)尤其是兒茶素生產(chǎn)廠家的普遍推廣應(yīng)用，創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益，且具有重要的社會意義。
【專利說明】一種兒茶素制備工藝過程中水溶性農(nóng)藥殘留的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及茶葉深加工領(lǐng)域，具體地說，涉及一種兒茶素制備工藝過程中水溶性農(nóng)藥殘留的去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]兒茶素又稱兒茶精，茶單寧。為黃烷醇的衍生物，最初由兒茶中提出，和咖啡因同屬茶葉中的兩大重要機(jī)能性成分，但是又以兒茶素為茶湯中最主要的成分。兒茶素是一種酚性物，具有明顯的酚的特性，約占茶多酚含量的75%到80%，也是茶的苦澀味的來源之一。兒茶素是形成茶葉色香味的主要成分之一，也是茶葉中最重要的保健功能成分。研究表明，兒茶素具有防治心血管疾病、預(yù)防癌癥等多種功能，它為還原性多元酚類物質(zhì)；在水溶液中易被空氣氧化，常用作抗氧化劑；此外還具有降血脂、抗輻射、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)等多種藥理功效，在醫(yī)藥保健品及功能食品領(lǐng)域具有廣泛的市場應(yīng)用前景。
[0003]當(dāng)前，茶葉中兒茶素的工業(yè)化制備工藝主要有兩種:1、水提取-溶劑萃取分離法。即采用加熱的去離子水浸提茶葉，然后，分別采用氯仿或二氯甲烷萃取分離脫除咖啡堿，再用乙酸乙酯萃取分離純化兒茶素，最后，真空濃縮去除有機(jī)溶劑，干燥得到兒茶素制品。該法生產(chǎn)效率高，但有機(jī)溶劑的毒副作用帶來產(chǎn)品安全性隱憂。2、水提取-柱層析分離法。采用加熱的去離子水浸提茶葉，然后，采用不同的洗脫劑通過柱層析去除咖啡堿、分離純化兒茶素，常用的柱層析填料有聚酰胺及不同類型的大孔吸附樹脂。該工藝綠色安全，制備的兒茶素純度高，但生產(chǎn)效率不及溶劑萃取法高。
[0004]茶葉中的農(nóng)藥殘留分為水溶性農(nóng)藥和脂溶性農(nóng)藥兩大類。脂溶性農(nóng)藥由于其在水中的溶解度很小，當(dāng)采用水為提取溶劑時(shí)，其溶出率甚微，對茶葉提取物的安全性不會構(gòu)成威脅。然而，兒茶素的水提取-柱層析制備法，是以水作為提取溶劑，茶葉中殘留的水溶性農(nóng)藥(如吡蟲啉、啶蟲脒、樂果、甲胺磷等)會同時(shí)被大量提取，常規(guī)的兒茶素制備工藝實(shí)際也是茶葉中痕量的水溶性農(nóng)藥被濃縮與富集的過程，而兒茶素制品中的農(nóng)殘限量執(zhí)行的是茶葉的標(biāo)準(zhǔn)，合格的茶葉原料提制出的`兒茶素卻往往成為農(nóng)殘嚴(yán)重超標(biāo)的產(chǎn)品，導(dǎo)致其出口貿(mào)易嚴(yán)重受阻，國內(nèi)外市場應(yīng)用受到限制。此外，兒茶素易溶于水，一般多用作水性飲料或食品的添加物，其中所殘留的水溶性農(nóng)藥隨之溶解在飲料或食品中，并被消費(fèi)者直接攝入，可能構(gòu)成人類健康的安全隱患。因此，本發(fā)明就是為了適應(yīng)國內(nèi)外市場對兒茶素等茶葉提取物產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留限量的要求，創(chuàng)立兒茶素制備過程中水溶性農(nóng)藥殘留的去除方法，開發(fā)的無水溶性農(nóng)藥殘留的兒茶素制品在國際國內(nèi)均具有巨大的市場空間。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種兒茶素制備工藝過程中水溶性農(nóng)藥殘留的去除方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明首先提供一種兒茶素制備工藝過程中水溶性農(nóng)殘的去除方法，所述方法包括如下步驟:[0007]1)將茶葉粉碎，備用；
[0008]2)粉碎的茶葉經(jīng)去離子水沸水浸提，所得的茶湯經(jīng)陶瓷膜過濾，收集濾液，濃縮得茶葉提取液；
[0009]3)提取液經(jīng)聚酰胺層析柱處理，廢棄流出液，依次以去離子水和15%酒精洗脫聚酰胺層析柱，廢棄洗脫液，最后以80%酒精洗脫，收集洗脫液；
