CN102617695A - 一种脱糖脱色无患子皂苷及其制备方法 - Google Patents

一种脱糖脱色无患子皂苷及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种脱糖脱色无患子皂苷及其制备方法，包括如下步骤：(1)将粉碎后的无患子果皮和提取溶剂以质量比1∶2～6进行提取，提取三次，合并三次提取液；(2)将合并后的液体用板框过滤机过滤；板框过滤后的液体经微滤装置进行微滤；(3)微滤透过液经过大孔吸附树脂柱后，用去离子水洗脱，然后用体积百分比为40％-95％的乙醇水溶液洗脱，收集乙醇洗脱液；(4)乙醇洗脱液经减压蒸馏回收乙醇后得到的溶液由纳滤或反渗透进一步浓缩；浓缩后的液体经喷雾干燥制成粉后，再经造粒；(5)最后经超临界CO2脱色，即得到脱色后的无患子皂苷。

Description

一种脱糖脱色无患子皂苷及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种脱糖脱色无患子皂苷及其制备方法，具体来说是一种利用大孔树脂脱糖和超临界CO2脱色制备高品质无患子皂苷的方法。
背景技术
无患子皂苷是一种天然的非离子表面活性剂，主要活性成分为三萜皂苷类(I)、倍半萜糖苷类(II)、脂肪油和蛋白质。它不仅具有强去污清洁能力，而且具有去重金属、抗菌美白、柔嫩肌肤、祛斑祛痘、防治皮肤病等优点。同时它对人体皮肤无刺激、无毒副作用，并易于生物降解，可用于制造“天然无公害洗洁精”，可广泛用于玻璃、餐具、汽车清洁，以及美容、淋浴、洗发、皮肤保健等日用和工业洗涤。
目前，国内外有关无患子皂苷提取、分离和纯化的报道很少，国内生产无患子皂苷的厂家也不足10家，他们的产品普遍存在皂苷含量低、含糖量高、易结块、颜色深等缺陷，同时产品溶于水后溶液不透明，且有大量絮状物质存在，这些问题严重制约了产品的品质和应用。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足之处，集脱糖与脱色于一体，提供一种高纯度、低糖、浅色、不结块及溶于水后溶液澄清、无絮状沉淀的无患子皂苷制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现：
一种脱糖脱色无患子皂苷的制备方法，包括如下步骤：
(1)无患子皂苷的提取
将粉碎后的无患子果皮和提取溶剂以质量比1∶2～6进行提取，提取三次，合并三次提取液；
(2)过滤纯化
将合并后的液体用滤布孔径为48～0.8μm板框过滤机过滤，其中压力为0.1～0.8MPa；板框过滤后的液体经0.2～0.02μm的微滤装置进行微滤，其中保持微滤装置压力为0.1～0.5MPa；
(3)大孔树脂脱糖纯化
微滤透过液经过大孔吸附树脂柱后，用去离子水洗至洗脱液糖度为0～0.5，然后用1～5Bv，体积百分比40％-95％乙醇水溶液洗脱，收集体积百分比为40％-95％的乙醇洗脱液；
(4)浓缩、干燥和造粒
乙醇洗脱液经减压蒸馏回收乙醇后得到不含醇溶液，该溶液由纳滤或反渗透进一步浓缩至比重为1.02～1.20，其中纳滤膜孔径为200～500Da；膜浓缩后的液体经喷雾干燥制成粉后，由造粒机造粒成直径为10～50目颗粒；
(5)经超临界CO2脱色纯化后，即得到脱色后的无患子皂苷。
步骤(1)所述超临界CO2脱色纯化是将造粒后的颗粒置于已经保温至40～70℃的超临界CO2萃取釜内，然后开启CO2高压泵以每小时2～5倍萃取罐体积的流量向萃取釜内注入超临界CO2流体；当萃取釜内压力升至15～40MPa，调节萃取釜和分离釜间的阀门，保持压力不变，含有色素的超临界CO2流体经减压阀进入已保温至30～60℃的分离釜内，分离釜内的CO2与色素分离后，色素落至釜底，CO2气体经冷凝器回收重新由CO2高压泵加压至15～40MPa进入萃取釜，然后进行循环萃取色素，萃取1～5h后，即得到脱色后的无患子皂苷。
