CN103965272A - 一种去除甜菊糖中重金属离子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种去除甜菊糖中重金属离子的方法，特别是涉及一种采用螯合型串联树脂柱处理甜菊糖中重金属离子的方法。取甜菊糖用乙醇溶解，溶解后将样品溶液过螯合型树脂柱串联柱，接收树脂柱流出液，样品溶液全部过完后，用2个柱床体积的乙醇冲柱，合并流出液，回收溶剂，干燥，即得除重金属甜菊糖。所用的螯合型树脂柱串联柱树脂填料分别为D402和LCS-AS型树脂，柱子为普通的开方式柱子，且这两个树脂柱的先后顺序可调换。本发明能很好的去除重金属(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、砷（As），采用ICP-MS检测可使重金属含量在5ppb以下。经过串联树脂柱后，甜菊糖中的主要成分含量没有改变。

Description

一种去除甜菊糖中重金属离子的方法

技术领域

本发明涉及一种去除甜菊糖中重金属离子的方法，特别是涉及一种采用螯合型串联树脂柱处理甜菊糖中重金属离子的方法。

背景技术

重金属在环境与健康领域主要是指汞(Hg) 、镉(Cd) 、铅( Pb) 、铬(Cr) 、砷(As)等生物毒性显著的元素,也泛指铜(Cu) 、锌(Zn) 、钴(Co) 、镍(Ni)等一般重金属 ,它们以多种物理和化学形态存在于水体、土壤及大气等环境之中,并在环境中产生迁移和积累。

甜叶菊的重金属主要来源于突然污染、灌溉用水、施用的农药和肥料、自身代谢的需要及对某种重金属元素的富集能力、工业生产中“废水、废气、废渣”的污染，以及在仓储、加工过程中的污染等。甜菊糖苷是一种从菊科草本植物甜叶菊（或称甜菊叶）中精提的新型天然甜味剂，而南美洲使用甜叶菊作为药草和代糖已经有几百年历史。国际甜味剂行业的资料显示，甜菊糖苷已在亚洲、北美、南美洲和欧盟各国广泛应用于食品、饮料、调味料的生产中。中国是全球最主要甜菊糖苷生产国。同时我国作为一个甜菊甙产品的生产和出口大国，占据全球甜叶菊市场的80％以上。仅从甜味剂一项为例，从国内市场看，我国每年要消费近9000 吨的人工甜味剂，如果用甜叶菊甙取代30％的人工甜味剂，则国内市场每年需3000 多吨甜叶菊甙。而目前我国每年才生产2000 吨左右甜叶菊甙，市场潜力十分巨大。从中长期来看，甜叶菊仍然是一个向阳产业。甜菊糖质量是我们占据市场的有利保障，除了在主要成分的含量上符合要求外，我们还必须确保其在金属残留方面符合欧美标准，这也是我们甜叶菊业内人士一直研究的目标。在文献上报道的除重金属离子的方法有：用于去除沙棘果汁中的重金属离子的离子交换法CN200710050726.6；用于去除果蔬汁中重金属离子的螯合型树脂协同法CN201010160793.5；用于去除中药中重金属离子的方法有大孔树脂吸附法、絮凝法、超临界萃取法；用于污泥、污水中重金属去除的微生物法。

但是，上述方法存在许多缺点，这些缺点限制了他们在实际生产中的推广和应用，吸附法在吸附重金属的同时会对甜菊糖有一定的吸附，使得吸附法在处理甜菊糖中重金属离子的应用中收到了很大的限制。

离子交换法所使用的离子交换剂一般都呈现一定的酸碱性，这对甜菊糖中的糖苷键具有一定的水解作用，使其结果发生改变，这就限制了离子交换树脂法在去除甜菊糖中的重金属离子方面的应用。

微生物法受PH值、温度等影响比较大，且条件要求高这就限制了微生物法在去除甜菊糖中重金属离子方面的应用。

甜菊糖样品溶液比较粘稠这就使得絮凝剂在其中比较难于形成沉淀，这就限制了絮凝法在去除甜菊糖中重金属离子方面的应用。

综上所述，发展具有工业化前景的新型、高效、迅速、便捷的脱除甜菊糖中的重金属离子的方法具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除甜菊糖中重金属离子的方法，特别是一种采用螯合型串联树脂柱处理甜菊糖中重金属离子的方法。

为实现上述目的本发明采用的实施步骤如下：

取甜菊糖用乙醇溶解，溶解后将样品溶液过螯合型树脂柱串联柱，接收树脂柱流出液，样品溶液全部过完后，用2个柱床体积的乙醇冲柱，合并流出液，回收溶剂，干燥，即得除重金属甜菊糖。

1）甜菊糖为市售的甜菊糖样品及我们自制的甜菊糖产品，如莱鲍迪甙系列产品：莱鲍迪甙A-40~99；甜菊糖苷系列产品：甜菊糖苷-80~99；莱鲍迪甙C系列产品：莱鲍迪甙C-15~97。

