CN109535209B - 一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖甙的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖甙的工艺方法。将甜叶菊干叶加入乙醇浸泡,压滤,收集滤渣,滤液回收乙醇;将甜菊叶浆料通过高压喷雾机雾化,以乙醇和/或水作为溶媒,浸提出甜菊糖甙目标组份,过滤得到甜菊叶醇水提取液;所得甜菊叶醇水提取液通过陶瓷超滤膜,收集透过液;透过液再过陶瓷纳滤膜,获得提取物浓缩液;浓缩液通过反相填料层析柱纯化获得甜菊糖粗糖;或,粗糖再进一步纯化获得甜菊糖粗糖;纯化获得甜菊糖粗糖经凝胶色谱脱色获得RA粗糖,RA粗糖浓缩而后重结晶获得纯度97%以上高纯度RA。本发明工艺简单,成本可控,操作性强,产品纯度和收率高,甜菊糖苷的最终总收率95%以上,较现有传统工艺有明显优势。
Description
技术领域
本发明设涉及甜菊糖甙的方法,具体的说是一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖甙的工艺方法。
背景技术
甜菊糖是从甜叶菊的叶子中提取的含有8种成分的双萜糖甙的混合物,甜叶菊的叶子中含有8%~16%的甜菊糖甙,按照天然植物化学的划分,属于四环二萜糖甙类,其甜度为蔗糖的200~300倍,而热量仅为蔗糖的1/300,它以高甜度、低热量、安全无毒、纯天然等特点逐渐受到人们的青睐,广泛应用于食品、饮料、医药、日化工业等行业。在甜菊糖已知的9种糖甙中,各种成分的含量,口感和甜度各不相同,其中甜菊甙(stevioside)、莱鲍迪苷A(RA)、莱鲍迪苷C(RC)的含量较高,共占90%以上。RA甜度最高,甜味特性也与蔗糖相接近,是一种具有高甜度、低热量、易溶解、耐热、稳定等特点的新型天然甜味剂。长期食用对肥胖、高血压、高血糖等疾病有保健治疗作用。
传统工艺中李玉秀等人报道了,用不同的醇溶液(甲醇、乙醇、乙醇-水)提取甜菊糖苷的方法。但传统的加热和回流方法能耗大,后续采用丙酮析晶,挥发性强,并且氧化铝柱层析分离纯化分离效果低,最终纯度仅为90%。
石任兵等公开了采用溶剂提取,硅胶柱层析、反相柱层析或Sephadex LH-20,重结晶的方法进行甜菊糖甙的分离纯化。但是由于传统的有机溶剂室温提取耗时长加热提取方法能耗大,超声和微波提取物料量小不适于工业化生产。由于柱层析之前的提取和纯化手段欠缺,柱层析上样时样品杂质较多导致最终RA的最高纯度只有90.80%。
邢飞等(CN 106046075 A)和董燕敏(CN105418703 A)公开了乙醇浸泡、***提取、大孔吸附树脂吸附分离甜菊糖的工艺路线。其中,主要技术缺陷在于引入毒性较大的有机溶剂***,对人员和环境造成很大危害。树脂利用度低、树脂、溶剂及水消耗量大、酸碱废水难治理,产品收率低。邢飞等进一步引入复合酶破壁、超临界萃取的工艺路线。其中,复合酶与超临界萃取成本较高不利于工业生产。
可见现有甜菊糖甙的水提取工艺,提取液杂质多,分离纯化困难;提取时间长,水耗及产生有机废水量大。传统的甜菊糖甙提取需加入一定量价格昂贵的防腐剂TG,造成分离困难,成本增加。提取液絮凝除杂工艺,采用化学絮凝,需加入絮凝剂,导致絮凝液含有大量的有色金属离子,需用离子交换树脂进行去除,使整个生产工艺过程繁琐,生产周期长,生产成本高。目前的树脂吸附分离甜菊糖主流工艺,树脂利用度低、树脂、溶剂及水消耗量大、酸碱废水难治理,产品收率低,已成为行业痛点。
