CN107936079B - 一种制备高纯度罗汉果甜苷v的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种制备高纯度罗汉果甜苷V的方法，属于天然植物中提取有效成分技术领域，所述的方法包括：原料预处理、逆流提取、多级过滤、强碱性阴离子树脂脱色、浓缩、真空浓缩以及冷冻干燥。本发明结合多级过滤的特点，实现了连续提取，过程简单，适合工业化放大生产。按照本发明制备的产品，经过高效液相检测，罗汉果甜苷V在65%‑68%之间，收率在82%‑86%之间，制备得到的罗汉果甜苷V纯度高，并且在提取过程当中均未使用有机溶剂，产品安全，品质有保证。
Description
技术领域
本发明属于天然植物中提取有效成分技术领域，具体涉及一种制备高纯度罗汉果甜苷V的方法。
背景技术
罗汉果，属葫芦科多年生草质藤本植物的果实，是我国南方特有植物，主要产于桂北地区，以广西桂林地区的罗汉果品质最好。罗汉果长期作为中药和饮料干果而食用，其味极甜、性凉、无毒、入脾肺，具有清肺止咳、润肠通便、清热解毒、祛痰补血、益肝、健脾、镇静、止渴、促进肠胃机能、抑制哮喘以及降压等功效。 自从 1 97 5 年首先报告罗汉果果实中含有二萜甜味甙以来，已经从罗汉果果实中分离并鉴定出了罗汉果甙 IV(mogroside IV)、罗汉果甙 V、罗汉果甙 III、罗汉果甙IIE、罗汉果甙IIIE、罗汉果甙 VI、罗汉果甙 A、罗汉果新甙 (nemogroside)、赛门甙 I(siamensideI)、11-oxo-mogroside、罗汉果二醇苯甲酸酯(mogroester)共11种葫芦烷三萜甙类 (cucurbitaneglvcosides)化合物，该类化合物是罗汉果果实中的主要活性物质，约占干果重 4％，除少数为无甜(如罗汉果甙 IV)或苦味(如罗汉果新甙)物质外，大多为甜味成分或微甜物质，其中罗汉果甙V为三萜系糖甙类S-5的强甜物质，是罗汉果果实中含量和甜度均较高的成分，是主要的甜味成分，其甜度相当于蔗糖的300倍。罗汉果甜甙味甜而纯正，无异味，回味感强，热稳定性好，可作为食品、菜肴的甜味剂，是糖尿病人理想的食糖代用品。
现有罗汉果甜苷的提取方法较多，但所得的提取物中，罗汉果甜苷V的纯度均较低，大多不超过80%，CN101863946A专利公开了一种提取高含量罗汉果甜苷V的方法，专利中提到对罗汉果进行破碎醇提后，进行浓缩，大孔吸附树脂进行传话分离、离子交换树脂脱色，最后干燥得到成品，其过程简单，但是产品纯度较低。CN101690573A专利公开了一种罗汉果甜苷V可以大于60%的方法，主要是采用酶解、水提、浓缩、离子交换树脂脱色、大孔吸附树脂分离以及氧化铝进行层析，最终浓缩干燥得到成品的方法，该方法经过多步的层析，造成最终产品的收率较低。CN10140266A专利公开了罗汉果甜苷V的制备方法，是通过硅胶层析和C18反相层析，得到的最终产品纯度可达70%以上，但是过程当中使用了较多的有机溶剂，成本较高，不适合工业化生产。CN104086615A专利公开了一种提取罗汉果甜苷V的方法，采用了超临界流体萃取的方法，虽然最终产品纯度也在70%以上，但是超临界流体萃取设备处理量的限制，也不利于规模化生产。
发明内容
为了克服现有技术提取罗汉果甜苷V的纯度均较低的不足, 本发明提供了一种制备高纯度罗汉果甜苷V的方法，该制备方法主要是通过膜过滤的方法来实现连续高效制备高纯度罗汉果甜苷V。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种制备高纯度罗汉果甜苷V的方法，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将罗汉果进行清洗，破碎，使罗汉果籽散开但不破碎为宜；
（2）逆流提取：将预处理后的罗汉果通过去离子水进行逆流提取，物料和去离子水逆向流动，然后对物料进行挤压，挤出液和料液混合，得到提取液；连续逆流提取，生产上可以连续提取，较单罐提取效率提高3-4倍，且逆流提取对物料进行挤压，可以将物料中的提取液全部挤出，不会造成提取液损失；
