CN105061526B

CN105061526B - 一种高纯度甜茶苷的提取方法

Info

Publication number: CN105061526B
Application number: CN201510435737.0A
Authority: CN
Inventors: 唐方华; 欧阳逸斌; 黄华学
Original assignee: Hunan Huacheng Biotech Inc
Current assignee: Hunan Huacheng Biotech Inc
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2018-06-08
Anticipated expiration: 2035-07-23
Also published as: CN105061526A

Abstract

一种高纯度甜茶苷的提取方法，包括以下步骤：（1）前处理：将干燥的甜茶原料除杂，粉碎，过筛，得甜茶原料粉；（2）微波逆流提取：将甜茶原料粉微波逆流提取，对提取渣挤压，挤出液与甜茶料液混合，过滤，得提取液；（3）离心得离心液；（4）大孔树脂吸附分离：将离心液调节pH值至10.0～11.0，过大孔树脂进行吸附，静置后水洗，洗脱，收集目标洗脱液；（5）超滤得超滤液；（6）浓缩得浓缩液；（7）结晶与重结晶：向浓缩液中加入有机溶剂进行结晶，再重结晶，干燥，得甜茶苷产品。按照本发明方法所得甜茶苷产品，纯度≥99%，得率≥5.35%；本发明工艺简便，周期短，能耗、生产成本低，能连续提取，适应工厂连续化生产。

Description

一种高纯度甜茶苷的提取方法

技术领域

本发明涉及一种甜茶苷的提取方法，具体涉及一种适应于工业生产的高纯度甜茶苷的提取方法。

背景技术

甜茶是蔷薇科悬钩子属植物甜茶（Rubus Suatrssimus S.Lee）的干燥叶子，主要分布于广西大瑶山区，在广东、湖南、江西等地也有少量种植。味甜，具有抗花粉过敏、促进胰岛素分泌、防治心血管疾病等功效，其主要成分为甜茶苷，其甜度约为蔗糖的300倍，热值为蔗糖的5%，主要用作甜味剂，广泛应用于食品、饮品等行业，由于其具有高甜度、低热值的显著特点，颇受市场青睐。

目前，国内对从甜茶中提取高纯度甜茶苷的研究颇为重视，相关文献报道较多。

CN102702284A公开了一种高纯度甜茶苷的生产方法，该方法是将甜茶原料进行提取、浓缩、絮凝澄清、离心后，再经大孔树脂吸附分离、离子树脂交换脱色、脱盐、复合脱色后，浓缩干燥制备成产品，产品纯度达98%，但得率仅3.7～4.5%，且过程复杂，损耗较大，导致最终产品得率很低。

CN102838644B公开了一种从甜茶叶中提取甜茶苷的生产方法，该方法是将甜茶原料进行超声辅助提取，减压浓缩后醇沉、过滤，经大孔树脂吸附分离，聚酰胺树脂层析，结晶以及重结晶获得产品，产品纯度达到98%以上，得率约3.7～3.9%，该方法因醇沉的不完全以及聚酰胺洗脱时的不彻底，导致最终产品的得率较低。

CN104262425A公开了一种提取甜茶苷的新方法，该方法是将甜茶原料进行水提，经膜滤后过大孔树脂吸附分离、阴阳离子树脂分离、浓缩、结晶以及重结晶获得产品，产品纯度达99%，得率约5.31%，该方法因在大孔树脂吸附分离时，反复使用酸碱处理，增加了后续处理过程，延长了生产周期，同时也对设备提出了更高的要求，生产成本相对较高。

CN104558088A公开了一种利用微波逆流提取的方式，经多级过滤，大孔树脂吸附分离、膜滤、浓缩、干燥，制得罗汉果甜苷V60%产品的工艺，但是在多级过滤时，使用离心与多级超滤的方式进行，增加了工序过程，延长了过滤周期，效率低，能耗大，此外，经大孔树脂纯化后，亦含有大量杂质，使用纳滤方式进行去无机盐与溶剂，以期达到浓缩的目的，过程中压力较高，耗能大，对膜的损害也较大，提取效率、工艺成本方面也不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种处理量大、工艺简单、成本低，产品纯度、收率高的适用于工业生产的高纯度甜茶苷的提取方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种高纯度甜茶苷的提取方法，包括以下步骤：