发明内容
本发明目的在于提供一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖甙的工艺方法。
为实现上述目的,本发明采用技术方案为:
一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖甙的工艺方法,将甜叶菊干叶加入乙醇浸泡,压滤,收集滤渣,滤液回收乙醇;将打浆后获得甜菊叶浆料通过高压喷雾机雾化成细小的雾滴,以乙醇和/或水作为溶媒,通过逆流接触方式浸提出甜菊糖甙目标组份,过滤得到甜菊叶醇水提取液;所得甜菊叶醇水提取液通过陶瓷超滤膜,收集透过液;透过液再过陶瓷纳滤膜,收集截留获得提取物浓缩液;浓缩液通过反相填料层析柱纯化获得甜菊糖粗糖;粗糖再进一步的亲水色谱纯化、凝胶色谱脱色获得RA粗糖,RA粗糖浓缩而后重结晶即获得纯度97%以上高纯度RA。
所述甜菊叶浆料为将去除砂土杂质、晾干后甜菊叶粉碎,甜叶菊碎叶在无水乙醇中反复浸泡,过滤后滤渣碎叶通过乙醇和/或水打浆,浆料待用。
所述甜叶菊碎叶在无水乙醇中反复浸泡为将甜叶菊干叶洗涤后粉碎,而后反复浸泡于无水乙醇中,浸泡后压滤,合并反复浸泡后压滤收集的浸泡滤渣,滤液回收乙醇套用;其中,每次浸泡过程中甜叶菊碎叶与无水乙醇料液比为1:1.5~20(质量比),浸泡时间1~3h。
所述将打浆后获得甜菊叶浆料通过高压喷雾机,以乙醇和/或水作为溶媒,在室温下浸提20~60min,实现雾化成细小的雾滴,进而浸提出甜菊糖甙目标组份,过滤得到浸提液。
所述浸泡滤渣与乙醇和/或水的料液比为1:6-12(质量比)的比例混合打浆。其中,所述溶媒乙醇/水混合溶剂的浓度为30-70%(体积百分比);提取温度为常温(25℃)。
所述浸提液依次经超滤膜和纳滤膜进行两级膜处理;其中,浸提液所过的超滤膜被截留分子量>10kD(直径孔径10~50nm);陶瓷钠滤膜为截留分子量0.2~1kD(孔径1~2nm)。
所述浓缩液通过反相填料层析柱进行梯度洗脱,洗脱液为醇-水体系,经HPLC测试收集含甜菊糖甙量在30-100wt%的洗脱组分,其中,将含甜菊糖甙量在30-80wt%(即,含糖甙量小于80%)的洗脱组分经纳滤膜浓缩,浓缩后溶解于乙醇-水体系中,溶解后经亲水色谱层析柱进行梯度洗脱,经HPLC测试收集含甜菊糖甙量在80-100wt%的洗脱组分,而后与上述反相填料层析柱收集的含甜菊糖甙量在80-100wt%的洗脱组分合并经纳滤浓缩,浓缩液过凝胶色谱柱脱色即得RA粗糖;所述反相填料层析柱的洗脱液中醇与水的体积0-10:10-0;所述亲水色谱层析的洗脱液为乙醇-水体系中乙醇与水的体积比为0-10:10-0;溶解洗脱组分的乙醇-水体系中乙醇与水的体积比为0-10:10-0。
所述纯化过程中浓缩液中的溶质与反相填料的质量比为1:5~1:80,溶质主要为甜菊糖总甙。
所述反相填料层析柱中填料为粒径在40~60μm的中低压层析柱填料;所述纯化过程中各步骤收集组分经纳滤膜浓缩所得乙醇回收套用。
所述中低压层析柱填料为硅胶键合C18填料、SKR系列硅胶、HP-Silica、Bio-C18、以聚丙烯酸酯为骨架的Uni PMM50-Carb、嘉众专用填料(35~100μm)、键合乙酸的PS-DVB填料等,
所述亲水色谱填料为Polar-Silica、Polar-100、Polar-Diol等,优选Polar-Silica(孔径40~60nm);
