一种无农药残留黑米花青素的制备方法

摘要

本发明公开的是从黑米中提取纯化制备无农药残留花青素的工艺方法，该方法包括以下步骤：（1）黑米浸提：取黑米原料，先加入原料重量5%‑9%、质量分数为50‑60%的柠檬酸水溶液，再补充纯净水至料液比为1:2‑1:3，浸提8‑10小时后，分别粗滤、离心，离心液再以孔径为0.5微米的陶瓷膜过滤，得滤液；（2）纯化：采用大孔吸附树脂进行纯化，利用质量分数为40‑60%的乙醇水溶液洗脱；（3）萃取：采用1‑2倍体积的石油醚进行萃取分离，去除部分农药残留；（4）硅胶柱层析：经硅胶柱层析进一步去除农药残留；（5）干燥：经喷雾干燥制得粉末状黑米花青素产品，其花青素含量大于30%，农药残留未检出；本发明工艺简单，无农药残留，花青素含量高，可充分满足市场需求，保证食品安全。

权利要求

1.从黑米中提取纯化制备无农药残留花青素的工艺方法，包括以下步骤：

（1）黑米浸提： 取黑米原料，先加入原料重量5%-9%、质量分数为50-60%的柠檬酸水溶液，再补充纯净水至料液比为1:2-1:3，浸提8-10小时后，分别粗滤、离心，离心液再以孔径为0.5微米的陶瓷膜过滤，得滤液；

（2）纯化：将上述滤液加入至大孔树脂柱中，上柱流速控制在0.8-1.2BV/h，再用质量分数为40-60%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为6-8BV，收集洗脱液，浓缩至可溶性固形物含量Brix 30%-40%，得浓缩液；

（3）萃取：将所得浓缩液以纯净水稀释至可溶性固形物含量Brix 10%-20%，用浓缩液体积1-2倍的石油醚萃取1-2次，残留农药即进入上层石油醚萃取液中，将下层溶液浓缩至可溶性固形物含量Brix 30-40%，得萃取后浓缩液；

（4）硅胶柱层析：将步骤（3）所得的萃取后浓缩液上硅胶柱层析，硅胶用量为浓缩液的

0.5-1倍；先用乙酸乙酯洗脱，使浓缩液中残留的农药溶解于乙酸乙酯中进一步去除，洗脱体积为2-3BV；再用40-60%乙醇洗脱，洗脱体积为2-3BV，收集乙醇洗脱液；

（5）干燥：将步骤（4）所得到的乙醇洗脱液减压浓缩至可溶性固形物含量Brix 50%-

60%，回收乙醇，浓缩液经喷雾干燥制得粉末状黑米花青素，经检测花青素含量大于30%，农药未检出。

2.根据权利要求1所述的从黑米中提取纯化制备无农药残留花青素的工艺方法，其特征在于：所述的柠檬酸水溶液质量分数为57%。

3.根据权利要求1所述的从黑米中提取纯化制备无农药残留花青素的工艺方法，其特征在于：所用的大孔树脂为AB-8型大孔树脂。

4.根据权利要求1所述的从黑米中提取纯化制备无农药残留花青素的工艺方法，其特征在于：步骤（4）中所用硅胶用量为浓缩液的0.8倍。

说明书

一种无农药残留黑米花青素的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种从黑米原料中提取纯化制备无农药残留的黑米花青素的制备方法。