（1）前处理：将干燥的甜茶原料除杂，粉碎，过筛，得甜茶原料粉；

（2）微波逆流提取：将步骤（1）所得甜茶原料粉进行微波逆流提取，得提取液；

（3）离心：将步骤（2）所得提取液进行离心，得离心液；

（4）大孔树脂吸附分离：将步骤（3）所得离心液调节pH值至10.0～11.0，然后过大孔树脂进行上柱吸附，静置后水洗，再用亲水溶剂进行洗脱，收集目标洗脱液；

（5）超滤：将步骤（4）收集的目标洗脱液进行超滤，得超滤液；

（6）浓缩：将步骤（5）所得超滤液浓缩至百利度为25～28，得浓缩液；

（7）结晶与重结晶：向步骤（6）所得浓缩液中加入有机溶剂至有机溶剂的体积分数为80～90%，然后进行结晶与重结晶，干燥，得甜茶苷产品。

本发明所使用的甜茶原料产自广西，甜茶苷的含量为6.38～6.56wt%。

进一步，步骤（1）中，所述过筛的目数为20～40目。

进一步，步骤（2）中，所述微波逆流提取的温度为70～90℃，时间为40～60min，微波的功率为700～900w，频率为5000～7000MHz；提取溶剂为去离子水，用量为甜茶原料质量的6～7倍。该步骤不同于传统提取方式，具有连续提取、处理量大的优点，该步骤具有微波提取与逆流提取的双重优势，大大缩短了提取周期和效率，是传统热回流提取技术时间的1/4～1/3，同时也节省了30%以上的提取溶剂，减少了能耗，相对传统提取是一种高效率、低成本的提取方式，该步骤甜茶苷的提取收率达99%以上。

进一步，步骤（3）中，在进行离心之前，提取液先经板框式换热器，降温至20～25℃。

进一步，步骤（3）中，所述离心先以离心速率3000～5000r/min进行螺旋离心，再以离心速率12000～14000r/min进行管式离心。螺旋离心为低速离心，可去除了大量的颗粒性物质，而管式离心为高速离心，可进一步将其中的悬浊物质去除，这种组合方式相比单一离心，保证了离心的连续性，提高了离心效率，料液更加的澄清。

步骤（4）中，在对离心液进行大孔树脂吸附分离前，需要先用碱性物质将pH值调节至10.0～11.0，目的是使物料中的酸性物质以及大部分色素物质以离子形式存在，从而在进行大孔树脂吸附时，不会被吸附，而随流出液直接流出，以去除大部分酸性物质与色素。同时，在碱性条件下，大孔树脂的孔径会稍许膨胀，减少了树脂堵塞的几率。此外，当pH值为10.0～11.0时，更能使得甜茶苷物质以分子状态存在，料液中的盐分增加，更能增加树脂对甜茶苷的吸附量。

进一步，步骤（4）中，用氢氧化钠或碳酸钠调节pH值；所述大孔树脂为D101、AB-8或DM-130，树脂柱的径高比为1: 4～6；所述上柱流出液的流速为0.5～1.0 BV/h。

进一步，步骤（4）中，所述静置的时间为2～3h；所述水洗时，水的流速为2～3BV/h，水洗至流出液呈微黄色且pH值为6.80～7.20时为止。

进一步，步骤（4）中，所述亲水溶剂为体积分数60～80%的乙醇溶液，亲水溶剂的洗脱流速为0.75～1.25BV/h，亲水溶剂的洗脱体积为3BV，收集段为1.25～3.0BV。

进一步，步骤（5）中，所述超滤采用卷式超滤膜，超滤膜的截留分子量为3000～5000。采用超滤主要是去除一些蛋白质、鞣质和一些色素物质，进一步纯化物料，为后续分离做好准备。

进一步，步骤（6）中，所述浓缩为真空浓缩，温度为70～80℃，真空度为-0.06～-0.04MPa。

进一步，步骤（7）中，所述有机溶剂为甲醇或乙醇；所述结晶与重结晶的温度为-2～3℃，每次结晶的时间为10～12h；所述干燥为真空干燥，温度为50～60℃，真空度为-0.09～-0.06MPa，时间为12～16h。结晶和重结晶利用了目标成分在有机溶剂中的溶解度对温度有着较高的敏感度，而杂质不敏感的不同性质进行分离，达到良好的分离效果。

本发明方法具有以下有益效果：

（1）按照本发明方法所得甜茶苷产品，纯度≥99%，得率≥5.35%，明显高于现有技术中所得甜茶苷的纯度和得率；

（2）本发明方法在离心前，创造性地使用板框式换热器迅速降低提取液温度，使得大量的常温水溶性沉降析出，经离心后，能够更好地去除，减少了杂质对后续工艺的干扰，为更好的纯化目标成分，奠定了基础；

