CN112851739B - 一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法 - Google Patents

一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法，包括以下步骤：A)将干燥的絮凝渣粉碎过筛，得到筛下物；B)将所述筛下物装入层析柱并压实，层析柱两端密封并抽真空处理，得到装填了筛下物的层析柱；C)用浸提剂洗柱，收集流出液；D)将所述流出液纯化，得到甜苷产品。本发明提供的方法可以从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷，回收率高，并且纯度高。

Description

一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法
技术领域
本发明属于天然产物提取技术领域，具体涉及一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法。
背景技术
罗汉果、甜茶及甜叶菊是三种主要的制备天然甜味剂的植物原料。其罗汉果中含有的罗汉果甜苷是其主要活性物质，也是主要的甜味物质，其中罗汉果甜苷V其甜度为蔗糖的300倍，其热量为几乎零，具有清热润肺镇咳、润肠通便之功效，对肥胖、便秘、糖尿病等具有防治作用；甜茶在广西瑶族、壮族聚居区，甜茶有着悠久的应用历史，有清热解毒、生津、润肺、止咳、利咽的功效。甜茶苷是从蔷薇科甜茶中提取的一种二萜及苷类物质，也是其主要活性物质和甜味物质，其中主要成分甜茶素是甜茶苷的主要组成部分，其口感最佳的，甜味的纯正程度接近白糖，甜度相当蔗糖的300倍，热量为蔗糖1％；甜叶菊是一种菊科、甜菊属多年生的草本植物，是由南美亚热带地区引种栽培成功。甜叶菊根茎叶中含有大量的甜叶菊糖苷，近年来，甜叶菊糖甙以其低热量(约为蔗糖的1/300)和高甜度(约为蔗糖的200～300倍)的优势，逐渐引起人们的重视，被认定为可替代蔗糖的第三代保健糖源，对糖尿病、口腔龋齿、肥胖症和高血压等有一定的治疗效果。
目前罗汉果、甜茶及甜叶菊的絮凝渣的现有技术包括以下几个方面：
(一)对絮凝渣的再利用情况：
针对罗汉果、甜茶及甜叶菊的工艺，主要还停留在对原料中有效成分的提取(罗汉果甜苷、甜茶苷及甜菊糖苷)，对其絮凝渣利用的研究较少。
(二)絮凝渣的来源：
罗汉果、甜茶及甜叶菊的原料在进行浸提时为了得到的较为澄清的浸提液，大多数工艺会有一个絮凝的步骤，絮凝的目的是为了在上柱之前进行初步的除杂，即加入絮凝剂促使浸提液中的蛋白质、鞣质、果胶等有机物质发生凝聚而产生沉淀从而被清除达到初步除杂的目的。
(三)一般的应用于罗汉果、甜茶及甜叶菊的絮凝剂包括：
无机絮凝剂(氢氧化钙、硫酸铁、硫酸铝、氯化铁、氯化铝等)，有机絮凝剂(壳聚糖、甲壳素、聚酰胺等)，或其他。应用最多主要还是氢氧化钙和铁盐。
(四)絮凝渣有效成分的含量：一般罗汉果絮凝渣中残留的罗汉果甜苷V约10％(干基)，甜茶及甜叶菊约5％(干基)，同时还含有如蛋白质、鞣质等成分，絮凝渣如果不加以回收处理，则会大大浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法，本发明提供的方法可以从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷，回收率高，并且纯度高。
本发明提供了一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法，包括以下步骤：
A)将干燥的絮凝渣粉碎过筛，得到筛下物；
B)将所述筛下物装入层析柱并压实，层析柱两端密封并抽真空处理，得到装填了筛下物的层析柱；
C)用浸提剂洗柱，收集流出液；
D)将所述流出液纯化，得到甜苷产品。
优选的，所述絮凝渣为将罗汉果、甜茶或甜叶菊浸提后得到的浸提液经过絮凝剂絮凝而得到的沉淀物。
优选的，所述过筛为过6～20目筛网。
优选的，所述抽真空的真空度为-0.1～-0.04Mpa。
优选的，所述层析柱的柱径高比为1:3～8，优选为1:4～6。
优选的，所述浸提剂洗柱的方式为顶端上柱或底端上柱；
