CN108530503B

CN108530503B - 一种莱鲍迪苷c的分离纯化方法

Info

Publication number: CN108530503B
Application number: CN201810474094.4A
Authority: CN
Inventors: 王艺; 黄学英
Original assignee: Sepax Technologies Suzhou Co ltd
Current assignee: Suzhou saifen Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2038-05-17
Also published as: CN108530503A

Abstract

本发明提供了一种莱鲍迪苷C的分离纯化方法，包括以下步骤：a)将甜菊糖苷母液糖与水混合，配置成母液糖溶液，然后用泵上样，流经内装填料的层析柱，再用甲醇水溶液洗脱，HPLC检测收集莱鲍迪苷C组分，经纳滤膜浓缩，干燥后得到莱鲍迪苷C组分干燥物；所述填料以硅胶为基质，硅胶上键合十八烷基硅烷和二乙烯基苯；b)将步骤a)得到的莱鲍迪苷C组分干燥物用乙醇‑丙酮‑水溶解，进行第一次结晶，再经过滤、干燥，得到一次结晶晶体；c)将步骤b)得到的一次结晶晶体用乙醇‑甲醇‑水溶解，进行第二次结晶，再经静置、过滤、干燥，得到莱鲍迪苷C成品。该方法能够得到高纯度莱鲍迪苷C，且收率高；可回收莱鲍迪苷A，填料寿命长，溶剂易回收。

Description

一种莱鲍迪苷C的分离纯化方法

技术领域

本发明涉及食品添加剂生产技术领域，更具体地说，是涉及一种莱鲍迪苷C的分离纯化方法。

背景技术

甜菊糖苷，是从甜叶菊中提取得到的一种糖苷，其甜味成分主要有莱鲍迪苷A(以下简称RA)、甜菊苷(ST)、莱鲍迪苷C(以下简称RC)、莱鲍迪苷D(RD)、莱鲍迪苷M(RM)、莱鲍迪苷F(RF)、杜克苷(DA)等。甜菊糖苷作为一种新型的天然甜味剂，甜度为蔗糖的150～300倍，具有高甜度、低热量、在人体内不代谢、无残留、无毒副作用、安全可靠等优良性能。其应用范围日益扩大，已被国际上誉为新型糖源植物，是最佳的天然甜味剂。

RA作为甜菊糖苷中含量较高，甜度高(450倍)并且口感最接近蔗糖，故经常通过重结晶的方式从甜菊糖苷总苷中尽可能多的拿出RA，这样就导致了大量的母液糖产生，此部分母液糖成分多为RA、ST、RC、RD、RM、RF和DA等，由于各组分含量均不高，再通过重结晶很难制备出各个成分。美国的科学家发现高纯度的RC可作为甜味增强剂来使用，可大大减少蔗糖的使用量，同时研究表明RC具有降血压、降血脂、抗过敏及预防心血管疾病能保健功能。

公开号为CN102030788A的中国专利公开了一种以甜菊糖苷为原料，用硅胶层析制备得到高纯度RC的方法，此方法首先使用重结晶技术使RC的相对含量升高，然后再进行柱层析操作，得到高纯度RC。但是，一方面其原料采用甜菊糖苷，在制备过程中务必损失掉一定量有不菲价值的RA；另一方面采用硅胶填料，使用寿命短；并且该方法属于正相层析技术，所用的二氯甲烷和乙醇混合试剂工业放大后，溶剂回收困难，成本高，整个方法不适宜工业放大生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种莱鲍迪苷C的分离纯化方法，本发明提供的分离纯化方法得到的莱鲍迪苷C纯度好、收率高，并且还具备可回收莱鲍迪苷A、填料寿命长及溶剂易回收的优点。