（3）本发明方法在大孔树脂吸附分离前进行调碱处理，去除了大量的酸性物质与色素，结合后续的膜滤，进一步去除了色素等物质，达到纯化目标成分的目的，为下一步的再纯化做好了准备，从而代替了传统的醇沉、阴阳离子树脂处理的方式，工艺过程得以简化，进一步缩短了生产周期；

（4）本发明方法使用了微波逆流提取技术，代替了传统的热回流提取技术，具有提取时间短、使用溶剂少，能耗、生产成本低，并能连续提取等特点，适应工厂连续化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

以下介绍的本发明实施例所使用的甜茶原料产自广西；所使用的层析柱规格为Ф400×2400mm，层析柱材质为不锈钢；D101、AB-8大孔型吸附树脂，购自上海南开树脂有限公司，DM-130大孔型吸附树脂购自西安蓝晓新材料股份有限公司；HPLC紫外检测器检测的波长为540 nm；其它所使用的化学试剂及仪器设备，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

实施例1

（1）前处理：将干燥的500 kg甜茶原料（甜茶苷含量为6.42%）除杂，粉碎，过40目筛，得甜茶原料粉；

（2）微波逆流提取：将步骤（1）所得500 kg甜茶原料粉在90℃下，微波功率为900w，频率为5000MHz下，用3295L去离子水进行微波逆流提取60min，物料与水的流动为逆向连续动态流动，得3125 kg提取液；

（3）离心：将步骤（2）所得3125 kg提取液，经板框式换热器迅速降温至20℃，然后先用卧式螺旋离心机以离心速率5000r/min进行螺旋离心，再用管式离心机以离心速率14000r/min进行管式离心，得3120kg离心液；

（4）大孔树脂吸附分离：将步骤（3）所得3120kg离心液用氢氧化钠调节pH值至10.98，然后过装填D101大孔吸附树脂的层析柱（径高比1:6）进行上柱吸附，上柱流出液的流速为1.0BV/h，吸附后静置3 h，然后用去离子水进行水洗，去离子水的流速为3BV/h，水洗至流出液呈微黄色，且测定pH值为7为止，再用体积分数为80%的乙醇溶液进行洗脱，乙醇溶液的洗脱流速为1.25BV/h，乙醇溶液的洗脱体积为3BV，收集1.25～3.0BV段为目标洗脱液；

（5）超滤：将步骤（4）收集的目标洗脱液用截留分子量为5000的卷式超滤膜进行超滤，得超滤液；

（6）浓缩：将步骤（5）所得超滤液在80℃，真空度为-0.06～-0.04MPa下，真空浓缩至百利度为25，得浓缩液；

（7）结晶与重结晶：向步骤（6）所得浓缩液中加入甲醇至甲醇的体积分数为90%，然后在温度-2℃下，结晶，再重复结晶1次，每次结晶的时间为12h，将晶体在60℃，真空度为-0.09～-0.06MPa下，进行真空干燥16h，得甜茶苷产品27.15kg。

经HPLC检测，甜茶苷的产品纯度为99.08%，得率为5.43%。

实施例2

（1）前处理：将干燥的500 kg甜茶原料（甜茶苷含量为6.45%）除杂，粉碎，过20目筛，得甜茶原料粉；

（2）微波逆流提取：将步骤（1）所得500 kg甜茶原料粉在70℃下，微波功率为900w，频率为7000MHz下，用3298L去离子水进行微波逆流提取40min，物料与水的流动为逆向连续动态流动，得3133 kg提取液；

（3）离心：将步骤（2）所得3133 kg提取液，经板框式换热器迅速降温至25℃，然后先用卧式螺旋离心机以离心速率3000r/min进行螺旋离心，再用管式离心机以离心速率12000r/min进行管式离心，得3125kg离心液；

（4）大孔树脂吸附分离：将步骤（3）所得3125kg离心液用碳酸钠调节pH值至10.07，然后过装填AB-8大孔吸附树脂的层析柱（径高比1:4）进行上柱吸附，上柱流出液的流速为0.5BV/h，吸附后静置2 h，然后用去离子水进行水洗，去离子水的流速为2BV/h，水洗至流出液呈微黄色，且测定pH值为7.02为止，再用体积分数为60%的乙醇溶液进行洗脱，乙醇溶液的洗脱流速为0.75BV/h，乙醇溶液的洗脱体积为3BV，收集1.25～3.0BV段为目标洗脱液；

