本發(fā)明涉及一種從黑米原料中提取純化制備無農(nóng)藥殘留的黑米花青素的制備方法。

背景技術(shù)：
黑米（Blackrice），呈黑色或黑褐色，屬于糯米類，是由禾本科植物稻經(jīng)長期培育形成的一類特色品種，營養(yǎng)豐富，含有豐富的花青素色素，具有增強免疫力、降血壓、增強視力，消除眼疲勞，抗氧化等多種功效。我國是世界上水稻種植大國，尤其是黑稻資源更加廣闊，其富含的黑米花青素應(yīng)用范圍較廣，可在普通食品、保健食品及藥品等領(lǐng)域中應(yīng)用，具有良好的市場前景。但目前黑米在種植過程中，廣泛使用稻瘟靈、三唑醇等農(nóng)藥。經(jīng)檢測，未加工前的黑米中稻瘟靈含量達0.8mg/100kg，農(nóng)藥總含量1.2mg/100kg。單從數(shù)字看似乎農(nóng)殘量不大，但工業(yè)上從黑米中提取黑米花青素時，一般原料都是以噸計，因此，若不在工藝過程中進行農(nóng)殘去除，最終產(chǎn)品中農(nóng)藥富集的量將大大超過了國家標準（GB2763-2014）所規(guī)定的最大殘留限量（0.01mg/kg）。而目前公開的對于黑米中花青素的提取工藝，如中國專利申請?zhí)?01510297289.2（一種從黑米中提取花青素的工藝），是將黑米原料粉碎后50℃水浴1:5-15料液比提取，離心，上清液經(jīng)3000Da的超濾膜過濾，流出液經(jīng)大孔樹脂進行純化，真空冷凍干燥得到紫紅色的黑米花青素。還有中國專利申請?zhí)?01410466396.9（高純度黑米花青素制備工藝），是以黑米為原料，經(jīng)提取、過濾、濃縮后，利用聚酰胺樹脂柱純化，酒石酸乙醇溶液進行解吸，制備高純度黑米花青素，色價達到500。這兩項技術(shù)方案只側(cè)重花青素的提取，而沒有關(guān)注所提取花青素中是否還有農(nóng)藥的殘留。而稻瘟靈是黑米精加工產(chǎn)品中主要的農(nóng)藥殘留物質(zhì)，一般的工藝方法是難以完全去除的。隨著人們食品安全意識的加強，市場更需要無農(nóng)藥殘留的黑米花青素問世。因此，研究出既能保持高純度高收率又無農(nóng)藥殘留的工藝方法，是本行業(yè)亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是提供一種無農(nóng)藥殘留的黑米花青素的制備方法。本方法工藝簡單，花青素含量大于30%，無農(nóng)藥殘留。本發(fā)明技術(shù)方案包括下述步驟：（1）黑米浸提：取黑米原料，先加入原料重量5%-9%、質(zhì)量分數(shù)為50-60%的檸檬酸水溶液，再補充純凈水至料液比為1:2-1:3，浸提8-10小時后，分別粗濾、離心，離心液再以孔徑為0.5微米的陶瓷膜過濾，得濾液；（2）純化：將上述濾液加入至大孔樹脂柱中，上柱流速控制在0.8-1.2BV/h，再用質(zhì)量分數(shù)為40-60%的乙醇水溶液洗脫，洗脫體積為6-8BV，收集洗脫液，濃縮至可溶性固形物含量Brix30%-40%；（3）萃?。簩饪s液以純凈水稀釋至可溶性固形物含量Brix10%-20%，用濃縮液體積1-2倍的石油醚萃取1-2次，殘留農(nóng)藥即進入上層石油醚萃取液中，將下層溶液濃縮至可溶性固形物含量Brix30-40%；（4）硅膠柱層析：將步驟（3）所得的濃縮液上硅膠柱層析，硅膠用量為濃縮液的0.5-1倍；先用乙酸乙酯洗脫，使?jié)饪s液中殘留的農(nóng)藥溶解于乙酸乙酯中進一步去除，洗脫體積為2-3BV；再用40-60%乙醇洗脫，洗脫體積為2-3BV，收集乙醇洗脫液；（5）干燥：將步驟（4）所得到的乙醇洗脫液減壓濃縮至可溶性固形物含量Brix50%-60%，回收乙醇，濃縮液經(jīng)噴霧干燥制得粉末狀黑米花青素，經(jīng)檢測花青素含量大于30%，農(nóng)藥未檢出。