CN111675742B - 一种脱重金属的新橙皮苷的制备方法 - Google Patents
一种脱重金属的新橙皮苷的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种脱重金属的新橙皮苷的制备方法，包括以下步骤：(1)除杂：将原料破碎后，用冷的、含有碱式盐和醇的水溶液除杂，过滤收集除杂渣；(2)浸提；(3)絮凝：将透过液加入絮凝剂，酸性条件下絮凝，后固液分离，收集透过夜；(4)层析：将得到的透过液过阳离子交换柱，收集流出液；(5)粗结晶；(6)重结晶：将得到的粗结晶溶解后，重结晶；(7)纳滤；(8)干燥粉碎。本发明方法采用低温碱式盐醇溶液除杂、酸性壳聚糖絮凝和离子交换树脂除重金属等杂质、低温醇盐溶液粗结晶及醋酸重结晶等工艺进行提取分离、纯化和脱重金属，获得纯度高、无重金属的纯天然新橙皮苷产品，新橙皮苷纯度在98％以上，收率90％以上。
Description
技术领域
本发明涉及天然产物提取领域，具体涉及一种脱重金属的新橙皮苷的制备方法。
背景技术
新橙皮苷是一种二氢黄酮类化合物，其是由糖苷配体为3,5,7-三羟基-4-甲氧基黄酮与糖 基配体为鼠李糖基β-1,2-葡萄糖的两个单元组成的糖苷。新橙皮苷显弱酸性，白色针状结晶， 易溶于热水，溶于热乙醇，不溶于乙醚。在碱性溶液中通入二氧化碳也不析出。在强酸性条 件下易发生水解产生葡萄糖、橘皮素及鼠李糖。新橙皮苷具有清除自由基、促进胃动力、降 血脂、抗动脉粥样硬化、保护神经系统、抗过敏、抗癌等活性，在医学方面有广泛的用途； 同时新橙皮苷也是一种重要的中间体，能在一定的条件下转化为其衍生物新橙皮苷二氢查尔 酮，而次化合物是一种安全的低热值甜味剂(甜度为蔗糖的1500-1800倍)，苦味抑制剂和 风味调和剂，热稳定性好，应用pH范围广，在食品、饮料、制药和动物饲料行业广为使用。
新柚皮苷合成法需要用到大量的催化剂、譬如碱性催化剂、四氢吡咯催化剂和氨基酸催 化剂等，橙皮苷生物转化法则需要葡萄糖基转移酶和鼠李糖-7-O-葡萄糖苷的共同作用下才能 顺利转化为新橙皮苷。无论是柚皮苷合成法还是橙皮苷生物转化法，其对工艺条件的要求都 非常苛刻，极易发生副反应而产生其他不可预知的物质，且参加反应的物质也可能残留在产 品中而带来污染。目前这两种方法的工艺还不成熟，大规模化的工业化应用还有待于进一步 的研究和优化。由于新橙皮苷的结构复杂，难以通过全合成的方式制备。因此一般是通过从 植物种提取与它结构类似的柚皮苷作为起始原料后，再通过化学合成法转化制备新橙皮苷， 或者以来源广泛、价格低廉的橙皮苷向其同分异构体新橙皮苷的生物转化；或者直接从天然 植物中提起新橙皮苷。相比柚皮苷合成和橙皮苷生物转化法，从天然植物直接提取更具有其 无可比拟的优势，其原料来源广泛、产品纯天然，且在生物活性方面更具安全性和可靠性， 更是前景十分广阔的获取方式。但是由于受农田土壤污染的影响，土壤中游离态的重金属含 量越来越高，这些游离态重金属含量的增加可能是由于外来水源、肥料或大气沉降而导致的， 也可能是土壤酸化导致的。大量的游离态重金属会对植物直接产生富集作用，导致植物的根、 茎、叶及果实中不同程度的含有有害重金属。如果在后续加工生产中没有针对性的将重金属 进行脱除，这些有毒有害重金属将通过食物链进入人体，对人体带来严重的危害。
重金属是指比密度于4.5g/cm3的金属，譬如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞等。 尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉 等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定的浓度都对人体有毒，重金属中毒会使 人体的蛋白质凝固。