本发明提供了一种莱鲍迪苷C的分离纯化方法，包括以下步骤：

a)将甜菊糖苷母液糖与水混合，配置成母液糖溶液，然后用泵上样，流经内装填料的层析柱，再用甲醇水溶液洗脱，HPLC检测收集莱鲍迪苷C组分，经纳滤膜浓缩，干燥后得到莱鲍迪苷C组分干燥物；所述填料以硅胶为基质，硅胶上键合十八烷基硅烷和二乙烯基苯；

b)将步骤a)得到的莱鲍迪苷C组分干燥物用乙醇-丙酮-水溶解，进行第一次结晶，再经过滤、干燥，得到一次结晶晶体；

c)将步骤b)得到的一次结晶晶体用乙醇-甲醇-水溶解，进行第二次结晶，再经静置、过滤、干燥，得到莱鲍迪苷C成品。

优选的，步骤a)中所述甜菊糖苷母液糖中莱鲍迪苷C的含量为10wt％～26wt％。

优选的，步骤a)中所述母液糖溶液的浓度为10mg/mL～200mg/mL。

优选的，步骤a)中所述甲醇水溶液中的甲醇的体积百分含量为50％～60％。

优选的，步骤a)中所述纳滤膜的截留分子量为150～300，膜面积为0.5m²～4m²，膜通量为10L/(m²·h)～80L/(m²·h)，温控为0℃～50℃。

优选的，所述步骤a)还包括：

HPLC检测收集莱鲍迪苷A组分，经纳滤膜浓缩，干燥后得到莱鲍迪苷A组分干燥物。

优选的，步骤b)中所述乙醇-丙酮-水中乙醇、丙酮和水的体积比为(10％～30％)：(40％～70％)：(20％～30％)；

所述乙醇-丙酮-水与莱鲍迪苷C组分干燥物的用量比为(5mL～10mL)：1g。

优选的，步骤b)中所述第一次结晶采用搅拌的方式进行；所述第一次结晶的时间为12h～36h。

优选的，步骤c)中所述乙醇-甲醇-水中乙醇、甲醇和水的体积比为(10％～25％)：(30％～40％)：(35％～50％)；

所述乙醇-甲醇-水与一次结晶晶体的用量比为(8mL～21mL)：1g。

优选的，步骤c)中所述静置的时间为12h～36h。

本发明提供了一种莱鲍迪苷C的分离纯化方法，包括以下步骤：a)将甜菊糖苷母液糖与水混合，配置成母液糖溶液，然后用泵上样，流经内装填料的层析柱，再用甲醇水溶液洗脱，HPLC检测收集莱鲍迪苷C组分，经纳滤膜浓缩，干燥后得到莱鲍迪苷C组分干燥物；所述填料以硅胶为基质，硅胶上键合十八烷基硅烷和二乙烯基苯；b)将步骤a)得到的莱鲍迪苷C组分干燥物用乙醇-丙酮-水溶解，进行第一次结晶，再经过滤、干燥，得到一次结晶晶体；c)将步骤b)得到的一次结晶晶体用乙醇-甲醇-水溶解，进行第二次结晶，再经静置、过滤、干燥，得到莱鲍迪苷C成品。与现有技术相比，本发明提供的分离纯化方法以廉价的甜菊糖苷母液糖为原料，在层析柱纯化基础上，用重结晶技术进一步纯化，得到高纯度莱鲍迪苷C，实现“变废为宝”，且收率高；同时本发明提供的分离纯化方法还具备可回收莱鲍迪苷A、填料寿命长及溶剂易回收的优点。实验结果表明，本发明提供的分离纯化方法得到的莱鲍迪苷C的纯度大于95％，整体收率能够在57％以上；同时，填料使用寿命能够达到1500次；所用溶剂方便回收再利用。

另外，本发明提供的分离纯化方法工艺简单、操作方便、成本低，并完成中试试验，非常适于工业放大生产。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明首先将甜菊糖苷母液糖与水混合，配置成母液糖溶液，然后用泵上样，流经内装填料的层析柱，再用甲醇水溶液洗脱，HPLC检测收集莱鲍迪苷C组分，经纳滤膜浓缩，干燥后得到莱鲍迪苷C组分干燥物。在本发明中，所述甜菊糖苷母液糖中莱鲍迪苷C的含量优选为10wt％～26wt％；在本发明优选的实施例中，所述甜菊糖苷母液糖中莱鲍迪苷C的含量分别为10wt％、25.1wt％、15.4wt％、21.6wt％、11.2wt％。本发明对所述甜菊糖苷母液糖的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。

