CN106831906A - 一种超声辅助法从甜叶菊中提取甜菊糖甙 - Google Patents

Abstract

一种超声辅助法从甜叶菊中提取甜菊糖甙，在超声功率200W条件下，以水为提取剂，料液比1:8。提取温度60℃，提取时间60min,甜菊糖甙的提取率为12.03%。较传统方法高出14.6%。进而对提取液用醇沉法除杂，AB‑8树脂富集，70%乙醇洗脱，活性氧化铝柱层析深度脱色后，真空低温干燥得白色粉末纯度99%。该工艺提取时间短，提取率高，废水BOD在100以下，适合工业化生产循环用水。

Description

一种超声辅助法从甜叶菊中提取甜菊糖甙

技术领域

本发明涉及一种甜菊糖甙提取工艺的方法，具体涉及一种从甜叶菊中用超声波辅助提取甜菊糖甙的方法。

背景技术

甜菊糖甙是一种高倍量甜味剂，同时也是一种低热值的萜烯类配糖体，对糖尿病.肥胖病.心脏病.高血压等有一定辅助治疗作用。目前，甜菊糖甙已作为一种健康的天然蔗糖替代品，被国际誉为“第3糖源”。

据文献报道，提取甜菊糖甙的方法很多，如热水提取法.透析法.酶发酵液提取法.超临界CO2提取法等。但存在提取率较低和提取条件复杂.成本太高等缺陷。

由于国内外厂家对甜菊糖甙的提取工艺路线的严格保密性，所以已经申请的专利并不多。

专利号为（CN201510497609.9）的专利公开了“一种提取甜菊糖甙的方法”，该方法的权利要求保护的范围如下步骤：

一种从生物酶发酵液中提取甜菊糖苷的方法，以单糖生物酶发酵液为原料，提取高纯度甜菊糖苷RA，该提取方法包括单糖生物酶发酵液预处理和甜菊糖苷提纯。发酵液预处理包括发酵液加热、一次PH值调节、絮凝沉淀、离心分离、二次PH值调节、降温、膜过滤。甜菊糖苷提纯步骤包括大孔树脂 吸附-解析、阴阳离子交换、活性炭处理、脱溶-浓缩、脱水干燥、一次晶体、二次晶体、脱水干燥、获得成品。本发明从单糖生物酶发酵液中所提取出的甜菊糖苷RA纯度高、色泽优、口感纯正，无异味。本提取方法节省能源，有利环保，降低高端甜菊糖的制造成本，同时将开辟新的原料供应渠道，实现甜菊糖苷原料质量更加稳定、数量更加充足。

专利号为CN201310531197.7的专利公开了一种提取甜菊糖甙的方法，该方法如下步骤：

一种甜菊糖甙RA的提取精制方法，包括以下步骤：（1）提取：采用渗漉法将原料甜叶菊干叶中的甜菊糖甙RA提取出来，得渗漉液；（2）絮凝：用石灰调节pH调至10～11，加入絮凝剂，絮凝，静置沉淀，压滤；（3）层析：将滤液通过装有大孔树脂的层析柱，用去离子水冲洗柱床，直至流出液无色，再用乙醇洗脱，至流出液无色；（4）脱盐：将乙醇洗脱液通过装有离子交换树脂的层析柱，收集过柱流出液；（5）脱色：加入活性炭，升温回流，趁热过滤；（6）浓缩：将滤液减压浓缩，得粗品；（7）精制：往粗品中加入甲醇，升温回流溶解，浓缩，降温结晶，过滤，即成。采用该方法获得的甜菊糖甙RA产品，甜菊糖甙RA含量高达98%以上。

上述方法虽然可以获得高含量的甜菊糖甙产品，但存在酶发酵液制备不易和预处理絮凝沉淀引入无机盐离子脱盐除杂等缺陷。

酶发酵液制备问题：酶发酵过程受气温环境影响非常大，冬天和夏天有着巨大差异，条件控制会大大增加企业成本，也会出现产品生产季节变化导致的供货周期变化。而引入无机盐离子会增加脱盐工序和影响口感。

无机盐离子脱盐问题：引入无机盐离子会影响口感，而且脱盐过程中又会损失目标产品，使得提取率大打折扣。

由此可见，该提取方法季节环境影响明显，生产周期长，成本高，纯化复杂，不易实现工业化生产。

上述渗漉法生产工艺简单，操作简便，但生产过程时间过长，难以实现量化生产，而且不宜用水作溶剂，用乙醇溶剂挥发较大，大大增加了人力物力成本。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种超声辅助法从甜叶菊中提取甜菊糖甙，具有操作简单，提取率高，提取时间短，成本低的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超声辅助法从甜叶菊中提取甜菊糖甙，包括以下步骤：