重金属元素是由于某些原因未经处理就被排入河流、湖泊或海洋，或进入了土壤中，使 这些河流、湖泊、海洋和土壤收到污染，它们不能被生物降解，只能通过食物链不断的富集， 最终进入人体。在2014年4月17日，环境保护部和国土资源部联合发布《全国土壤污染状 况公报》中指出，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0％、 1.6％、2.7％、2.1％、1.5％、1.1％、0.9％、4.8％。耕地：土壤点位超标率为19.4％，其中轻微、 轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7％、2.8％、1.8％和1.1％，主要污染物为镉、镍、 铜、砷、汞、铅。林地：土壤点位超标率为10.0％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位 比例分别为5.9％、1.6％、1.2％和1.3％，主要污染物为砷、镉。草地：土壤点位超标率为10.4％， 其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为7.6％、1.2％、0.9％和0.7％，主要污染物 为镍、镉和砷。未利用地：土壤点位超标率为11.4％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点 位比例分别为8.4％、1.1％、0.9％和1.0％，主要污染物为镍和镉。所以，通过一系列的措施 降低食品中有害重金属含量，对食品安全显得尤为重要。
CN201910192047.5公开了一种从枳实中同时提取高纯度柚皮苷与新橙皮苷的方法，具 体为粉碎、萃取、大孔树脂层析分离、乙醇解吸、分段收集、浓缩干燥后，即得柚皮苷和新 橙皮苷。该方法乙醇浓度为以固定浓度，且乙醇浓度较高，极可能同时将柚皮苷及新橙皮苷， 甚至其他杂质一次性被解吸下来，而直接导致解吸液中柚皮苷和新橙皮苷纯度不高，且未对 重金属进行针对性的处理。
CN109293721A公开了一种醇/水双水相体系制备柚子生理落果中新橙皮苷的方法，具体 为破碎、磨粉、双水相萃取、碟片分离、上相液浓缩、水沉析晶、压滤后得粗品，而后热水 溶解、膜过滤、超滤、冷却析晶、过滤、干燥后即得高纯度新橙皮苷，该工艺及其复杂，且 使用到的异丙醇为致癌物，在双水相较高温度条件下更易挥发，从而被人体吸入，不适宜规 模化生产。
CN106810622B公开了一种从枳实中提取新橙皮苷及对枳实综合利用的方法，具体为枳 实粉碎、热水浸提、浸提液浓缩、水沉、新橙皮苷沉淀物碱性溶解、调酸后重结晶，得到新 橙皮苷。该工艺重结晶需要不低于80％高度乙醇，对有机溶剂要求过高，成本较高。
CN106220698A公开了一种从枳实中分离高纯度橙皮苷、新橙皮苷、柚皮苷和幸弗林的 方法，具体为破碎、酶解、提取、膜分离、截留液浓缩调酸柚皮苷结晶、母液重结晶，即得 高纯度新橙皮苷。该方法涉及到酶解，对酶解条件要求较为苛刻，难以规模化生产。
CN201610539313.3公开了一种从枳实中提取高纯度新橙皮苷的方法，具体为粉碎、酶 解、浸提、絮凝、纳滤、浓缩、干燥、醇相结晶、干燥，即得高纯度新橙皮苷。该方法涉及到酶解，对酶解条件要求较为苛刻，难以规模化生产。同时氯化铁和生石灰属于无机化学物质，絮凝过程中可能导致某些副反应，甚至某些金属盐残留到产品中，而导致产品灰分增加。
CN105384787A公开了一种从柑橘小果、皮中提取橙皮苷和新橙皮苷的方法，具体为干 燥、粉碎、过筛、乙醇水溶液渗漏、果胶酶酶解、过滤、滤液阳离子交换柱层析、流出液和 水洗液上大孔吸附树脂、低碳醇梯度洗脱、高度醇盐析、碱性甲醇溶解、过滤、滤液调酸、重结晶后，抽滤干燥即得新橙皮苷。该工艺涉及到酶解工艺，酶制剂成本高，且酶解条件苛刻，对设备要求高。