所述浸提剂选自醇类溶剂、助渗剂和水的混合物，其中，醇类溶剂的体积分数为80％～95％，所述助渗剂的质量分数为0～0.1％，所述醇类溶剂选自乙醇或甲醇，所述助渗剂选自单甘酯、蔗糖酯、吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、吐温100中的一种或多种组合。
优选的，所述浸提剂洗柱的上柱体积为3～5BV，上柱流速为0.1～1.0BV/h，优选为0.3～0.6BV/h。
优选的，所述洗柱的同时进行辅助超声，所述超声的功率为100～1000W，频率30～50KHZ。
优选的，所述纯化的方法为先经过大孔吸附树脂吸附、然后依次经过阴离子交换脱色和阳离子交换脱色，最后进行浓缩后重结晶。
优选的，所述纯化的方法为：
将流出液上柱大孔吸附树脂，水洗柱后，用乙醇水溶液溶解一次性解吸，收集解吸液后，蒸发脱醇后，稀释至4～10brix，依次通过阴离子交换树脂和阳离子交换树脂后，收集流出液，浓缩、重结晶、干燥，得到甜苷；
结晶母液浓缩干燥得到低含量甜苷。
与现有技术相比，本发明提供了一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法，包括以下步骤：A)将干燥的絮凝渣粉碎过筛，得到筛下物；B)将所述筛下物装入层析柱并压实，层析柱两端密封并抽真空处理，得到装填了筛下物的层析柱；C)用浸提剂洗柱，收集流出液；D)将所述流出液纯化，得到甜苷产品。本发明提供的方法可以从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷，回收率高，并且纯度高。
具体实施方式
本发明提供了一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法，包括以下步骤：
A)将干燥的絮凝渣粉碎过筛，得到筛下物；
B)将所述筛下物装入层析柱并压实，层析柱两端密封并抽真空处理，得到装填了筛下物的层析柱；
C)用浸提剂洗柱，收集流出液；
D)将所述流出液纯化，得到甜苷产品。
本发明以罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣为原料，从中进行甜苷的回收，其中，分别为罗汉果甜苷V、甜茶苷及甜菊糖苷。
其中，本发明对所述絮凝渣的来源并没有特殊限制，本领域技术人员公知的方法得到的絮凝渣即可。
具体的，所述絮凝渣为将罗汉果、甜茶或甜叶菊浸提后得到的浸提液经过絮凝剂絮凝而得到的沉淀物。所述絮凝剂无机絮凝剂、有机絮凝剂或其他絮凝剂，优选为氢氧化钙、硫酸铁、硫酸铝、氯化铁、氯化铝、壳聚糖、甲壳素、聚酰胺中的一种或多种，最优选为氢氧化钙和铁盐。
得到絮凝渣后，将所述絮凝渣进行干燥，本发明对所述干燥的具体方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的干燥方法即可，包括但不限于真空干燥、真空微波干燥、鼓风干燥等。优选真空干燥及真空微波干燥。
其中，所述真空干燥的温度50～80℃，优选为60～70℃，真空度-0.1～-0.07MPa。所述真空微波干燥温度50～80℃，优选为60～70℃，真空度-0.1～-0.07MPa，微波频率200～800W，优选为300～700W，进一步优选为400～600W。
本发明将絮凝渣干燥，脱去其中的水分，可以促进甜苷的浸提。
得到干燥的絮凝渣后，将所述絮凝渣粉碎过筛，得到筛下物。其中，本发明对所述粉碎的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的方法即可。在本发明中，可以为压碎、研磨、机械粉碎中的一种或多种。然后将粉碎后的絮凝渣过6～20目筛网，收集筛下物。
然后，将所述筛下物装入层析柱并压实，层析柱两端密封并抽真空处理，得到装填了筛下物的层析柱；
其中，所述层析柱的柱径高比为1:3～8，优选为1:4～6。所述抽真空的真空度为-0.1～-0.04Mpa，优选为-0.08～-0.06Mpa。
接着，用浸提剂进行洗柱。其中，所述浸提剂洗柱的方式为顶端上柱或底端上柱；
所述浸提剂选自醇类溶剂、助渗剂和水的混合物，其中，醇类溶剂的体积分数为80％～95％，所述助渗剂的质量分数为0～0.1％，所述醇类溶剂选自乙醇或甲醇，所述助渗剂选自单甘酯、蔗糖酯、吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、吐温100中的一种或多种。其中，使用助渗剂可以促进浸提剂充分与絮凝渣颗粒接触，提高回收率。
