CN108864223A - 一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺 - Google Patents

一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，包括甜菊糖苷的分离及绿原酸副产品的制备，具体包括以下步骤：1）将甜菊叶粉碎，用5‑10份50‑80℃的水提取三次，过滤得提取滤液B；2）提取滤液B过大孔吸附树脂，用50‑85%乙醇解吸得第一次解吸液D，剩余为吸附剩液C；3）将第一次解吸液D浓缩、结晶、离心，并脱色、层柱纯化后，再浓缩、重结晶、离心，喷雾干燥、粉碎、筛分，得甜菊糖苷成品H；4）调节吸附剩液C的pH到3‑4，经大孔吸附树脂吸附‑解吸，喷雾干燥，得绿原酸副产品J。本发明采用结晶‑重结晶的方法从甜菊叶浸提液中提纯出甜菊糖苷成品，还在分离甜菊糖苷的废液中提取出绿原酸副产品，实现一厂多产的效用，利于工业化应用。

Description

一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺
技术领域
本发明涉及植物提取技术领域，尤其涉及一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺。
背景技术
从甜叶菊中可分离得到8种不同甜度的糖苷，分别为：甜菊糖苷(Stevioside)(St)、甜菊醇双糖苷(Steriobioside)(SBio)、莱鲍迪A苷(Rebaudioside A)(RA)、莱鲍迪B苷(Rebaudioside B)(RB)、莱鲍迪C苷(Rebaudioside C)(RC)、莱鲍迪D苷(RebaudiosideD)(RD)、莱鲍迪E苷(Rebaudioside E)(RE)、杜尔可苷A(Dulcoside A)(DA)。高纯度的甜菊糖苷为白色结晶，甜度为蔗糖的250-300倍。在甜菊糖苷化合物中，甜菊苷(ST)的含量最高，约占甜叶菊干叶的6％-8％；莱鲍迪A苷与其它糖苷相比，它的甜度最高，约为蔗糖的300-400倍。在生产高纯度莱鲍迪A苷(Rebaudioside A)(RA)的同时产生大量含甜菊糖苷(Stevioside)(St)的母液，因此对ST分离的研究具有非常重要的意义，能降低生产成本，提高经济效益。
同时，甜叶菊含有绿原酸、没食子酸、黄酮类等活性物质及蛋白质、维生素等多种营养成分，在抗菌消炎、抗衰老、抗氧化、提高免疫等方面发挥着重要作用。现有的生产条件一般采用甜叶菊先提取糖苷，产生的废料再进行提取，以获得类多酚营养素，尤其是绿原酸，作为一种食品添加剂，可抑制枯草芽孢杆菌、沙门氏菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌等细菌的生长，可延长食品的贮存期。
甜菊叶浸提液中除了含有甜菊苷外，还含有各种色素、蛋白质、胶体等众多杂质。传统纯化甜菊糖苷工艺包括絮凝剂去杂澄清、大孔树脂吸附甜菊糖苷、阴\阳离子交换树脂脱色、脱盐等工序。该工序的不足之处为：(1)添加絮凝剂引入了新杂质，在后续工艺中需要去除，同时沉淀物会吸附一部分甜菊糖苷，降低了收率；(2)脱盐脱色树脂的再生消耗大量的酸、碱和水；(3)在生产过程中副产物绿原酸没有收集，白白浪费资源。由此而知，目前甜菊糖苷提取纯化过程仍然存在成本较高、耗水较多、耗能较高，产生的废弃物利用率低等不足。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，包括以下步骤：
1)提取：将甜菊叶用粉碎机粉碎，过10目筛，得甜菊叶粗粉A；取重量份为1份的甜菊叶粗粉A，采用5-10份50-80℃的水搅拌提取三次，合并三次提取液，过300目布袋过滤器，得澄清的提取滤液B；
