CN101177444A - 一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法 - Google Patents

Abstract

一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，以罗汉果鲜果或干果为原料，以水为提取介质，经多级逆流提取、酶解、膜分离和柱层析分离纯化工艺完成，解决了罗汉果甜甙分离中的除杂、分离问题，具有可连续化生产、省时节能、大孔树脂寿命长、产品纯度高的特点。按照本发明方法，以鲜果为原料，提取得率可以达到0.8％以上，干果的得率可以达到1.8％以上，产品纯度60－90％；生产出的产品色泽微黄，用室温水即可溶解，具有产品纯度高、色泽浅、溶解性好的特点。

Description

一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法

技术领域

本发明涉及一种天然甜味剂的加工方法，特别是罗汉果甜甙的加工方法。

背景技术

甜味是人们最喜爱的味道之一，长期以来，食糖一直是人类获取甜味食品的主要来源，目前全球食糖的年消费量约1亿吨，人均年消费量22千克左右。食用蔗糖过多者，易患肥胖病、心血管、糖尿病等，这些疾病是导致人类寿命短暂的重要因素。由于食糖的这些弊端，非糖类甜味剂应运而生，但是它们在味感、热稳定性、酸碱稳定性上往往存在一些问题，同时，有些合成产品还有副作用的顾虑。所以，它们的应用受到一定的限制。因此，开发出天然无糖功能性甜味剂，以替代目前大量使用着的热量高的蔗糖或合成甜味剂，具有广阔的市场应用前景。

罗汉果(Siraitia grosvenori Swingle)属葫芦科罗汉果属，为多年生草质藤本宿茎植物，主要分布于广西、广东、云南、湖南、福建等地，是我国传统的出口商品之一，在香港、澳门、东南亚及欧洲等地久负盛名，素有“东方神果”之称。罗汉果是我国特有的药食二用药材，它味甘性凉，具有清热润肺，润肠通便，促进肠胃功能的作用。葫芦素烷三菇类化合物(罗汉果甜甙)是罗汉果的主要有效成分之一，在罗汉果干果中的含量约为4％，它们含有共同的甙元四环三菇(Mogrol)，目前已鉴定出七种：(1)罗汉果甙IV(morgroside IV)，(2)罗汉果甙V(mogroside V)，(3)赛门甙I(siamenoside I)，(4)11-氧化-罗汉果甙V(11-oxo-mogroside V)，(5)罗汉果甙(mogroside IIE)，(6)罗汉果甙IIIE(mogroside IIIE)，(7)罗汉果甙III(mogrosideIII)。罗汉果中的这类甜甙大多呈甜味，其中甜甙V(Morgroside V)是主要甜味成分，罗汉果甜甙含量大于80％时，与蔗糖相比，甜度大于蔗糖200倍，而热量却只有蔗糖的50分之一。在中性水溶液或在120℃空气中长时间加热，罗汉果甜甙不被破坏，热稳定性好。罗汉果甜甙在酸性环境条件下稳定，研究表明在pH值2.0-10.0范围内保存2年不会发生任何变化。同时，单独存放或与其它物质合放18个月内都不会发生发酵或霉变现象。急性毒性实验表明产品为无毒级。除此之外，罗汉果甜甙还具有保健功效，药理鉴定表明，罗汉果甜甙具有镇咳、祛痰、镇痛、润肠通便、调节消化、保肝降压、增强免疫和抑菌生长等作用。因此，罗汉果甜甙是一种甜度高、热量低、色泽浅、水溶性好、稳定性好的天然低热量功能性甜味剂。

目前从罗汉果中提取罗汉果甜甙，使用的方法大多采用罐组提取法进行提取，以水或乙醇为溶媒，经过离心除杂，通过脱色树脂或Al2O3柱脱色处理，大孔树脂精制，再经浓缩干燥后喷干而成。如专利号为ZL87101850的中国专利公开了“一种罗汉果甜甙的提取方法”，它是用罗汉果鲜果研碎、打桨，温水50-60度提取，过滤。通过DA-201丙烯酸型吸附剂分离，50％(V/V)乙醇洗脱，经D-211丙烯酸型阴离子树脂脱色、脱盐、去杂质，蒸馏法回收乙醇，经真空泵减压浓缩，冷冻干燥得到罗汉果甜甙。又如专利申请号为ZL200510055229.6的专利申请文件公开了一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，它是一种以罗汉果为原料，以水或低碳醇为溶媒，经溶媒提取、浓缩、分离纯化等工艺，提取方法为水加热提取或微波提取或超声波提取，分离纯化为柱层析分离纯化或膜分离纯化，该方法提取的甜甙含量按紫外分光光谱法测定为40-80％，或按高效液相色谱法测定罗汉果甜甙V重量含量为20-40％。该专利方法具有如下缺点：1)采用单罐或罐组式提取，水用量大且时间长，提取效率不高；提取温度高，热能损耗大；2)罗汉果鲜果中含有大量的果胶，提取液经微滤和离心后用大孔树脂吸附，果胶无法有效清除，树脂易受污染，树脂使用寿命短；3)通过脱色而后用大孔树脂吸附，脱色柱的效率不高，产品的色泽较深，且产品纯度不高，仅为80％。4)通过喷雾干燥，产品溶解性相对较差，需用热水溶解方能使用，同时口感也欠佳。因此，上述二种工艺方法，无法连续化生产，生产效率低，制得的产品中质量不高，提取方法有待改进。