在本发明中，所述母液糖溶液的浓度优选为10mg/mL～200mg/mL；在本发明优选的实施例中，所述母液糖溶液的浓度分别为200mg/mL、10mg/mL、100mg/mL。

本发明对所述层析柱的规格没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的30cm×50cm的层析柱即可。在本发明中，所述层析柱内装填料，所述填料以硅胶为基质，硅胶上键合十八烷基硅烷和二乙烯基苯。该填料对苷类物质有较好的选择性吸附，从而使生产过程中有着更高的载量。本发明对所述填料的制备方法没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的键合方法获得。在本发明中，所述十八烷基硅烷和二乙烯基苯的键合量之比优选为(1～8)：1，更优选为4：1。

本发明对所述用泵上样，流经内装填料的层析柱的温度及压力没有特殊限制；在本发明中，整个层析过程从拌样到装柱到洗脱耗时约70min，效率较高。

在本发明中，所述甲醇水溶液中的甲醇的体积百分含量优选为50％～60％；在本发明优选的实施例中，所述甲醇水溶液中的甲醇的体积百分含量分别为60％、50％、55％、58％。本发明采用甲醇水溶液进行洗脱，方便回收再利用。

在本发明中，所述述纳滤膜的截留分子量优选为150～300；所述纳滤膜的膜面积优选为0.5m²～4m²，更优选为2m²～3m²，最优选为2.54m²；所述纳滤膜的膜通量优选为10L/(m²·h)～80L/(m²·h)，更优选为30L/(m²·h)～40L/(m²·h)，最优选为35L/(m²·h)；温控优选为0℃～50℃。在本发明中，在填料层析步骤后会产生大量有机溶剂和水混合物，本发明采用上述纳滤膜进行浓缩，能够快速回收上述试剂并循环作为洗脱溶剂使用。

在本发明中，所述用甲醇水溶液洗脱后，优选还包括：

HPLC检测收集莱鲍迪苷A组分，经纳滤膜浓缩，干燥后得到莱鲍迪苷A组分干燥物。由此可知，本发明为了实现回收莱鲍迪苷A，优选采用：

HPLC检测分别收集莱鲍迪苷A和莱鲍迪苷C组分，经纳滤膜浓缩，干燥后分别得到莱鲍迪苷A组分干燥物和莱鲍迪苷C组分干燥物。

在本发明中，所述莱鲍迪苷C组分干燥物中莱鲍迪苷C的含量优选为32wt％～50wt％。

得到所述莱鲍迪苷C组分干燥物后，本发明将得到的莱鲍迪苷C组分干燥物用乙醇-丙酮-水溶解，进行第一次结晶，再经过滤、干燥，得到一次结晶晶体。在本发明中，所述乙醇-丙酮-水中乙醇、丙酮和水的体积比优选为(10％～30％)：(40％～70％)：(20％～30％)；在本发明优选的实施例中，所述乙醇-丙酮-水中乙醇、丙酮和水的体积比分别为10％：70％：20％、30％：40％：30％、20％：60％：20％、30％：50％：20％。

在本发明中，所述乙醇-丙酮-水与莱鲍迪苷C组分干燥物的用量比优选为(5mL～10mL)：1g；在本发明优选的实施例中，所述乙醇-丙酮-水与莱鲍迪苷C组分干燥物的用量比分别为8mL：1g、10mL：1g、8mL：1g、5mL：1g。

在本发明中，所述溶解的温度优选为30℃～70℃；在本发明优选的实施例中，所述溶解的温度分别为70℃、30℃、50℃。

在本发明中，所述第一次结晶优选采用搅拌的方式进行；所述第一次结晶的时间优选为12h～36h；在本发明优选的实施例中，所述第一次结晶的时间分别为12h、36h、24h。

