CN105622683A - 甜菊糖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种甜菊糖的制备方法，通过在真空状态下进行甜菊叶的浸泡、絮凝步骤来抑制甜菊叶中多酚氧化酶与多酚类物质的氧化还原反应，从而阻止黑色物质的生成，提高了甜菊糖甙的浸出率，大大减小了后续去除色素的工作量。本发明采用模拟移动床生产工艺，实现了连续生产，耗能低；本发明中水提后甜菊叶残渣可用做提取绿原酸的原料，实现了较好的经济效益和较低的环境污染；本发明整条生产工艺路线短、耗能低、污染小。

Description

甜菊糖的制备方法
技术领域
本发明涉及微生物发酵的技术领域，具体说是一种甜菊糖的制备方法。
背景技术
甜菊糖是一种从菊科草本植物甜菊叶中提取出来的新型天然甜味剂。它具有高甜度、低热能的特点，其甜度是蔗糖的200-300倍，热值却仅为蔗糖的1/300，被称为“世界第三糖源”。目前，亚洲、南美洲和美国等多个国家和地区已将甜菊糖广泛应用于食品、药品、农业等领域。其中，中国是全球主要甜菊糖生产国之一。
甜菊糖中含有九种甜味成分。其中，甜菊甙(ST)、莱鲍迪甙A(RA)和莱鲍迪甙C(RC)的相对含量较高，共占90％以上，是决定甜菊糖味质的主要成分。RA甜度最高，相当于蔗糖的450倍，甜味特性也与蔗糖相接近；甜菊甙甜味相当于蔗糖的300倍，具有一定的后苦味。
甜菊糖的传统生产工艺中用水浸泡甜菊叶所得的浸提液颜色为深褐色，给后续的脱色过程造成了很大压力。同时整条生产工艺路线长、耗能高、污染大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种甜菊糖的制备方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
本发明的甜菊糖的制备方法，包括以下步骤：
(1)在真空状态下用水浸泡甜菊叶，固液比为1:15～25，重复多次浸泡并将浸提液混合；
(2)浸泡完毕后，在真空状态下过滤除去甜菊叶废渣并絮凝，得到的溶液成粗糖液后进入空气中；
(3)粗糖液通过截留分子量为1KD的纳滤膜去除小分子杂质并进行浓缩，得到浓缩液；
(4)浓缩液经过模拟移动床分离系统进行吸附、洗脱、脱盐和脱色；
(5)从模拟移动床流出的糖液经截留分子量为300D的纳滤膜去除酒精并进行第二次浓缩；
(6)上述第二次浓缩液通过喷雾干燥得到高纯度的白色甜菊糖粉末。
本发明还可以采用以下技术措施：
真空状态用“相对真空度”来表示，它的值介于0到－101.325KPa之间。
甜菊叶的浸泡时间为40-60min。
浸泡甜菊叶的水为自来水。
步骤(4)中，吸附时间为8-12小时，用50％-85％的乙醇-水溶液进行洗脱，得到的洗脱液再进行脱盐、脱色；脱盐、脱色时上样速率为1.5ml/min。
模拟移动床用水为蒸馏水或去离子水，乙醇为无水乙醇，纯度为95％以上。
本发明具有的优点和积极效果是:
本发明的甜菊糖的制备方法中，通过在真空状态下进行甜菊叶的浸泡、絮凝步骤来抑制甜菊叶中多酚氧化酶与多酚类物质的氧化还原反应，从而阻止黑色物质的生成，提高了甜菊糖甙的浸出率，大大减小了后续去除色素的工作量。本发明采用模拟移动床生产工艺，实现了连续生产，耗能低；本发明中水提后甜菊叶残渣可用做提取绿原酸的原料，实现了较好的经济效益和较低的环境污染；本发明整条生产工艺路线短、耗能低、污染小。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明的甜菊糖的制备方法中，包括以下步骤：
(1)在真空状态下用自来水浸泡甜菊叶，固液比为1:15～25，甜菊叶的浸泡时间为40-60min；真空状态用“相对真空度”来表示，它的值介于0到－101.325KPa之间；重复多次浸泡并将浸提液混合；
(2)浸泡完毕后，在真空状态下过滤除去甜菊叶废渣并絮凝，得到的溶液成粗糖液后进入空气中；
(3)粗糖液通过截留分子量为1KD的纳滤膜去除小分子杂质并进行浓缩，得到浓缩液；
(4)浓缩液经过模拟移动床分离系统进行吸附、洗脱、脱盐和脱色；吸附时间为8-12小时，用50％-85％的乙醇-水溶液进行洗脱，得到的洗脱液再进行脱盐、脱色；脱盐、脱色时上样速率为1.5ml/min；模拟移动床用水为蒸馏水或去离子水，乙醇为无水乙醇，纯度为95％以上；
(5)从模拟移动床流出的糖液经截留分子量为300D的纳滤膜去除酒精并进行第二次浓缩；
(6)上述第二次浓缩液通过喷雾干燥得到高纯度的白色甜菊糖粉末。
本发明中甜菊糖总甙的测定法法如下：
HPLC定量测定方法(JECFA2010会议标准)
检测步骤：按照以下液相色谱条件检测每种糖甙的含量。
试剂：乙腈，在210nm下检测透光度>95％.