所述凝胶脱色填料有G-型葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、交联葡聚糖凝胶等,优选Octyl琼脂糖凝胶。
所述RA粗糖与溶剂按体积比为1:8-1:10的比例混合,采用循环结晶法进行重结晶,所述溶剂氯仿、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、水中的两种或两种以上的混合。
上述重结晶溶剂优选为90-95%的乙醇溶液,RA含量提升至97%以上,精制收率有所提高,缘于粗糖提取中对杂质的选择性去除彻底,增溶物质去除充分。
本发明所具有的优点:
本发明甜菊糖苷的提取纯化方法,首先采用乙醇预处理,先除去较低极性的杂质,降低了后续提取液的粘度,有助于后续膜过滤及色谱分离纯化;其次采用连续逆流常温高压雾化提取,提取时间由传统的20-60小时缩短到3-8小时,使得提取溶剂节省60%以上;此过程中由高压及醇和/或水提取,取消了传统水提工艺中有害防腐剂的添加,对产品的天然绿色安全提供了保证,同时大幅减少了浸提水用量,并减少了其他杂质成分的浸出、减轻了能耗和环保压力,提高分离,过滤的效率;而后通过色谱技术纯化,制备色谱技术选择性和分离效率高,生产周期和产品品质优于大孔吸附树脂,不需要树脂和酸碱液再生处理,减少大量的废水,凝胶填料用量少、上样量大、脱色效果好,可脱除掉绝大部分色素,成本较脱色大孔树脂优势明显。
本发明工艺简单,成本可控,操作性强,产品纯度和收率高,适合工厂生产,本发明工艺过程中将连续逆流提取和制备色谱分离相结合,大大提高目标物的收率和纯度;可直接得到高纯度RA(含量大于97%),所得产品颜色浅,口感及水溶性好,甜菊糖苷的最终总收率95%以上,较现有传统工艺有明显优势。
附图说明
图1为本发明实施例提供的提取纯化流程图。
图2为本发明实施例提供的提取上样原液HPLC图。
图3为本发明实施例提供的水+10%甲醇洗脱液HPLC(GP-C18反相填料)图。
图4为本发明实施例提供的30%甲醇洗脱液HPLC(GP-C18反相填料)图。
图5为本发明实施例提供的70%甲醇洗脱液HPLC(GP-C18反相填料)图。
图6为本发明实施例提供的100%甲醇洗脱液HPLC(GP-C18反相填料)图。
图7为本发明实施例提供的70%乙醇洗脱液HPLC(Polar-Silica亲水色谱填料)图。
图8为本发明实施例提供的重结晶后RA HPLC图。
图9为本发明实施例提供的RA标准品HPLC图,其中,出峰时间7.5min。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明,应当指出的是,此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明,并不局限于本发明。本实施例按质量份数计算,以1份质量晒干去除沙土等杂质后粉粹的甜菊叶碎叶为基准。
实施例1
一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖苷的工艺,包括如下步骤:
甜菊叶前处理:甜菊叶晾干后去除砂土等杂质粉碎,称取1份质量的甜菊叶碎叶;
浸泡预处理:将粉碎后的甜菊叶置于浸提罐中,加入1份质量的乙醇浸泡二次,每次1.5h,二次浸提液合并过滤,滤液蒸馏回收乙醇。