本发明对所述过滤和干燥的过程没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的技术方案即可。

在本发明中，所述一次结晶晶体中莱鲍迪苷C的含量优选为60wt％～80wt％。

得到所述一次结晶晶体后，本发明将得到的一次结晶晶体用乙醇-甲醇-水溶解，进行第二次结晶，再经静置、过滤、干燥，得到莱鲍迪苷C成品。在本发明中，所述乙醇-甲醇-水中乙醇、甲醇和水的体积比优选为(10％～25％)：(30％～40％)：(35％～50％)；在本发明优选的实施例中，所述乙醇-甲醇-水中乙醇、甲醇和水的体积比分别为10％：40％：50％、25％：30％：45％、25％：40％：35％、15％：40％：45％。

在本发明中，所述乙醇-甲醇-水与一次结晶晶体的用量比优选为(8mL～21mL)：1g；在本发明优选的实施例中，所述乙醇-甲醇-水与一次结晶晶体的用量比分别为20.6mL：1g、8mL：1g、10mL：1g。

在本发明中，所述溶解的温度优选为30℃～70℃；在本发明优选的实施例中，所述溶解的温度分别为30℃、70℃、60℃、50℃。

在本发明中，所述第二次结晶的过程与所述第一次结晶的过程相同，在此不再赘述。在本发明中，所述静置的时间优选为12h～36h；在本发明优选的实施例中，所述静置的时间分别为36h、12h、24h。

为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的甜菊糖苷母液糖均为市售商品，其主要组分参见表1所示，其中，批次1～4由诸城市浩天药业有限公司提供，批次5由济宁奥星甜菊制品有限公司提供；所用的填料名称为Stevia-AX-2，由苏州赛分科技有限公司提供，其以硅胶为基质，硅胶上键合十八烷基硅烷和二乙烯基苯(DVB)；所用的纳滤膜的截留分子量为150～300，膜面积为2.54m²，膜通量为35L/(m²·h)，温控0～50℃。

表1 本发明以下实施例所用的甜菊糖苷母液糖的主要成分数据

实施例1

(1)取批次1的母液糖1200g，其RC含量10.0％，加入适量水配置成200mg/mL，用泵上样，流经30cm×50cm的层析柱(内装填料Stevia-AX-2)，用60％甲醇洗脱，HPLC检测收集RC组分，纳滤膜浓缩，干燥，得到RC组分干燥物344g；其中RC纯度为32％。

(2)取步骤(1)得到的RC组分干燥物，加2752mL乙醇-丙酮-水(10％：70％：20％)，70℃溶解，搅拌结晶12h，过滤、干燥，得到一次结晶晶体136g；其中RC纯度60％。

(3)取步骤(2)得到的一次结晶晶体加2800mL乙醇-甲醇-水(10％：40％：50％)进行二次重结晶试验，溶解温度为30℃，静置36h，过滤、干燥，得到二次结晶晶体78g；RC纯度为95.7％。

实施例2

(1)取批次2的母液糖700g，其RC含量25.1％，加入适量水配置成10mg/mL，用泵上样，流经30cm×50cm的层析柱(内装填料Stevia-AX-2)，用50％甲醇洗脱，HPLC检测收集RC组分，纳滤膜浓缩，干燥，得到RC组分干燥物326g；其中RC纯度为50％。

(2)取步骤(1)得到的RC组分干燥物，加3260mL乙醇-丙酮-水(30％：40％：30％)，30℃溶解，搅拌结晶36h，过滤、干燥，得到一次结晶晶体144g；其中RC纯度80％。

(3)取步骤(2)得到的一次结晶晶体加1160mL乙醇-甲醇-水(25％：30％：45％)进行二次重结晶试验，溶解温度为70℃，静置12h，过滤、干燥，得到二次结晶晶体108g；RC纯度为97.5％。

