CN108659066A - 甜菊糖苷的浸提方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了甜菊糖苷的浸提方法，把甜叶菊干叶粉碎，加入浸提罐，再加入甜叶菊几倍质量的水搅拌；往浸提罐中加入纤维素酶、漆酶和果胶酶，搅拌浸提；向浸提罐中加入絮凝剂，絮凝，过滤，得滤液；滤液经大孔吸附树脂吸附，用乙醇解析，解析液浓缩后经阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液；二次解析液浓缩，喷雾干燥，得甜菊糖苷粉末。本发明在甜叶菊粉碎液中纤维素酶、漆酶和果胶酶的混合酶，减少了浸提步骤的添加水量和浸提次数，浸提收率比不加酶提高了13~32%，降低了后道工序的浓缩成本及操作复杂程度。

Description

甜菊糖苷的浸提方法

技术领域

本发明属于生物提取领域，具体的说，涉及一种在甜叶菊中提取甜菊糖苷的工艺中，在浸提过程中通过添加纤维素酶、漆酶和果胶酶而提高浸提收率和效率的方法。

背景技术

甜菊糖(Steviol Glycosides)又称甜菊糖苷、甜菊苷，它是从菊科植物(SteviaRebaudia)的叶子中提取出来的一种高甜度、低热量的天然非营养性甜味剂。甜菊糖苷在体内具有多种药理活性且无毒副作用，已作为天然蔗糖的替代品。甜菊糖苷主要包括甜菊苷(stevioside)、甜菊双糖苷(steviobioside)和瑞鲍迪苷A-F等，其中甜菊苷和甜菊双糖苷占主要含量。甜菊糖苷用水从甜叶菊干叶子中提取、澄清和结晶，市面上实际生产中可以获得3种类型，分别是粗提物和纯度为50%及90~99%的产品。

现在市面上的甜菊糖苷的制备工艺细节上各有不同，但大的方向都是一样的，即甜菊糖苷的提取—>除杂—>纯化—>精制成干粉态成品。对于生产企业来说，产品的质量和成本是至关重要的，在同等质量的情况下，生产成本关系着产品的生命线。每一个步骤的收率都影响着生产成本，甜菊糖苷的提取步骤是整个制备工艺的第一个步骤，所以尤为重要。

甜菊糖苷极易溶于水和醇，从甜叶菊中提取甜菊糖苷一般用水、醇、水和醇混合溶液为提取溶剂。醇提取法是天然产物提取工艺中常用的方法之一，但是此方法需要回收醇，工艺较复杂，成本相对较高。甜菊糖苷极易溶于水，且水的成本低廉，所以在实际生产中主要用水作为溶剂进行提取。甜菊糖苷的提取主要采用浸提法、连续逆流提取法、纤维素酶法等。其中，浸提法工艺和设备简单，但是用水量过大，所需水量需要用到甜叶菊的15倍到45倍，耗时长，且提取率不高，同时在后续制成固体时，又要去除几乎同等质量的水，在能耗上消耗太多。连续逆流提取法提取收率高，耗时短，但是工艺和设备复杂，且能耗较高，生产成本与普通浸提法相比优势不大。纤维素酶法的设备及工艺和浸提法类似较简单，区别在浸提过程中添加纤维素酶，因为纤维素酶具有降解纤维素的功能，能把甜叶菊纤维降解，更容易释放出包含在内的甜叶菊糖苷；但缺点也非常明显，纤维素酶价格昂贵，0.2-1.0%的纤维素酶的添加量无法减轻甜叶菊糖苷的生产成本，只适合用于研究，不适合生产；且在此添加量下，甜菊糖苷会被纤维素酶水解，需严格控制添加酶量和浸提时间。

甜叶菊叶子主要由水分和干物质组成，干物质主要成分是甜菊糖苷，占10~13%左右。非糖部分主要由蛋白质、脂肪、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、灰分和无氮浸出物等。植物的细胞壁主要由纤维素、半纤维素、木质素、果胶缠绕在一起，结构较紧密。甜菊糖苷的提取其实就是一个固-液传质的过程，固相原料向低浓度液相浸出的过程，即细胞内的有效成分流向细胞外水溶剂。因为植物细胞壁结构复杂，有效成分的流出受到限制，造成时间长，流出率低。