发明内容

本发明提供一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，具有可连续化生产，生产效率高，提取得率和产品纯度高，树脂的使用寿命长的特点。

本发明从罗汉果中提取罗汉果甜甙，以罗汉果鲜果或者干果为原料，以水为提取介质，包括以下工艺步骤：

1)提取工艺：罗汉果粉碎后采用多级逆流提取法进行，浸提60-90分钟，提取温度为50-90℃，经粗滤后制得提取液。优选采用三级逆流提取法，提取温度为60-70℃。罗汉果鲜果或干果应粉碎成细末状，颗粒度不大于20目.当以罗汉果鲜果为原料时，水提取介质为鲜果重量的10-15倍；当以罗汉果干果为原料时，水提取介质为鲜果重量的20-30倍。采用逆流提取法的优点在于通过水流和物料的相向运动，使得水与物料充分接触，在不同提取级之间水与物料始终保持了有效的浓度差，一级的纯水提取的是二级提取后的料渣，二级提取液提取的是三级提取的料渣。从而使物料能够得到充分提取，所用的提取时间大大缩短，既保证了提取得率，缩短了提取时间，也节省水的用量。同时，利用罗汉果甜甙易溶于水的特性，采用低温提取，减少了热量损耗。

2)膜分离工艺：将提取液经孔径为0.3μm-0.5μm的不锈钢微滤膜进行过滤后，冷却至18-22℃进行离心分离澄清，然后用截留相对分子量为4万-10万道尔顿的超滤膜进行超滤。提取液冷却至18-22℃可使其中的大分子物质形成絮状物，由于这些物质无法通过离心法去除，必须通过超滤才能澄清。不锈钢微滤膜可去除细小颗粒，离心分离可去除部分果胶、蛋白质等生物大分子，超滤可进一步去除部分色素或其他杂质。通过膜分离后，避免了提取液中出现絮状物，保证了提取液的澄清度，从而可最大程度地减少对吸附树脂的污染。上述步骤中优选为：不锈钢微滤膜孔径为0.5μm，提取液温度冷却至20℃，再以蝶式离心机进行分离，离心机转速为6000转/分，超滤膜选用截留相对分子量为6万道尔顿的中空纤维超滤膜。

3)浓缩工艺：采用真空浓缩或反渗透膜浓缩方法将提取液浓缩至5-10百利度(Brix)。其中采用真空浓缩时，温度为50-70℃，压力0.08-0.12Mpa；反渗透膜采用截留相对分子量为200道尔顿的RO膜，工作压力2.0-2.5Mpa。

4)分离纯化工艺：将浓缩后的提取液用大孔吸附树脂进行吸附，当料液达到泄漏点时，用去离子水进行清洗，以去除残留的杂质和部分色素；再用50％乙醇进行洗脱，直至流出液无甜味，收集乙醇洗脱液，再将乙醇洗脱液通过乙醇回收塔回收乙醇。前述的大孔吸附树脂可选用D101或AB-8。

5)干燥工艺：采用真空浓缩将经分离纯化后的提取液浓缩至15百利度以上，再进行冷冻干燥。

以罗汉果鲜果为原料提取时，还包括酶解工艺，即在提取工艺制得的提取液中加入万分之三至万分之十的果胶复合酶进行酶解，pH值为3.5-6.0，酶解温度为30-60℃，果胶复合酶为含有果胶酶和半纤维素酶的混合物，其中果胶酶与半纤维素酶的比例为2∶1-3∶1。优选为果胶酶与半纤维素酶的比例为3∶1，pH值为4.5-5.0，酶解温度为40-45℃。由于罗汉果鲜果中含有大量的果胶，如果不能有效去除，极易造成后续工序中树脂的污染，因此，罗汉果鲜果提取液经粗滤后，必须对料液中的果胶进行清除。在酶解完全后再进行离心和超滤等后续工序的处理.

