CN101366496A - 一种从甜叶菊浓缩液中分离提纯甜菊甙ra和ss的方法 - Google Patents

一种从甜叶菊浓缩液中分离提纯甜菊甙ra和ss的方法 Download PDF

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Abstract

一种从甜叶菊浓缩液中分离提纯甜菊甙RA和SS的方法,属于模拟移动床色谱分离技术领域。本发明通过合成专门用于吸附分离甜菊甙RA和SS的酸性钙型螯合树脂,模拟移动床色谱分离装置中采用上述酸性钙型螯合树脂为固定相吸附剂,通过模拟移动床,以甜叶菊浓缩液为原料,在35℃~95℃操作温度下,以水为洗脱剂,使甜菊甙RA、SS和其他甜菊甙完全分离,分别得到富含甜菊甙RA、SS和其他甜菊甙的三类组分。本发明树脂利用率高;生产过程全自动化,劳动强度低,生产场地小;生产成本低,分离每立方米甜叶菊浓缩液,仅需要2m3~4m3水和少量电;生产过程中不使用任何化学品,没有任何污染产生。

Description

一种从甜叶菊浓缩液中分离提纯甜菊甙RA和SS的方法
技术领域
本发明涉及从甜叶菊浓缩液中分离提纯甜菊甙RA和SS的方法,详细而言,它涉及巧妙利用专用树脂和模拟移动床色谱技术从甜叶菊浓缩液中分离制备高纯度甜菊甙RA、SS的技术。属于模拟移动床色谱分离技术领域。
背景技术
甜叶菊经水提浓缩所得的浓缩液中的主要成分甜菊甙是四环二萜类化合物,如甜菊甙SS(Stevioside)、RA(Rebaudioside A)、RB(RebaudiosideB)、RC(Rebaudioside C)、RD(Rebaudioside D)等。甜菊甙,俗称甜菊糖,甜度倍数是蔗糖的300倍左右,是一种高甜度低热能、味质好、且安全无毒的天然糖源,可代替全部或部分蔗糖,并且在低浓度的酸、碱条件下稳定性良好,耐热性极强,故在一般条件下不易分解,即不会产生微生物所需要的葡萄糖,可视为非发酵性物质,因此可应用于各种食品饮料的保鲜、防霉,还有防治糖尿病、肥胖症及小儿龋齿等疾患的作用。甜菊糖是一种颇有前途的产品,成为继蔗糖、甜菜糖后的第三种天然糖源。
发明内容
本发明的目的在于寻求一种从甜叶菊浓缩液中分离提饨甜菊甙RA和SS的方法,采用高效色谱分离方法,以得到高质量的甜菊甙RA、SS产品。
本发明的技术方案:一种从甜叶菊浓缩液中分离提纯甜菊甙RA和SS的方法,a、合成树脂:先合成专门用于吸附分离甜菊甙RA和SS的酸性钙型螯合树脂;b、分离提纯:采用装有上述酸性钙型螯合树脂的固定床色谱柱使用模拟移动床技术,从甜叶菊浓缩液中分离提纯,获得纯净的甜菊甙RA和SS产品;
a、合成树脂:
酸性钙型螯合树脂以酸性大孔树脂作为载体,将其螯合上金属钙离子,利用酸性树脂与金属钙离子之间的亲和力,将金属钙离子吸附在酸性大孔树脂表面,并使用交联剂将其固定在载体树脂上;交联剂用量为酸性大孔树脂重量的6%~9%;
金属Ca2+离子的使用形式是在中性或碱性条件下能溶解的相应金属Ca2+离子的盐或氧化物,金属Ca2+离子的量以使树脂螯合达到30%饱和的量~完全饱和的量;
b、分离提纯:采用装有上述酸性钙型螯合树脂的固定床色谱柱,使用模拟移动床技术,模拟移动床装置是由4根色谱柱串联相接,成一首尾连接的闭合系统;整个模拟移动床色谱系统用夹套加热保温,保证床层在设定恒定温度之间;采用电脑自动控制的方式来改变出料口、进料口、循环口、进水口的开闭时间,从而实现进料、进水、前组分出料、后组分出料同时连续运行操作;
按照进料口、出料口、进水口和循环口的开闭,系统完成一个循环经过6个步骤;
步骤1:甜叶菊浓缩液从进料罐进入柱3,同时从柱4出甜菊甙RA液;
步骤2:水从进水罐进入柱1,同时从柱4出其他甜菊甙液;
步骤3:停止进料和出料,系统中的液体从柱1通过柱2和柱3,进入柱4;
步骤4:水从进水罐进入柱1,同时从柱1出甜菊甙SS液;
步骤5:水从进水罐进入柱3,同时从柱4出其他甜菊甙液;
步骤6:水从进水罐进入柱3,同时从柱4出甜菊甙RA液;
模拟移动床色谱分离装置中采用上述酸性钙型螯合树脂为固定相吸附剂,利用金属钙离子吸附剂与各种甜菊甙之间的亲和力差别,实现甜菊甙RA、SS和其他甜菊甙之间的完全分离;采用水为洗脱剂,分离温度为35℃~95℃,连续进行进料、出料操作,同时得到三类出料组分,第一类为甜菊甙RA纯度>95%的富含甜菊甙RA的组分;第二类为甜菊甙SS纯度>91%的富含甜菊甙SS的组分;第三类为甜菊甙RA纯度<23%,甜菊甙SS纯度<10%的其它甜菊甙RB、RC、RD的组分。
酸性大孔树脂为酸性聚苯乙烯大孔树脂或酸性聚甲基丙烯酸甲酯类大孔树脂;交联剂为多烯基交联剂。
多烯基交联剂选用二乙烯苯、三乙烯苯或二丙烯苯。
甜叶菊浓缩液直接进入模拟移动床分离,得到甜菊甙RA、SS和其他甜菊甙产品溶液。