2)一次吸附分离：将提取滤液B上大孔吸附树脂，吸附饱和后，停止上料，用水洗吸附饱和的大孔吸附树脂，并将水清洗液与经过吸附处理的提取滤液B混合，得吸附剩液C；将水洗后的大孔吸附树脂，用50-85％乙醇解吸，收集得第一次解吸液D。
3)结晶、分离：将第一次解吸液D减压浓缩至甜菊叶粗粉A重量份的2-3倍，加入95％乙醇结晶5-12小时；将结晶料用离心机离心，95％乙醇淋洗，得甜菊糖苷粗品E；
4)脱色、纯化：将甜菊糖苷粗品E用95％乙醇溶解，溶解液经过中性氧化铝过滤，再用95％乙醇淋洗，得脱色纯化液；将脱色纯化液加入层析硅胶，搅拌后浓缩至干，加入到空白硅胶上，用乙酸乙酯：异丙醇梯度洗脱，并用HPLC跟踪分析，收集得甜菊糖苷料液F；
5)重结晶、分离：将甜菊糖苷料液F浓缩至高浓度，加入80％-90％乙醇，重结晶24-48小时；将结晶好的物料用离心机离心，得甜菊糖苷湿品G；
6)干燥、制粉：将甜菊糖苷湿品H加水溶解，经喷雾干燥制得甜菊糖苷干品；将甜菊糖苷干品粉碎，经80目筛分，得甜菊糖苷成品H；
7)二次吸附分离：将2)所得的吸附剩液C，加入酸性缓冲溶液，调节pH到3-4，倒入洗净的大孔吸附树脂中，吸附饱和后，停止上料，先用水洗大孔吸附树脂，再用60-80％乙醇解吸，收集得第二次解吸液I。
8)喷雾干燥：将第二次解吸液I浓缩，回收乙醇后，得到浓缩液，喷雾干燥后，得粉末状的绿原酸副产品J。
优选地，步骤1)-步骤8)中使用过后的乙醇，水，乙酸乙酯及异丙醇均经过旋蒸装置回收处理。
优选地，步骤6)和步骤8)中，喷雾干燥的温度不超过80℃。
优选地，步骤2)和步骤7)中的大孔吸附树脂的型号具体为AB-8，X-5NK-2，NKA-2，NK-9，D3520，D101及WLD中的任一种。
优选地，步骤4)中，中性氧化铝的用量为甜菊叶粗粉A重量份的1/5-1/2，硅胶的总用量占甜菊叶粗粉A重量份的60％-120％。
优选地，步骤7)中，缓冲溶液具体为磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲体系，其pH范围控制为2.5-3.5。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明采用结晶-重结晶的方法从甜菊叶浸提液中提纯出甜菊糖苷成品，成品中甜菊糖苷的纯度超过95％，满足工业糖源的需要，同时结晶溶剂采用乙醇水溶液，避免一些重结晶工艺中采用不安全的溶剂(如异丙醇、叔丁醇、乙酸乙酯等)，产品纯度较高，可直接使用在食品、药品中，无安全隐患。
2.本发明还将分离甜菊糖苷的废液，改变pH为3-4，利用绿原酸在大孔吸附树脂中的最佳吸附条件，充分提取了中的有效成分——绿原酸，获得12％绿原酸含量的副产品，也可满足低要求的食品添加剂领域，从而提高甜菊叶的利用率，提高经济效益。
3.本发明针对现有的甜菊糖苷提取纯化技术的耗水较多、耗能较高，产生的废弃物利用率低等不足，提出了一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，以较高纯度的甜菊糖苷为主要产品，较低含量的绿原酸为副产品，实现一厂多产的效用，利于工业化应用。
附图说明
图1为本发明提出的一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺的流程图；
图2为本发明的实施例2中成品H的HPLC图谱及甜菊糖苷的纯度分析。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
实施例1：
一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，包括以下步骤：