（3）多级过滤：将提取液依次使用卧式螺旋离心机、管式离心机、板框过滤机和超滤机进行过滤，得到滤液；其中卧式螺旋离心机去除纤维素等大颗粒，管式离心机去除料液中的比较细小的颗粒，板框过滤机去除肉眼觉察不到的不溶物，超滤机除去多糖、蛋白等大分子的物质；
（4）强碱性阴离子交换树脂脱色：调节滤液的pH，常温上柱，有甜味时开始接收，收集至无甜味，收集得到脱色液；该步骤可以去除罗汉果提取液当中的无机盐以及带电荷的色素等，从而进一步的提高罗汉果甜苷的纯度；调节滤液的pH值是为了提高强碱性阴离子交换树脂对带电离子的吸附能力；甜味的区分可以用舌头进行品评；
（5）浓缩：将脱色液经过纳滤膜进行浓缩，然后通过真空浓缩，调节百利度；起到去除水分，对罗汉果甜苷V进行富集的作用。
（6）干燥：对浓缩液进行真空冷冻干燥，得到粉体的产品，利于运输和保藏。
优选的，步骤（2）中，逆流提取过程中，物料和水质量比为1:10-1:20。
优选的，步骤（3）中，卧式螺旋离心机的转速为3000-4000r/min，管式离心机的转速为10000-12000r/min，板框过滤机的滤布目数为600-800目，超滤机的截留分子量为3K-5K的超滤膜。
优选的，步骤（4）中，使用的树脂为D213，使用2%的氢氧化钠溶液调节滤液的pH为8-9，上柱流度1.0-2.0BV/h。根据D213树脂的特性，pH为8-9树脂吸附色素能力最强，故设置该pH。
优选的，步骤（5）中，纳滤膜分子截留量在300-500Da，调节百利度至30-40。纳滤膜的孔径大小均为300-500Da，这个分子量下，只有水等小于500Da的粒子才能通过。
优选的，步骤（6）中，真空干燥温度为-45—50℃，真空度为0.085-0.095Mpa。
本发明的优点是：本发明结合多级过滤的特点，实现了连续提取，过程简单，适合工业化放大生产。按照本发明制备的产品，经过高效液相检测，罗汉果甜苷V在65%-68%之间，收率在82%-86%之间。并且在提取过程当中均未使用有机溶剂，产品安全且品质较高。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步的说明：
实施例1
一、高纯度罗汉果甜苷V的制备：
（1）原料预处理：取1000kg鲜罗汉果，然后清洗，破碎，使罗汉果籽散开但不破碎为宜。
（2）逆流提取：对预处理后的罗汉果进行逆流提取，提取溶剂为去离子水，物料和水的比例为1:10，提取温度为75℃，提取时间为40min，反向进料，正向进水，提取结束，使用螺旋输送器将滤渣推出，并进行挤压，挤压液和料液合并得提取液。
（3）多级过滤：将提取液依次使用卧式螺旋离心机、管式离心机、板框过滤机和超滤机进行过滤，得到滤液。其中卧式螺旋离心机的转速控制在3000r/min，去除纤维素等大颗粒，管式离心机的转速控制在10000r/min，去除料液中的比较细小的颗粒，板框过滤机滤布目数600目，去除肉眼觉察不到的不溶物，超滤机截留分子量在3K-5K的超滤膜，除去多糖、蛋白等大分子的物质。
（4）强碱性阴离子交换树脂脱色：采用的树脂为D213，树脂柱高径比为5:1，使用2%氢氧化钠溶液调节料液的pH至8-9之间，常温上柱，上柱流度1.0BV/h，有甜味时开始接收，收集至无甜味。
（5）浓缩：将脱色液经过纳滤膜进行浓缩，纳滤膜截留分子量在300Da，然后通过真空浓缩至百利度在30为止。
（6）干燥：对浓缩液进行冷冻干燥，温度控制在-40℃，真空度控制在0.085Mpa，得到罗汉果甜苷V产品，称重为7.123kg。
二、样品检测：
经过液相检测结果显示：罗汉果甜苷V含量为65.21%，罗汉果甜苷V的总收率为82.32%。
实施例2
一、高纯度罗汉果甜苷V的制备：
（1）原料预处理：取1000kg鲜罗汉果，然后清洗，破碎，使罗汉果籽散开但不破碎为宜。
（2）逆流提取：对预处理后的罗汉果进行逆流提取，提取溶剂为去离子水，物料和水的比例为1:15，提取温度为80℃，提取时间为50min，反向进料，正向进水，提取结束，使用螺旋输送器将滤渣推出，并进行挤压，挤压液和料液合并得提取液。