2）所采用的溶解样品乙醇为浓度在60~95%，冲柱用乙醇浓度在60~95%。

3）所用的螯合型树脂柱串联柱树脂填料分别为D402和LCS-AS型树脂，柱子为普通的开方式柱子，且这两个树脂柱的先后顺序可调换。

其中D402树脂柱是除二价金属离子的树脂柱，LCS-AS是除As专用树脂柱，将二柱串联层析，可起到一并将二价及三价重金属全部去除的效果。

4）所去除的重金属离子是(Hg) 、镉(Cd) 、铅( Pb)、砷（As）。

本方法具有操作方便，且树脂柱可循环使用，使用后在柱子中直接进行处理，继续使用，本发明能很好的去除重金属(Hg) 、镉(Cd) 、铅( Pb)、砷（As），采用ICP-MS检测可使重金属含量在5ppb以下。经过串联树脂柱后，甜菊糖中的主要成分含量没有改变。

采用本发明方法处理后的甜菊糖中的重金属含量明显降低，对于环境友好、人类健康，且具有工业化前景。

具体实施方式

实施例一

取D402树脂3kg，装于 Φ12×150cm的玻璃柱中，处理完毕后用60%乙醇平衡好，备用;取LSC-As树脂3kg，装于Φ12×150cm的玻璃柱中，处理完毕后用60%乙醇平衡好，备用;取2kg莱鲍迪甙A-98（98.56%） 用30L60%乙醇溶解；溶解后将样品溶液顺次过已平衡好的D402及LSC-As树脂柱，当样品溶液上完后，用20L60%乙醇冲柱，接受上样液及乙醇冲柱液合并，浓缩，干燥，得脱除重金属莱鲍迪甙A 1.95kg，含量为98.48%。过柱前后重金属含量如下表。

实施例二

取D402树脂3kg，装于 Φ12×150cm的玻璃柱中，处理完毕后用75%乙醇平衡好，备用;取LSC-As树脂3kg，装于Φ12×150cm的玻璃柱中，处理完毕后用75%乙醇平衡好，备用;取2kg甜菊糖苷-97(97.29%)用40L75%乙醇溶解；溶解后将样品溶液顺次过已平衡好的LSC-As及D402树脂柱，当样品溶液上完后，用20L75%乙醇冲柱，接受上样液及乙醇冲柱液合并，浓缩，干燥，得脱除重金属甜菊糖苷1.98kg，含量为97.26%。过柱前后重金属含量如下表。

实施例三

取D402树脂3kg，装于 Φ12×150cm的玻璃柱中，处理完毕后用85%乙醇平衡好，备用;取LSC-As树脂3kg，装于Φ12×150cm的玻璃柱中，处理完毕后用85%乙醇平衡好，备用;取2kg莱鲍迪甙C-97（97.66%）用45L85%乙醇溶解；溶解后将样品溶液顺次过已平衡好的D402及LSC-As树脂柱，当样品溶液上完后，用20L85%乙醇冲柱，接受上样液及乙醇冲柱液合并，浓缩，干燥，得脱除重金属莱鲍迪甙C 1.95kg，含量为97.36%。过柱前后重金属含量如下表。

实施例四

取D402树脂3kg，装于 Φ12×150cm的玻璃柱中，处理完毕后用95%乙醇平衡好，备用;取LSC-As树脂3kg，装于Φ12×150cm的玻璃柱中，处理完毕后用95%乙醇平衡好，备用;取2kg莱鲍迪甙C-97 用60L95%乙醇溶解；溶解后将样品溶液顺次过已平衡好的LSC-As及D402树脂柱，当样品溶液上完后，用20L95%乙醇冲柱，接受上样液及乙醇冲柱液合并，浓缩，干燥，得脱除重金属莱鲍迪甙C2.01kg，纯度为97.18%。过柱前后重金属含量如下表。

通过串联树脂后，可以将甜菊糖样品中的(Hg) 、镉(Cd) 、铅( Pb)、砷（As）重金属离子全部较好的去除，含量全部降至5μg / kg 。

Claims (7)

1.一种去除甜菊糖中重金属离子的方法，其特征在于，采用螯合树脂串联柱高效快速去除甜菊糖重金属离子，所述的螯合树脂为D402和LSC-As。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其步骤如下：

1）将处理好的两种螯合型树脂柱分别装柱，备用；

2）取甜菊糖用乙醇溶解，备用；

3）将溶解好的甜菊糖样品溶液顺次过螯合树脂柱，用2个柱床体积的乙醇冲柱，收集冲柱液，并与上样流出液合并，回收，干燥，即得。

3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其步骤如下：

取D402树脂，装于玻璃柱中，处理完毕后用乙醇平衡好，备用;取LSC-As树脂，装于玻璃柱中，处理完毕后用乙醇平衡好，备用;取甜菊糖用乙醇溶解；溶解后将样品溶液过已平衡好的D402及LSC-As树脂柱，当样品溶液上完后，用乙醇冲柱，接受上样液及乙醇冲柱液合并，浓缩，干燥，得脱除重金属甜菊糖。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的甜菊糖为莱鲍迪甙A 、甜菊糖苷或莱鲍迪甙C。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述的乙醇浓度为60%~95%。

6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，样品顺次通过D402、LSC-As或顺次通过LSC-As 、D402。

7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的重金属为汞 、镉 、铅、砷中的一种或多种。