CN103224968A公开了一种酶促制备新橙皮苷的方法，具体为橙皮苷在金属离子作用下 溶于水，在固定化鼠李糖苷酶作用下水解，得到橙皮素-7-葡萄糖苷和鼠李糖的混合物，该混 合物在固定化鼠李糖转移酶的催化下，得到新橙皮苷。该方法对酶解条件极为苛刻，且对酶 的活力和专一性要求极高，这就造成原辅料和工艺成本极高，且该工艺的目标产物转化率较 低，难以规模化生产。
CN102617673B公开了一种从胡柚白皮层分离纯化柚皮苷和新橙皮苷的方法，具体为粉 碎、超声辅助醇水浸提、浓缩、水溶解、大孔树脂吸附、冲洗、洗脱、高速逆流色谱分离、分别得到柚皮苷和新橙皮苷。该工艺需要使用氯仿-甲醇-正丁醇-水溶剂体系作为高速逆流色 谱固定相，大量的有毒有害试剂极易造成产品残留，同时该工艺对设备要求极高，不适合规 模化生产。
CN102477056A公开了一种新橙皮苷的提纯方法，具体为粉碎、回流提取、大孔树脂吸 附、乙醇洗脱、超滤、结晶、丙酮回流、再结晶、干燥即得新橙皮苷。该工艺涉及到使用有机溶剂丙酮，极易造成产品残留，且超滤是在50-70％的高度醇水溶液中，对安全生产有较大 隐患。
CN101293906A公开了一种提取高纯度新橙皮苷的方法，具体为溶剂回流浸提、乙酸乙 酯盐析除杂、过滤得新橙皮苷粗品、在重结晶后即得高纯度新橙皮苷。该工艺使用到的乙酸 乙酯具有低毒性，且具有刺激性气味，极易在最终产品残留。
CN1218953C公开了一种植物酸橙幼果中提取新橙皮苷的制备方法，具体为醇水溶液浸 提、正丁醇萃取、乙醇回流后得粗品，然后重结晶即得高纯度新橙皮苷。该工艺使用到了正 丁醇，正丁醇具有强烈的刺激性气味，不适合规模化生产；且重结晶需要使用大量高度乙醇， 成本较高。
CN1272339C公开了一种从枳壳中分离高纯度新橙皮苷的方法，具体为溶剂回流、浓缩、 正丁醇萃取、减压浓缩、析出沉淀、甲醇或乙醇重结晶，即得纯度新橙皮苷。该工艺使用到 了正丁醇，正丁醇具有强烈的刺激性气味，不适合规模化生产。
以上所有工艺都没有对重金属针对性的加以处理，极有可能导致产品中重金属残留过 高，不符合欧美等对新橙皮苷的要求，限制其对溢价高的欧美市场的销售。现有技术一般采 用螯合树脂，凝胶树脂(海藻酸钠)，微生物法，这些方法虽然能够有效除去产品中的重金属， 但是对新橙皮苷的会造成比较严重的损失。
上述专利中对新橙皮苷的提取纯化方法基本上都是用常规的大孔树脂进行吸附分离纯 化和高度醇进行重结晶，工艺相对都比较传统和老旧；有的工艺使用了酶解工艺，对设备和 条件要求苛刻，且酶制剂成本昂贵；所以，针对新橙皮苷及其原料的特性，本发明突破现有 老旧的传统工艺，从原料的提取、絮凝、分离、脱重金属及结晶等入手，创新性的采用低温 碱式盐醇溶液除杂、酸性壳聚糖絮凝和离子交换树脂除重金属等杂质、低温醇盐溶液粗结晶 及醋酸重结晶等工艺进行提取分离、纯化和脱重金属，获得纯度高、无重金属的纯天然新橙 皮苷产品，为无重金属的新橙皮苷的提取分离纯化工艺创新性研究给予理论和试验依据，也 为该工艺的规模化生产提供了基础数据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有传统老旧的工艺技术，从原料的提取、絮凝、 分离、脱重金属及结晶等入手，创新性的采用低温含有碱式盐的醇溶液除杂方式、酸性壳聚 糖絮凝和离子交换树脂除重金属等杂质、低温醇盐溶液粗结晶及醋酸重结晶等工艺进行提取 分离、纯化和脱重金属，获得纯度高、无重金属的纯天然新橙皮苷产品，其制备方法工艺简 单、操作性强，对设备要求低，是一种可实现规模化生产脱重金属新橙皮苷的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种脱重金属的新橙皮苷的制备方法， 包括以下步骤：