A、原料预处理，将甜叶菊在60℃下烘干，粉碎后过80目筛，得到粉末状样品，将其放在干燥处备用；

B、提取工艺，称取100g处理好的甜叶菊粉，加入8倍量水，在200W超声提取60分钟，提取温度60℃。提取2次合并滤液：

2、醇沉，滤液浓缩至300mL,将1.6L95%的乙醇以15mL/min的速度滴加至浓缩液中，在此过程中不断搅拌，静置2.5h,离心，洗涤沉淀，合并滤液及洗涤液，浓缩至250mL，待用；

C.纯化过程：

1）选用AB-8树脂首先用95%乙醇洗涤，再用95%乙醇浸泡24h。湿法装柱，以95%乙醇洗涤至流出液加水不浑浊，在用水洗至流出液无醇味；

2）将上述浓缩液加入柱中进行吸附，吸附完用70%乙醇进行洗脱，洗脱至流出液无甜味，减压浓缩直至低温烘干；

3）氧化铝深度脱色，将100～200目层析氧化铝在200℃烘箱中烘2h,进行活化。湿法装柱，将预脱色的甜菊糖甙与氧化铝1比3用纯水混匀呈膏状，在用纯水减压洗脱至无甜，合并滤液。浓缩至少量；

D、干燥过程，将上述得到的浸膏，放置于真空干燥箱中低温烘12小时，即得甜菊糖甙精品。

本发明的有益效果是：

1）产品生产周期短，能短时间内满足市场需求。

2）使用超声波技术，能促使甜菊叶组织破壁或变形，使甜菊叶有效成份提取更充分，提取率比传统工艺显著提高。

3）提取温度低，不需要配备锅炉等提供蒸汽加热，有利于节约能源和改善环境污染。

4）超声波提取的药液杂质少，有效成份易于分离、纯化，超声波提取简单易行，设备的维护和保养方便。

5）在传统除杂上采用醇沉法，没有无机盐离子的引入，省掉了脱盐工序。

6）该方法的产品提高率在20%左右，产品纯度在99%以上，各类溶剂回收率可达90%，废水BOD在100以下，适合工业化生产循环用水。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方案

以下结合实施例对本发明进一步叙述，但本发明不局限于以下实施例。

如图1所示，一种超声辅助法从甜叶菊中提取甜菊糖甙，其特征在于，包括以下步骤：

A、原料预处理，将甜叶菊在60℃下烘干，粉碎后过80目筛，得到粉末状样品，将其放在干燥处备用；

B、提取工艺，称取100g处理好的甜叶菊粉，加入8倍量水，在200W超声提取60分钟，提取温度60℃。提取2次合并滤液：

2、醇沉，滤液浓缩至300mL,将1.6L95%的乙醇以15mL/min的速度滴加至浓缩液中，在此过程中不断搅拌，静置2.5h,离心，洗涤沉淀，合并滤液及洗涤液，浓缩至250mL，待用；

C.纯化过程：

1）选用AB-8树脂首先用95%乙醇洗涤，再用95%乙醇浸泡24h。湿法装柱，以95%乙醇洗涤至流出液加水不浑浊，在用水洗至流出液无醇味；

2）将上述浓缩液加入柱中进行吸附，吸附完用70%乙醇进行洗脱，洗脱至流出液无甜味，减压浓缩直至低温烘干；

3）氧化铝深度脱色，将100～200目层析氧化铝在200℃烘箱中烘2h,进行活化。湿法装柱，将预脱色的甜菊糖甙与氧化铝1比3用纯水混匀呈膏状，在用纯水减压洗脱至无甜，合并滤液。浓缩至少量；

D、干燥过程，将上述得到的浸膏，放置于真空干燥箱中低温烘12小时，即得甜菊糖甙精品。

实施例

申请人对安徽地区的甜叶菊随即抽样，共获取了1000公斤原料，烘干粉碎后得800公斤粉末，并对这批原料进行不同投料量得生产加工。

实施例1

取原料粉1公斤，加入8L纯水溶液，在60℃下，提取1h,共提取2次，合并浓缩提取液到2～3L。将16L95%的乙醇以150mL/min的速度滴加至浓缩液中，在此过程中不断搅拌，静置2.5h,离心，洗涤沉淀，合并滤液及洗涤液，浓缩至2.5L。采用AB-8树脂吸附后，洗脱液浓缩烘干得150克。加入450克活性氧化铝用水混匀，进行活性氧化铝柱脱色，最终德到纯白色精品120.5克。HPLC下测得含量为98.7%。收率为11.89%。

