CN110776580A - 一种从罗汉果上柱流出废液中回收高含量酸性多糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从罗汉果上柱流出废液中回收高含量酸性多糖的方法,包括以下步骤:(1)废液浓缩,(2)醇沉,(3)分离,(4)洗涤,(5)复溶,(6)柱分离,(7)滤处理,(8)干燥,得到高含量罗汉果酸性多糖。本发明工艺条件温和,尽可能的避免剧烈的反应条件致使多糖降解,从而在获得高含量的同时保留其原始结构,从而保持其原有的生物活性,整个工艺使用安全、易回收、易去除的溶剂,适合产业化生产,有效地将罗汉果酸性多糖从废液中提取出来,收率和含量高,产品质量稳定,为罗汉果产品的丰富和对多糖的活性和构效关系的研究提供了便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备酸性多糖的方法,具体是一种从罗汉果上柱流出废液中回收高含量酸性多糖的方法。
背景技术
罗汉果是葫芦科罗汉果属植物的成熟果实,在治疗咽喉炎、百日咳、急慢性气管炎、胃肠疾病方面疗效显著,被收载于中华人民共和国药典,作为中药使用,卫生部、中医药管理局将其列入第一批“即是食品又是药品名单”。
目前对罗汉果的研究主要集中在其中的甜苷类物质,但是对于罗汉果中含有大量的多糖成分的的研究较少,尤其是针对性的提取酸性多糖的研究少之又少。
多糖是生物体中广泛存在的物质,是一类由醛糖或酮糖通过糖苷键连接而成的天然高分子多聚物,它是生物体内重要的生物大分子,是维持生命活动正常运转的基本物质之一。多糖具有抗癌、提高免疫力、抗病毒、抗炎、降血糖、降血脂、抗氧化和促进骨折愈合等多种生物活性,无论是在食品、保健品甚至医药领域中,都具有广泛的应用前景。常见的具有活性的多糖比如灵芝多糖、枸杞多糖、香菇多糖、黑木耳多糖、海带多糖、松花粉多糖等,具有双向调节人体生理节奏的功能。罗汉果多糖具有抗癌、提高免疫力、抗病毒、抗炎、降血糖、降血脂、抗氧化和促进骨折愈合等多种生物活性,无论是在食品、保健品甚至医药领域中,都具有广泛的应用前景。根据酸碱性,多糖一般分为中性多糖、酸性多糖和碱性多糖,酸性多糖是一类含有酸性基团的多糖,譬如含有糖醛酸基团或硫酸根。至今多糖的结构和功能的关系并不十分清楚,仍然是目前罗汉果多糖研究的薄弱环节,其高级结构对功能的影响甚至比一级结构还重要。酸性多糖在糖化学中来源和应用最广,生物活性高,制备和结构鉴定复杂,难度大。
罗汉果酸性多糖在生理活性中发挥着重要作用,人们希望能够分析罗汉果酸性多糖的化学成分和活性,但是首先需要有效地将酸性多糖从罗汉果多糖物质中分离出来。常规的处理方式,如醇沉、膜处理、树脂吸附等,不能将中性和酸性多糖分离开来。
现有技术中有文献涉及罗汉果中提取多糖的方法,但都无法有效将罗汉果酸性多糖分离出来。中国专利CN1375499A公开了从罗汉果中提取分离多种成分的方法,通过碱水提取、脂肪醇处理、阴离子交换树脂处理、脂肪醇再处理后得到多糖成分。该方法提取采用碱水提取,且为沸水浸提,提取条件剧烈,易破坏多糖结构;后续没有没有脱脂和脱色素工艺,纯化不够造成多糖含量低,水洗树脂解吸不彻底,阴离子树脂主要目的是脱色,而不是分离多糖,因此分离出来的是中性偏碱性多糖成分,同时会混入未吸附的其他物质,直接造成多糖含量低。
中国专利CN101289517A公开了罗汉果多糖的提取方法,通过粉碎、沸水浸提、大孔树脂吸附、膜分离、醇沉后得到多糖成分。该方法沸水浸提且时间较长,易造成多糖成分降解,失去生物活性;且醇沉没有温度限制,可能会导致醇沉不完全,从而降低了收率;整个纯化工序不够,没有脱色脱脂,直接导致多糖含量低。
中国专利CN101851265B公开了一种从干罗汉果中提取多种活性成分的方法,通过破碎、浸提、离心、调碱、树脂吸附、调酸、树脂吸附、浓缩、醇沉、离心、干燥得到游离多糖。该方法步骤繁多、且先后进行盐、碱及酸处理,易造成多糖结构破坏的同时,再带入了大量的盐,后续醇沉脱盐也不够彻底,导致多糖活性降低,收率低,含量低。