为降低成品中色素含量，提高产品纯度，在前述的分离纯化工艺中，可先将乙醇洗脱液通过阴离子交换树脂进行脱色处理后，再将乙醇洗脱液通过乙醇回收塔回收乙醇。其中优选的阴离子交换树脂型号为D-280。

本发明方法以罗汉果鲜果或干果为原料，以水为提取介质，应用多级逆流提取、酶解、膜分离技术和柱层析分离纯化技术，解决了罗汉果甜甙分离中的除杂、分离、浓缩问题。具有连续化生产、省时节能、大孔树脂寿命长、产品纯度高的特点。按照本发明方法，以鲜果为原料，提取得率可以达到0.8％以上，干果的得率可以达到1.8％以上，产品纯度60-90％；生产出的产品色泽微黄，用温水即可溶解，具有产品纯度高、色泽浅、溶解性好的特点。

具体实施方式

实例一：

1、果实处理：采收的罗汉果鲜果，置于阴凉处摊凉3-7天，使果实中可能余留的微苦味物质充分转化，剔除烂果、霉果，用粉碎机或打浆机进行粉碎，细度小于20目。

2、三级逆流提取：粉碎后的鲜果1000公斤与水的比例按1∶15进行投料，分三个时段每间隔20分钟等量投入逆流提取设备中，提取温度60℃，提取75分钟。

3、酶解处理：提取液经粗滤、冷却至40-50℃，加入万分之五的果胶复合酶酶解60分钟。

4、酶解后的提取液经0.5μm微滤膜过滤，迅速冷却至20度，然后用蝶式离心机以6000转/分进行离心分离，再经截流相对分子量为6万道尔顿的中空纤维素膜进行超滤。

5、将超滤后的提取液经真空浓缩器，在50-55℃、真空度为0.06-0.1，浓缩至6百利度(Brix)。

6、将浓缩后的提取液以一定的流速通过大孔吸附树脂柱直至泄露点，弃去流出液，然后以1个柱床体积的去离子水清洗。

7、以50％乙醇溶液进行洗脱直至流出液无甜味为止，收集乙醇洗脱液。

8、乙醇洗脱液经乙醇回收塔回收乙醇，再将除去乙醇的提取液进行真空浓缩，至15百利度(Brix)以上，然后冷冻干燥制成成品，灭菌分装。

制得罗汉果甜甙11公斤，提取得率为1.1％，提取物中罗汉果甜甙重量含量为60％以上，罗汉果甜甙V的含量20％以上，色泽淡黄，溶解性好，用常温水即可溶解。

实例二：

1、果实处理：采收的罗汉果鲜果，置于阴凉处摊凉3-7天，使果实中可能余留的微苦味物质充分转化，剔除烂果、霉果，用粉碎机或打浆机进行粉碎，细度小于20目。

2、三级逆流提取：粉碎后的鲜果1000公斤与水的比例按1∶15进行投料，分三个时段每间隔20分钟等量投入逆流提取设备中，提取温度60℃，提取75分钟。

3、酶解处理：提取液经粗滤、冷却至40-50度，加入万分之五的果胶复合酶酶解60分钟。

4、酶解后的提取液经0.5μm微滤膜过滤，迅速冷却至20℃，然后用蝶式离心机在6000转/分下进行离心分离，再经截流相对分子量为6万道尔顿的中空纤维素膜进行超滤。