1)提取：将甜菊叶用粉碎机粉碎，过10目筛，得甜菊叶粗粉A；取150kg甜菊叶粗粉A，以1500L、1200L、1200L的50℃的水提取三次，加热提取时间分别为2小时、1.5小时、1.5小时，合并三次提取液，过300目布袋过滤器，得澄清的提取滤液B；
2)一次吸附分离：将提取滤液B上大孔吸附树脂，吸附饱和后，停止上料，用水洗吸附饱和的大孔吸附树脂，并将水清洗液与经过吸附处理的提取滤液B混合，得吸附剩液C；将水洗后的大孔吸附树脂，用50％乙醇解吸，收集得第一次解吸液D。
3)结晶、分离：将第一次解吸液D减压浓缩至300L，加入95％乙醇，结晶6小时；将结晶料用离心机离心，95％乙醇淋洗，得甜菊糖苷粗品E；
4)脱色、纯化：将甜菊糖苷粗品E用95％乙醇溶解，溶解液经过50kg中性氧化铝过滤，再用100L的95％乙醇淋洗，得脱色纯化液；将脱色纯化液拌加入20kg层析硅胶搅拌均匀，减压浓缩至干，加入到100kg空白硅胶上，用乙酸乙酯：异丙醇梯度洗脱，并用HPLC跟踪分析，收集得甜菊糖苷料液F；
5)重结晶、分离：将甜菊糖苷料液F浓缩至高浓度，加入80％乙醇，重结晶26小时；将结晶好的物料用离心机离心，得甜菊糖苷湿品G；
6)干燥、制粉：将甜菊糖苷湿品H加水溶解，经喷雾干燥制得甜菊糖苷干品；将甜菊糖苷干品粉碎，经80目筛分，得甜菊糖苷成品H，并用HPLC分析成品H中甜菊糖苷的纯度为95.16％。
7)二次吸附分离：将2)所得的吸附剩液C，加入酸性缓冲溶液，调节pH到3-4，倒入洗净的大孔吸附树脂中，吸附饱和后，停止上料，先用水洗大孔吸附树脂，再用60％乙醇解吸，收集得第二次解吸液I。
8)喷雾干燥：将第二次解吸液I浓缩，回收乙醇后，得到浓缩液，喷雾干燥后，得粉末状的绿原酸副产品J，经HPLC分析副产品J中绿原酸的含量为12.35％。
实施例2：
一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，包括以下步骤：
1)提取：将甜菊叶用粉碎机粉碎，过10目筛，得甜菊叶粗粉A；取150kg甜菊叶粗粉A，以1500L、1200L、1200L的60℃的水提取三次，加热提取时间分别为2小时、1.5小时、1.5小时，合并三次提取液，过300目布袋过滤器，得澄清的提取滤液B；
2)一次吸附分离：将提取滤液B上大孔吸附树脂，吸附饱和后，停止上料，用水洗吸附饱和的大孔吸附树脂，并将水清洗液与经过吸附处理的提取滤液B混合，得吸附剩液C；将水洗后的大孔吸附树脂，用60％乙醇解吸，收集得第一次解吸液D。
3)结晶、分离：将第一次解吸液D减压浓缩至300L，加入95％乙醇，结晶8小时；将结晶料用离心机离心，95％乙醇淋洗，得甜菊糖苷粗品E；
4)脱色、纯化：将甜菊糖苷粗品E用95％乙醇溶解，溶解液经过50kg中性氧化铝过滤，再用100L的95％乙醇淋洗，得脱色纯化液；将脱色纯化液加入20kg层析硅胶搅拌均匀，减压浓缩至干，加入到100kg空白硅胶上，用乙酸乙酯：异丙醇梯度洗脱，并用HPLC跟踪分析，收集得甜菊糖苷料液F；
5)重结晶、分离：将甜菊糖苷料液F浓缩至高浓度，加入85％乙醇，重结晶28小时；将结晶好的物料用离心机离心，得甜菊糖苷湿品G；
6)干燥、制粉：将甜菊糖苷湿品H加水溶解，经喷雾干燥制得甜菊糖苷干品；将甜菊糖苷干品粉碎，经80目筛分，得甜菊糖苷成品H，并用HPLC分析成品H中甜菊糖苷的纯度为95.76％。
7)二次吸附分离：将2)所得的吸附剩液C，加入酸性缓冲溶液，调节pH到3-4，倒入洗净的大孔吸附树脂中，吸附饱和后，停止上料，先用水洗大孔吸附树脂，再用60％乙醇解吸，收集得第二次解吸液I。
8)喷雾干燥：将第二次解吸液I浓缩，回收乙醇后，得到浓缩液，喷雾干燥后，得粉末状的绿原酸副产品J，经HPLC分析副产品J中绿原酸的含量为14.62％。