所述方法的分离温度为60℃~80℃。
本发明中制备的特种树脂为酸性钙型螯合树脂。它以酸性大孔树脂作为载体,将其螯合上金属离子,利用各种甜菊甙与金属离子之间的亲和力,将各种甜菊甙吸附在树脂表面。我们利用这类金属离子螯合树脂与各种甜菊甙之间的亲和力差别,实现甜菊甙RA、SS和其他甜菊甙之间的完全分离。
所用交联剂的量为树脂重量的(W/W)为2%~40%,最佳为6%~9%。
本发明制备的树脂比一般商业树脂具有更高的物理稳定性,磨后圆球率>99%,适用于90℃左右长期操作温度。本树脂对甜菊甙RA、SS具有很高的分离度。
本发明提出了一种无污染分离提纯甜菊甙RA、SS产品的模拟移动床色谱技术。甜叶菊浓缩液直接进入模拟移动床分离,得到甜菊甙RA、SS产品溶液。
本发明的模拟移动床色谱分离装置中采用本发明的特种树脂为固定相吸附剂,采用水为洗脱剂,分离温度为35℃~95℃,最佳温度为60℃~80℃。连续进行进料、出料操作,同时可得到三类出料组分。
甜叶菊浓缩液进入系统分离时,可得到三类组分,第一类为富含甜菊甙RA(甜菊甙RA纯度>95%)的组分;第二类为富含甜菊甙SS(甜菊甙SS纯度>91%)的组分;第三类为甜菊甙RB、RC、RD等(甜菊甙RA纯度<23%,甜菊甙SS纯度<10%)的组分。
本发明具有的突出优点如下:1.甜菊甙RA、SS在此树脂上具有极好的吸附分离性能,基本实现甜菊甙RA、SS和其他甜菊甙之间的完全分离;2.采用移动床连续色谱分离;树脂利用率高;3.生产过程全自动化,劳动强度低,生产场地小;4.生产成本低,分离每立方米甜叶菊浓缩液,仅需要2m3~4m3水和少量电;5.生产过程中不使用任何化学品,没有任何污染产生。
附图说明
图1甜叶菊浓缩液生产工艺流程图。
图2色谱柱的分布图。
具体实施方式
实施例1:合成树脂
先合成用于专门吸附分离甜菊甙RA、SS的酸性钙型螯合树脂;酸性钙型螯合树脂以酸性大孔交联树脂作为载体,将其螯合上金属钙离子,利用各种甜菊甙与金属钙离子之间的亲和力,将各种甜菊甙吸附在树脂表面。所用交联剂在酸性大孔树脂中的重量百分含量为2%~40%,最佳为6%~9%。
酸性大孔树脂为酸性聚苯乙烯大孔树脂或酸性聚甲基丙烯酸甲酯类大孔树脂;交联剂为多烯基交联剂,如二乙烯苯或三乙烯苯或二丙烯苯等。
实施例2:分离提纯
采用装有上述酸性钙型螯合树脂的固定床使用模拟移动床技术,从甜叶菊浓缩液中分离提纯,获得纯净的甜菊甙RA、SS产品;
模拟移动床技术:模拟移动床色谱分离装置中采用上述酸性钙型螯合树脂为固定相吸附剂,利用金属钙离子吸附剂与各种甜菊甙之间的亲和力差别,实现甜菊甙RA、SS和其他甜菊甙之间的完全分离;采用水为洗脱剂,分离温度为35℃~95℃,最佳分离温度为60℃~80℃,连续进行进料、出料操作,得到三类出料组分,第一类为富含甜菊甙RA(甜菊甙RA纯度>95%)的组分;第二类为富含甜菊甙SS(甜菊甙SS纯度>91%)的组分;第三类为甜菊甙RB、RC、RD等(甜菊甙RA纯度<23%,甜菊甙SS纯度<10%)的组分。
甜叶菊浓缩液直接进入模拟移动床分离,得到甜菊甙RA、SS产品溶液。
本发明的模拟移动床装置是由4根色谱柱串联相接,成一首尾连接的闭合系统(如图2)。整个模拟移动床色谱系统用夹套加热保温,保证床层在设定恒定温度之间。本发明是采用电脑自动控制的方式来改变出料口、进料口、循环口、进水口的开闭时间,从而实现进料、进水、前组分出料、后组分出料同时连续运行操作。
按照进出料口、进水口和循环口的开闭,系统完成一个循环经6个步骤。
步骤1:甜叶菊浓缩液从进料罐进入柱3,同时从柱4出甜菊甙RA液;
步骤2:水从进水罐进入柱1,同时从柱4出其他甜菊甙液;
步骤3:停止进料和出料,系统中的液体从柱1通过柱2和柱3,进入柱4;
步骤4:水从进水罐进入柱1,同时从柱1出甜菊甙SS液;
步骤5:水从进水罐进入柱3,同时从柱4出其他甜菊甙液;
步骤6:水从进水罐进入柱3,同时从柱4出甜菊甙RA液。
以下结合实施例来进一步介绍本发明工艺。
进料液为甜叶菊浓缩液,其浓度约为70%,其中各甜菊甙的纯度为:甜菊甙RA 40.54%,甜菊甙SS 30.47%,甜菊甙RB 2.35%,甜菊甙RC 12.32%,其他甜菊甙14.32%,将此液通过模拟移动床,模拟移动床操作条件如下:分离温度75℃,系统压力1.1Mpa,料液进料量为1L/h,洗脱水进料量为3.5L/h,进料24小时后达到平衡。得到的出料情况如下:
1)甜菊甙RA部分:浓度约为34%,甜菊甙RA纯度95%,甜菊甙SS纯度3%。
2)甜菊甙SS部分:浓度约为29%,甜菊甙SS纯度91%,甜菊甙RA纯度8%。
3)其他甜菊甙部分:浓度约为14%,甜菊甙RB、RC、RD等的纯度74%,甜菊甙RA纯度20%,甜菊甙SS纯度6%。

