CN102952018A - 一种烟用抗氧化剂迷迭香酸的纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟用抗氧化剂迷迭香酸的纯化方法，属于烟用添加剂技术领域。一种烟用抗氧化剂迷迭香酸的纯化方法按以下步骤依次进行：(1)初级纯化：将含有迷迭香酸的提取液A先经过30nm的无机膜，再经过截留分子量为3000的有机卷式膜，得到滤液B；(2)上样准备：将所述滤液B经过反渗透膜浓缩，得到浓缩样品C；(3)精细纯化：将所述浓缩样品C用凝胶柱进行层析分离收集迷迭香酸流分；(4)依次用现有技术中的减压蒸馏法和重结晶法对收集的迷迭香酸流分进行进一步的浓缩和纯化，使迷迭香酸的含量达到80％-95％。本发明所述的方法简单、安全、无污染，且易于实施。
Description
技术领域
本发明属于烟用添加剂技术领域，具体来说是运用膜技术耦合柱分离技术改进现有迷迭香酸纯化的方法。
背景技术
迷迭香酸是存在于许多植物中的一种具有很强抗氧化性的多酚类化合物，其抗氧化活性强于维生素E。将迷迭香酸加入到卷烟中，能够显著降低主流烟气中自由基的含量，防止烟气自由基对人体造成的细胞受损，从而降低因吸烟而导致的癌症和动脉硬化的风险。迷迭香酸提取物纯度的高低直接影响到卷烟抽吸品质的好坏。当迷迭香酸提取物的纯度较低，所含有杂质较多时，会给卷烟带来刺激性增大，口腔残留严重等负面影响。因此，为了保证卷烟的抽吸品质和抗自由基效果，必须对含有迷迭香酸的提取物进行一定的纯化。
目前，关于迷迭香酸提取纯化的方法有很多。例如，专利200610015599.1公开了“大孔吸附树脂分离纯化迷迭香酸的制备工艺”；专利201010130287.1公开了“一种迷迭香酸的制备工艺”；专利200410075747.X公开了“紫苏迷迭香酸的生产工艺”。在现有的专利和文献中，迷迭香酸提取液的分离纯化都采用了大孔树脂为分离介质，并通过大量的有机溶剂进行洗脱而完成的。专利201010130287.1中陈述，在层析分离过程中，依次用2-3倍柱体积的石油醚，2-8倍柱体积的乙酸乙酯，2-5倍柱体积的30％乙醇，以及2-3倍柱体积的80％乙醇进行洗脱。由此可见，在现有技术中存在以下三个问题：(1)洗脱步骤繁多，操作复杂；(2)所用有机溶剂量较大，既增加成本，又污染环境；(3)有机试剂——石油醚的使用。石油醚具强刺激性，且极度易燃。其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。因此在生产时，既会对操作人员的健康产生威胁，又存在较大的安全隐患。
所以，为了开发一种适合卷烟添加的、纯度适中的迷迭香酸的纯化方法，必须考虑以下两个因素：一是考虑卷烟添加剂的安全性问题，尽量用一些无毒的试剂；二是考虑生产成本问题，在保证卷烟的抽吸品质和抗自由基效果的前提下，尽量简化纯化工艺。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种烟用抗氧化剂迷迭香酸的纯化方法，用安全、无毒、简便的迷迭香酸纯化工艺得到了符合卷烟需求的纯化的烟用抗氧化剂迷迭香酸。
本发明的技术方案是：一种烟用抗氧化剂迷迭香酸的纯化方法按以下步骤依次进行：
(1)初级纯化：将含有迷迭香酸的提取液A先经过30nm的无机膜，得到的滤液再经过截留分子量为3000的有机卷式膜，得到滤液B；
所述的提取液A是采用水蒸气蒸馏法或超声波提取方法等方法，以水或体积浓度为0-50％的食品级乙醇为溶剂，对含有迷迭香酸物质的原料紫苏、迷迭香、夏枯草中的一种或多种提取得到的溶液；