高压雾化连续逆流提取:实验采用连续逆流提取设备。滤渣加入适量的水分散打浆,制成混悬液,通过高压雾化器把料液分散成细小的液滴喷入逆流提取罐中,50%的乙醇水溶液在高位压力下从底部流入提取罐中,二者充分接触使提取进行完全,测试甜菊糖甙提取率为99%;其中,甜菊叶浆料与50%的乙醇水溶液的体积比例为1:8,高压喷雾机的压力为2-4MPa,流速200-250L/h,提取罐内提取温度为室温,提取时间30min。
两级膜过滤浓缩:离心分离浸提液和甜菊渣,浸提液过一级陶瓷超滤膜(50nm),一级陶瓷膜进口压力为0.20MPa,出口压力为0.15MPa,过程平均通量100(L·m-2·h-1)左右;透过液过陶瓷纳滤膜,操作压力0.4Mpa,过程平均通量180(L·m-2·h-1),透过液作为浸提溶剂回用,截留液进一步浓缩得到甜菊糖浓缩液。
反相色谱纯化:将上述浓缩液上样至预先用甲醇浸泡平衡过的装填有15g GP-C18反相色谱填料的玻璃层析柱,依次采用纯水、10%的甲醇水溶液(v/v)、30%甲醇水溶液、70%甲醇水溶液、100%甲醇进行梯度洗脱,每份洗脱液用量20个柱体积,收集得到杂质流出液和粗糖流出液。经HPLC测试,纯水及10%甲醇洗脱液主要为杂质流出液(图3),30%甲醇水溶液—100%甲醇洗脱液为粗糖流出液,收集这部分组分,如图4-6所示,其中70%甲醇水溶液洗脱液中甜菊糖甙STV、RA和RC的总归一含量达到89.2%,30%甲醇水溶液洗脱液三种糖甙含量达到68.7%,100%甲醇洗脱液三种糖甙含量达到80.4%,保留70%甲醇水溶液和100%甲醇洗脱液为目标物1,30%甲醇洗脱液为目标物2,保留目标物1经纳滤浓缩的浓缩物。
亲水色谱纯化、凝胶脱色:将上述粗品含糖甙量低的洗脱组分(即目标物2)经纳滤膜浓缩,浓缩后继续上样到亲水色谱填料Polar-Silica(粒径60μm)层析柱中,依次采用纯水、乙醇/水淋洗和洗脱,依次采用纯水、10%的乙醇水溶液、30%乙醇水溶液、70%乙醇水溶液、100%甲醇进行梯度洗脱每份洗脱液用量12个柱体积,收集70%的乙醇水溶液洗脱液,HPLC测试谱图如图7,STV、RA和RC的归一含量82.5%,洗脱液纳滤浓缩。
将上述经反向色谱纯化收集的目标物1浓缩物与亲水色谱70%乙醇水浓缩物获得组分分别过葡聚糖凝胶G-75,吸附脱色,以水作为洗脱液,脱色后接收液喷雾干燥,得到RA粗糖。
重结晶:将上述RA粗糖用90%的乙醇溶液进行重结晶,样品与溶剂比例为1:8(v/v),HPLC检测谱图如图8,RA纯度97.3%,总收率78.9%。(质量的百分比)
实施例2
一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖苷的工艺,包括如下步骤:
甜叶菊前处理:甜菊叶晾干后去除砂土等杂质粉碎。
浸泡预处理:称取1份质量甜菊叶碎叶置于浸提罐中,按甜菊叶重量加入2份质量的食用乙醇,常温浸泡2h,离心过滤,滤液蒸馏回收乙醇,滤液测试固含量为1.6%,对乙醇浸提物HPLC测试甜菊糖总甙占0.18%(占甜菊叶重量),乙醇浸泡提取只损失很少的甜菊糖甙(1.5%左右),可浸提除掉鞣质、果胶、色素等杂质,有助于膜过滤。
高压雾化连续逆流提取:滤渣加入适量的50%乙醇溶液分散打浆,制成混悬液,通过高压雾化器把料液分散成细小的液滴喷入逆流提取罐中,50%的乙醇溶剂在高位压力下从底部流入提取罐中,二者充分接触使提取进行完全,溶质与溶剂的比例为1:6,高压喷雾机的压力为2-4MPa,流速200-250L/h,提取罐内提取温度为室温,测试甜菊糖甙提取率为98.8%。