发明内容

本发明的目的是：设计一种甜菊糖苷的浸提方法，方法简单，成本低廉，提高浸提收率和效率。

本发明的原理是：利用纤维素酶降解纤维素、漆酶降解木质素、果胶酶降解果胶的原理，在浸提过程中复合添加此三种酶，高效率的破坏甜叶菊叶细胞壁，释放出包裹在内部的甜菊糖苷，从而更好的溶解于浸提液中，提高浸提收率和效率，同时通过酶解效应使所加入的水量大大减少，降低后续的成本及操作复杂程度。

本发明的技术解决方案是该甜菊糖苷的浸提方法包括以下步骤：

（1）把甜叶菊干叶粉碎，加入浸提罐，再加入甜叶菊几倍质量的水搅拌；

（2）往浸提罐中加入纤维素酶、漆酶和果胶酶的混合酶，搅拌浸提；

（3）向浸提罐中加絮凝剂，絮凝，过滤，得滤液；

（4）滤液经大孔吸附树脂吸附，用乙醇解析，解析液浓缩后经阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液；

（5）二次解析液浓缩后，喷雾干燥，得到甜菊糖苷粉末成品。

所述步骤（1）中，甜叶菊干叶粉碎大小为5-10cm；加入浸提罐的水的量为甜叶菊3-5倍质量。

所述步骤（2）中，酶加量为酶活与甜叶菊质量比，纤维素酶的加量为0.01~0.1U/g，漆酶加量为0.05~0.5U/g，果胶酶的加量为5~20U/g，浸提时间为30~45min，浸提温度为37℃。

所述步骤（3）中，絮凝剂为聚丙烯酸钠，絮凝30min。

所述步骤（4）中，滤液经大孔吸附树脂吸附，用质量浓度75%的乙醇解析，解析液浓缩2-3倍后经阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液。

所述步骤（5）中，二次解析液浓缩至1/5~1/3体积后，喷雾干燥。

所述步骤3、4、5是为了描述这个提取工艺的完整性，还可以用别的方式进行浸提液到甜菊糖苷成品的步骤。

本发明的效果如下：1、在甜叶菊粉碎液中添加优化比例的纤维素酶、漆酶和果胶酶的混合酶后，减少了浸提步骤的添加水量和浸提次数；2、采用此方法提取甜菊糖苷，不需要粉碎甜叶菊过细，降低了粉碎设备的投入和粉碎过程的难度；3、浸提步骤中的加水量减少到3-5倍，浸提收率比不加酶提高了13~32%，降低了后道工序的浓缩成本及操作复杂程度。

具体实施方式

下面结合具体的实施例进一步详细地描述本发明。本领域技术人员应当理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。实施例中，所述甜叶菊产自安徽省蚌埠市，甜叶菊干叶中甜菊糖苷含量约12%。

实施例1：称取甜叶菊干叶100kg，机械粉碎至大小5-10cm后投入浸提罐；加入500L自来水，添加200U/g的纤维素酶5g（比例为0.01U/g），1万U/g的漆酶0.5g（比例为0.05U/g），3万U/g的果胶酶16.5g（比例为5U/g），浸提搅拌45min，浸提温度37℃，得到甜菊糖苷浸提液；向浸提罐中加入聚丙烯酸钠，絮凝30min，过滤，得到滤液488L；得到的滤液经D107型大孔吸附树脂吸附后，用质量浓度75%的乙醇解析，解析液浓缩3倍后经732阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液；二次解析液浓缩至80L后，喷雾干燥，得到甜菊糖苷粉末成品11.6kg。

其中，甜菊糖苷粉末成品中：水份3.2%，甜菊糖苷含量96.3%。其中，浸提絮凝后滤液中甜菊糖苷含量为2.42%，浸提收率为98.4%。

实施例2：称取甜叶菊干叶100kg，机械粉碎至大小5-10cm后投入浸提罐；加入300L自来水，添加200U/g的纤维素酶50g（比例为0.1U/g），1万U/g的漆酶5g（比例为0.5U/g），3万U/g的果胶酶66g（比例为20U/g），浸提搅拌30min，浸提温度37℃，得到甜菊糖苷浸提液；向浸提罐中加入聚丙烯酸钠，絮凝45min后，过滤，得到滤液290L；得到的滤液经D107型大孔吸附树脂吸附后，用质量浓度75%的乙醇解析，解析液浓缩3倍后经732阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液；二次解析液浓缩至60L后，喷雾干燥，得到甜菊糖苷粉末成品11.8kg。