所述浸提剂洗柱的上柱体积为3～5BV，上柱流速为0.1～1.0BV/h，优选为0.3～0.6BV/h。
在本发明的一些优选实施方式中，所述洗柱的同时进行辅助超声，所述超声的功率为100～1000W，优选为200～800W，频率30～50KHZ，优选为35～45KHZ。本发明通过采用真空辅助超声波的方式，可以促进浸提剂充分与絮凝渣颗粒接触，促进甜苷物质的溶出，从而提高回收率。
洗柱完成后，收集流出液。然后将所述流出液纯化，得到甜苷产品。
本发明对所述纯化的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的方法即可。在本发明中，所述纯化的方法为先用大孔吸附树脂吸附、然后依次经过阴和阳离子交换脱色、最后浓缩后重结晶。
在本发明的一些具体实施方式中，所述纯化的方法为：
将流出液上柱大孔吸附树脂，水洗柱后，用乙醇水溶液溶解一次性解吸，收集解吸液后，蒸发脱醇后，稀释至4～10brix，依次通过阴离子交换树脂和阳离子交换树脂后，收集流出液，浓缩后结晶、干燥，得到高含量甜苷，结晶母液浓缩干燥得到低含量甜苷。
其中，所述大孔吸附树脂选自D101、DM130或AB-8。
所述乙醇水溶液的体积浓度为65％。
所述阴离子交换树脂选自LX-T5、D941、LXD-762中的任意一种；
所述阳离子交换树脂选自LXB-001、D732、LSl-010中的任意一种
本发明提供的方法可以从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷，回收率高，总收率≥95％；并且纯度高，制得的罗汉果甜苷含量最高≥70％、甜茶苷含量最高≥95％、甜菊糖苷含量最高≥95％。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
罗汉果甜苷V的回收
(1)烘干：取罗汉果絮凝渣5kg(水分含量90％，罗汉果甜苷V含量为8.8％(干基))，平铺与托盘中，置于70℃鼓风干燥机内干燥至恒重。
(2)粉碎：将干燥的絮凝渣碾压破碎后，过18目筛网。
(3)柱浸提Ⅰ：将经过破碎处理的絮凝渣装入玻璃层析柱内，柱径高比为1:5，两端密封后，抽真空至-0.05Mpa，并置于超声波条件下(200W，30KHZ)，用浸提剂Ⅰ(80％(体积浓度)的乙醇，吐温20 0.02wt％)由柱底端进入进行洗柱，流速为0.5BV/h，上柱体积为4BV。单独收集流出液。
(4)甜苷的制备：将收集的流出液合并后，上柱于700ml D101型大孔吸附树脂后,用3BV 65％的乙醇解吸，解吸液除醇后稀释至5Brix，依次上柱于300ml LX-762和200mlLXB-001层析柱，收集流出液后浓缩后用乙醇进行重结晶，结晶及结晶母液浓缩真空干燥后，即分别得到52.3g和14.0g罗汉果甜苷V。
经过检测，制得罗汉果甜苷V含量分别为74.3％和23.3％，总收率为95.73％。
实施例2
甜茶苷的回收
(1)烘干：取甜茶絮凝渣5kg(水分含量76％，甜茶苷的含量为4.6％(干基))，平铺与托盘中，置于80℃鼓风干燥机内干燥至恒重。
(2)粉碎：将干燥的絮凝渣碾压破碎后，过10目筛网。
(3)柱浸提Ⅰ：将经过破碎处理的絮凝渣装入玻璃层析柱内，柱径高比为1:4，两端密封后，抽真空至-0.08Mpa，并置于超声波条件下(300W，40KHZ)，用浸提剂Ⅰ(90％(体积浓度)的乙醇，吐温100 0.05wt％)由柱底端进入进行洗柱，流速为0.7BV/h，上柱体积为5BV。单独收集流出液。
(4)甜苷的制备：将收集的流出液合并后，上柱于700ml AB-8型大孔吸附树脂后,用3BV 65％的乙醇解吸，解吸液除醇后稀释至5Brix，依次上柱于300ml D941和200ml D732层析柱，收集流出液后浓缩后用乙醇进行重结晶，结晶及结晶母液浓缩真空干燥后，即分别得到47.2g和11.2g甜茶苷。
经过检测，制得甜茶苷产品含量分别为97.9％和66.5％，总收率为97.20％。
实施例3
甜菊糖的回收
(1)烘干：取甜叶菊絮凝渣5kg(水分含量79％，甜菊糖苷含量为5.6％(干基))，平铺与托盘中，置于70℃微波干燥机内干燥至恒重。
(2)粉碎：将干燥的絮凝渣碾压破碎后，过20目筛网。