两级膜过滤浓缩:离心分离浸提液和甜菊渣,浸提液过一级陶瓷超滤膜(50nm),一级陶瓷膜进口压力为0.20MPa,出口压力为0.15MPa,过程平均通量100(L·m-2·h-1)左右;透过液过陶瓷纳滤膜,操作压力0.4Mpa,过程平均通量180(L·m-2·h-1),透过液作为浸提溶剂回用,截留液进一步浓缩得到甜菊糖浓缩液。
反相色谱纯化:将上述浓缩液上样至预先用甲醇浸泡平衡过的装填有30g UniPMM50-Carb聚丙烯酸酯骨架微球反相色谱填料(载量120mg/g左右)的玻璃层析柱,依次采用纯水、10%乙醇水溶液(v/v)、20%乙醇水溶液、40%乙醇水溶液、70%乙醇水溶液、100%乙醇进行梯度洗脱,每份洗脱液用量15个柱体积,收集得到杂质流出液和粗糖流出液。经HPLC测试,纯水、10%乙醇水溶液和20%乙醇水溶液洗脱液主要为杂质不含甜菊糖甙,40%乙醇水溶液、70%乙醇水溶液和100%乙醇洗脱液杂质较少,主要为目标糖甙组分,其中70%乙醇水溶液洗脱液中甜菊糖甙STV、RA和RC的总归一含量达到90.4%,40%乙醇水溶液、100%乙醇水溶液归一含量为68.9%,保留70%乙醇水溶液洗脱液为目标物1,40%乙醇水溶液和100%乙醇洗脱液为目标物2,保留目标物1经纳滤浓缩的浓缩物。
亲水色谱纯化、凝胶脱色:目标物2纳滤膜浓缩后,继续上样到亲水色谱填料Polar-Silica(粒径60μm)层析柱中,纯水、乙醇/水淋洗和洗脱,依次采用纯水、10%乙醇水溶液、30%乙醇水溶液、50%乙醇水溶液、70%乙醇水溶液、100%乙醇进行梯度洗脱每份洗脱液用量15个柱体积,收集70%的乙醇水溶液洗脱液,HPLC测试RA归一含量94.5%,洗脱液纳滤浓缩。
目标物1浓缩物与亲水色谱70%乙醇水溶液浓缩物分别过葡聚糖凝胶G-15,吸附脱色,水洗脱液,脱色后接收液喷雾干燥,得到RA粗糖。
重结晶:将上述RA粗糖用93%的乙醇溶液进行重结晶,样品与溶剂体积比为1:10,HPLC检测RA纯度97.2%,总收率88.9%。
实施例3
一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖苷的工艺,包括如下步骤:
甜叶菊前处理:甜菊叶晾干后去除砂土等杂质粉碎。
浸泡预处理:称取1份质量甜菊叶碎叶置于浸提罐中,按甜菊叶重量加入5份质量的食用乙醇,常温浸泡2.5h,离心过滤,滤液蒸馏回收乙醇。
高压雾化连续逆流提取:甜菊滤渣加入适量的60%乙醇溶液分散打浆,制成混悬液,通过高压雾化器把料液分散成细小的液滴喷入逆流提取罐中,60%的乙醇溶剂在高位压力下从底部流入提取罐中,二者充分接触使提取完全,溶质与总溶剂的比例为1:10,高压喷雾机的压力为2-4MPa,流速200-250L/h,提取罐内提取温度为室温,测试甜菊糖甙提取率为99.2%。
两级膜过滤浓缩:离心分离浸提液和甜菊渣,浸提液过一级陶瓷超滤膜(50nm),一级陶瓷膜进口压力为0.20MPa,出口压力为0.15MPa,过程平均通量100(L·m-2·h-1)左右;透过液过陶瓷纳滤膜,操作压力0.4Mpa,过程平均通量180(L·m-2·h-1),透过液作为浸提溶剂回用,截留液进一步浓缩得到甜菊糖浓缩液。