实施例3：
1)提取：将甜菊叶用粉碎机粉碎，过10目筛，得甜菊叶粗粉A；取150kg甜菊叶粗粉A，以1500L、1200L、1200L的70℃的水提取三次，加热提取时间分别为2小时、1.5小时、1.5小时，合并三次提取液，过300目布袋过滤器，得澄清的提取滤液B；
2)一次吸附分离：将提取滤液B上大孔吸附树脂，吸附饱和后，停止上料，用水洗吸附饱和的大孔吸附树脂，并将水清洗液与经过吸附处理的提取滤液B混合，得吸附剩液C；将水洗后的大孔吸附树脂，用70％乙醇解吸，收集得第一次解吸液D。
3)结晶、分离：将第一次解吸液D减压浓缩至300L，加入95％乙醇，结晶10小时；将结晶料用离心机离心，95％乙醇淋洗，得甜菊糖苷粗品E；
4)脱色、纯化：将甜菊糖苷粗品E用95％乙醇溶解，溶解液经过50kg中性氧化铝过滤，再用100L的95％乙醇淋洗，得脱色纯化液；将脱色纯化液加入20kg层析硅胶搅拌均匀，减压浓缩至干，加入到100kg空白硅胶上，用乙酸乙酯：异丙醇梯度洗脱，并用HPLC跟踪分析，收集得甜菊糖苷料液F；
5)重结晶、分离：将甜菊糖苷料液F浓缩至高浓度，加入80％乙醇，重结晶32小时；将结晶好的物料用离心机离心，得甜菊糖苷湿品G；
6)干燥、制粉：将甜菊糖苷湿品H加水溶解，经喷雾干燥制得甜菊糖苷干品；将甜菊糖苷干品粉碎，经80目筛分，得甜菊糖苷成品H，并用HPLC分析成品H中甜菊糖苷的纯度为95.25％。
7)二次吸附分离：将2)所得的吸附剩液C，加入酸性缓冲溶液，调节pH到3-4，倒入洗净的大孔吸附树脂中，吸附饱和后，停止上料，先用水洗大孔吸附树脂，再用60％乙醇解吸，收集得第二次解吸液I。
8)喷雾干燥：将第二次解吸液I浓缩，回收乙醇后，得到浓缩液，喷雾干燥后，得粉末状的绿原酸副产品J，经HPLC分析副产品J中绿原酸的含量为13.17％。
实施例4：
1)提取：将甜菊叶用粉碎机粉碎，过10目筛，得甜菊叶粗粉A；取150kg甜菊叶粗粉A，以1500L、1200L、1200L的80℃的水提取三次，加热提取时间分别为2小时、1.5小时、1.5小时，合并三次提取液，过300目布袋过滤器，得澄清的提取滤液B；
2)一次吸附分离：将提取滤液B上大孔吸附树脂，吸附饱和后，停止上料，用水洗吸附饱和的大孔吸附树脂，并将水清洗液与经过吸附处理的提取滤液B混合，得吸附剩液C；将水洗后的大孔吸附树脂，用80％乙醇解吸，收集得第一次解吸液D。
3)结晶、分离：将第一次解吸液D减压浓缩至300L，加入95％乙醇，结晶12小时；将结晶料用离心机离心，95％乙醇淋洗，得甜菊糖苷粗品E；
4)脱色、纯化：将甜菊糖苷粗品E用95％乙醇溶解，溶解液经过50kg中性氧化铝过滤，再用100L的95％乙醇淋洗，得脱色纯化液；将脱色纯化液加入20kg层析硅胶搅拌均匀，减压浓缩至干，加入到100kg空白硅胶上，用乙酸乙酯：异丙醇梯度洗脱，并用HPLC跟踪分析，收集得甜菊糖苷料液F；
5)重结晶、分离：将甜菊糖苷料液F浓缩至高浓度，加入85％乙醇，重结晶36小时；将结晶好的物料用离心机离心，得甜菊糖苷湿品G；
6)干燥、制粉：将甜菊糖苷湿品H加水溶解，经喷雾干燥制得甜菊糖苷干品；将甜菊糖苷干品粉碎，经80目筛分，得甜菊糖苷成品H，并用HPLC分析成品H中甜菊糖苷的纯度为95.38％。
7)二次吸附分离：将2)所得的吸附剩液C，加入酸性缓冲溶液，调节pH到3-4，倒入洗净的大孔吸附树脂中，吸附饱和后，停止上料，先用水洗大孔吸附树脂，再用60％乙醇解吸，收集得第二次解吸液I。
8)喷雾干燥：将第二次解吸液I浓缩，回收乙醇后，得到浓缩液，喷雾干燥后，得粉末状的绿原酸副产品J，经HPLC分析副产品J中绿原酸的含量为12.59％。