实施例2

取原料粉10公斤，加入80L纯水溶液，在60℃下，提取1h,共提取2次，合并浓缩提取液到20～30L。将160L95%的乙醇以1L/min的速度滴加至浓缩液中，在此过程中不断搅拌，静置2.5h,离心，洗涤沉淀，合并滤液及洗涤液，浓缩至25L。采用AB-8树脂吸附后，洗脱液浓缩烘干得1.48千克。加入4.5千克活性氧化铝用水混匀，进行活性氧化铝柱脱色，最终德到纯白色精品1.21千克。HPLC下测得含量为99.3%。收率为12.01%。

实施例3

取原料粉50公斤，加入400L纯水溶液，在60℃下，提取1h,共提取2次，合并浓缩提取液到100L～150L。将800L95%的乙醇以5L/min的速度滴加至浓缩液中，在此过程中不断搅拌，静置2.5h,离心，洗涤沉淀，合并滤液及洗涤液，浓缩至120L左右。采用AB-8树脂吸附后，洗脱液浓缩烘干得6.8千克。加入18千克活性氧化铝用水混匀，进行活性氧化铝柱脱色，最终得到纯白色精品6.05千克。HPLC下测得含量为99.1%。收率为11.99%。

提取溶剂的选择，甜菊糖甙最佳提取溶剂为水和乙醇，考虑到成本问题，以及溶剂挥发等条件，选用纯水为提取溶剂。

提取最佳条件的确定，申请人在提取过程中对温度，提取时间和料液比设置了三因素，三水平的正交试验（表1）。综合确定最佳提取条件为提取时间60分钟，温度60℃，料液比1:8。

本发明和传统工艺在最佳条件下进行提取率对比（表2）。

醇沉条件的确定，目前，甜菊糖甙的除杂采用化学絮凝和乙醇醇沉，但由于加入化学絮凝剂会引入大量无机盐离子，导致后期脱盐工作量的增加以及影响甜菊糖甙的口感，同时化学絮凝剂的使用会对甜菊糖甙造成较大损失。甜菊糖甙易溶于乙醇，而蛋白质，纤维素等大分子不用于乙醇，从而达到除杂目的，乙醇还可以回收循环利用，降低成本。

纯化用树脂的确定，本发明分别考察了D201和AB-8树脂对甜菊糖甙醇沉液的纯化效果，发现AB-8树脂对甜菊糖甙的吸附量大，除杂效果明显，纯化浓缩液的颜色为亮浅褐色，浓度较高，可见损失率低。由此可见AB-8大孔树脂对甜菊糖甙具有良好的富集作用。

脱色剂的确定，甜菊糖甙的脱色剂有活性炭，离子交换树脂，活性氧化铝。活性炭有较强的吸附能力，脱色效果明显，但损失率高。由于树脂处理过的甜菊糖甙颜色较深，直接用离子交换树脂脱色会造成柱子负荷量过大，使用寿命短，生产成本高等问题。综合考虑选用活性氧化铝脱色。

成品的规格要求：颜色纯白色，含量不低于99%，水分含量低于1%，溶剂含量低于0.5%。

综上所述，申请人通过对甜菊糖甙的市场价值以及原料和现有工艺的综合考究。发现超声波技术对于植物提取物提取率的显著提高，将此技术应用于甜菊糖甙的提取工艺，大大增加了成品收率，操作简便，节省了生产成本。

Claims (1)

1.一种超声辅助法从甜叶菊中提取甜菊糖甙，其特征在于，包括以下步骤：

A、原料预处理，将甜叶菊在60℃下烘干，粉碎后过80目筛，得到粉末状样品，将其放在干燥处备用；

B、提取工艺，称取100g处理好的甜叶菊粉，加入8倍量水，在200W超声提取60分钟，提取温度60℃；

提取2次合并滤液：

2、醇沉，滤液浓缩至300mL,将1.6L95%的乙醇以15mL/min的速度滴加至浓缩液中，在此过程中不断搅拌，静置2.5h,离心，洗涤沉淀，合并滤液及洗涤液，浓缩至250mL，待用；

C.纯化过程：

1）选用AB-8树脂首先用95%乙醇洗涤，再用95%乙醇浸泡24h；

湿法装柱，以95%乙醇洗涤至流出液加水不浑浊，在用水洗至流出液无醇味；

2）将上述浓缩液加入柱中进行吸附，吸附完用70%乙醇进行洗脱，洗脱至流出液无甜味，减压浓缩直至低温烘干；

3）氧化铝深度脱色，将100～200目层析氧化铝在200℃烘箱中烘2h,进行活化；

湿法装柱，将预脱色的甜菊糖甙与氧化铝1比3用纯水混匀呈膏状，在用纯水减压洗脱至无甜，合并滤液，浓缩至少量；

D、干燥过程，将上述得到的浸膏，放置于真空干燥箱中低温烘12小时，即得甜菊糖甙精品。