步骤(1)所述无患子果皮还经过如下预处理：将无患子果皮置于10～50℃的清水中浸泡5～120min，将浸泡过的无患子果皮用胶体磨或者打浆机粉碎至10～100目。
步骤(1)将提取完的果皮渣再用脱浆机脱浆，并将得到的液体与提取液合并。
步骤(1)所述提取溶剂为含消泡剂质量浓度1～5‰的水溶液；所述提取温度为25～85℃，提取时间为10min～24h。
所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚改性硅消泡剂。
步骤(3)所述大孔树脂型号为DM130、HZ-801或AB-8。
步骤(3)所述微滤透过液上柱量为1～5Bv，上柱速度为0.5～3Bv/h；所述去离子水和乙醇水溶液洗脱速度为0.5～3Bv/h。
步骤(4)所述纳滤或反渗透压力为0.2～2MPa。
步骤(5)所述萃取过程中，每隔20～30min，收集一次分离釜底部色素物质。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明在前处理中采用浸泡工艺，可除掉无患子果皮表面的大部分糖类物质，降低了后续粉碎和脱糖的难度。
2、本发明采用湿法粉碎，减去了果皮烘干等工艺，进而大大降低了能耗。
3、本发明提取完毕后得到的无患子果皮渣经脱浆机脱浆，可大大降低提取液损失率。
4、本发明采用递进式多重过滤工艺(板框过滤和微滤)，不仅可有效去除溶液絮状物，进而使产品溶液澄清，而且可有效避免过滤设备易阻塞等问题。
5、本发明采用大孔树脂进行脱糖，可使产品含糖量降低90％以上，进而使产品纯度提高一倍，同时可避免产品易结块等问题。
6、本发明采用超临界CO2脱色，可使产品颜色变浅，同时能提高产品纯度和品质。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
通过如下实施例及其附图对本发明作进一步的详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种脱糖脱色无患子皂苷的制备方法，步骤及其条件如下：
步骤一：原料前处理与提取
(1)将无患子果皮置于10℃的清水中浸泡120min；
(2)将浸泡过的无患子果皮用胶体磨粉碎至10目；
(3)将粉碎后的无患子果皮和含1‰有机硅消泡剂的水溶液以质量比1∶2放入到提取罐中进行提取，提取三次，合并三次提取液，其中提取温度为25℃，提取时间为24h；
(4)将提取完的果皮渣用脱浆机脱浆，并将得到的液体与提取液合并；
步骤二：过滤纯化
(1)将合并后的液体用滤布为48μm的板框过滤机过滤，其中压力为0.1MPa；
(2)板框过滤后的液体经0.2μm的微滤装置进行微滤，其中压力为0.1MPa；
步骤三：大孔树脂脱糖纯化
(1)1Bv微滤透过液以3Bv/h速度过DM130大孔树脂柱后，用去离子水洗至洗脱液糖度为0，去离子水的洗脱速度为3Bv/h；
(2)用1.5Bv乙醇水溶液以0.5Bv/h速度洗脱，其中乙醇水溶液中含乙醇的体积百分比为95％，收集体积百分比为95％的乙醇洗脱液，为皂苷富集液，其余洗脱部分回收；
步骤四：浓缩、干燥和造粒
(1)乙醇洗脱液经减压蒸馏后得不含醇溶液后，由孔径为500Da纳滤膜浓缩至比重为1.02，其中纳滤压力为0.2MPa；
(2)浓缩后的液体经喷雾干燥制成粉后，由造粒机造粒成直径为10目颗粒；
步骤五：超临界CO2脱色纯化
(1)将造粒后的颗粒置于已经保温至40℃的超临界CO2萃取釜内，然后开启CO2高压泵以每小时5倍萃取罐体积的流量向萃取釜内注入超临界CO2流体；
(2)当萃取釜内压力升至40MPa，调节萃取釜和分离釜间的阀门，保持压力不变，含有色素的超临界CO2流体进入已保温至30℃的分离釜内，分离釜内的CO2气体与色素分离后，色素落至釜底，CO2气体经冷凝器冷凝重新由CO2高压泵加压至40MPa进入萃取釜，然后进行循环萃取色素，每隔20min收集一次分离釜底部色素物质，萃取1h后，取出萃取釜内的无患子皂苷颗粒，即纯化后的无患子皂苷。