(1)除杂：将原料破碎后，用冷的含有碱式盐和醇的水溶液除杂，过滤收集除杂渣；
(2)浸提：将得到的除杂渣，利用热水浸提，固液分离收集浸提透过液；
(3)絮凝：将透过液加入絮凝剂，酸性条件下絮凝，后固液分离，收集透过夜；
(4)层析：将得到的透过液过阳离子交换柱，收集流出液；
(5)粗结晶：将得到的流出液浓缩后，加入碱和低级醇，调节体系pH为中性，低温结晶，收集粗结晶；
(6)重结晶：将得到的粗结晶溶解后，重结晶；
(7)纳滤：将重结晶复溶后过纳滤膜，收集截留液；
(8)干燥粉碎：将得到的截留液干燥粉碎后，即得脱重金属的新橙皮苷产品。
优选地，步骤(1)中，所述原料为芸香科柑橘属植物中的枳实、枳壳、陈皮或酸橙等， 以其高含量新橙皮苷原料为优选。
优选地，步骤(1)中，所述破碎方法包括但不限于研磨、粉碎机等方法。所述破碎程度 没有特别的限定，一般破碎至粒度为2～30目即可，破碎可以提高原料表面积，进而提高其与 溶媒的接触面积，有利于有效成分的溶出；同时粉碎过细不利于后续固液分离的实现。
优选地，步骤(1)中，所述除杂方法为加入原料6～20倍重量倍数的冷的含有碱式盐和 醇的水溶液，加热进行回流，过滤取滤渣。优选地，所述冷的含有碱式盐和醇的水溶液是原 料重量的10-15倍。
所述醇没有特比别的限定，本领域常用语提取的醇即可，比如甲醇，乙醇，异丙醇，优 选乙醇；醇的体积分数为4～10％，优选5-7％。
所述碱式盐为本领域所树脂，比如碱式碳酸盐，碱式硫酸盐和碱式氯化盐；所述碱式盐 的阳离子为锌、钙、铜、锰、铁、铝中的任意一种；比如碱式氯化铜，碱式氯化镁，碱式氯化锌，碱式硫酸铁，碱式硫酸锌；碱式盐在溶液中的浓度为0.5～2wt％，优选为0.9-1.5wt％。
所述冷的含有碱式盐和醇的水溶液温度为-4至10℃，优选为-2至4℃；水溶液的pH值 为4～6.5，调酸所用的酸为醋酸、柠檬酸、盐酸、苹果酸、抗坏血酸中的至少一种。
所述回流是以浸提为目的，方法包括但不限于搅拌浸泡、渗漏、连续逆流浸提等中的任 意一种。回流次数为2～5次，每次回流2～5h。所述过滤为实现固液分离为目的，包括但不限 于布袋离心、板框压滤、挤压过滤或管式离心中的一种或多种组合，最优选板框压滤和布袋 离心。
本发明在新橙皮苷和其他可溶性物质分离的步骤中，创造性通过低温的酸性碱式盐醇溶 液进行除杂的前处理，充分考虑和利用了低温、稀醇、碱式盐及pH各个因素的协同配合作用， 可以有效的在保证新橙皮苷不被溶出的情况下，尽可能的将其他杂质溶出，而起到初步除杂 的目的，从而最大限度地保证了产品新橙皮苷收率和纯度的平衡。同时在对原料进行初步的 处在前处理，可以有效的减低后续除杂的工艺难度和除杂效果，对提高产品质量和降低设备 要求有重要意义。
优选地，步骤(2)中，所述浸提为加入除杂渣重量的10～20倍、80～100℃热水，浸提次 数为2～5次，每次回流1～3h；新橙皮苷易溶于热水，固采用热水浸提目标成分；所述收集浸 提液为实现固液分离为目的，包括但不限于布袋离心、板框压滤、挤压过滤或管式离心中的 一种或多种组合。
优选地，步骤(3)中，所述絮凝剂为壳聚糖，所述絮凝是将步骤(2)所得浸提透过液质 量的0.1～0.5％的粉状壳聚糖溶于pH为4～6.5的酸性水溶液，所述的酸为醋酸、盐酸、柠檬酸、 苹果酸中的一种，，搅拌均匀后与透过液混合均匀，静置3～10h。
优选地，步骤(3)中，所述所述壳聚糖为经过改性的羧甲基壳聚糖，其改性方法为氯乙 酸法，具体为将壳聚糖在去离子水中浸泡溶胀后，加入盐酸使其充分溶解，然后加入氢氧化 钠碱性碱化，加入氯乙酸，使壳聚糖羧甲基化，最后分离纯化后即得。