（3）多级过滤：将提取液依次使用卧式螺旋离心机、管式离心机、板框过滤机和超滤机进行过滤，得到滤液。其中卧式螺旋离心机的转速控制在4000r/min，去除纤维素等大颗粒，管式离心机转速在11000r/min，去除料液中的比较细小的颗粒，板框过滤机滤布目数800目，去除肉眼觉察不到的不溶物，超滤机截留分子量在3K-5K的超滤膜，除去多糖、蛋白等大分子的物质。
（4）强碱性阴离子交换树脂脱色：采用的树脂为D213，树脂柱高径比为5:1，使用2%氢氧化钠溶液调节料液的pH至8-9之间，常温上柱，上柱流度2.0BV/h，有甜味时开始接收，收集至无甜味。
（5）浓缩：将脱色液经过纳滤膜进行浓缩，纳滤膜截留分子量在400Da，然后通过真空浓缩至百利度在35为止。
（6）干燥：对浓缩液进行冷冻干燥，温度控制在-45℃，真空度控制在0.090Mpa，得到罗汉果甜苷V产品，称重为7.212kg。
二、样品检测：
经过液相检测结果显示：罗汉果甜苷V含量为66.21%，罗汉果甜苷V的总收率为84.32%。
实施例3
一、高纯度罗汉果甜苷V的制备：
（1）原料预处理：取1000kg鲜罗汉果，然后清洗，破碎，使罗汉果籽散开但不破碎为宜。
（2）逆流提取：对预处理后的罗汉果进行逆流提取，提取溶剂为去离子水，物料和水的比例为1:20，提取温度为85℃，提取时间为60min，反向进料，正向进水，提取结束，使用螺旋输送器将滤渣推出，并进行挤压，挤压液和料液合并得提取液。
（3）多级过滤：将提取液依次使用卧式螺旋离心机、管式离心机、板框过滤机和超滤机进行过滤，得到滤液。其中卧式螺旋离心机的转速控制在5000r/min，去除纤维素等大颗粒，管式离心机转速在12000r/min，去除料液中的比较细小的颗粒，板框过滤机滤布目数800目，去除肉眼觉察不到的不溶物，超滤机截留分子量在3K-5K的超滤膜，除去多糖、蛋白等大分子的物质。
（4）强碱性阴离子交换树脂脱色：采用的树脂为D213，树脂柱高径比为5:1，使用2%氢氧化钠溶液调节料液的pH至8-9之间，常温上柱，上柱流度2.0BV/h，有甜味时开始接收，收集至无甜味。
（5）浓缩：将脱色液经过纳滤膜进行浓缩，纳滤膜截留分子量在500Da，然后通过真空浓缩至百利度在40为止。
（6）干燥：对浓缩液进行冷冻干燥，温度控制在-50℃，真空度控制在0.095Mpa，得到罗汉果甜苷V产品，称重为7.432kg。
二、样品检测：
经过液相检测结果显示：罗汉果甜苷V含量为67.21%，罗汉果甜苷V的总收率为85.32%。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种制备罗汉果甜苷V的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
（1） 原料预处理：将罗汉果进行清洗，破碎，使罗汉果籽散开但不破碎；
（2）逆流提取：对预处理后的罗汉果进行逆流提取，提取溶剂为去离子水，物料和水的比例为1:20，提取温度为85℃，提取时间为60min，反向进料，正向进水，提取结束，使用螺旋输送器将滤渣推出，并进行挤压，挤压液和料液合并得提取液；
（3）多级过滤：将提取液依次使用卧式螺旋离心机、管式离心机、板框过滤机和超滤机进行过滤，得到滤液；其中卧式螺旋离心机的转速控制在5000r/min，去除纤维素大颗粒，管式离心机转速在12000r/min，去除料液中的比较细小的颗粒，板框过滤机滤布目数800目，去除肉眼觉察不到的不溶物，超滤机截留分子量在3K-5K的超滤膜；
（4）强碱性阴离子交换树脂脱色：采用的树脂为D213，树脂柱高径比为5:1，使用2%氢氧化钠溶液调节料液的pH至8-9之间，常温上柱，上柱流度2.0BV/h，有甜味时开始接收，收集至无甜味；
（5）浓缩：将脱色液经过纳滤膜进行浓缩，纳滤膜截留分子量在500Da，然后通过真空浓缩至百利度在40为止；
（6）干燥：对浓缩液进行冷冻干燥，温度控制在-50℃，真空度控制在0.095Mpa，得到罗汉果甜苷V产品。
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