中国专利CN103145869B公开了一种含有罗汉果多糖提取物的制备方法,通过水浸提、柱层析、浓缩、酶解、活性炭处理、过滤、灭菌、微滤、纳滤、干燥得到含罗汉果多糖的罗汉果提取物。该方法酶解工序条件苛刻,并前后用了微滤和纳滤,膜维护成本较高;且经过纳滤通过的浓缩液只含有小分子物质,具有活性的大分子多糖成分已经被截留舍弃了;另外该方法没有针对性的制备某种活性成分,最后的成品纯度很低。
上述专利技术中由于为了提高浸出率和纯度,在制备工艺中涉及到到了强酸或强碱进行浸提提高浸出率,有的沸水浸提长时间处理,有些会使用强氧化性的无机试剂进行处理以除去杂质,类似这种较为剧烈的条件下,势必会加大破坏多糖结构的风险,从而影响其固有活性,所以,在制备多糖过程中,应尽量在温和的条件下进行,保持其原有结构,从而降低活性失活的风险。
目前获得和研究高纯度的罗汉果多糖的报道较少,针对罗汉果酸性多糖的提取纯化更少之又少,主要还停留在对罗汉果的甜苷物质的研究。对于罗汉果多糖的制备,主要通过浸提、过滤、醇沉、干燥等工序,获得纯度较低的粗多糖,也有利用大孔树脂吸附制备罗汉果多糖,但得到的多糖都是杂多糖,基本上都是中性多糖,且但纯化工艺简单导致含量不高,有的使用了有机溶剂,导致成品有残留的风险,且不适宜产业化生产。因此,酸性多糖的提取工艺能为罗汉果深度开发和利用具有极为重要的意义。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,工艺紧贴产业化生产条件,可以将罗汉果甜苷生产的上柱流出废液再次资源利用,在经过前处理之后,用阴离子交换树脂对酸性多糖进行离子交换吸附,并用盐溶液以线性梯度解吸,而后脱盐后得到目标产物高含量的酸性多糖。该工艺大多条件温和,尽可能的避免剧烈的反应条件致使多糖降解,从而在获得高含量的同时保留其原始结构,从而保持其原有的生物活性,整个工艺使用安全、易回收、易去除的溶剂,适合产业化生产,为进一步产业化生产提供了数据依据。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种从罗汉果上柱流出废液中回收高含量酸性多糖的方法,包括以下步骤:(1)废液浓缩,(2)醇沉,(3)分离,(4)洗涤,(5)复溶,(6)柱分离,(7)滤处理,(8)干燥,其特征在于,柱分离步骤是采用阴离子交换树脂,上柱后先用水洗进行脱杂,再用盐溶液洗脱。
在本发明更为具体的技术方案中,所述从罗汉果上柱流出废液中回收高含量酸性多糖的方法,包括以下步骤:
(1)废液浓缩:将生产罗汉果甜苷的上柱流出废液进行真空浓缩,得浓缩液;
(2)醇沉:向浓缩液中注入高浓度醇,搅拌均匀后,置于低温冷藏;
(3)分离:将低温冷藏的醇沉液离心或过滤,取不溶沉淀物,清液回收醇;
(4)洗涤:用有机溶剂对沉淀物进行洗涤,而后进行干燥;
(5)复溶:将洗涤后的干燥沉淀物复溶到热水中,离心后取清液;
(6)柱分离:复溶清液上柱阴离子交换树脂,先用水洗杂,再用盐溶液洗脱;
(7)滤处理:盐洗液过纳滤膜,收集截留液;
(8)干燥:将收集的截留液浓缩,干燥,即得罗汉果酸性多糖。
优选地,所述阴离子交换树脂是以苯乙烯或丙烯酸为骨架的大孔型阴离子交换树脂,其交换官基团为OH、-HCO3、-AC、-NO3、-PO4中的至少一种,树脂平均孔径为20-100nm,粒度为0.3-1.1mm。
进一步优选地,所述阴离子交换树脂经过-HCO3、-AC、-NO3、-PO4任意一种的盐或强碱改性。改性后的阴离子交换树脂对酸性多糖的离子交换能力及选择性更强,进而所得产品中罗汉果酸性多糖的收率和含量也会进一步提高。
所述的改性方法为将树脂置于不低于树脂2倍体积、浓度2-4wt%的稀盐酸浸泡2-4h后,水洗至中性后,将树脂浸泡于-HCO3、-AC、-NO3、-PO4至少一种的盐或强碱中,其体积为树脂体积的3-5倍,浓度为4-8wt%,浸泡时间为3-5h,而后用5-7倍树脂体积的水反复多次洗涤之后,即完成改性并可以使用。