所述的檸檬酸水溶液優(yōu)選質(zhì)量分數(shù)為57%，其作用主要是護色，以免后續(xù)操作對黑米花青素的破壞。所用的大孔樹脂優(yōu)選為AB-8型大孔樹脂。所用硅膠用量優(yōu)選為濃縮液的0.8倍。本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案如下：（1）黑米浸提：取某地所產(chǎn)的黑米原料，經(jīng)檢測其中稻瘟靈含量0.8mg/100kg，農(nóng)藥總含量1.2mg/100kg，先加入原料重量8.5%、質(zhì)量分數(shù)為57%的檸檬酸水溶液，再補充純凈水至料液比為1:3，浸提10小時后，分別粗濾、離心，離心液再以孔徑0.5微米的陶瓷膜過濾，得濾液；（2）純化：將上述濾液加入至AB-8型大孔樹脂柱中，上柱流速控制在1.0BV/h，再用質(zhì)量分數(shù)為60%的乙醇水溶液洗脫，洗脫體積為7BV，收集洗脫液，濃縮至可溶性固形物含量Brix35%；（3）萃取：將濃縮液以純凈水稀釋至可溶性固形物含量Brix15%，用濃縮液體積1.5倍的石油醚萃取2次，殘留農(nóng)藥即進入上層石油醚萃取液中，將下層溶液濃縮至可溶性固形物含量Brix40%；（4）硅膠柱層析：將步驟（3）所得的濃縮液上硅膠柱層析，硅膠用量為濃縮液的0.8倍；先用乙酸乙酯洗脫，使?jié)饪s液中殘留的農(nóng)藥溶解于乙酸乙酯中進一步去除，洗脫體積為2BV；再用50%乙醇洗脫，洗脫體積為2.5BV，收集乙醇洗脫液；（5）干燥：將步驟（4）所得到的乙醇洗脫液減壓濃縮至可溶性固形物含量Brix55%，回收乙醇，濃縮液經(jīng)噴霧干燥制得粉末狀黑米花青素，經(jīng)檢測花青素含量為33.2%，農(nóng)藥未檢出。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：(1)稻瘟靈屬高效、低毒、低殘留的有機硫殺菌劑，化學(xué)名為1，3-二硫-2-亞戊環(huán)基丙二酸二異丙酯，三唑醇化學(xué)名為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。本發(fā)明利用“相似相溶”的原理，采用石油醚對樹脂純化后濃縮液進行萃取，可將稻瘟靈等農(nóng)藥總含量降低至0.42mg/kg或以下；該萃取過程工藝簡單，有效的去除了因黑米原料帶入的大量農(nóng)藥殘留。(2)利用黑米花青素、稻瘟靈和三唑醇等農(nóng)藥化學(xué)成分與硅膠填料親和力的差異，采用硅膠柱層析的方法進行分離。由于花青素親和力較強，而殘留的農(nóng)藥則隨乙酸乙酯洗脫液流出，從而使料液中的殘留農(nóng)藥進一步得到去除。實驗證明，經(jīng)上述硅膠柱分離后，殘留農(nóng)藥基本去除，農(nóng)藥稻瘟靈含量降低至0.01mg/kg以下（低于檢出限）。本發(fā)明無溶劑殘留，工藝簡單，穩(wěn)定，易產(chǎn)業(yè)化，可保證食品安全，提高產(chǎn)品品質(zhì)和競爭力。具體實施方式以下通過三個不同產(chǎn)地黑米原料的具體提純實施例，對本發(fā)明作進一步詳述。實施例1（1）黑米浸提：取某地所產(chǎn)的黑米原料，經(jīng)檢測其中稻瘟靈含量0.8mg/100kg，農(nóng)藥總含量1.2mg/100kg，先加入原料重量8.5%、質(zhì)量分數(shù)為57%的檸檬酸水溶液，再補充純凈水至料液比為1:3，浸提10小時后，分別粗濾、離心，離心液再以孔徑0.5微米的陶瓷膜過濾，得濾液；（2）純化：將上述濾液加入至AB-8型大孔樹脂柱中，上柱流速控制在1.0BV/h，再用質(zhì)量分數(shù)為60%的乙醇水溶液洗脫，洗脫體積為7BV，收集洗脫液，濃縮至可溶性固形物含量Brix35%；（3）萃?。