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陶瓷膜过滤技术在茶叶加工中的应用

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-16 0:07:43 * 浏览: 4
茶深加工是将茶资源的开发利用渗透到功能性食品,保健品,药品,日用化学品等方面的有效措施。澄清是茶深加工的重要过程之一。其目的是除去加工过程中形成的细颗粒,悬浮的杂质或混浊的沉淀物。澄清度和透明度直接影响最终产品的颜色,冷溶解度和产率。目前,用于茶深加工的主要澄清方法有:果肉过滤,吸滤,离心,添加絮凝剂,澄清剂或沉淀剂等[1-3],其中果肉过滤,吸滤和离心是物理的。方法和过程笨重,持久,耗电高,工作效率低,尽管使用絮凝剂,澄清剂或沉淀剂具有良好的产品透明度和冷溶解性,但添加的异物对产品的产量有积极影响,感官质量和饮酒安全性有一些负面影响。微滤的澄清是基于膜两侧之间的压力差作为驱动力。微滤膜的筛分作用用于细化颗粒,物料-液体系统中的悬浮杂质或物料-液体中的混浊的沉淀物质和活性成分。分离澄清的目的是效率高,自动化程度高,不需要添加异物。然而,由于膜孔径分布不均,传统的茶提取物是高浓度(2%〜3%)的多组分复合物体系,各组分很容易通过氢键结合形成大分子复合物。因此,目前的微滤澄清技术已应用于茶的深加工中,但仍限于滤饼层过滤方式的平膜微滤的实验研究以及在膜设备的指导下的少量工业应用。前者使得微滤的技术和经济优势不明显。后者缺乏用于不同澄清方法比较研究的实验数据,这使得难以推广微滤澄清技术。在实验中,茶饲料液中的有效成分(如水提取物,茶多酚,氨基酸,咖啡因,儿茶素和蛋白质)以及测量饲料液清澈度的物理性能T640和OD420被用作实验对象。在试点规模的基础上进行比较的指标。研究了离心,纸浆过滤,抽滤,0.2μm膜微滤,0.05μm膜微滤和0.8μm膜微滤等不同澄清方法对茶液的澄清效果,并对每种方法进行了聚类分析。为茶深加工的微滤澄清提供理论依据和数据参考。 1材料与方法1.1仪器设备恒温陶瓷膜错流微滤系统南京理工大学膜科学与技术研究所,19条通道,管长50 cm,膜面积0.2 m2。 HPLC系统包括:美国Tracor950高压泵,美国C18分析柱(15cm×0.46cm),美国KroamsilTM公司,日本岛津公司的SPD-2A光学检测器,星型分析工作站天津超赛恩斯仪器有限公司。公司,紫外可见分光光度计上海分析仪器公司。 1.2原料和试剂50公斤生绿茶以及茶多酚,茶氨酸和儿茶素的原料湖南金农生物资源有限公司。实验中使用的试剂为分析试剂北京化学试剂厂,蒸馏水为纯水。实验已纯化设备已纯化。 1.3方法提取:取50kg炒绿茶原料,于90°C提取两次,茶水比为1:8和1:7(每次30min)。两种提取物通过布过滤,合并并冷却。在40℃下,制备重约600kg的粗制绿茶滤液。离心:取90千克粗滤液,并以4400 r / min的速度离心10分钟以收集澄清的溶液。吸滤:取90千克粗滤液,真空过滤,取滤液。纸浆过滤:取90千克粗滤液,过滤纸浆,然后取滤液。微滤:取270kg粗滤液,分成3部分,使用膜孔径为0.05、0.2和0.8μm的微滤膜在40°C和0.28MPa下进行微滤,当微滤液的重量为72kg时。一次透析18公斤纯净水,微滤液的总量为90公斤。测量上述每种澄清液体中的水提取物,茶多酚,氨基酸,咖啡因,儿茶素和蛋白质的绝对含量(g),并测量透射率T640和吸光度OD420(用于测量进料液的澄清度)。分析。 