上述对树脂的改性方法中,所述盐为钠盐或钾盐,所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠。用于改性的盐或强碱浓度为0.2-0.5M。
所述阴离子交换树脂的径高比为1:2~6,优选1:3~4;上柱流速为0.3~2bv/h,优选0.5~1bv/h;泄漏点为流出液总糖含量≥5mg/mL。
酸性多糖与阴离子交换树脂合之后被固定在柱子上,后续通过水洗将未结合的多糖及其他杂质除去,最后用盐溶液通过离子交换的方式将酸性多糖洗脱下来,从而起到纯化的目的。径高比过高会加大洗脱剂的用量,甚至导致杂质竞争吸附处于主导地位而直接影响后续收率和含量。
所述盐溶液为氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸钾中至少一种的水溶液。
优选地,盐溶液洗脱方式为线性洗脱,即为盐浓度由0M逐渐增加,盐浓度最高为0.3~0.5M;盐溶液的体积为2.5~5bv,将多糖含量≥1mg/mL的组分合并。
一般在洗脱多糖物质时,现有技术多使用梯度洗脱的方式,梯度洗脱的优点就是便于洗脱剂的配制,操作起来也相对简单,但缺点就是由于梯度浓度控制不当,易造成要么浓度过低,洗脱不彻底导致收率低,要么浓度过高导致洗脱剂浪费甚至目标物质连同杂质一起被洗脱下来从而导致含量偏低。而采用线性洗脱的方式,将洗脱剂的浓度由0线性逐步提高,线性增加洗脱剂的洗脱能力,以此就可以在将目标物质开始被洗脱下来之前,将部分杂质尽量除去,同时,在后期目标物质被洗脱完之后,就可以马上结束洗脱,节省洗脱剂。线性洗脱即保障了高收率,也保障了含量。
废液浓缩是将生产罗汉果甜苷的上柱流出废液进行真空浓缩,得浓缩液。更为具体地,所述的生产罗汉果甜苷的上柱流出液是罗汉果提取物生产罗汉果甜苷的废液,其中上柱流出液所用的柱子为吸附树脂,树脂为主要吸附甜苷V、塞门苷、11-O苷、苷VI、IVe或苷Ⅲe中的一种或多种的大孔树脂。本发明利用一般废弃不用的罗汉果上柱流出液废料再利用,得到罗汉果酸性多糖,该流出液优选鲜果冷提或者低温提取工艺。选鲜果冷提或者低温提取工艺能最大限度的保留多糖物质的生物活性,而高温会直接导致多糖物质结构的破坏而失去生物活性。所述真空浓缩的条件是在真空度0.1MPa以下、温度60-80℃的条件下进行真空浓缩,浓缩至甜度为40-60brix。
醇沉是向浓缩液中注入高浓度醇,搅拌均匀后,置于低温冷藏。更为具体的,所述的高浓度醇为体积含量85%以上的乙醇、丙二醇、丁醇、异丙醇中的一种或多种的组合物;含罗汉果的浓缩液和高浓度醇的用量配比为按照体积比1:3-20,优选为1:6-12;醇沉时的温度为-4~20℃,优选为0~5℃,时间为2~14h,更优选4~6h。乙醇、丙二醇、丁醇、异丙醇都比较容易回收,且乙醇为常用有机溶剂,价格相对便宜且易获得;向多糖水溶液加入一定浓度的醇,会降低多糖在水中的溶解度,从而使多糖以沉淀的形式析出,而低温则会进一步降低溶解度,使多糖沉淀更为完全。
分离是将低温冷藏的醇沉液离心或过滤,取不溶沉淀物,清液回收醇。更为具体的,所述的离心或过滤,离心为3000~7000r/min,更优选4000~5000r/min;离心时间5~20min,更优选10-15min;过滤为过30~120μm滤纸或滤布。过滤可以快速截留多糖沉淀物,滤膜孔径过大会直接导致多糖沉淀透过滤膜造成收率下降,而滤膜孔径过小,则会增加滤膜设备投入,且易造成堵塞。离心速度过低、离心时间过短,则会导致多糖沉淀落实不够完全;离心速度过高、离心时间过长,则会提高了时间和设备成本。