优选地，步骤(3)中，所述收集浸提液为实现固液分离为目的，包括但不限于布袋离心、 板框压滤、挤压过滤或管式离心中的一种或多种组合。
优选地，步骤(3)中，所述收集透过液为实现固液分离，使用过陶瓷膜；进一步优选地， 所述陶瓷膜为截留分子量为2000～5000Da。
壳聚糖作为絮凝剂，其来源广泛、具有生物降解性、无毒无害，且具有极好的絮凝效果， 可有效的去除溶液中的蛋白质、果胶、鞣质等物质；同时，壳聚糖是一种线性多糖，其分子 中含有大量的羟基和氨基，其氮上面的孤电子对可以与金属离子形成稳定的的络合作用，有 效的捕集或吸附重金属离子，从而形成稳定的螯合物。
优选地，步骤(4)中，所述阳离子交换柱为以强酸性阳离子交换树脂，所述阳离子交换 柱的树脂体积用量为透过液固形物质量的3～6倍(L/kg)，径高比为1:3～8，上柱流速为 1～3BV/h。
活化的阳离子交换树脂可以直接将溶液中的重金属阳离子发生交换作用而被吸附在树脂 上，从而起到脱除重金属的作用。
优选地，步骤(4)中，所述阳离子交换柱活化，具体的方法为：将新鲜树脂用体积分数 95％的乙醇溶液浸泡24h后，用蒸馏水冲洗至无醇味，然后，用2.5BV、质量分数3.5％的NaOH 溶液浸泡5.5h，用蒸馏水冲洗至中性，再用2.5BV、质量分数2.5％的盐酸溶液浸泡5.5h，用 蒸馏水冲洗至中性，即成。
优选地，步骤(5)中，所述浓缩为真空浓缩，浓缩至白利度为20～50brix。
优选地，步骤(5)中，所述碱和低级醇的添加量为使得浸提液中的pH达到6.5～7.5；浓 缩液中低级醇体积分数为4-10％，优选5-7％；碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；低级 醇为乙醇、甲醇、异丙醇中的至少一种。
优选地，步骤(5)中，所述低温为-4～10℃，优选2-6℃；结晶时间为保持低温6～24h； 粗结晶的收集方法为实现固液分离为目的，包括但不限于布袋离心、板框压滤、挤压过滤或 管式离心中的一种或多种组合。
阳离子交换柱流出液由于显酸性，通过加入碱调节pH值同时成盐，低温和低级醇的盐 溶液更容易促进新橙皮苷结晶的形成。
优选地，步骤(6)中，所述重结晶为将粗结晶溶解后，其白利度为20～50brix，加入醋 酸至其质量百分比为0.5～10％，低温为-4～10℃，结晶时间为保持低温6～24h；
优选地，步骤(7)中，所述纳滤为膜为截留分子量为300～700Da；
纳滤可以一方面脱除残留的醋酸，同时进一步脱除残留的各种离子。
优选地，步骤(8)中，所述浓缩为真空浓缩，所述的干燥为以除去水分为目的，包括但 不限于真空干燥、微波干燥、带式干燥、鼓风干燥中的一种。
本发明方法的有益效果如下：
一、本发明方法提供了一种脱重金属的新橙皮苷及其制备方法，本发明突破现有老旧的 传统工艺，从原料的提取、絮凝、分离、脱重金属及结晶等入手，创新性的采用低温碱式盐 醇溶液除杂、酸性壳聚糖絮凝和离子交换树脂除重金属等杂质、低温醇盐溶液粗结晶及醋酸 重结晶等工艺进行提取分离、纯化和脱重金属，获得纯度高、无重金属的纯天然新橙皮苷产 品，为无重金属的新橙皮苷的提取分离纯化工艺创新性研究给予理论和试验依据，也为该工 艺的规模化生产提供了基础数据。
二、本发明方法所得产品，新橙皮苷纯度在98％以上，收率90％以上。
三、本发明方法所得产品，新橙皮苷产品中，重金属汞、铅、铬及镉含量未检出。
四、本发明所涉及到的低级醇的百分含量低，最高不高于10％，相比传统工艺低级醇体 积分数需要70％以上而言，本工艺对低级醇含量要求极低，同时也大大降低了有机溶剂的使 用量。