标准品规格：
甜菊甙标准品：干重纯度>99％
莱鲍迪甙A标准品：干重纯度>99％
含有9种甜菊糖甙的基准溶液：鲍含甜菊甙、莱鲍迪甙A、莱鲍迪甙B、莱鲍迪甙C、莱鲍迪甙D、莱鲍迪甙F、杜尔克甙A、悬钩子甙和甜菊双糖甙。用7:3的水乙腈溶液将含有9种甜菊糖甙的标准溶液进行稀释，以便用来确定各个糖甙的出峰时间。标准品可在日本Wako公司和美国ChromaDex公司买到。
标准品溶液的配制：精确称取50毫克甜菊甙标准品和50毫克莱鲍迪甙A标准品，分别放入50毫升的容量瓶中，然后加入7:3的水乙腈溶液进行溶解至50毫升刻度。
样品溶液的配制：精确称取50－100毫克甜菊甙样品，放入50毫升的容量瓶中，然后加入7:3的水乙腈溶液进行溶解至50毫升刻度。
检测步骤：
在以下条件下注入5μl的样品溶液。
色谱柱：Shiseido公司的CapcellpakC18MGII型色谱柱或者Phenomenex公司的Luna5μC18(2)100A型色谱柱或者相当规格的色谱柱(长度：250毫米；内径：4.6毫米,填料粒度：5μm)。；
流动相：比例为32:68的乙腈和磷酸钠缓冲液(规格：10mmol/L,pH值2.6)的混合液。
磷酸钠缓冲液的配置方法：将2.76克磷酸二氢钠溶解到2升水中，加入磷酸将pH值调整到2.6
流速：1毫升/每分钟。
检测器：210nm紫外检测。
色谱柱温度：40℃
记录大约30分钟的检测图谱。
峰值识别和计算
将样品溶液的出峰与含有9种甜菊糖甙的基准溶液的出峰时间相对比，确定样品溶液中各个出峰对应的糖甙。算出样品溶液中9种糖甙对应的峰面积，算出甜菊甙标准品溶液和莱鲍迪甙A标准品溶液的峰面积。
按照以下公式，计算样品中莱鲍迪甙A之外的8种糖甙中每一种糖甙的百分比：
％X＝[Ws/W]x[fxAx/As]x100
按照以下公式，计算样品中莱鲍迪甙A的百分比：
％莱鲍迪甙A＝[WR/W]x[Ax/AR]x100
公式中：
X代表每种糖甙
Ws是甜菊甙标准品溶液中甜菊甙的干重(mg)
WR是莱鲍迪甙A标准品溶液中莱鲍迪甙A的干重(mg)
W是样品溶液中样品的干重(mg)
As是甜菊甙标准品溶液的峰面积
AR是莱鲍迪甙A标准品溶液的峰面积
Ax是样品溶液每种糖甙的峰面积
fx是每种糖甙的分子量与甜菊甙分子量的比值：1.00(甜菊甙),1.20(莱鲍迪甙A),1.00(莱鲍迪甙B)，1.18(莱鲍迪甙C),1.40(莱鲍迪甙D)，1.16(莱鲍迪甙F)，0.98(杜尔克甙A),0.80(悬钩子甙),0.80(甜菊双糖甙)。
计算甜菊糖甙总量的百分比(将9种糖甙的百分比相加)
实施例1：
取甜菊叶10kg，加入200kg自来水，在相对真空度为－70KPa真空罐中用搅拌桨充分混匀并搅拌，搅拌速度为20rpm，时间为40min，重复四次，将四次浸提液混合并转移到另一个相同相对真空度的浸提罐中，添加壳聚糖进行絮凝并过滤。过滤后的浸提液在空气中通过截留分子量为1KD的纳滤膜去除小分子杂质并进行浓缩。浓缩液进入模拟移动床进行连续的吸附、洗脱、脱盐、脱色。然后通过截留分子量为300D的纳滤膜去除酒精和小分子杂质并再次浓缩。最后喷雾干燥得到高纯度甜菊糖白色粉末。混合后的浸提液液相测定结果为：浸提率为92.1％，透光率为61.7T％。
该实验有益效果为浸提液浸提率从老工艺的60％提高到90％以上，透光率从老工艺的30％提高到60％以上。
实施例2
取甜菊叶10kg，加入150kg自来水，在相对真空度为－80KPa真空罐中用搅拌桨充分混匀并搅拌，搅拌速度为20rpm，时间为40min，重复四次，将四次浸提液混合并转移到另一个相同相对真空度的浸提罐中，添加壳聚糖进行絮凝并过滤。过滤后的浸提液在空气中通过截留分子量为1KD的纳滤膜去除小分子杂质并进行浓缩。浓缩液进入模拟移动床进行连续的吸附、洗脱、脱盐、脱色。然后通过截留分子量为300D的纳滤膜去除酒精和小分子杂质并再次浓缩。最后喷雾干燥得到高纯度甜菊糖白色粉末。