（5）超滤：将步骤（4）收集的目标洗脱液用截留分子量为3000的卷式超滤膜进行超滤，得超滤液；

（6）浓缩：将步骤（5）所得超滤液在70℃，真空度为-0.06～-0.04MPa下，真空浓缩至百利度为28，得浓缩液；

（7）结晶与重结晶：向步骤（6）所得浓缩液中加入甲醇至甲醇的体积分数为80%，然后在温度3℃下，结晶，再重复结晶1次，每次结晶时间为10h，将晶体在50℃，真空度为-0.09～-0.06MPa下，进行真空干燥12h，得甜茶苷产品26.85kg。

经HPLC检测，甜茶苷的产品纯度为99.37%，得率为5.37%。

实施例3

（1）前处理：将干燥的500 kg甜茶原料（甜茶苷含量为6.51%）除杂，粉碎，过30目筛，得甜茶原料粉；

（2）微波逆流提取：将步骤（1）所得500 kg甜茶原料粉在80℃下，微波功率为800w，频率为6000MHz下，用3290L去离子水进行微波逆流提取50min，物料与水的流动为逆向连续动态流动，得3127 kg提取液；

（3）离心：将步骤（2）所得3127 kg提取液，经板框式换热器迅速降温至23℃，然后先用卧式螺旋离心机以离心速率3000r/min进行螺旋离心，再用管式离心机以离心速率12000r/min进行管式离心，得3122kg离心液；

（4）大孔树脂吸附分离：将步骤（3）所得3122kg离心液用碳酸钠调节pH值至10.63，然后过装填DM-130大孔吸附树脂的层析柱（径高比1:5）进行上柱吸附，上柱流出液的流速为0.75BV/h，吸附后静置2.5 h，然后用去离子水进行水洗，去离子水的流速为2.5BV/h，水洗至流出液呈微黄色，且测定pH值为7.07为止，再用体积分数为70%的乙醇溶液进行洗脱，乙醇溶液的洗脱流速为1.0BV/h，乙醇溶液的洗脱体积为3BV，收集1.25～3.0BV段为目标洗脱液；

（5）超滤：将步骤（4）收集的目标洗脱液用截留分子量为4000的卷式超滤膜进行超滤，得超滤液；

（6）浓缩：将步骤（5）所得超滤液在76℃，真空度为-0.06～-0.04MPa下，真空浓缩至百利度为26，得浓缩液；

（7）结晶与重结晶：向步骤（6）所得浓缩液中加入甲醇至甲醇的体积分数为85%，然后在温度1℃下，结晶，再重复结晶2次，每次结晶时间为11h，将晶体在55℃，真空度为-0.09～-0.06MPa下，进行真空干燥13h，得甜茶苷产品27.05kg。

经HPLC检测，甜茶苷的产品纯度为99.23%，得率为5.41%。

实施例4

（1）前处理：将干燥的500 kg甜茶原料（甜茶苷含量为6.44%）除杂，粉碎，过40目筛，得甜茶原料粉；

（2）微波逆流提取：将步骤（1）所得500 kg甜茶原料粉在78℃下，微波功率为850w，频率为5000MHz下，用3300L去离子水进行微波逆流提取57min，物料与水的流动为逆向连续动态流动，得3131 kg提取液；

（3）离心：将步骤（2）所得3131 kg提取液，经板框式换热器迅速降温至21℃，然后先用卧式螺旋离心机以离心速率4000r/min进行螺旋离心，再用管式离心机以离心速率13000r/min进行管式离心，得3125kg离心液；

（4）大孔树脂吸附分离：将步骤（3）所得3125kg离心液用氢氧化钠调节pH值至10.87，然后过装填AB-8大孔吸附树脂的层析柱（径高比1:4）进行上柱吸附，上柱流出液的流速为0.95BV/h，吸附后静置3 h，然后用去离子水进行水洗，去离子水的流速为2.3BV/h，水洗至流出液呈微黄色，且测定pH值为6.93为止，再用体积分数为75%的乙醇溶液进行洗脱，乙醇溶液的洗脱流速为1.05BV/h，乙醇溶液的洗脱体积为3BV，收集1.25～3.0BV段为目标洗脱液；

（5）超滤：将步骤（4）收集的目标洗脱液用截留分子量为3500的卷式超滤膜进行超滤，得超滤液；

（6）浓缩：将步骤（5）所得超滤液在78℃，真空度为-0.06～-0.04MPa下，真空浓缩至百利度为27，得浓缩液；

（7）结晶与重结晶：向步骤（6）所得浓缩液中加入甲醇至甲醇的体积分数为88%，然后在温度-1℃下，结晶，再重复结晶2次，每次结晶时间为10.5h，将晶体在54℃，真空度为-0.09～-0.06MPa下，进行真空干燥13.5h，得甜茶苷产品26.95kg。