洗涤是用有机溶剂对沉淀物进行洗涤,而后进行干燥。更为具体地,所述的有机溶剂为石油醚、丙酮中的一种或两种的混合物的;洗涤为淋洗或者索氏回流;干燥为常压挥干或真空干燥;干燥温度为50~90℃,更优选70~80℃;真空干燥真空度为-0.1~-0.05MPa,温度为50~90℃,更优选70~80℃。有机溶剂易回收易获得;利用有机溶剂对多糖沉淀物进行淋洗或者索氏回流,可以有效的将可溶性杂质溶解于有机溶剂并起到除杂的目的,譬如某些氨基酸、小肽、脂类和色素等;采用索氏回流可以在淋洗过程保障有机溶剂的浓度要求的同时,还能反复利用有机溶剂,直接节省用量。
复溶是将洗涤后的干燥沉淀物复溶到热水中,离心后取清液。更为具体的,所述的复溶的水为温度70~90℃的热水,更优选80~85℃;复溶时间为1~4h,更优选2~3h;离心为3000~7000r/min,时间3~10min。复溶可以将多糖成分重新溶解于热水中,而不溶性物质(譬如变性蛋白),则在后续离心后除去;复溶的温度太低,则多糖溶解不完全,温度太高则可能导致多糖结构破坏甚至降解。
在上阴离子交换树脂前,先进行复溶清液的稀释,稀释的终点为总糖含量50~200mg/mL,更优选80~150mg/L。将上柱液浓度稀释在上述范围内,更够兼顾收率和酸性多糖含量之间的平衡,上样浓度过高、过低、或径高比过低,能导致柱子离子交换不充分。
过滤是将盐洗液过纳滤膜,收集截留液。更为具体的,所述的滤膜截留分子量为500~5000Da,更优选5000~1000Da;适当大小的滤膜可以有效的截留大分子物质,譬如多糖,透过小分子物质,譬如小肽、盐、寡糖等。如果截留分子量太大,会直接导致多糖透过膜造成收率降低;反之某些小分子物质被截留影响含量。
干燥是将收集的截留液浓缩,干燥,即得罗汉果酸性多糖。更为具体的,所述的干燥为真空干燥或真空冷冻干燥的至少一种;优选先进行真空干燥,再进行真空冷冻干燥;所述真空干燥的温度为40~75℃,更优选60~70℃;真空度为0.05~0.1MPa;所述真空冷冻干燥的温度为-10~-70℃,更优选-20~-40℃,真空度为5~15Pa。冷冻干燥能更好的保护多糖结构不被破坏,但温度太过低、真空度过高对设备的要求也会提高,反之对多糖生物活性破坏较大。
废液进行浓缩的目的是为了减少废液的体积,从而醇沉的时候在保持醇浓度的前提下减少高度醇的用量,醇沉可以初步将多糖沉淀析出,除去部分杂质,后续有机溶剂进行洗涤,也是为了进一步除去杂质,接着对粗多糖进行复溶的是便于上柱,在上柱结束后并水洗后,通过盐溶液以线性洗脱的方式,将离子交换方式吸附在树脂上的酸性多糖洗脱下来了,后面再经过膜处理除去洗脱液中的盐,最后进行干燥出来,即得到目标产物酸性多糖。
醇沉、洗涤及复溶的目的都是为了在上柱之前对废液进行初步的纯化除杂,以免堵塞柱子,同时也提高柱子的离子交换性能,采用盐溶液浓度由低到高的线性洗脱的方式的目的是逐步提高洗脱剂盐溶液的离子强度,更能精准的将酸性多糖分离出来,最后进行膜处理可以将洗脱剂的盐进行除去,从而得到高含量的酸性多糖。
本发明通过了各个步骤的协同配合,特别是阴离子交换树脂和盐溶液线性洗脱的工艺,能高效将罗汉果废液中提取得到酸性多糖。
本发明取得的有益效果:
一、利用本发明特定的工艺条件,有效地将罗汉果酸性多糖从废液中提出出来,收率和含量高,产品质量稳定,为罗汉果产品的丰富和对多糖的活性和构效关系的研究提供了便利。
二、本发明利用罗汉果上柱提取液的流出废液进行废料再利用,一方面变废为宝,另一方面也减轻了减排的压力。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面对本发明的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明实施例所使用的生产罗汉果甜味剂的上柱流出废液来源于湖南华诚生物资源股份有限公司,经测试,每公斤废液中含有罗汉果多糖2.28g;本发明实施例所使用的原料或化学试剂,如无特殊说明,均通过常规商业途径获得。