[0010]其中，聚酰胺層析柱中聚酰胺填料的粒徑為60-100目；
[0011]其中，去離子水的洗脫體積為2個(gè)柱床體積，15%酒精的洗脫體積為1.5~2個(gè)柱床體積，80%酒精的洗脫體積為2個(gè)柱床體積；4)將收集的80%酒精洗脫液濃縮、干燥，即得無水溶性農(nóng)殘的兒茶素。
[0012]其中，所述步驟2)中粉碎的茶葉經(jīng)去離子水沸水浸提兩次，合并兩次的茶湯，冷卻至 20 ~25°C。
[0013]其中，所述步驟2)中所得的茶湯經(jīng)過孔徑為0.2μπι的陶瓷膜過濾，操作溫度為40°C，壓力為 0.3Mpa。
[0014]其中，所述步驟3)中提取物溶液經(jīng)聚酰胺層析柱的流速為2mL/min。
[0015]其中，所述步驟3)中去離子水洗脫的流速為1.5mL/min，15%酒精洗脫的流速為
1.5mT,/mi η η
[0016]其中，所述步驟3)中80%酒精洗脫的流速為1.5mL/min。
[0017]其中，所述步驟3)中聚酰胺層析柱的柱高與柱徑比為10~20:1。
[0018]本發(fā)明還提供了按照前述方法制備得到的兒茶素，所述兒茶素?zé)o水溶性農(nóng)藥殘留，并且咖啡堿含量< 1.0%。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中兒茶素制備工藝所造成的水溶性農(nóng)殘超標(biāo)問題，提供一種兒茶素制備工藝過程中水溶性農(nóng)殘的去除方法。本發(fā)明利用無機(jī)陶瓷膜設(shè)備在去除茶湯中的蛋白質(zhì)、果膠、糖類等大分子物質(zhì)的同時(shí)，把與這些大分子物質(zhì)結(jié)合的部分水溶性農(nóng)藥(約占茶提取液體系水溶性農(nóng)藥殘留量的20%)中截留在無機(jī)陶瓷膜以外，有效降低了提取物體系中的水溶性農(nóng)藥殘留基數(shù)，這個(gè)去水溶性農(nóng)殘環(huán)節(jié)，操作簡便，過程綠色安全，設(shè)備易清洗，運(yùn)行低耗高效。同時(shí)，由于水溶性農(nóng)藥在聚酰胺柱體系中一部分可以直接被去離子水洗脫下來(約占系統(tǒng)中水溶性農(nóng)殘量的20~25%);然后,利用15%酒精洗脫，可以使全部的水溶性農(nóng)藥殘留和咖啡堿從聚酰胺樹脂上解析下來，而兒茶素組分仍可吸附在聚酰胺樹脂中；最后，利用80%酒精洗脫使吸附在聚酰胺樹脂上的兒茶素被有效地解析下來。本發(fā)明采用聚酰胺樹脂柱層析法，在制備脫咖啡堿兒茶素的同時(shí)，有效去除了水溶性農(nóng)藥殘留，獲得無水溶性農(nóng)殘的兒茶素，簡便、高效、價(jià)廉、環(huán)保，有效解決了茶葉提取物出口貿(mào)易中的農(nóng)殘超標(biāo)，尤其是水溶性農(nóng)殘超標(biāo)的問題，適用于茶葉深加工企業(yè)尤其是兒茶素生產(chǎn)廠家推廣應(yīng)用，有效解決茶葉提取物的質(zhì)量安全隱患，可創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，且具有重要的社會意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明方法在兒茶素制備中去除水溶性農(nóng)殘的工藝流程圖。
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中高效液相色譜圖；[0023]其中:A為過聚酰胺層析柱之前的茶葉提取液的高效液相色譜圖；B為聚酰胺柱層析過程中以80%酒精洗脫濃縮定容至5ml的兒茶素溶液的高效液相色譜圖。
[0024]圖3為去除水溶性農(nóng)殘且脫咖啡因的兒茶素產(chǎn)品鑒定圖譜；
[0025]其中:CAF —咖啡因；EGC —表沒食子兒茶素；DL_C —DL-兒茶素；EC —表兒茶素；EGCG—表沒食子兒茶素沒食子酸酯；GCG—沒食子兒茶素沒食子酸酯；ECG—表兒茶素沒食子酸酯。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0027]實(shí)施例1