经HPLC检测，甜茶苷的产品纯度为99.28%，得率为5.39%。

Claims

1.一种高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）前处理：将干燥的甜茶原料除杂，粉碎，过筛，得甜茶原料粉；所述甜茶是蔷薇科悬钩子属植物甜茶；

（2）微波逆流提取：将步骤（1）所得甜茶原料粉进行微波逆流提取，得提取液；所述微波逆流提取的温度为70～90℃，时间为40～60min，微波的功率为700～900w，频率为5000～7000MHz；提取溶剂为去离子水，用量为甜茶原料质量的6～7倍；

（3）离心：将步骤（2）所得提取液先经板框式换热器，降温至20～25℃，再进行离心，得离心液；

（4）大孔树脂吸附分离：将步骤（3）所得离心液调节pH值至10.0～11.0，然后过大孔树脂进行上柱吸附，静置后水洗，再用亲水溶剂进行洗脱，收集目标洗脱液；所述亲水溶剂为体积分数60～80%的乙醇溶液，亲水溶剂的洗脱流速为0.75～1.25BV/h，亲水溶剂的洗脱体积为3BV，收集段为1.25～3.0BV；

2.根据权利要求1所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（3）中，所述离心先以离心速率3000～5000r/min进行螺旋离心，再以离心速率12000～14000r/min进行管式离心。

3.根据权利要求1或2所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（4）中，用氢氧化钠或碳酸钠调节pH值；所述大孔树脂为D101、AB-8或DM-130，树脂柱的径高比为1: 4～6；所述上柱流出液的流速为0.5～1.0 BV/h。

4.根据权利要求1或2所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（4）中，所述静置的时间为2～3h；所述水洗时，水的流速为2～3BV/h，水洗至流出液呈微黄色且pH值为6.80～7.20时为止。

5.根据权利要求3所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（4）中，所述静置的时间为2～3h；所述水洗时，水的流速为2～3BV/h，水洗至流出液呈微黄色且pH值为6.80～7.20时为止。

6.根据权利要求1或2所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（5）中，所述超滤采用卷式超滤膜，超滤膜的截留分子量为3000～5000。

7.根据权利要求3所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（5）中，所述超滤采用卷式超滤膜，超滤膜的截留分子量为3000～5000。

8.根据权利要求4所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（5）中，所述超滤采用卷式超滤膜，超滤膜的截留分子量为3000～5000。

9.根据权利要求1或2所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（6）中，所述浓缩为真空浓缩，温度为70～80℃，真空度为-0.06～-0.04MPa。

10.根据权利要求3所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（6）中，所述浓缩为真空浓缩，温度为70～80℃，真空度为-0.06～-0.04MPa。

11.根据权利要求4所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（6）中，所述浓缩为真空浓缩，温度为70～80℃，真空度为-0.06～-0.04MPa。

12.根据权利要求6所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（6）中，所述浓缩为真空浓缩，温度为70～80℃，真空度为-0.06～-0.04MPa。

13.根据权利要求1或2所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（7）中，所述有机溶剂为甲醇或乙醇；所述结晶与重结晶的温度为-2～3℃，每次结晶的时间为10～12h；所述干燥为真空干燥，温度为50～60℃，真空度为-0.09～-0.06MPa，时间为12～16h。

14.根据权利要求3所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（7）中，所述有机溶剂为甲醇或乙醇；所述结晶与重结晶的温度为-2～3℃，每次结晶的时间为10～12h；所述干燥为真空干燥，温度为50～60℃，真空度为-0.09～-0.06MPa，时间为12～16h。

15.根据权利要求4所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（7）中，所述有机溶剂为甲醇或乙醇；所述结晶与重结晶的温度为-2～3℃，每次结晶的时间为10～12h；所述干燥为真空干燥，温度为50～60℃，真空度为-0.09～-0.06MPa，时间为12～16h。

16.根据权利要求6所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（7）中，所述有机溶剂为甲醇或乙醇；所述结晶与重结晶的温度为-2～3℃，每次结晶的时间为10～12h；所述干燥为真空干燥，温度为50～60℃，真空度为-0.09～-0.06MPa，时间为12～16h。

17.根据权利要求9所述高纯度甜茶苷的提取方法，其特征在于：步骤（7）中，所述有机溶剂为甲醇或乙醇；所述结晶与重结晶的温度为-2～3℃，每次结晶的时间为10～12h；所述干燥为真空干燥，温度为50～60℃，真空度为-0.09～-0.06MPa，时间为12～16h。