Claims (5)

1.一种从甜叶菊浓缩液中分离提纯甜菊甙RA和SS的方法,其特征在于,a、合成树脂:先合成专门用于吸附分离甜菊甙RA和SS的酸性钙型螯合树脂;b、分离提纯:采用装有上述酸性钙型螯合树脂的固定床色谱柱使用模拟移动床技术,从甜叶菊浓缩液中分离提纯,获得纯净的甜菊甙RA和SS产品;
a、合成树脂:
酸性钙型螯合树脂以酸性大孔树脂作为载体,将其螯合上金属钙离子,利用酸性树脂与金属钙离子之间的亲和力,将金属钙离子吸附在酸性大孔树脂表面,并使用交联剂将其固定在载体树脂上;交联剂用量为酸性大孔树脂重量的6%~9%;
金属Ca2+离子的使用形式是在中性或碱性条件下能溶解的相应金属Ca2+离子的盐或氧化物,金属Ca2+离子的量以使树脂螯合达到30%饱和的量~完全饱和的量;
b、分离提纯:采用装有上述酸性钙型螯合树脂的固定床色谱柱,使用模拟移动床技术,模拟移动床装置是由4根色谱柱串联相接,成一首尾连接的闭合系统;整个模拟移动床色谱系统用夹套加热保温,保证床层在设定恒定温度之间;采用电脑自动控制的方式来改变出料口、进料口、循环口、进水口的开闭时间,从而实现进料、进水、前组分出料、后组分出料同时连续运行操作;
按照进料口、出料口、进水口和循环口的开闭,系统完成一个循环经过6个步骤;
步骤1:甜叶菊浓缩液从进料罐进入柱3,同时从柱4出甜菊甙RA液;
步骤2:水从进水罐进入柱1,同时从柱4出其他甜菊甙液;
步骤3:停止进料和出料,系统中的液体从柱1通过柱2和柱3,进入柱4;
步骤4:水从进水罐进入柱1,同时从柱1出甜菊甙SS液;
步骤5:水从进水罐进入柱3,同时从柱4出其他甜菊甙液;
步骤6:水从进水罐进入柱3,同时从柱4出甜菊甙RA液;
模拟移动床色谱分离装置中采用上述酸性钙型螯合树脂为固定相吸附剂,利用金属钙离子吸附剂与各种甜菊甙之间的亲和力差别,实现甜菊甙RA、SS和其他甜菊甙之间的完全分离;采用水为洗脱剂,分离温度为35℃~95℃,连续进行进料、出料操作,同时得到三类出料组分,第一类为甜菊甙RA纯度>95%的富含甜菊甙RA的组分;第二类为甜菊甙SS纯度>91%的富含甜菊甙SS的组分;第三类为甜菊甙RA纯度<23%,甜菊甙SS纯度<10%的其它甜菊甙RB、RC、RD的组分。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,酸性大孔树脂为酸性聚苯乙烯大孔树脂或酸性聚甲基丙烯酸甲酯类大孔树脂;交联剂为多烯基交联剂。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,多烯基交联剂选用二乙烯苯、三乙烯苯或二丙烯苯。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,甜叶菊浓缩液直接进入模拟移动床分离,得到甜菊甙RA、SS和其他甜菊甙产品溶液。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,分离温度为60℃~80℃。
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