表1工艺条件及产品质量
如表1所示，本发明的最佳生产条件为：提取水温60℃、解吸乙醇浓度为60％，重结晶时间为28h，成品H中的甜菊糖苷纯度最高为95.76％，副产品J中的绿原酸含量最高为14.62％，均可直接作为食品添加剂，符合纯度标准；因而本发明的联产工艺不仅获得较高纯度的甜菊糖苷，同时还能充分提取了分离废液中的有效成分——绿原酸，提高了经济效益，适合工业化生产。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)提取：将甜菊叶用粉碎机粉碎，过10目筛，得甜菊叶粗粉A；取重量份为1份的甜菊叶粗粉A，采用5-10份50-80℃的水搅拌提取三次，合并三次提取液，过300目布袋过滤器，得澄清的提取滤液B；
2)一次吸附分离：将提取滤液B上大孔吸附树脂，吸附饱和后，停止上料，用水洗吸附饱和的大孔吸附树脂，并将水清洗液与经过吸附处理的提取滤液B混合，得吸附剩液C；将水洗后的大孔吸附树脂，用50-85％乙醇解吸，收集得第一次解吸液D。
3)结晶、分离：将第一次解吸液D减压浓缩至甜菊叶粗粉A重量份的2-3倍，加入95％乙醇结晶5-12小时；将结晶料用离心机离心，95％乙醇淋洗，得甜菊糖苷粗品E；
4)脱色、纯化：将甜菊糖苷粗品E用95％乙醇溶解，溶解液经过中性氧化铝过滤，再用95％乙醇淋洗，得脱色纯化液；将脱色纯化液加入层析硅胶，搅拌后浓缩至干，加入到空白硅胶上，用乙酸乙酯：异丙醇梯度洗脱，并用HPLC跟踪分析，收集得甜菊糖苷料液F；
5)重结晶、分离：将甜菊糖苷料液F浓缩至高浓度，加入80％-90％乙醇，重结晶24-48小时；将结晶好的物料用离心机离心，得甜菊糖苷湿品G；
6)干燥、制粉：将甜菊糖苷湿品H加水溶解，经喷雾干燥制得甜菊糖苷干品；将甜菊糖苷干品粉碎，经80目筛分，得甜菊糖苷成品H；
7)二次吸附分离：将2)所得的吸附剩液C，加入酸性缓冲溶液，调节pH到3-4，倒入洗净的大孔吸附树脂中，吸附饱和后，停止上料，先用水洗大孔吸附树脂，再用60-80％乙醇解吸，收集得第二次解吸液I。
8)喷雾干燥：将第二次解吸液I浓缩，回收乙醇后，得到浓缩液，喷雾干燥后，得粉末状的绿原酸副产品J。
2.根据权利要求1所述的一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤1)-步骤8)中使用过后的乙醇，水，乙酸乙酯及异丙醇均经过旋蒸装置回收处理。
3.根据权利要求1所述的一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤6)和步骤8)中的喷雾干燥的温度不超过80℃。
4.根据权利要求1所述的一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤2)和步骤7)中的大孔吸附树脂的型号具体为AB-8，X-5，NK-2，NKA-2，NK-9，D3520，D101及WLD中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤4)中，中性氧化铝的用量为甜菊叶粗粉A重量份的1/5-1/2，所述硅胶的总用量占甜菊叶粗粉A重量份的60％-120％。
6.根据权利要求1所述的一种从甜菊叶中分离甜菊糖苷并联产绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤7)中，缓冲溶液具体为磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲体系，其pH范围控制为2.5-3.5。
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