实施例3

(1)取批次3的母液糖1300g，其RC含量15.4％，加入适量水配置成100mg/mL，用泵上样，流经30cm×50cm的层析柱(内装填料Stevia-AX-2)，用55％甲醇洗脱，HPLC检测收集RC组分，纳滤膜浓缩，干燥，得到RC组分干燥物442g；其中RC纯度为41％。

(2)取步骤(1)得到的RC组分干燥物，加3575mL乙醇-丙酮-水(20％：60％：20％)，50℃溶解，搅拌结晶24h，过滤、干燥，得到一次结晶晶体185g；其中RC纯度72％。

(3)取步骤(2)得到的一次结晶晶体加1852mL乙醇-甲醇-水(25％：40％：35％)进行二次重结晶试验，溶解温度为60℃，静置24h，过滤、干燥，得到二次结晶晶体133.2g；RC纯度为96.2％。

实施例4

(1)取批次4的母液糖1200g，其RC含量21.6％，加入适量水配置成200mg/mL，用泵上样，流经30cm×50cm的层析柱(内装填料Stevia-AX-2)，用58％甲醇洗脱，HPLC检测分别收集RA和RC组分，纳滤膜浓缩，干燥，得到RC组分干燥物525g；其中RC纯度为43％，收率90.4％；同时得到RA组分干燥物202g，其中RA纯度为61％，总苷纯度＞95％。

(2)取步骤(1)得到的RC组分干燥物，加2640mL乙醇-丙酮-水(30％：50％：20％)，30℃溶解，搅拌结晶36h，过滤、干燥，得到一次结晶晶体222g；其中RC纯度75％。

(3)取步骤(2)得到的一次结晶晶体加2220mL乙醇-甲醇-水(15％：40％：45％)进行二次重结晶试验，溶解温度为50℃，静置24h，过滤、干燥，得到二次结晶晶体150g；RC纯度为96.8％。

经计算，整个过程RC收率为57.8％；同时整个层析过程从拌样到装柱到洗脱耗时70min，效率较高。

实施例5

(1)取批次5的母液糖1200g(RC含量为11.2％，RA含量为35.2％，ST含量为19.7％)，加入适量水配置成200mg/mL，用泵上样，流经30cm×50cm的层析柱(内装填料Stevia-AX-2)，用58％甲醇洗脱，HPLC检测分别收集RA和RC组分，纳滤膜浓缩，干燥，得到RC组分干燥物310g；其中RC纯度为39％；同时得到RA组分干燥物438g，其中RA纯度为63％，总苷纯度＞95％。

(2)取步骤(1)得到的RC组分干燥物，加1550mL乙醇-丙酮-水(30％：50％：20％)，30℃溶解，搅拌结晶36h，过滤、干燥，得到一次结晶晶体124g；其中RC纯度73％。

(3)取步骤(2)得到的一次结晶晶体加1240mL乙醇-甲醇-水(15％：40％：45％)进行二次重结晶试验，溶解温度为50℃，静置24h，过滤、干燥，得到二次结晶晶体81g；RC纯度为96.5％。

经计算，整个过程RC收率为58.1％；同时整个层析过程从拌样到装柱到洗脱耗时70min，效率较高。

对比例

以专利CN102030788A作为对比，由于其实施例1中原料采用3Kg 3.5％RC即含有RC105g，在通过结晶和干燥后得到1.52kg干燥物，但在层析过程中只取了1kg干燥物做层析试验，结果却可得到纯度为97.29％的RC产品113.2g，即含RC 110.1g。这样综合收率达到159.4％，与常理严重不符。因此，本发明重新设计对比实验：