(2)上样准备：将所述滤液B经过反渗透膜浓缩，得到浓缩样品C；
(3)精细纯化：将所述浓缩样品C用凝胶柱进行层析分离，所述凝胶柱填料为LH20；依次用1-3倍柱体积的去离子水和1-3倍柱体积的50％体积浓度的乙醇进行洗脱，收集迷迭香酸流分；
(4)依次用现有技术中的减压蒸馏法和重结晶法对收集的迷迭香酸流分进行进一步的浓缩和纯化，使迷迭香酸的含量达到80％-95％。
所述的步骤(4)中，将所述迷迭香酸流分在温度30℃-50℃下进行减压蒸馏；对减压蒸馏得到的浓缩液用无水乙醇溶解，调节pH为1-3，在温度为-10℃-6℃条件下结晶12-24小时，所得到的重结晶的晶体状物质即为已纯化的迷迭香酸。
本发明的优点：本发明所述的方法简单、安全、无污染，且易于实施。通过将膜技术与柱分离技术联用来纯化含有迷迭香酸的提取液，使得在整个生产过程中只用到了水和食品级的乙醇溶液，避免使用了其它有毒有机溶剂，保证了卷烟添加剂的安全性，极大降低了对作业人员人身健康的威胁和周围环境的污染，解除了因使用石油醚而带来的生产安全隐患。同时，与现有技术比，本发明中的洗脱液不仅用量小，而且成本低廉，更是极大的降低了工业化的生产成本。整个工艺中，无论是初级纯化过程，上样准备过程，还是精细纯化过程，都可以通过设备自动化完成，节约了大量的人力成本。
具体实施方式
下面就本发明的具体实施方式及发明思想作进一步详细的描述。本发明首先采用30nm的无机膜进行初级纯化，除去溶液中的颗粒、悬浮物、以及蛋白质、鞣质、果胶等大分子化合物。将得到的滤液再采用截留分子量为3000的有机卷式膜纯化，这样使提取液中仅保留了分子量为3000以内的化合物，除去了更多的杂质，迷迭香酸的纯度得到了提高。将得到的初级纯化产品浓缩后上凝胶柱进行精细纯化。在加压恒流条件下，通过仪器自动上样和洗脱(自动切换洗脱液)，能将迷迭香酸的精细纯化过程一步完成，显著提高迷迭香酸的纯度。在精细纯化过程中，与现有技术不同的是，我们并没有采用依靠孔隙大小作用来进行分离的大孔树脂为分离介质，而是采用依靠化学吸附和键合作用的LH20凝胶为分离介质。该凝胶颗粒细、选择性好，分离度高，更适合小分子化合物的精细分离。因此在本发明中能够通过简单的实施过程就达到良好的纯化效果，从而避免了繁琐的操作步骤，以及大量的、有毒溶剂的使用。
功能性添加剂在卷烟中应用时，不但要达到其添加的功效性，同时还要满足消费者对卷烟吸食品质的要求，即最低限度来讲，不能给卷烟吸味带来负面影响。将同一种含有迷迭香酸的提取物在纯化前(提取物A)和初级纯化后(纯化滤液B)分别以相同的比例加入到同一种空白卷烟中，并请专业的评吸人员进行卷烟感官方面的评价(见表1)。从结果来看，未经过任何纯化处理的提取物A与卷烟的协调性一般，虽然能对卷烟的香气量和香气浓度方面有所改善，却在刺激性、余味和残留方面带来较为严重的负面效果，以至于大大降低了卷烟的抽吸品质而无法添加到卷烟中去。而经过初步纯化后的提取物B，在除去了提取物中其它各种杂质后，其与卷烟的协调性明显好于提取物A。更重要的是，在刺激性、余味和残留几个方面没有给卷烟带来不良影响，适合添加到卷烟中去。由此可见，剔除杂质，提高纯度，能够在一定程度上避免添加剂给卷烟在协调性、刺激性、残留和余味方面带来的不良影响，从而提高添加剂在卷烟中的可适用性。
表1提取物A和初级纯化物B的比较
| 提取物A | 纯化产品B | |
| 协调性 | 稍有点不协调 | 与卷烟的协调性好 |
| 香气特征 | 香气量和香气浓度增加 | 香气丰富、丰满；浓度大 |
| 烟气特征 | 烟气变化不大 | 烟气成团性好 |
| 刺激性 | 口腔刺激性较大 | 无 |