五、本发明的方法是一种适合工业化大规模推广的生产方法，工艺过程可操作性强，无 污染，成本低，含量和收率高，适宜于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施所使用的枳实和枳壳由湖南华诚生物资源股份有限公司提供，其中枳实中的 新橙皮苷(干重)含量分别为13.42％，铅、镉、汞及铬含量分别为0.23ppm、0.11ppm、0.05ppm、 1.71ppm；枳壳中的新橙皮苷(干重)含量分别为10.54％，铅、镉、汞及铬含量分别为0.37ppm、 0.19ppm、0.06ppm、2.11ppm。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。
对本发明采用的测试方法说明如下：
1、新橙皮苷的含量测定：高效液相色谱法(外标法)
(1)试剂与仪器
仪器：日本岛津高效液相色谱10A，赛多利斯十万分之一电子分析天平，KQ2200DB超 声清洗器，50棕容量瓶。
试剂：甲醇(HPLC Grad)，磷酸，超纯水，新橙皮苷对照品。
(2)色谱条件
色谱柱：Kromasil,4.6*250mm
流动相：乙腈：水(用磷酸调PH为3)＝0.25：0.75
流速：1ml/min
洗脱方式:等度洗脱
检测波长：283nm
进样量：10μL
柱温：30℃
(3)样品处理
标准液的配置：准确称取新橙皮苷对照品适量，分别配制成约0.2mg/ml标准样品。
供试品的配制：准确称取供试品适量，于50ml容量瓶中，加入适量甲醇，超声30min， 冷却，定容。
外标法含量计算：
A样：样品品的峰面积
C标：标准品溶液的浓度(mg/ml)
A标：标准品的峰面积
m：样品称样量(mg)
2、新橙皮苷中铅、镉、汞及铬的含量分布按照GB 5009.12、GB 5009.15、GB5009.17 及GB 5009.123规定的方法检测。
制备例1：
改性壳聚糖的制备：其改性方法为氯乙酸法，具体为将10g壳聚糖在10L去离子水中浸 泡溶胀后，加入50ml、36％盐酸使其充分溶解，然后加入10g氢氧化钠和40g氯乙酸在温度 40℃条件下碱化1h，使壳聚糖羧甲基化，最后通过乙醇沉淀分离纯化后即得。
实施例1
1、除杂：将50kg枳实破碎后，分三次共加入500kg、pH为4.5(盐酸)、碱式氯化锌 浓度为0.9％、乙醇体积分数为5％的4℃的的水溶液，每次渗漏回流4h，布袋离心后，收集除杂渣；
2、浸提：将得到的除杂渣，分三次共加入500kg、90℃的热水，每次搅拌浸提3h，趁热 布袋离心后，收集得到363.2kg浸提滤液；
3、絮凝：将2.5kg制备例1制备的改性壳聚糖溶解于10L 1％的乙酸溶液中，然后全部 倒入滤液中，搅拌均匀后，静置8h后，板框压滤，滤液过截留分子量为4000Da的陶瓷膜，得透过液335.6kg，糖度为2.3brix；
4、层析：将透过液上柱于阳离子交换层析柱，树脂类型为D113，柱体积为40L，径高比 为1:5，上柱流速为2BV/h，收集流出液；
5、粗结晶：将收集的流出液浓缩至44brix后,先加入氢氧化钠至pH至6.5，然后加入 乙醇，致使浸提液中乙醇体积分数为5％，而后置于低温，保持4℃结晶8h，然后通过布袋离 心后，收集粗结晶；
6、重结晶：将粗结晶溶解至百利度为30brix后，加入质量百分比为2％醋酸水溶液，低 温4℃保持10h重结晶；
7、纳滤：将得到的重结晶溶解过截留分子量为500Da的纳滤膜，收集截留液；
8、浓缩干燥：将收集的截留液进行浓缩和干燥，得到6.22kg脱重金属的新橙皮苷产品。
经检测计算得到：新橙皮苷产品纯度为99.3％，总收率为93.4％；产品重金属未检出。
实施例2
其他操作和条件和实施例1相同，区别在于步骤1中，碱式盐为碱式硫酸铝，浓度为1.5wt％。最终得到产品新橙皮苷。经检测计算得到：新橙皮苷产品的纯度为99.3％，总收率为92.1％；产品重金属未检出。
实施例3