5、将超滤后的提取液经真空浓缩器，浓缩温度为50-55℃、真空度为0.06-0.1，浓缩至6百利度(Brix)。

6、将浓缩后的提取液以一定的流速通过大孔吸附树脂柱直至泄露点，弃去流出液，然后以1个柱床体积的去离子水清洗。

7、以50％乙醇溶液进行洗脱直至流出液无甜味为止，收集乙醇洗脱液。

8、将乙醇洗脱液洗脱液以一定的流速经阴离子交换树脂脱色，收集脱色液。

9、脱色液经乙醇回收塔回收乙醇，然后真空浓缩至15百利度(Brix)以上，冷冻干燥制成成品，灭菌分装。

制得罗汉果甜甙约为8公斤，提取得率为0.8％，提取物中罗汉果甜甙重量含量为85％以上，罗汉果甜甙V的含量35％以上，色泽微黄，溶解性好，用常温水即可溶解。

实例三：

1、果实处理：用粉碎机将600kg罗汉果干果粉碎，细度小于20目。

2、三级逆流提取：粉碎后的果实与水的比例按1∶25进行投料，根据提取设备中的水的量，分三个时段等量投入逆流提取设备中，提取温度80℃，提取时间75分钟。

3、将提取液经0.5μm微滤膜过滤，再用真空浓缩器浓缩至6百利度(Brix)，浓缩温度为50-55℃、真空度为0.06-0.1。然后迅速冷却至20℃，用蝶式离心机在6000转/分下进行离心分离，以去除大分子杂质，再经截流相对分子量为4万道尔顿的中空纤维素膜进行超滤。

4、将经超滤后的提取液经真空浓缩器，浓缩温度为50-55℃、真空度为0.06-0.1，浓缩至4-6百利度(Brix)。

5、将浓缩后的提取液以一定的流速通过大孔吸附树脂柱直至泄露点，弃去流出液，然后以1个柱床体积的去离子水清洗。

6、、以50％乙醇溶液进行洗脱直至流出液无甜味为止，收集乙醇洗脱液。

7、将乙醇洗脱液洗脱液以一定的流速经阴离子交换树脂脱色，收集脱色液。

8、脱色液经乙醇回收塔回收乙醇，然后真空浓缩至15百利度(Brix)以上，冷冻干燥制成成品，灭菌分装。

制得罗汉果甜甙10公斤，提取得率为1.7％，提取物中罗汉果甜甙重量含量为90％以上，罗汉果甜甙V的含量40％以上，色泽微黄，溶解性好，用常温水即可溶解。

上述为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，以罗汉果鲜果或者干果为原料，以水为提取介质，其特征是包括以下工艺步骤：

1)提取工艺：将罗汉果鲜果或者干果粉碎后采用多级逆流提取法进行浸提，提取温度为50-90℃，经粗滤后制得提取液；

2)膜分离工艺：将提取液经孔径为0.3μm-0.5μm的不锈钢微滤膜进行过滤后，冷却至18-22℃进行离心分离，然后用截留相对分子量为4万-10万道尔顿的超滤膜进行超滤；

3)浓缩工艺：采用真空浓缩或反渗透膜浓缩方法将提取液浓缩至5-10百利度；

4)分离纯化工艺：将浓缩后的提取液用大孔吸附树脂吸附罗汉果甜甙，然后用去离子水清洗大孔吸附树脂，再用50％乙醇进行洗脱，再将乙醇洗脱液通过乙醇回收塔回收乙醇；

5)干燥工艺：采用真空浓缩将经分离纯化后的提取液浓缩至15百利度以上，再进行冷冻干燥。

2.按照权利要求1所述的一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，其特征在于：以罗汉果鲜果为原料时，还包括酶解工艺，即在提取工艺制得的提取液中加入万分之三至万分之十的果胶复合酶进行酶解，pH值为3.5-6.0，酶解温度为30-60℃。

3.按照权利要求2所述的一种从罗汉果鲜果中提取罗汉果甜甙的方法，其特征在于：所述的果胶复合酶为含有果胶酶和半纤维素酶的混合物，其中果胶酶与半纤维素酶的比例为2∶1-3∶1。

4.按照权利要求1所述的一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，其特征在于：所述的多级逆流提取法为三级逆流提取，提取温度为60-70℃。

5.按照权利要求1所述的一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，其特征在于：所述的原料为罗汉果鲜果时，提取介质为鲜果重量的10-15倍；所述的原料为罗汉果干果时，水提取介质为鲜果重量的20-30倍。

6.按照权利要求1所述的一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，其特征在于：所述的离心分离采用蝶式离心机进行分离。

7.按照权利要求1所述的一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，其特征在于：所述的超滤膜为截留相对分子量为4-10万道尔顿的中空纤维超滤膜。

8.按照权利要求1所述的一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，其特征在于：所述的真空浓缩温度为50-70℃，浓缩压力为0.08-0.12Mpa。

9.按照权利要求1所述的一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，其特征在于：所述的反渗透膜为截留相对分子量为200道尔顿的RO膜，工作压力2.0-2.5Mpa。

10.按照权利要求1所述的一种从罗汉果中提取罗汉果甜甙的方法，其特征在于：所述的分离纯化工艺中，乙醇洗脱液先经阴离子交换树脂进行脱色处理后，再将乙醇洗脱液通过乙醇回收塔回收乙醇。