背景技术

[0002] 黑米（Black rice），呈黑色或黑褐色，属于糯米类，是由禾本科植物稻经长期培育形成的一类特色品种，营养丰富，含有丰富的花青素色素，具有增强免疫力、降血压、增强视力，消除眼疲劳，抗氧化等多种功效。我国是世界上水稻种植大国，尤其是黑稻资源更加广阔，其富含的黑米花青素应用范围较广，可在普通食品、保健食品及药品等领域中应用，具有良好的市场前景。但目前黑米在种植过程中，广泛使用稻瘟灵、三唑醇等农药。经检测，未加工前的黑米中稻瘟灵含量达0.8mg/100kg，农药总含量1.2mg/100kg。单从数字看似乎农残量不大，但工业上从黑米中提取黑米花青素时，一般原料都是以吨计，因此，若不在工艺过程中进行农残去除，最终产品中农药富集的量将大大超过了国家标准（GB 2763-2014）所规定的最大残留限量（0.01mg/kg）。而目前公开的对于黑米中花青素的提取工艺，如中国专利申请号201510297289.2（一种从黑米中提取花青素的工艺），是将黑米原料粉碎后50℃水浴1:5-15料液比提取，离心，上清液经3000Da的超滤膜过滤，流出液经大孔树脂进行纯化，真空冷冻干燥得到紫红色的黑米花青素。还有中国专利申请号201410466396.9（高纯度黑米花青素制备工艺），是以黑米为原料，经提取、过滤、浓缩后，利用聚酰胺树脂柱纯化，酒石酸乙醇溶液进行解吸，制备高纯度黑米花青素，色价达到500。这两项技术方案只侧重花青素的提取，而没有关注所提取花青素中是否还有农药的残留。而稻瘟灵是黑米精加工产品中主要的农药残留物质，一般的工艺方法是难以完全去除的。随着人们食品安全意识的加强，市场更需要无农药残留的黑米花青素问世。因此，研究出既能保持高纯度高收率又无农药残留的工艺方法，是本行业亟待解决的技术问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的就是提供一种无农药残留的黑米花青素的制备方法。本方法工艺简单，花青素含量大于30%，无农药残留。

[0004] 本发明技术方案包括下述步骤：

[0005] （1）黑米浸提： 取黑米原料，先加入原料重量5%-9%、质量分数为50-60%的柠檬酸水溶液，再补充纯净水至料液比为1:2-1:3，浸提8-10小时后，分别粗滤、离心，离心液再以孔径为0.5微米的陶瓷膜过滤，得滤液；

[0006] （2）纯化：将上述滤液加入至大孔树脂柱中，上柱流速控制在0.8-1.2BV/h，再用质量分数为40-60%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为6-8BV，收集洗脱液，浓缩至可溶性固形物含量Brix 30%-40%；

[0007] （3）萃取：将浓缩液以纯净水稀释至可溶性固形物含量Brix 10%-20%，用浓缩液体积1-2倍的石油醚萃取1-2次，残留农药即进入上层石油醚萃取液中，将下层溶液浓缩至可溶性固形物含量Brix 30-40%；

[0008] （4）硅胶柱层析：将步骤（3）所得的浓缩液上硅胶柱层析，硅胶用量为浓缩液的0.5-1倍；先用乙酸乙酯洗脱，使浓缩液中残留的农药溶解于乙酸乙酯中进一步去除，洗脱体积为2-3BV；再用40-60%乙醇洗脱，洗脱体积为2-3BV，收集乙醇洗脱液；

[0009] （5）干燥：将步骤（4）所得到的乙醇洗脱液减压浓缩至可溶性固形物含量Brix 50%-60%，回收乙醇，浓缩液经喷雾干燥制得粉末状黑米花青素，经检测花青素含量大于
30%，农药未检出。

[0010] 所述的柠檬酸水溶液优选质量分数为57%，其作用主要是护色，以免后续操作对黑米花青素的破坏。

[0011] 所用的大孔树脂优选为AB-8型大孔树脂。

[0012] 所用硅胶用量优选为浓缩液的0.8倍。

[0013] 本发明优选技术方案如下：

[0014] （1）黑米浸提： 取某地所产的黑米原料，经检测其中稻瘟灵含量0.8mg/100kg，农药总含量1.2mg/100kg，先加入原料重量8.5%、质量分数为57%的柠檬酸水溶液，再补充纯净水至料液比为1:3，浸提10小时后，分别粗滤、离心，离心液再以孔径0.5微米的陶瓷膜过滤，得滤液；