反相色谱纯化:将上述浓缩液上样至预先用乙醇浸泡平衡过的装填有30g嘉众专用反相色谱填料(50μm)的玻璃层析柱,上样量按树脂量的12%,依次采用纯水、10%乙醇水溶液、70%的乙醇水溶液、100%乙醇进行梯度洗脱,每份洗脱液用量15个柱体积,收集得到杂质流出液和粗糖流出液。经HPLC测试,纯水、10%乙醇水溶液洗脱液主要为杂质,70%乙醇水溶液、100%乙醇洗脱液杂质较少,主要为目标糖甙组分,其中70%乙醇水溶液洗脱液中总甙归一含量达到87.5%,100%乙醇水溶液洗脱液中总甙归一含量达到92.5%,保留70%乙醇水溶液洗脱液和100%乙醇洗脱液为目标物。
亲水色谱纯化、凝胶脱色:目标洗脱液纳滤浓缩,过琼脂糖凝胶,吸附脱色,水洗脱液,脱色后接收液喷雾干燥,得到RA粗糖。
重结晶:将上述RA粗糖用95%的乙醇溶液进行重结晶,样品与溶剂比例为1:9,HPLC检测RA纯度97.0%,总收率91.2%。
实施例4
一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖苷的工艺,包括如下步骤:
甜叶菊前处理:甜菊叶晾干后去除砂土等杂质粉碎。
浸泡预处理:称取1份质量甜菊叶碎叶置于浸提罐中,用乙醇浸泡甜叶菊,料液比为1:1.5,浸泡时间1h。
高压雾化连续逆流提取:滤渣加入适量的30%乙醇溶液分散打浆,制成混悬液,通过高压雾化器把料液分散成细小的液滴喷入逆流提取罐中,30%的乙醇溶剂在高位压力下从底部流入提取罐中,二者充分接触使提取进行完全,料液比为1:6,提取温度为常温(25℃左右);浸提时间20min。
两级膜过滤浓缩:离心分离浸提液和甜菊渣,浸提液过一级陶瓷超滤膜(50nm),一级陶瓷膜进口压力为0.20MPa,出口压力为0.15MPa,过程平均通量100(L·m-2·h-1)左右;透过液过陶瓷纳滤膜,操作压力0.4Mpa,过程平均通量180(L·m-2·h-1),透过液作为浸提溶剂回用,截留液进一步浓缩得到甜菊糖浓缩液。
反相色谱纯化:将上述浓缩液上样至预先用甲醇浸泡平衡过的装填有SKR系列硅胶反相色谱填料的玻璃层析柱,依次采用纯水、10%、20%、40%、70%的甲醇水溶液、100%甲醇水溶液进行梯度洗脱,每份洗脱液用量15个柱体积,收集得到杂质流出液和粗糖流出液。经HPLC测试,纯水、10%甲醇水溶液、20%甲醇水溶液洗脱液主要为杂质不含甜菊糖甙,40%甲醇水溶液、70%甲醇水溶液、100%甲醇洗脱液杂质较少,主要为目标糖甙组分,其中70%甲醇水溶液洗脱液中甜菊糖甙STV、RA和RC的总归一含量达到93.6%,40%甲醇水溶液、100%甲醇水溶液归一含量为75.9%,保留70%甲醇水溶液洗脱液为目标物1,40%甲醇水溶液和100%甲醇洗脱液为目标物2,保留目标物1经纳滤浓缩的浓缩物。
亲水色谱纯化、凝胶脱色:目标物2纳滤膜浓缩后,继续上样到亲水色谱填料Polar-100层析柱中,依次采用纯水、20%乙醇水溶液、40%乙醇水溶液、60%乙醇水溶液、80%乙醇水溶液、100%乙醇进行梯度洗脱,每份洗脱液用量15个柱体积,收集80%的乙醇洗脱液,HPLC测试RA归一含量98.7%,洗脱液纳滤浓缩。目标物1浓缩物与80%乙醇浓缩物分别过葡聚糖凝胶G-15,吸附脱色,水洗脱液,脱色后接收液喷雾干燥,得到RA粗糖。
重结晶:将上述RA粗糖用90%的乙醇溶液进行重结晶,样品与溶剂比例为1:8HPLC检测RA纯度99.3%,总收率95.6%。
实施例5
一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖苷的工艺,包括如下步骤:
甜叶菊前处理:甜菊叶晾干后去除砂土等杂质粉碎。