(3)柱浸提Ⅰ：将经过破碎处理的絮凝渣装入玻璃层析柱内，柱径高比为1:6，两端密封后，抽真空至-0.1Mpa，并置于超声波条件下(700W，30KHZ)，用浸提剂Ⅰ(95％(体积浓度)的甲醇，单甘脂0.03wt％)由柱底端进入进行洗柱，流速为0.2BV/h，上柱体积为3BV。单独收集流出液。
(4)甜苷的制备：将收集的流出液合并后，上柱于700ml AB-8型大孔吸附树脂后,用3BV 65％的乙醇解吸，解吸液除醇后稀释至5Brix，依次上柱于300ml D941和200ml D732层析柱，收集流出液后浓缩后用甲醇进行重结晶，结晶及结晶母液浓缩真空干燥后，即分别得到46.8g和15.6g甜菊糖苷。
经过检测，制得甜茶苷产品含量分别为96.5％和71.4％，总收率为95.75％。
对比例1～3
对比例1～3分别对应实施例1～3，参照实施例1～3的方法，参照表1中的参数进行甜苷的回收。
表1
Figure BDA0002999960240000071
Figure BDA0002999960240000081
表1中，“/”表示未进行该步骤；
“干燥后得到的甜苷”的两个数据前后分别对应结晶的质量及结晶母液浓缩真空干燥后的质量；
“甜苷纯度”的两个数据前后分别对应结晶中甜苷的质量百分含量及结晶母液浓缩真空干燥后的物质中甜苷的质量百分含量；
“甜苷总收率”指的是絮凝渣中甜苷的收率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种从罗汉果、甜茶或甜叶菊絮凝渣中回收甜苷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)将干燥的絮凝渣粉碎过筛，得到筛下物；
B)将所述筛下物装入层析柱并压实，层析柱两端密封并抽真空处理，得到装填了筛下物的层析柱，所述抽真空的真空度为-0.1～-0.04Mpa；
C)用浸提剂洗柱，收集流出液，所述洗柱过程在真空条件下进行；所述洗柱的同时进行辅助超声，所述超声的功率为100～1000W，频率30～50KHZ；
所述浸提剂选自醇类溶剂、助渗剂和水的混合物，其中，醇类溶剂的体积分数为80％～95％，所述助渗剂的质量分数为0～0.1％，所述醇类溶剂选自乙醇或甲醇，所述助渗剂选自单甘酯、蔗糖酯、吐温20、吐温40、吐温60、吐温80、吐温100中的一种或多种组合；
D)将所述流出液纯化，得到甜苷产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述絮凝渣为将罗汉果、甜茶或甜叶菊浸提后得到的浸提液经过絮凝剂絮凝而得到的沉淀物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过筛为过6～20目筛网。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述层析柱的柱径高比为1:3～8。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述层析柱的柱径高比为1:4～6。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸提剂洗柱的方式为顶端上柱或底端上柱。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸提剂洗柱的上柱体积为3～5BV，上柱流速为0.1～1.0BV/h；
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸提剂洗柱的上柱流速为0.3～0.6BV/h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯化的方法为先经过大孔吸附树脂吸附、然后依次经过阴离子交换脱色和阳离子交换脱色，最后进行浓缩后重结晶。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯化的方法为：
将流出液上柱大孔吸附树脂，水洗柱后，用乙醇水溶液溶解一次性解吸，收集解吸液后，蒸发脱醇后，稀释至4～10brix，依次通过阴离子交换树脂和阳离子交换树脂后，收集流出液，浓缩、重结晶、干燥，得到甜苷；
结晶母液浓缩干燥得到低含量甜苷。
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