本发明实施例中酸性多糖含量的检测方法为硫酸咔唑法(改良的Bitter氏法),具体是将5mL硫酸试剂加入试管固定于架子上,冷却到4-8℃;小心加入1mL水合0.2mL样品,试管用聚四氟乙烯塞密封,摇动试管,摇动幅度可以从轻到重,其间不断冷却。然后试管在100℃水浴加热10min,冷却到室温。然后加入咔唑试剂(0.125%咔唑溶于无水乙醇或甲醇中,黑暗中4℃稳定12周),再次摇动试管,在沸水中再加热15min,冷却到室温,然后在530-540nm下,测量光密度(OD)。根据酸性多糖标准曲线,计算得到酸性多糖含量。
本发明实施例中总多糖含量的检测方法为硫酸蒽酮法。
实施例1
(1)废液浓缩:将10kg罗汉果上柱废液在真空度0.1MPa、温度75℃的条件下进行真空浓缩,浓缩至糖度为50brix;
(2)醇沉:向浓缩液中注入6倍体积的90%乙醇,至搅拌均匀后,置于0℃冰箱冷藏4h;
(3)分离:将低温冷藏的醇沉液4000r/min离心10min,取不溶沉淀物,清液进行醇回收;
(4)洗涤:用丙酮对沉淀物进行淋洗,至淋洗液清澈且无颜色后,置于真空度-0.1MPa、温度70℃的条件下进行真空干燥;
(5)复溶:将洗涤后的干燥沉淀物复溶到200mL、90℃热水中,保温并持续搅拌0.5h后,5000r/min离心8min后取上清液;
(6)柱分离:取上清液稀释到总糖含量为150mg/mL,上阴离子交换树脂柱201*7,树脂体积为200mL,树脂预先经过醋酸钠溶液的活化处理,具体是将树脂浸泡于2倍树脂体积的2wt%盐酸中2h,水洗为中性,再将树脂浸泡于5倍的8wt%的醋酸钠溶液中,浸泡时间为3h,而后用7倍树脂体积的水反复多次洗涤之后,即完成改性;上柱径高比1:3.5,上柱流速为0.5bv/h,先用去离子水洗涤,再转为氯化钠溶液线性洗脱,具体是由0M开始缓慢增加氯化钠洗脱液的浓度,即在3-3.5h之间,将氯化钠水溶液匀速线性升至浓度0.3M;当洗脱液多糖达到含量≥1mg/mL后,开始收集盐洗液,当检测至流出液多糖≤1mg/mL时,停止收集;将收集的流出液合并。
(7)纳滤:将盐洗液过截留分子量为600KDa的纳滤膜,收集截留液;
(8)干燥:将收集的截留液在75℃、-0.1MPa下,真空浓缩至50mL后真空冷冻干燥,真空冷冻干燥的温度为-40℃,真空度为15Pa,真空干燥至恒重,即得21.83g罗汉果多糖产品。
经检测,实施例1所得产品中罗汉果酸性多糖占总多糖88.31%,收率为84.55%。
实施例2
(1)废液浓缩:将10kg罗汉果上柱废液在真空度-0.8MPa、温度80℃的条件下进行真空浓缩,浓缩至糖度为45brix;
(2)醇沉:向浓缩液中注入8倍体积的已醇,至搅拌均匀后,置于4℃冰箱冷藏10h;
(3)分离:将低温冷藏的醇沉液3000r/min离心6min,取不溶沉淀物,清液进行醇回收;
(4)洗涤:用丙酮对沉淀物进行索氏回流,至回流液清澈且无颜色后,置于常压温度80℃的条件下进行干燥;
(5)复溶:将洗涤后的干燥沉淀物复溶到200mL、80℃热水中,保温并持续搅拌0.3h后,5000r/min离心8min后取上清液;
(6)柱分离:取上清液稀释到总糖含量为80mg/mL,上阴离子交换树脂柱D301,树脂体积为200mL,上之前树脂预先经过KOH溶液的活化处理,具体是将树脂浸泡于2倍树脂体积的2wt%盐酸中2h,水洗为中性,之后再浸泡于4倍的4wt%的KOH溶液中,浸泡时间为4h,而后用6倍树脂体积的水反复多次洗涤之后,即完成改性。上柱径高比1:6,上柱流速为2bv/h,先用去离子水洗涤,再转为氯化钾溶液线性洗脱,具体是由0M开始缓慢增加氯化钾洗脱液的浓度,即在3.5-4h之间,将氯化钾水溶液匀速线性升至浓度0.4M;当洗脱液多糖达到含量≥1mg/mL后,开始收集盐洗液,当检测至流出液多糖≤1mg/mL时,停止收集;将收集的流出液合并。
(7)纳滤:将盐洗液过截留分子量为700KDa的纳滤膜,收集截留液;
(8)干燥:将收集的截留液在75℃、0.1MPa下,真空浓缩至40mL后真空冷冻干燥,真空冷冻干燥的温度为-40℃,真空度为15Pa,真空干燥至恒重,即得22.76g罗汉果多糖产品。