簩饪s液以純凈水稀釋至可溶性固形物含量Brix15%，用濃縮液體積1.5倍的石油醚萃取2次，殘留農(nóng)藥即進入上層石油醚萃取液中，將下層溶液濃縮至可溶性固形物含量Brix40%；（4）硅膠柱層析：將步驟（3）所得的濃縮液上硅膠柱層析，硅膠用量為濃縮液的0.8倍；先用乙酸乙酯洗脫，使?jié)饪s液中殘留的農(nóng)藥溶解于乙酸乙酯中進一步去除，洗脫體積為2BV；再用50%乙醇洗脫，洗脫體積為2.5BV，收集乙醇洗脫液；（5）干燥：將步驟（4）所得到的乙醇洗脫液減壓濃縮至可溶性固形物含量Brix55%，回收乙醇，濃縮液經(jīng)噴霧干燥制得粉末狀黑米花青素，經(jīng)檢測花青素含量為33.2%，農(nóng)藥未檢出。實施例2（1）黑米浸提：取某地所產(chǎn)的黑米原料，經(jīng)檢測其中稻瘟靈含量0.83mg/100kg，農(nóng)藥總含量1.1mg/100kg，先加入原料重量8%、質(zhì)量分數(shù)為52%的檸檬酸水溶液，再補充純凈水至料液比為1:2.5，浸提8小時后，分別粗濾、離心，離心液再以孔徑為0.5微米的陶瓷膜過濾，得濾液；（2）純化：將上述濾液加入至AB-8型大孔樹脂柱中，上柱流速控制在1.0BV/h，再用質(zhì)量分數(shù)為55%的乙醇水溶液洗脫，洗脫體積為8BV，收集洗脫液，濃縮至可溶性固形物含量Brix40%；（3）萃取：將濃縮液以純凈水稀釋至可溶性固形物含量Brix15%，用濃縮液體積1.2倍的石油醚萃取2次，殘留農(nóng)藥即進入上層石油醚萃取液中，將下層溶液濃縮至可溶性固形物含量Brix37%；（4）硅膠柱層析：將步驟（3）所得的濃縮液上硅膠柱層析，硅膠用量為濃縮液的0.6倍；先用乙酸乙酯洗脫，使?jié)饪s液中殘留的農(nóng)藥溶解于乙酸乙酯中進一步去除，洗脫體積為2.5BV；再用45%乙醇洗脫，洗脫體積為3BV，收集乙醇洗脫液；（5）干燥：將步驟（4）所得到的乙醇洗脫液減壓濃縮至可溶性固形物含量Brix53%，回收乙醇，濃縮液經(jīng)噴霧干燥制得粉末狀黑米花青素，經(jīng)檢測花青素含量為31.8%，農(nóng)藥未檢出。實施例3（1）黑米浸提：取某地所產(chǎn)的黑米原料，經(jīng)檢測其中稻瘟靈含量0.75mg/100kg，農(nóng)藥總含量0.97mg/100kg，先加入原料重量7%、質(zhì)量分數(shù)為55%的檸檬酸水溶液，再補充純凈水至料液比為1:2.3，浸提9小時后，分別粗濾、離心，離心液再以孔徑為0.5微米的陶瓷膜過濾，得濾液；（2）純化：將上述濾液加入至AB-8型大孔樹脂柱中，上柱流速控制在1.2BV/h，再用質(zhì)量分數(shù)為52%的乙醇水溶液洗脫，洗脫體積為6BV，收集洗脫液，濃縮至可溶性固形物含量Brix35%；（3）萃?。簩饪s液以純凈水稀釋至可溶性固形物含量Brix10%，用濃縮液體積1.3倍的石油醚萃取1次，殘留農(nóng)藥即進入上層石油醚萃取液中，將下層溶液濃縮至可溶性固形物含量Brix34%；（4）硅膠柱層析：將步驟（3）所得的濃縮液上硅膠柱層析，硅膠用量為濃縮液的1倍；先用乙酸乙酯洗脫，使?jié)饪s液中殘留的農(nóng)藥溶解于乙酸乙酯中進一步去除，洗脫體積為2.5BV；再用48%乙醇洗脫，洗脫體積為2.5BV，收集乙醇洗脫液；（5）干燥：將步驟（4）所得到的乙醇洗脫液減壓濃縮至可溶性固形物含量Brix52%，回收乙醇，濃縮液經(jīng)噴霧干燥制得粉末狀黑米花青素，經(jīng)檢測花青素含量為32.3%，農(nóng)藥未檢出。表1是對比實施例1及實施例1-3每一步驟具體實驗結(jié)果從上表的實驗數(shù)據(jù)可以看出，只采用大孔樹脂吸附純化，未經(jīng)石油醚萃取和硅膠柱層析步驟，不能降低或去除料液中的殘留農(nóng)藥。且實驗數(shù)據(jù)顯示，實施例1是本發(fā)明的最佳實施例，所得到黑米花青素中未檢出農(nóng)藥殘留，同時產(chǎn)品純度最高，花青素含量達到33.2%。