采用本发明提供的批次1的母液糖按照专利CN102030788A中实施例4(保证RC含量接近)记载的方法进行实验，具体工艺如下：

取批次1的母液糖3Kg(RC含量为10.0％，RA含量为22.7％，ST含量为10.6％)，加入30L甲醇溶解，于40℃加热溶解，降至室温后，置于4℃水浴中搅拌结晶36小时，过滤，将结晶母液减压回收溶剂得浓缩物1.6Kg，备用；取50Kg硅胶(200-300目)，加入二氯甲烷-95％乙醇(3：1)混合溶剂，充分排除气泡，装入直径273mm、高1.5m的层析柱中；另取1.0Kg浓缩物，加入适量乙醇溶解，拌入2.5Kg 200-300目硅胶，于45℃烘箱干燥24小时；将拌好样品的硅胶装入层析柱中，以二氯甲烷-95％乙醇(3：1)混合溶剂进行洗脱，10L/份收集洗脱液，采用薄层监测，薄层条件为：展开剂为正丁醇-冰醋酸-乙醚-水，固定相为GF254硅胶，显色剂为50％硫酸-水溶液。根据薄层检测结果进行合并，得莱鲍迪苷C主段洗脱液，减压回收溶剂得浓缩物，干燥，经检测莱鲍迪苷C的纯度为94.8％，包装，得莱鲍迪苷C 75.7g。

经计算，整个过程RC收率为38.3％；同时整个层析过程从拌样到装柱到洗脱耗时超过八个小时，效率较低。

填料寿命试验及载量：

用Stevia-AX-2填料，填装一根4.6mm×250mm规格的色谱柱，填料用量约2.4g；样品采用母液糖170g(载量约7％)，用适量水溶解配成约100mg/ml的溶液，上样，洗脱，重复试验2000次，每50次用企业标准对该色谱柱进行测试，同时收集RC组分进行HPLC分析。

寿命试验结果显示，该色谱柱在使用1000次以后，柱效有缓慢下降趋势，这个阶段收集的RC组分纯度＞40％和收率＞90％，尚可达到标准；但在使用1600次左右，柱效下降明显，且RC组分纯度不足30％，且收率小于70％，影响下一步结晶效果，故填料使用寿命为1500次。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种莱鲍迪苷C的分离纯化方法，包括以下步骤：

a)将甜菊糖苷母液糖与水混合，配置成母液糖溶液，然后用泵上样，流经内装填料的层析柱，再用甲醇水溶液洗脱，HPLC检测收集莱鲍迪苷C组分，经纳滤膜浓缩，干燥后得到莱鲍迪苷C组分干燥物；所述填料以硅胶为基质，硅胶上键合十八烷基硅烷和二乙烯基苯；所述甲醇水溶液中的甲醇的体积百分含量为50％～60％；

b)将步骤a)得到的莱鲍迪苷C组分干燥物用乙醇-丙酮-水溶解，进行第一次结晶，再经过滤、干燥，得到一次结晶晶体；所述乙醇-丙酮-水中乙醇、丙酮和水的体积比为(10％～30％)：(40％～70％)：(20％～30％)；

所述乙醇-丙酮-水与莱鲍迪苷C组分干燥物的用量比为(5mL～10mL)：1g；

c)将步骤b)得到的一次结晶晶体用乙醇-甲醇-水溶解，进行第二次结晶，再经静置、过滤、干燥，得到莱鲍迪苷C成品；所述乙醇-甲醇-水中乙醇、甲醇和水的体积比为(10％～25％)：(30％～40％)：(35％～50％)；

所述乙醇-甲醇-水与一次结晶晶体的用量比为(8mL～21mL)：1g。

2.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，步骤a)中所述甜菊糖苷母液糖中莱鲍迪苷C的含量为10wt％～26wt％。

3.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，步骤a)中所述母液糖溶液的浓度为10mg/mL～200mg/mL。

4.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，步骤a)中所述纳滤膜的截留分子量为150～300，膜面积为0.5m²～4m²，膜通量为10L/(m²·h)～80L/(m²·h)，温控为0℃～50℃。

5.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，所述步骤a)还包括：

6.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，步骤b)中所述第一次结晶采用搅拌的方式进行；所述第一次结晶的时间为12h～36h。

7.根据权利要求1所述的分离纯化方法，其特征在于，步骤c)中所述静置的时间为12h～36h。