浸泡预处理:称取1份质量甜菊叶碎叶置于浸提罐中,用乙醇浸泡甜叶菊,料液比为1:20,浸泡时间3h。
高压雾化连续逆流提取:滤渣加入适量的70%乙醇溶液分散打浆,制成混悬液,通过高压雾化器把料液分散成细小的液滴喷入逆流提取罐中,70%的乙醇溶剂在高位压力下从底部流入提取罐中,二者充分接触使提取进行完全,料液比为1:12;提取温度为常温(25℃左右);浸提时间60min。
两级膜过滤浓缩:离心分离浸提液和甜菊渣,浸提液过一级陶瓷超滤膜(50nm),一级陶瓷膜进口压力为0.20MPa,出口压力为0.15MPa,过程平均通量100(L·m-2·h-1)左右;透过液过陶瓷纳滤膜,操作压力0.4Mpa,过程平均通量180(L·m-2·h-1),透过液作为浸提溶剂回用,截留液进一步浓缩得到甜菊糖浓缩液。
反相色谱纯化:将上述浓缩液上样至预先用甲醇浸泡平衡过的装填有HP-Silica反相色谱填料的玻璃层析柱,依次采用纯水、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的甲醇水溶液、100%甲醇进行梯度洗脱,每份洗脱液用量15个柱体积,收集得到杂质流出液和粗糖流出液。经HPLC测试,纯水、10%-30%甲醇洗脱液主要为杂质不含甜菊糖甙,40%-70%甲醇、甲醇洗脱液杂质较少,主要为目标糖甙组分,其中70%甲醇洗脱液中甜菊糖甙STV、RA和RC的总归一含量达到91.4%,保留70%甲醇洗脱液为目标物1。合并40%,50%,60%和100%甲醇水溶液,其甜菊糖甙STV、RA和RC的总归一含量达到71.4%,设为目标物2。
亲水色谱纯化、凝胶脱色:目标物2纳滤膜浓缩后,继续上样到亲水色谱填料Polar-100层析柱中,依次采用纯水、20%乙醇水溶液、40%乙醇水溶液、60%乙醇水溶液、80%乙醇水溶液、100%乙醇进行梯度洗脱,每份洗脱液用量15个柱体积,收集80%的乙醇水溶液洗脱液,HPLC测试RA归一含量88.5%,洗脱液纳滤浓缩。目标物1浓缩物与70%乙醇水溶液浓缩物分别过葡聚糖凝胶G-15,吸附脱色,水洗脱液,脱色后接收液喷雾干燥,得到RA粗糖。
重结晶:将上述RA粗糖用95%的乙醇溶液进行重结晶,样品与溶剂比例为1:10,HPLC检测RA纯度97.4%,总收率87.6%。
综上可见本发明提取纯化方法,采用乙醇预处理,先除去较低极性的杂质,降低了后续提取液的粘度,有助于后续膜过滤及色谱分离纯化;采用连续逆流常温高压雾化提取,提取时间由传统的20-60小时缩短到3-8小时,提取溶剂节省60%以上;高压及醇水混合提取,取消了传统水提工艺中有害防腐剂的添加,对产品的天然绿色安全提供了保证,同时大幅减少了浸提水用量,同时减少了其他杂质成分的浸出,减轻了能耗和环保压力。制备色谱技术选择性和分离效率高,生产周期和产品品质优于大孔吸附树脂,不需要树脂和酸碱液再生处理,减少大量的废水,凝胶填料用量少、上样量大、脱色效果好,可脱除掉绝大部分色素,成本较脱色大孔树脂优势明显。本发明工艺简单,操作性强,产品纯度和收率高,适合工厂生产。本发明创造性的结合连续逆流提取,制备色谱分离,并通过大量实验,确定最终工艺参数,大大提高目标物的收率和纯度。从实施例1-5可以看出,实施例4的效果最好,充分说明本发明是需要通过大量实验后获得的最佳工艺参数。