经检测,实施例2所得产品中罗汉果酸性多糖占总多糖82.72%,收率为82.57%。
实施例3
其它同实施例1,区别在于步骤(6)柱分离中,上离子交换树脂柱D301,树脂体积为200mL,径高比1:4,上柱流速为0.8bv/h,最终产品经过真空干燥至恒重,即得21.15g罗汉果多糖产品。经检测,实施例3所得产品中罗汉果酸性多糖占总多糖88.60%,收率为82.19%。
实施例4
其它同实施例1,区别在于步骤(6)柱分离中,取上清液稀释到总糖含量为200mg/mL,最终产品经过真空干燥至恒重,即得21.52g罗汉果多糖产品。经检测,实施例4所得产品中罗汉果酸性多糖占总多糖81.64%,收率为77.06%。
实施例5
其它同实施例2,区别在于步骤(6)柱分离中,取上清液稀释到总糖含量为50mg/mL,最终产品经过真空干燥至恒重,即得20.71g罗汉果多糖产品。经检测,实施例4所得产品中罗汉果酸性多糖占总多糖81.57%,收率为74.09%。
实施例6
其它同实施例1,区别在于步骤(6)柱分离中,采用梯度洗脱方式,具体是洗脱液氯化钠水溶液浓度依次为0.1M,0.2M,0.3M,0.4M四个梯度,四个梯度的氯化钠溶液体积比为1:1:1:1。实施例6得到21.83g罗汉果多糖产品,经检测,罗汉果酸性多糖占总多糖75.63%,收率为72.41%。
实施例7
其它同实施例1,区别在于步骤(6)柱分离中,采用梯度洗脱方式,具体是洗脱液氯化钠水溶液浓度依次为0.1M,0.2M,0.3M三个梯度,三个梯度的氯化钠水溶液体积比为1:1:1。实施例7得到21.77g罗汉果多糖产品,经检测,罗汉果酸性多糖占总多糖72.40%,收率为69.13%。
实施例8
其它同实施例1,区别在于步骤(6)柱分离中,离子交换树脂柱201*7未经过改性处理(即醋酸钠处理)。实施例8得到23.76g罗汉果多糖产品,经检测,罗汉果酸性多糖占总多糖63.71%,收率为66.39%。
实施例9
其它同实施例2,区别在于步骤(6)柱分离中,离子交换树脂柱D301未经过改性处理(即氢氧化钾处理)。实施例9得到22.78g罗汉果多糖产品,经检测,罗汉果酸性多糖占总多糖67.14%,收率为67.08%。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本发明的专利范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均应包含于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种从罗汉果上柱流出废液中回收高含量酸性多糖的方法,包括以下步骤:(1)废液浓缩,(2)醇沉,(3)分离,(4)洗涤,(5)复溶,(6)柱分离,(7)滤处理,(8)干燥,其特征在于,柱分离步骤是采用阴离子交换树脂,上柱后先用水洗进行脱杂,再用盐溶液洗脱。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)废液浓缩:将生产罗汉果甜苷的上柱流出废液进行真空浓缩,得浓缩液;
(2)醇沉:向浓缩液中注入高浓度醇,搅拌均匀后,置于低温冷藏;
(3)分离:将低温冷藏的醇沉液离心或过滤,取不溶沉淀物,清液回收醇;
(4)洗涤:用有机溶剂对沉淀物进行洗涤,而后进行干燥;
(5)复溶:将洗涤后的干燥沉淀物复溶到热水中,离心后取清液;
(6)柱分离:复溶清液上柱阴离子交换树脂,先用水洗脱杂,再用盐溶液洗脱;
(7)滤处理:盐洗液过纳滤膜,收集截留液;
(8)干燥:将收集的截留液浓缩,干燥,即得罗汉果酸性多糖。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述阴离子交换树脂是以苯乙烯或丙烯酸为骨架的大孔型阴离子交换树脂,其交换官基团为OH-、HCO3 -、AC-、NO3 -、PO4 3-中的至少一种;所述大孔型阴离子交换树脂平均孔径为20-100nm,粒度为0.3-1.1mm。