[0015] （2）纯化：将上述滤液加入至AB-8型大孔树脂柱中，上柱流速控制在1.0BV/h，再用质量分数为60%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为7BV，收集洗脱液，浓缩至可溶性固形物含量Brix 35%；

[0016] （3）萃取：将浓缩液以纯净水稀释至可溶性固形物含量Brix 15%，用浓缩液体积1.5倍的石油醚萃取2次，残留农药即进入上层石油醚萃取液中，将下层溶液浓缩至可溶性固形物含量Brix 40%；

[0017] （4）硅胶柱层析：将步骤（3）所得的浓缩液上硅胶柱层析，硅胶用量为浓缩液的0.8倍；先用乙酸乙酯洗脱，使浓缩液中残留的农药溶解于乙酸乙酯中进一步去除，洗脱体积为2BV；再用50%乙醇洗脱，洗脱体积为2.5BV，收集乙醇洗脱液；

[0018] （5）干燥：将步骤（4）所得到的乙醇洗脱液减压浓缩至可溶性固形物含量Brix 55%，回收乙醇，浓缩液经喷雾干燥制得粉末状黑米花青素，经检测花青素含量为33.2%，农药未检出。

[0019] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：

[0020] (1) 稻瘟灵属高效、低毒、低残留的有机硫杀菌剂，化学名为1，3-二硫-2-亚戊环基丙二酸二异丙酯，三唑醇化学名为1一（4一氯苯氧基）一3,3一二甲基一1一(1H-1,2,4三 唑-l-基)-2-丁醇。本发明利用“相似相溶”的原理，采用石油醚对树脂纯化后浓缩液进行萃取，可将稻瘟灵等农药总含量降低至0.42mg/kg或以下；该萃取过程工艺简单，有效的去除了因黑米原料带入的大量农药残留。

[0021] (2)利用黑米花青素、稻瘟灵和三唑醇等农药化学成分与硅胶填料亲和力的差异，采用硅胶柱层析的方法进行分离。由于花青素亲和力较强，而残留的农药则随乙酸乙酯洗脱液流出，从而使料液中的残留农药进一步得到去除。实验证明，经上述硅胶柱分离后，残留农药基本去除，农药稻瘟灵含量降低至0.01mg/kg以下（低于检出限）。本发明无溶剂残留，工艺简单，稳定，易产业化，可保证食品安全，提高产品品质和竞争力。

具体实施方式

[0022] 以下通过三个不同产地黑米原料的具体提纯实施例，对本发明作进一步详述。

[0023] 实施例1

[0024] （1）黑米浸提： 取某地所产的黑米原料，经检测其中稻瘟灵含量0.8mg/100kg，农药总含量1.2mg/100kg，先加入原料重量8.5%、质量分数为57%的柠檬酸水溶液，再补充纯净水至料液比为1:3，浸提10小时后，分别粗滤、离心，离心液再以孔径0.5微米的陶瓷膜过滤，得滤液；

[0025] （2）纯化：将上述滤液加入至AB-8型大孔树脂柱中，上柱流速控制在1.0BV/h，再用质量分数为60%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为7BV，收集洗脱液，浓缩至可溶性固形物含量Brix 35%；

[0026] （3）萃取：将浓缩液以纯净水稀释至可溶性固形物含量Brix 15%，用浓缩液体积1.5倍的石油醚萃取2次，残留农药即进入上层石油醚萃取液中，将下层溶液浓缩至可溶性固形物含量Brix 40%；

[0027] （4）硅胶柱层析：将步骤（3）所得的浓缩液上硅胶柱层析，硅胶用量为浓缩液的0.8倍；先用乙酸乙酯洗脱，使浓缩液中残留的农药溶解于乙酸乙酯中进一步去除，洗脱体积为2BV；再用50%乙醇洗脱，洗脱体积为2.5BV，收集乙醇洗脱液；