[0028]按照圖1所示工藝流程圖，將經(jīng)檢測含有吡蟲啉、啶蟲脒水溶性農(nóng)藥的綠茶原料，粉碎，稱取2kg加入30L煮沸的去離子水，保持微沸l(wèi)Omin，傾倒出茶湯，茶渣重復(fù)提取一次，合并兩次的茶湯，冷卻至20~25°C，初濾得到50L初濾液，再用孔徑為0.2μπι的陶瓷膜過濾(微濾)，操作溫度為40°C，壓力為0.3MPa，得到40L精濾液，反滲透膜濃縮至固形物含量5~6%，得茶葉提取液。
[0029]取上述茶提取液，以2mL/min的流速經(jīng)過聚酰胺層析柱(Φ4αιιΧ 80cm,聚酰胺填充高度為40cm)，廢棄流出液；先以2000mL去離子水洗脫(流速1.5mL/min)，再以15%的酒精1500mL洗脫(流速1.5mL/min)，廢棄洗脫液；最后以80%的酒精2000mL洗脫(流速1.5mL/min),收集洗脫液，濃縮，噴霧干燥，得無水溶性農(nóng)殘的脫咖啡因兒茶素干粉，經(jīng)HPLC定性定量分析(見圖2)，由圖可見，經(jīng)過聚酰胺柱層析分離再依次以去離子水和15%的酒精洗脫后，以80%的酒精洗脫下來的溶液濃縮至同體積(5mL)后，其中的吡蟲啉含量已經(jīng)大大降低，僅有極少量檢出，經(jīng)定量計(jì)算為0.0788mg/kg,而啶蟲脒完全去除沒有檢出。其中兒茶素總量為82.04%,咖啡堿含量為0.45%。
[0030]HPLC分析條件:C18柱(150mmX 4.6mm，5 μ m);柱箱溫度:35°C;進(jìn)樣量:100 μ L ;檢測器:光電二極管陣列檢測器(DAD);檢測波長:278nm ;梯度洗脫(洗脫梯度見表1);流速:1.0 ml ,/mi η η
[0031]表1 洗脫梯度
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種兒茶素制備工藝過程中水溶性農(nóng)藥殘留的去除方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 1)將茶葉粉碎，備用； 2)粉碎的茶葉經(jīng)去離子水沸水浸提，所得的茶湯經(jīng)陶瓷膜過濾，收集濾液，濃縮，得茶葉提取液； 3)提取液經(jīng)聚酰胺層析柱處理，廢棄流出液，依次以去離子水和15%酒精洗脫聚酰胺層析柱，廢棄洗脫液，最后以80%酒精洗脫，收集洗脫液； 其中，聚酰胺層析柱中聚酰胺填料的粒徑為60-100目； 其中，去離子水的洗脫體積為2個(gè)柱床體積，15%酒精的洗脫體積為1.5~2個(gè)柱床體積,80%酒精的洗脫體積為2個(gè)柱床體積； 4)收集80%酒精的洗脫液，濃縮、干燥，即得無水溶性農(nóng)殘的兒茶素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中粉碎的茶葉經(jīng)去離子水沸水浸提兩次，合并兩次的茶湯，冷卻至20~25°C，再經(jīng)陶瓷膜過濾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中所得的茶湯經(jīng)過孔徑為0.2 μ m的陶瓷膜過濾，操作溫度為40°C，壓力為0.3Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中提取物溶液經(jīng)聚酰胺層析柱的流速為2mL/min。`
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中去離子水洗脫的流速為1.5mL/min, 15%酒精洗脫的流速為1.5mL/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中80%酒精洗脫的流速為1.5mL/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中聚酰胺層析柱的柱高與柱徑比為10~20:1。
8.權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的方法制備得到的兒茶素，其特征在于，所述兒茶素?zé)o水溶性農(nóng)藥殘留，并且咖啡堿含量< 1.0%。
【文檔編號】C07D311/62GK103864746SQ201410092479
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】劉仲華, 譚君, 黃建安, 王坤波, 葉艷 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué), 竹溪中鑫生物科技有限公司