其中，甜菊糖苷粉末成品中：水份3.5%，甜菊糖苷含量96.1%；其中，浸提絮凝后滤液中甜菊糖苷含量为4.08%，浸提收率为98.6%。

实施例3：称取甜叶菊干叶100kg，机械粉碎至大小5-10cm后投入浸提罐；加入400L自来水，添加200U/g的纤维素酶25g（比例为0.05U/g），1万U/g的漆酶2g（比例为0.2U/g），3万U/g的果胶酶33g（比例为10U/g），浸提搅拌40min，浸提温度37℃，得到甜菊糖苷浸提液；向浸提罐中加入聚丙烯酸钠，絮凝40min后，过滤得到滤液388L；得到的滤液经D107型大孔吸附树脂吸附后，用质量浓度75%的乙醇解析，解析液浓缩2倍后经732阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液；二次解析液浓缩至70L后，喷雾干燥，得到甜菊糖苷粉末成品11.8kg。

其中，甜菊糖苷粉末成品中：水份3.2%，甜菊糖苷含量96.3%；其中，浸提絮凝后滤液中甜菊糖苷含量为3.06%，浸提收率为98.9%。

对比例1：称取甜叶菊干叶100kg，机械粉碎至大小5-10cm后投入浸提罐；加入500L自来水，浸提搅拌40min，浸提温度37℃，得到甜菊糖苷浸提液；向浸提罐中加入聚丙烯酸钠，絮凝40min后，过滤得到滤液487L；得到的滤液经D107型大孔吸附树脂吸附后，用质量浓度75%的乙醇解析，解析液浓缩3倍后经732阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液；二次解析液浓缩至80L后，喷雾干燥，得到甜菊糖苷粉末成品8.1kg。

其中，甜菊糖苷粉末成品中：水份3.3%，甜菊糖苷含量96.1%；其中浸提絮凝后滤液中甜菊糖苷含量为1.67%，浸提收率为67.8%。

对比例2：称取甜叶菊干叶100kg，机械粉碎至大小5-10cm后投入浸提罐；加入2000L自来水，浸提搅拌3h，浸提温度37℃，得到甜菊糖苷浸提液；向浸提罐中加入聚丙烯酸钠，絮凝40min后，过滤得到滤液1970L；得到的滤液经D107型大孔吸附树脂吸附后，用质量浓度75%的乙醇解析，解析液浓缩2倍后经732阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液；二次解析液浓缩至80L后，喷雾干燥，得到甜菊糖苷粉末成品10.3kg。

其中，甜菊糖苷粉末成品中：水份3.3%，甜菊糖苷含量96.2%；其中浸提絮凝后滤液中甜菊糖苷含量为0.53%，浸提收率为87.0%。

Claims (7)

1.甜菊糖苷的浸提方法，其特征是该浸提方法包括以下步骤：

（1）把甜叶菊干叶粉碎，加入浸提罐，再加入甜叶菊几倍质量的水搅拌；

（2）往浸提罐中加入纤维素酶、漆酶和果胶酶的混合酶，搅拌浸提；

（3）向浸提罐中加絮凝剂，絮凝，过滤，得滤液；

（4）滤液经大孔吸附树脂吸附，用乙醇解析，解析液浓缩后经阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液；

（5）二次解析液浓缩后，喷雾干燥，得到甜菊糖苷粉末成品。

2.根据权利要求1所述的甜菊糖苷的浸提方法，其特征是：所述步骤（1）中，甜叶菊干叶粉碎大小为5-10cm；加入浸提罐的水的量为甜叶菊3-5倍质量。

3.根据权利要求1所述的甜菊糖苷的浸提方法，其特征是：所述步骤（2）中，酶加量为酶活与甜叶菊质量比，纤维素酶的加量为0.01~0.1U/g，漆酶加量为0.05~0.5U/g，果胶酶的加量为5~20U/g，浸提时间为30~45min，浸提温度为37℃。

4.根据权利要求1所述的甜菊糖苷的浸提方法，其特征是：所述步骤（3）中，絮凝剂为聚丙烯酸钠，絮凝30min。

5.根据权利要求1所述的甜菊糖苷的浸提方法，其特征是：所述步骤（4）中，滤液经大孔吸附树脂吸附，用质量浓度75%的乙醇解析，解析液浓缩2-3倍后经阳离子树脂脱盐解析，得到二次解析液。

6.根据权利要求1所述的甜菊糖苷的浸提方法，其特征是：所述步骤（5）中，二次解析液浓缩至1/5~1/3体积后，喷雾干燥。

7.根据权利要求1所述的甜菊糖苷的浸提方法，其特征是：所述步骤3、4、5是为了描述这个提取工艺的完整性，还可以用别的方式进行浸提液到甜菊糖苷成品的步骤。