4.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述阴离子交换树脂经过HCO3 -、AC-、NO3 -、PO4 3-至少一种的盐或强碱改性。
5.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在上阴离子交换树脂前,先进行复溶清液的稀释,稀释的终点为总糖含量50~200mg/mL,更优选80~150mg/mL。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述改性方法为将树脂先用稀盐酸浸泡,水洗至中性后,再将树脂浸泡于HCO3 -、AC-、NO3 -、PO4 3-至少一种的盐或强碱中,最后用水洗涤至中性;优选地,所述盐为钠盐或钾盐,所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述稀盐酸浓度为2-4wt%,用量为树脂的2-4倍,稀盐酸浸泡时间为2-4h;所述盐或强碱的浓度为4-8wt%,用量为树脂的3-5倍,浸泡时间为3-5h;所述洗涤是用5-7倍树脂体积的水分5-10次洗涤。
8.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述阴离子交换树脂的径高比为1:2~6,优选1:3~4;上柱流速为0.3~2bv/h,优选0.5~1bv/h;泄漏点为流出液总糖含量≥5mg/mL。
9.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述盐溶液洗脱中的盐溶液为氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸钾中至少一种的水溶液;优选地,盐溶液洗脱方式为线性洗脱,即为盐浓度由0M逐渐增加,盐浓度最高为0.3~0.5M;盐溶液的体积为2.5~5bv。
10.如权利要求2所述的方法,其特征在于,步骤(1)废液浓缩中,所述真空浓缩的条件是在真空度-0.1MPa以下、温度60-80℃的条件下进行真空浓缩,浓缩至甜度为40-60brix;和/或
步骤(2)醇沉中,所述的高浓度醇为体积含量85%以上的乙醇、丙二醇、丁醇、异丙醇中的一种或多种的组合物;含罗汉果的浓缩液和高浓度醇的用量配比为按照体积比1:3-20,优选为1:6-12;醇沉时的温度为-4~20℃,优选为0~5℃,时间为2~14h,优选4~6h;和/或
步骤(3)分离中,所述离心为3000~7000r/min,更优选4000~5000r/min,离心时间5~20min,更优选10-15min;所述过滤为过30~120μm滤纸或滤布;和/或
步骤(4)洗涤中,所述的有机溶剂为石油醚、丙酮中的一种或两种的混合物的;洗涤为淋洗或者索氏回流;干燥为常压挥干或真空干燥;干燥温度为50~90℃,更优选70~80℃;真空干燥真空度为-0.1~-0.05MPa,温度为50~90℃,更优选70~80℃;和/或
步骤(5)复溶中,所述热水为温度70~90℃的热水,优选80~85℃;复溶时间为1~4h,优选2~3h;离心为3000~7000r/min,时间3~10min;和/或
步骤(7)滤处理中,所述的纳滤膜截留分子量为500~5000Da,优选5000~1000D;和/或
步骤(8)的干燥为真空干燥或真空冷冻干燥的至少一种;优选为先进行真空干燥,再进行真空冷冻干燥;所述真空干燥的温度为40~75℃,优选60~70℃;真空度为-0.05~-0.1MPa;所述真空冷冻干燥的温度为-10~-70℃,优选-20~-40℃,真空度为-5~-15Pa。
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