1.4分析方法膜通量的测定方法是通过1000ml量筒收集透过液,用秒表计数时间,然后将其换算为ml / min(ml / min),水的提取率按GB- 8305-87,按照GB8313-87方法测定,茶多酚,GB8314-87方法测定氨基酸,咖啡因,儿茶素,蛋白质,根据参考文献[10]测定,透光率T640和吸光度值OD420测定根据参考文献[11]的方法,液体澄清后的绝对量(g)和澄清前的总绝对量(g)的百分比。每种澄清方法的聚类分析均使用欧氏距离最短距离方法和SPSS统计软件进行分析。 2结果与分析2.1不同澄清方法对绿茶澄清液常规理化质量的影响从表1可以看出,氨基酸,茶多酚,咖啡因,蛋白质,T640和等等都高于离心和制浆后的微滤。过滤和抽滤表明,各主要类别的微滤液的收率高,清晰度好,而水提取物和OD420等理化指标均高于离心,果肉过滤和抽滤,表明离心,纸浆过滤以及与过滤中的澄清液相比,澄清液中的细颗粒物,悬浮杂质和高分子络合物并未完全去除。与原料液相比,每种澄清方法在原料​​液中都有一定的活性成分损失,这主要是由于茶叶中的活性成分很少直接附着在细颗粒,悬浮杂质或某些物质上。饲料液体中的有效成分。由于通过氢键形成大分子物质而被捕获。在每种微滤方法中,由于微滤膜的分子筛效应,孔径的均匀性以及膜过滤过程中膜的堵塞和膜结垢的影响,三种微滤方法对原料的澄清特性不同。物质液体。对氨基酸,茶多酚,咖啡因,水提物,T640,OD420等理化指标进行0.2μm膜微滤,然后进行0.05μm膜微滤。对于蛋白质,尽管可溶性蛋白质主要是可溶性蛋白质,但是该蛋白质参与大分子复合物的形成,并且对产物的冷溶解度具有负面影响。因此,蛋白质在透明溶液中的保留应尽可能小。不难看出,0.05μm微滤具有最强的蛋白质去除能力,但其他理化质量指标值却比0.2μm膜微滤差。 2.2不同澄清方法对绿茶澄清液中儿茶素的影响儿茶素是茶多酚中最活跃的功能性成分,约占其总量的60%,其中以EGCG尤为突出[12]。从表2中可以看出,两种简单的儿茶素EGC和EC的产量略低于离心,纸浆过滤和抽滤的产量。虽然简单的儿茶素DL-C和酯型儿茶素的收率为5%,但微滤远高于离心,果肉过滤或吸滤。这可能是由于酯儿茶素(如EGCG)比EGC和EC更有可能形成复合物。当细颗粒或悬浮的杂质被离心并沉降时,该复合物沉降,并且过滤方法类似于滤饼层过滤。当纸浆被过滤或抽滤时,该复合物被直接保留或通过粘附到细颗粒或悬浮的杂质而被保留。另一方面,当使用错流微滤时,形成复合物底物的膜,这降低了循环流体中底物的浓度,从而促进了复合物的可逆降解以及复合物膜的保留量。 。相对减少。与传统工业澄清方法(例如离心)相比,膜微滤的EGCG的0.05、0.2和0.8μm分别为离心澄清的143.05%,142.24%和147.46%。 2.3不同澄清方法的聚类分析在每种澄清方法下,对澄清溶液的理化质量指标进行聚类分析,得到的结果如图1所示。从图1中不难看出,微滤和纸浆过滤,抽滤和离心分离是两种具有明显差异的澄清方法。其中,0.2μm微滤和0.05μm膜微滤,纸浆过滤和抽滤具有相应的类别。相似的澄清特性。通过综合权衡澄清溶液的质量和有效成分的收率,本研究认为微滤澄清优于诸如纸浆过滤,抽滤和离心等澄清方法。在相同的微滤操作技术参数条件下,0.2,μm膜微滤的澄清效果分别为0.05、0.2、0.8μm膜微滤。 3讨论陶瓷膜微滤是纯物理过滤的一种方法。膜过滤的效率及其对茶叶品质成分的保留特性是其工业应用的主要考虑因素。但是,由于膜的筛选受到商业膜品种或规格的限制,因此只能从现有的商业膜产品中选择该测试中的膜选择。尽管0.2μm的膜微滤澄清可以达到良好的澄清效果,但是由于选择的限制,这种膜只能作为本实验中三层膜中的最佳膜。如果要达到高效微滤和澄清的目的,则可以使用诸如材料浓度,膜孔径,膜过滤温度,压力,时间和透析次数等因素来影响膜过滤的效率。