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,描述较为具体,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对本领域的技术人员来说,在不脱离本专利发明构思的情况下,可做若干变形和改进,这都属于本发明的保护范围,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖甙的工艺方法,其特征在于:将甜叶菊干叶加入乙醇浸泡,压滤,收集滤渣,滤液回收乙醇;将打浆后获得甜菊叶浆料通过高压喷雾机雾化成细小的雾滴,以乙醇和/或水作为溶媒,通过逆流接触方式浸提出甜菊糖甙目标组份,过滤得到甜菊叶醇水提取液;所得甜菊叶醇水提取液通过陶瓷超滤膜,收集透过液;透过液再过陶瓷纳滤膜,收集截留获得提取物浓缩液;浓缩液通过反相填料层析柱纯化获得甜菊糖粗糖;或,粗糖再进一步的亲水色谱纯化得进一步纯化获得甜菊糖粗糖;上述纯化获得甜菊糖粗糖经凝胶色谱脱色获得RA粗糖,RA粗糖浓缩而后重结晶即获得纯度97%以上RA;
所述甜菊叶浆料为将去除砂土杂质、晾干后甜菊叶粉碎,甜叶菊碎叶在无水乙醇中反复浸泡,过滤后滤渣碎叶通过乙醇和/或水打浆,浆料待用;
所述甜叶菊碎叶在无水乙醇中反复浸泡为将甜叶菊干叶洗涤后粉碎,而后反复浸泡于无水乙醇中,浸泡后压滤,合并反复浸泡后压滤收集的浸泡滤渣,滤液回收乙醇套用;其中,每次浸泡过程中甜叶菊碎叶与无水乙醇料液质量比为1:1.5~20,浸泡时间1~3 h;
所述将打浆后获得甜菊叶浆料通过高压喷雾机,以乙醇和/或水作为溶媒,在室温下浸提20~60 min,实现雾化成细小的雾滴,进而浸提出甜菊糖甙目标组份,过滤得到浸提液;
所述浸提液依次经超滤膜和纳滤膜进行两级膜处理;其中,浸提液所过的超滤膜被截留分子量>10 kD,直径孔径10~50nm;陶瓷纳滤膜为截留分子量0.2~1 kD,孔径1~2 nm;
所述浓缩液通过反相填料层析柱进行梯度洗脱,洗脱液为醇-水体系,经HPLC测试收集含甜菊糖甙量在30-100wt%的洗脱组分,其中,将含甜菊糖甙量在30-80wt%的洗脱组分经纳滤膜浓缩,浓缩后溶解于乙醇-水体系中,溶解后经亲水色谱层析柱进行梯度洗脱,经HPLC测试收集含甜菊糖量在80-100wt%的洗脱组分,而后与上述反相填料层析柱收集的含甜菊糖甙量在80-100wt%的洗脱组分合并经纳滤浓缩,浓缩液过凝胶色谱柱脱色即得RA粗糖;所述反相填料层析柱的洗脱液中醇与水的体积比为 0-10:10-0;所述亲水色谱层析的洗脱液为乙醇-水体系中乙醇与水的体积比为0-10:10-0;溶解洗脱组分的乙醇-水体系中乙醇与水的体积比为0-10:10-0;
所述RA粗糖与溶剂按体积比为1:8-1:10的比例混合,采用循环结晶法进行重结晶,所述溶剂为氯仿、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、水中的两种或两种以上的混合。
2.按权利要求1所述的从甜叶菊中提取纯化甜菊糖甙的工艺方法,其特征在于:所述浸泡滤渣与乙醇和/或水的料液质量比为1:6-12的比例混合打浆;
其中,所述溶媒乙醇/水混合溶剂的体积百分比为30-70%。
3.按权利要求1所述的从甜叶菊中提取纯化甜菊糖甙的工艺方法,其特征在于:所述反相填料层析柱中填料为粒径在40~60 μm的中低压层析柱填料;所述纯化过程中各步骤收集组分经纳滤膜浓缩所得乙醇回收套用。
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