[0028] （5）干燥：将步骤（4）所得到的乙醇洗脱液减压浓缩至可溶性固形物含量Brix 55%，回收乙醇，浓缩液经喷雾干燥制得粉末状黑米花青素，经检测花青素含量为33.2%，农药未检出。

[0029] 实施例2

[0030] （1）黑米浸提： 取某地所产的黑米原料，经检测其中稻瘟灵含量0.83mg/100kg，农药总含量1.1mg/100kg，先加入原料重量8%、质量分数为52%的柠檬酸水溶液，再补充纯净水至料液比为1:2.5，浸提8小时后，分别粗滤、离心，离心液再以孔径为0.5微米的陶瓷膜过滤，得滤液；

[0031] （2）纯化：将上述滤液加入至AB-8型大孔树脂柱中，上柱流速控制在1.0BV/h，再用质量分数为55%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为8BV，收集洗脱液，浓缩至可溶性固形物含量Brix 40%；

[0032] （3）萃取：将浓缩液以纯净水稀释至可溶性固形物含量Brix 15%，用浓缩液体积1.2倍的石油醚萃取2次，残留农药即进入上层石油醚萃取液中，将下层溶液浓缩至可溶性固形物含量Brix 37%；

[0033] （4）硅胶柱层析：将步骤（3）所得的浓缩液上硅胶柱层析，硅胶用量为浓缩液的0.6倍；先用乙酸乙酯洗脱，使浓缩液中残留的农药溶解于乙酸乙酯中进一步去除，洗脱体积为2.5BV；再用45%乙醇洗脱，洗脱体积为3BV，收集乙醇洗脱液；

[0034] （5）干燥：将步骤（4）所得到的乙醇洗脱液减压浓缩至可溶性固形物含量Brix 53%，回收乙醇，浓缩液经喷雾干燥制得粉末状黑米花青素，经检测花青素含量为31.8%，农药未检出。

[0035] 实施例3

[0036] （1）黑米浸提： 取某地所产的黑米原料，经检测其中稻瘟灵含量0.75mg/100kg，农药总含量0.97mg/100kg，先加入原料重量7%、质量分数为55%的柠檬酸水溶液，再补充纯净水至料液比为1:2.3，浸提9小时后，分别粗滤、离心，离心液再以孔径为0.5微米的陶瓷膜过滤，得滤液；

[0037] （2）纯化：将上述滤液加入至AB-8型大孔树脂柱中，上柱流速控制在1.2BV/h，再用质量分数为52%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为6BV，收集洗脱液，浓缩至可溶性固形物含量Brix 35%；

[0038] （3）萃取：将浓缩液以纯净水稀释至可溶性固形物含量Brix 10%，用浓缩液体积1.3倍的石油醚萃取1次，残留农药即进入上层石油醚萃取液中，将下层溶液浓缩至可溶性固形物含量Brix 34%；

[0039] （4）硅胶柱层析：将步骤（3）所得的浓缩液上硅胶柱层析，硅胶用量为浓缩液的1倍；先用乙酸乙酯洗脱，使浓缩液中残留的农药溶解于乙酸乙酯中进一步去除，洗脱体积为2.5BV；再用48%乙醇洗脱，洗脱体积为2.5BV，收集乙醇洗脱液；

[0040] （5）干燥：将步骤（4）所得到的乙醇洗脱液减压浓缩至可溶性固形物含量Brix 52%，回收乙醇，浓缩液经喷雾干燥制得粉末状黑米花青素，经检测花青素含量为32.3%，农药未检出。

[0041] 表1是对比实施例1及实施例1-3每一步骤具体实验结果

[0042]

[0043] 从上表的实验数据可以看出，只采用大孔树脂吸附纯化，未经石油醚萃取和硅胶柱层析步骤，不能降低或去除料液中的残留农药。且实验数据显示，实施例1是本发明的最佳实施例，所得到黑米花青素中未检出农药残留，同时产品纯度最高，花青素含量达到33.2%。