陶瓷膜过滤技术在茶叶加工中的应用

茶深加工是将茶资源的开发和利用渗透到功能食品，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。其目的是去除加工过程中形成的细颗粒，悬浮杂质或混浊的沉积物。澄清度和半透明性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：纸浆过滤，抽滤，离心，添加絮凝剂，澄清剂或沉淀剂等[1-3]，其中有纸浆过滤，抽滤和离心。物理方法和过程笨重，持久，耗电高，工作效率低，尽管使用絮凝剂，澄清剂或沉淀剂可以使产品具有良好的透明度和冷溶解性，但添加的异物对产品的性能有积极的影响。产量，感官品质和饮酒安全性对女性有一些负面影响。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，或在加工过程中形成的物料-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，由于膜孔径分布的不均匀性，传统的茶提取物是高浓度（2％至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，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，有效成分如茶提取液中的水提取物，茶多酚，氨基酸，咖啡因，儿茶素和蛋白质以及测量进料液澄清度的物理性能T640和OD420被用作样品。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料液的澄清效果，并对每种方法进行了聚类分析。它将为茶叶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，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，制备了重约600kg的粗制绿茶滤液。离心机制备方法：取90 kg粗滤液，以10,400 r / min离心10分钟，收集澄清溶液。吸滤：取90kg粗滤液，并在真空下过滤。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，并使用膜孔径为0.05、0.2和0.8μm的微滤膜分别在40°C和0.28 MPa下进行微滤。将18kg的纯净水透析一次，微滤液的总量为90kg。测量上述每种澄清液中的水提取物，茶多酚，氨基酸，咖啡因，儿茶素和蛋白质的绝对含量（g），并测量透光度T640和吸光度OD420（用于测量进料液的澄清度）。分析。膜通量的测定方法是通过1000ml刻度量筒收集透过液，用秒表计数时间，然后换算为ml / min（ml / min），按照GB-8305-87测定水提取物。 ，方法测定，按照GB8314-87方法测定氨基酸，咖啡因，儿茶素，按照参考文献[10]进行蛋白质测定，透光率T640和按照参考文献[11]的吸光度值OD420测定，百分比对于液体澄清后的绝对量（g）和澄清前的总绝对量（g），每种澄清方法的聚类分析均采用欧氏距离最短距离法和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等理化质量指标等比离心，制浆后的微滤高。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，OD420等理化指标均高于离心，纸浆过滤和抽滤的微滤特性，表明离心分离，纸浆过滤和澄清液中的细颗粒物，悬浮杂质和高分子络合物与通过抽滤的微滤澄清液相比并未完全去除。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，这主要是由于茶中的活性成分很少直接附着在细颗粒，悬浮杂质或一些原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。液体。对氨基酸，茶多酚，咖啡因，水提取物，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％，尤以EGCG尤为突出[12]。从表2可以看出，EGC和EC的两种简单儿茶素的收率比离心，纸浆过滤和抽滤的收率略低，而简单儿茶素DL-C和酯的收率却较低。儿茶素的微滤远高于离心，果肉过滤或抽滤。这可能是由于酯儿茶素（例如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，由于复合物基质的膜的形成，循环流体中基质的浓度降低，并且促进了复合物的可逆降解，因此保留了一定数量的复合膜。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，得到图1所示的结果。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以下类别：相似的澄清特性。通过综合权衡澄清液的质量和有效成分的得率，本研究认为微滤澄清优于纸浆过滤，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，在0.05、0.2、0.8μm的膜微滤中进行澄清，在0.2μm的膜微滤中进行澄清的效果。 3讨论陶瓷膜微滤是一种纯物理过滤和净化的方法。膜过滤效率及其对茶叶品质成分的保留特性是其工业化和应用的主要考虑因素。但是，由于膜的筛选受到商品膜种类或规格的限制，因此只能从现有的商品膜产品中选择本次测试中的膜选择。尽管0.2μm的膜微滤澄清可以达到很好的澄清效果，但是由于选择的限制，这种膜只能作为本实验中三种膜中的最佳膜。如果要达到高效微滤澄清的目的，则可以使用诸如材料浓度，膜孔径，膜过滤温度，压力，时间和渗析次数等因素来影响膜过滤的效率和产量，清晰度和