其他操作和条件和实施例1相同，区别在于步骤1中，所用原料为50kg枳壳，含有碱式 盐和醇的水溶液温度为-2℃。最终得到产品新橙皮苷。经检测计算得到：新橙皮苷产品的纯 度为99.6％，总收率为91.4％；产品重金属未检出。
实施例4
其他操作和条件和实施例1相同，区别在于步骤1中，碱式氯化锌浓度为0.5％，最终得 到产品新橙皮苷。经检测计算得到：新橙皮苷产品的纯度为99.2％，总收率为88.61％；产品 重金属未检出。
实施例5
其他操作和条件和实施例1相同，区别在于步骤1中，含有碱式盐和醇的水溶液温度为 10℃，最终得到产品新橙皮苷。经检测计算得到：新橙皮苷产品的纯度为98.5％，总收率为 85.3％；产品重金属未检出。
实施例6
其他操作和条件和实施例1相同，区别在于步骤3中，壳聚糖未经改性，最终得到产品 新橙皮苷。经检测计算得到：新橙皮苷产品的纯度为98.7％；总收率为91.30％，产品经检测， 铅和铬含量分别为0.01ppm和0.06ppm，其他重金属未检出。
对比例1
其他操作和条件和实施例1相同，区别在于步骤3中，省去改性壳聚糖处理的步骤，直 接将步骤(2)所得浸提滤液通过过截留分子量为4000Da的陶瓷膜，最终得到产品新橙皮苷。 经检测计算得到：新橙皮苷产品的纯度为97.3％；总收率为90.36％，产品经检测，铅、镉、 及铬含量分别为0.05ppm、0.03ppm和0.23ppm，其他重金属未检出。
对比例2
其他操作和条件和实施例1相同，区别在于步骤4中，省去了阳离子交换树脂柱层析的 步骤，直接将步骤(3)所得陶瓷膜透过液进行步骤5的重结晶，最终得到产品新橙皮苷。经检 测计算得到：新橙皮苷产品的纯度为97.6％；总收率为92.41％，产品经检测，铅、镉、及铬 含量分别为0.02ppm、0.01ppm和0.11ppm，其他重金属未检出。
对比例3
其他操作和条件和实施例1相同，区别在于步骤(3)和步骤(4)的顺序调换，即步骤(2)得到 浸提滤液后，先过阳离子交换树脂，流出液再经过改性壳聚糖絮凝和陶瓷膜过滤的处理，所 得透过液再进行步骤(5)的粗结晶操作。由于层析柱的负载量有限，未经絮凝的物料对阳离子 交换树脂带来很大压力，导致阳离子交换树脂柱吸附超载，无法有效除去产品中的重金属离 子。最终得到产品新橙皮苷。经检测计算得到：新橙皮苷产品的纯度为95.6％；总收率为 83.52％。产品经检测，铅和铬含量分别为0.02ppm和0.08ppm，其他重金属未检出。
Claims (12)
1.一种脱重金属的新橙皮苷的制备方法，包括以下步骤：
(1)除杂：将原料破碎后，用冷的、含有碱式盐和醇的水溶液除杂，过滤收集除杂渣；所述冷的、含有碱式盐和醇的水溶液质量是原料的6～20倍，碱式盐在溶液中的浓度为0.9-1.5wt％，所述碱式盐为碱式碳酸盐、碱式硫酸盐或碱式氯化盐；所述醇为甲醇，乙醇，异丙醇中的至少一种；醇的体积分数为4～10％；所述冷的含有碱式盐和醇的水溶液温度为-2至4℃；水溶液的pH值为4～6.5，调酸所用的酸为醋酸、柠檬酸、盐酸、苹果酸、抗坏血酸中的至少一种；
(2)浸提：将得到的除杂渣，利用热水浸提，固液分离收集浸提透过液；
(3)絮凝：将透过液加入絮凝剂，酸性条件下絮凝，后固液分离，收集透过液 ；
(4)层析：将得到的透过液过阳离子交换柱，收集流出液；
(5)粗结晶：将得到的流出液浓缩后，加入碱和低级醇，调节体系pH为中性，低温结晶，收集粗结晶；
(6)重结晶：将得到的粗结晶溶解后，重结晶；
(7)纳滤：将重结晶复溶后过纳滤膜，收集截留液；