混合后的浸提液液相测定结果为：浸提率为97.4％，透光率为70.3T％。
该实验有益效果为浸提液浸提率从老工艺的60％提高到95％以上，透光率从老工艺的30％提高到70％以上。
实施例3
取甜菊叶10kg，加入250kg自来水，在相对真空度为－90KPa真空罐中用搅拌桨充分混匀并搅拌，搅拌速度为20rpm，时间为40min，重复四次，将四次浸提液混合并转移到另一个相同相对真空度的浸提罐中，添加壳聚糖进行絮凝并过滤。过滤后的浸提液在空气中通过截留分子量为1KD的纳滤膜去除小分子杂质并进行浓缩。浓缩液进入模拟移动床进行连续的吸附、洗脱、脱盐、脱色。然后通过截留分子量为300D的纳滤膜去除酒精和小分子杂质并再次浓缩。最后喷雾干燥得到高纯度甜菊糖白色粉末。
混合后的浸提液液相测定结果为：浸提率为97.1％，透光率为69.9T％.
该实验有益效果为浸提液浸提率从老工艺的60％提高到95％以上，透光率从老工艺的30％提高到60％以上。
实施例4
取甜菊叶10kg，加入200kg自来水，在相对真空度为－100KPa真空罐中用搅拌桨充分混匀并搅拌，搅拌速度为20rpm，时间为40min，重复四次，将四次浸提液混合并转移到另一个相同相对真空度的浸提罐中，添加壳聚糖进行絮凝并过滤。过滤后的浸提液在空气中通过截留分子量为1KD的纳滤膜去除小分子杂质并进行浓缩。浓缩液进入模拟移动床进行连续的吸附、洗脱、脱盐、脱色。然后通过截留分子量为300D的纳滤膜去除酒精和小分子杂质并再次浓缩。最后喷雾干燥得到高纯度甜菊糖白色粉末。
混合后的浸提液液相测定结果为：浸提率为97.2％，透光率为70.1T％。
该实验有益效果为浸提液浸提率从老工艺的60％提高到95％以上，透光率从老工艺的30％提高到70％以上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种甜菊糖的制备方法，包括以下步骤：
（1）在真空状态下用水浸泡甜菊叶，固液比为1:15～25，重复多次浸泡并将浸提液混合；
（2）浸泡完毕后，在真空状态下过滤除去甜菊叶废渣并絮凝，得到的溶液成粗糖液后进入空气中；
（3）粗糖液通过截留分子量为1KD的纳滤膜去除小分子杂质并进行浓缩，得到浓缩液；
（4）浓缩液经过模拟移动床分离系统进行吸附、洗脱、脱盐和脱色；
（5）从模拟移动床流出的糖液经截留分子量为300D的纳滤膜去除酒精并进行第二次浓缩；
（6）上述第二次浓缩液通过喷雾干燥得到高纯度的白色甜菊糖粉末。
2.根据权利要求1所述的甜菊糖的制备方法，其特征在于：种子培养基中：真空状态用“相对真空度”来表示，它的值介于0到－101.325KPa之间。
3.根据权利要求1或2所述的甜菊糖的制备方法，其特征在于：甜菊叶的浸泡时间为40-60min。
4.根据权利要求3所述的甜菊糖的制备方法，其特征在于：浸泡甜菊叶的水为自来水。
5.根据权利要求4所述的甜菊糖的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，吸附时间为8-12小时，用50%-85%的乙醇-水溶液进行洗脱，得到的洗脱液再进行脱盐、脱色；脱盐、脱色时上样速率为1.5ml/min。
6.根据权利要求5所述的甜菊糖的制备方法，其特征在于：模拟移动床用水为蒸馏水或去离子水，乙醇为无水乙醇，纯度为95%以上。
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