实施例2
一种脱糖脱色无患子皂苷的制备方法，步骤及其条件如下：
步骤一：原料前处理与提取
(1)将无患子果皮置于30℃的清水中浸泡30min；
(2)将浸泡过的无患子果皮用胶体磨粉碎至50目；
(3)将粉碎后的无患子果皮和含3‰聚醚改性硅消泡剂的水溶液以质量比1∶4放入到提取罐中进行提取，提取三次，合并三次提取液，其中提取温度为55℃，提取时间为3h；
(4)将提取完的果皮渣用脱浆机脱浆，并将得到的液体与提取液合并；
步骤二：过滤纯化
(1)将合并后的液体用13μm板框过滤机过滤，其中压力为0.5MPa；
(2)板框过滤后的液体经滤布孔径为0.05μm的微滤装置进行微滤，其中压力为0.2MPa；
步骤三：大孔树脂脱糖纯化
(1)3Bv微滤透过液以1.5Bv/h速度过HZ-801大孔树脂柱后，用去离子水洗至洗脱液糖度为0，去离子水的洗脱速度为2Bv/h；
(2)用3Bv乙醇水溶液以1.5Bv/h速度洗脱，其中乙醇水溶液中含乙醇的体积百分比为70％，收集体积百分比为70％的乙醇洗脱液，为皂苷富集液，其余洗脱部分回收；
步骤四：浓缩、干燥和造粒
(1)乙醇洗脱液经减压蒸馏后得不含醇溶液后，由孔径为300Da纳滤膜浓缩至比重为1.10，其中纳滤压力为1.5MPa；
(2)浓缩后的液体经喷雾干燥制成粉后，由造粒机造粒成直径为30目颗粒；
步骤五：超临界CO2脱色纯化
(1)将造粒后的颗粒置于已经保温至55℃的超临界CO2萃取釜内，然后开启CO2高压泵以每小时3.5倍萃取罐体积的流量向萃取釜内注入超临界CO2流体；
(2)当萃取釜内压力升至26MPa，调节萃取釜和分离釜间的阀门，保持压力不变，含有色素的超临界CO2流体进入已保温至45℃的分离釜内，分离釜内的CO2气体与色素分离后，色素落至釜底，CO2气体经冷凝器冷凝重新由CO2高压泵加压至26MPa进入萃取釜，然后进行循环萃取色素，每隔25min收集一次分离釜底部色素物质，萃取3h后，取出萃取釜内的无患子皂苷颗粒，即纯化后的无患子皂苷。
实施例3
一种脱糖脱色无患子皂苷的制备方法，步骤及其条件如下：
步骤一：原料前处理与提取
(1)将无患子果皮置于50℃的清水中浸泡5min；
(2)将浸泡过的无患子果皮用打浆机粉碎至100目；
(3)将粉碎后的无患子果皮和含5‰聚醚改性硅消泡剂的水溶液以质量比1∶6放入到提取罐中进行提取，提取三次，合并三次提取液，其中提取温度为85℃，提取时间为10min；
(4)将提取完的果皮渣用脱浆机脱浆，并将得到的液体与提取液合并；
步骤二：过滤纯化
(1)将合并后的液体用滤布孔径为0.8μm板框过滤机过滤，其中压力为0.8MPa；
(2)板框过滤后的液体经0.02μm的微滤装置进行微滤，其中压力为0.5MPa；
步骤三：大孔树脂脱糖纯化
(1)5Bv微滤透过液以0.5Bv/h速度过AB-8大孔树脂柱后，用去离子水洗至洗脱液糖度为0，去离子水的洗脱速度为1Bv/h；
(2)用5Bv乙醇水溶液以0.5Bv/h速度洗脱，其中乙醇水溶液中含乙醇的体积百分比为40％，收集体积百分比为40％的乙醇洗脱液，为皂苷富集液，其余洗脱部分回收；
步骤四：浓缩、干燥和造粒
(1)乙醇洗脱液经减压蒸馏后得不含醇溶液后，由反渗透膜浓缩至比重为1.20，其中反渗透压力为2.0MPa；
(2)浓缩后的液体经喷雾干燥制成粉后，由造粒机造粒成直径为50目颗粒；
步骤五：超临界CO2脱色纯化
(1)将造粒后的颗粒置于已经保温至65℃的超临界CO2萃取釜内，然后开启CO2高压泵以每小时2倍萃取罐体积的流量向萃取釜内注入超临界CO2流体；
(2)当萃取釜内压力升至15MPa，调节萃取釜和分离釜间的阀门，保持压力不变，含有色素的超临界CO2流体进入已保温至60℃的分离釜内，分离釜内的CO2气体与色素分离后，色素落至釜底，CO2气体经冷凝器冷凝重新由CO2高压泵加压至15MPa进入萃取釜，然后进行循环萃取色素，每隔30min收集一次分离釜底部色素物质，萃取5h后，取出萃取釜内的无患子皂苷颗粒，即纯化后的无患子皂苷。