(8)干燥粉碎：将得到的截留液干燥粉碎后，即得脱重金属的新橙皮苷产品。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述冷的、含有碱式盐和醇的水溶液质量是原料的10～15倍。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，醇的体积分数为5-7％。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱式盐的阳离子为锌、钙、铜、锰、铁、铝中的任意一种。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碱式盐为碱式氯化铜、碱式氯化镁、碱式氯化锌、碱式硫酸铁、碱式硫酸锌。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述浸提为加入除杂渣重量的10～20倍、80～100℃热水，浸提次数为2～5次，每次回流1～3h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述絮凝剂为壳聚糖，所述絮凝是将步骤(2)所得浸提透过液质量的0.1～0.5％的粉状壳聚糖溶于pH为4～6.5的酸性水溶液，所述的酸为醋酸、盐酸、柠檬酸、苹果酸中的一种，搅拌均匀后与透过液混合均匀，静置3～10h。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖为羧甲基壳聚糖。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述阳离子交换柱为以强酸性阳离子交换树脂，所述阳离子交换柱的树脂体积用量为透过液固形物质量的3～6倍(L/kg)，径高比为1:3～8，上柱流速为1～3BV/h。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述阳离子交换柱经过活化。
11.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述碱和低级醇的添加量为使得浸提液中的pH达到6.5～7.5；浓缩液中低级醇体积分数为4-10％；所述低温为-4～10℃；结晶时间为保持低温6～24h；和/或
步骤(6)中，所述重结晶为将粗结晶溶解后，其白利度为20～50brix，加入醋酸至其质量百分比为0.5～10％，低温为-4～10℃，结晶时间为保持低温6～24h；和/或
步骤(7)中，所述纳滤为膜为截留分子量为300～700Da。
12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，浓缩液中低级醇体积分数为5-7％；所述低温为2-6℃。
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| CN202010697939.3A CN111675742B (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 一种脱重金属的新橙皮苷的制备方法 |
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Denomination of invention: Preparation method of a new hesperidin for removing heavy metals Granted publication date: 20210727 Pledgee: Jiangxi Shanggao Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Business Department Pledgor: Jiangxi Haifu Bioengineering Co.,Ltd. Registration number: Y2024980036851 |