| 残留 | 舌面残留严重 | 无 |
| 余味 | 不干净 | 干净 |
| 结论 | 不适合添加 | 适合添加，且有一定的特色 |
实施例1
(1)、初级纯化：以水为溶剂，用水蒸气蒸馏法提取紫苏叶，得到含有迷迭香酸的提取液A。将提取液A先经过30nm的无机膜，得到的滤液再经过截留分子量为3000的有机卷式膜，得到滤液B。
(2)、上样准备：将滤液B经过反渗透膜浓缩，得到浓缩样品C。
(3)、精细纯化：将浓缩样品C用凝胶柱进行层析分离，依次用1.2倍柱体积的去离子水和1.2倍柱体积的50％体积浓度的乙醇进行洗脱，收集迷迭香酸流分。
(4)、然后用现有技术中的减压蒸馏法(温度为45℃)和乙醇重结晶法(pH为2.2；温度为-5℃；时间为14小时)对收集的迷迭香酸流分进行进一步的浓缩和纯化，使迷迭香酸的含量达到86.8％。
实施例2
(1)、初级纯化：以20％乙醇为溶剂，用水蒸气蒸馏法提取紫苏叶，得到含有迷迭香酸的提取液A。将提取液A先经过30nm的无机膜，得到的滤液再经过截留分子量为3000的有机卷式膜，得到滤液B。
(2)、上样准备：将滤液B经过反渗透膜浓缩，得到浓缩样品C。
(3)、精细纯化：将浓缩样品C用凝胶柱进行层析分离，依次用2倍柱体积的去离子水和2.5倍柱体积的50％体积浓度的乙醇进行洗脱，收集迷迭香酸流分。
(4)、然后用现有技术中的减压蒸馏法(温度为35℃)和乙醇重结晶法(pH为1.8；温度为0℃；时间为18小时)对收集的迷迭香酸流分进行进一步的浓缩和纯化，使迷迭香酸的含量达到92.3％
实施例3
(1)、初级纯化：以水为溶剂，用水蒸气蒸馏法提取迷迭香，得到含有迷迭香酸的提取液A。将提取液A先经过30nm的无机膜，得到的滤液再经过截留分子量为3000的有机卷式膜，得到滤液B。
(2)、上样准备：将滤液B经过反渗透膜浓缩，得到浓缩样品C。
(3)、精细纯化：将浓缩样品C用凝胶柱进行层析分离，依次用2.5倍柱体积的去离子水和2倍柱体积的50％体积浓度的乙醇进行洗脱，收集迷迭香酸流分。
(4)、然后用现有技术中的减压蒸馏法(温度为48℃)和乙醇重结晶法(pH为2.5；温度为4℃；时间为22小时)对收集的迷迭香酸流分进行进一步的浓缩和纯化，使迷迭香酸的含量达到89.7％。
Claims (2)
1.一种烟用抗氧化剂迷迭香酸的纯化方法，其特征在于所述的方法按以下步骤依次进行：
(1)初级纯化：将含有迷迭香酸的提取液A先经过30nm的无机膜，得到的滤液再经过截留分子量为3000的有机卷式膜，得到滤液B；
所述的提取液A是采用水蒸气蒸馏法或超声波提取方法，以水或体积浓度为0-50％的食品级乙醇为溶剂，对含有迷迭香酸物质的原料紫苏、迷迭香、夏枯草中的一种或多种提取得到的溶液；
(2)上样准备：将所述滤液B经过反渗透膜浓缩，得到浓缩样品C；
(3)精细纯化：将所述浓缩样品C用凝胶柱进行层析分离，所述凝胶柱填料为LH20；依次用1-3倍柱体积的去离子水和1-3倍柱体积的50％体积浓度的乙醇进行洗脱，收集迷迭香酸流分；
(4)依次用现有技术中的减压蒸馏法和重结晶法对收集的迷迭香酸流分进行进一步的浓缩和纯化，使迷迭香酸的含量达到80％-95％。
2.根据权利要求1所述的一种烟用抗氧化剂迷迭香酸的纯化方法，其特征在于所述的步骤(4)中，将所述迷迭香酸流分在温度30℃-50℃下进行减压蒸馏；对减压蒸馏得到的浓缩液用无水乙醇溶解，调节pH为1-3，在温度为-10℃-6℃条件下结晶12-24小时，所得到的重结晶的晶体状物质即为已纯化的迷迭香酸。
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