Claims (10)

1.一种脱糖脱色无患子皂苷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)无患子皂苷的提取
将粉碎后的无患子果皮和提取溶剂以质量比1∶2～6进行提取，提取三次，合并三次提取液；
(2)过滤纯化
将合并后的液体用滤布孔径为48～0.8μm板框过滤机过滤，其中压力为0.1～0.8MPa；板框过滤后的液体经0.2～0.02μm的微滤装置进行微滤，其中保持微滤装置压力为0.1～0.5MPa；
(3)大孔树脂脱糖纯化
微滤透过液经过大孔吸附树脂柱后，用去离子水洗至洗脱液糖度为0～0.5，然后用1～5Bv，体积百分比40％-95％乙醇水溶液洗脱，收集体积百分比为40％-95％的乙醇洗脱液；
(4)浓缩、干燥和造粒
乙醇洗脱液经减压蒸馏回收乙醇后得到不含醇溶液，该溶液由纳滤或反渗透进一步浓缩至比重为1.02～1.20，其中纳滤膜孔径为200～500Da；浓缩后的液体经喷雾干燥制成粉后，由造粒机造粒成直径为10～50目颗粒；
(5)经超临界CO2萃取脱色纯化后，即得到脱色后的无患子皂苷。
2.根据权利要1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述超临界CO2脱色纯化是将造粒后的颗粒置于已经保温至40～70℃的超临界CO2萃取釜内，然后开启CO2高压泵以每小时2～5倍萃取罐体积的流量向萃取釜内注入超临界CO2流体；当萃取釜内压力升至15～40MPa，调节萃取釜和分离釜间的阀门，保持压力不变，含有色素的超临界CO2流体经减压阀进入已保温至30～60℃的分离釜内，分离釜内的CO2与色素分离后，色素落至釜底，CO2气体经冷凝器回收重新由CO2高压泵加压至15～40MPa进入萃取釜，然后进行循环萃取色素，萃取1～5h。
3.根据权利要1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述提取溶剂为含消泡剂质量浓度1～5‰的水溶液；所述提取温度为25～85℃，提取时间为10min～24h。
4.根据权利要3所述的方法，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚改性硅消泡剂。
5.根据权利要1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述无患子果皮还经过如下预处理：将无患子果皮置于10～50℃的清水中浸泡5～120min，将浸泡过的无患子果皮用胶体磨或者打浆机粉碎至10～100目；将步骤(1)提取完的果皮渣再用脱浆机脱浆，并将得到的液体与提取液合并。
6.根据权利要1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述大孔树脂型号为DM130、HZ-801或AB-8。
7.根据权利要1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述微滤透过液上柱量为1～5Bv，上柱速度为0.5～3Bv/h；所述去离子水和乙醇水溶液洗脱速度为0.5～3Bv/h。
8.根据权利要1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述纳滤或反渗透压力为0.2～2MPa。
9.根据权利要1所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述萃取过程中，每隔20～30min，收集一次分离釜底部色素物质。
10.一种脱糖脱色无患子皂苷，其特征在于，该无患子皂苷是由权利要求1～9任意一项方法制备的。
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