CN114014828A

CN114014828A - 一种从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法及其应用

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Publication number: CN114014828A
Application number: CN202111178837.1A
Authority: CN
Inventors: 张宝堂; 范斌; 张建; 谭家忠; 廖娜; 雷桂芳
Original assignee: HUNAN NUTRAMAX Inc
Current assignee: HUNAN NUTRAMAX Inc
Priority date: 2021-10-09
Filing date: 2021-10-09
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2041-10-09
Also published as: CN114014828B

Abstract

本发明公开了一种从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法及其应用，提取方法包括加酸水解、提取浓缩、水洗纯化、醋酸铅沉淀、离子交换和重结晶纯化六步。本发明提供了一种全新的从甜菊糖提取渣中提取高纯度槲皮素的方法，制备得到的槲皮素产品的纯度高达95％以上(HPLC)，且收率高达91％，且制备得到的槲皮素产品的颜色为纯黄色，可以作为高纯度的植物提取物上市销售；本发明所提供的方法工艺过程可操作性强，成本低，无污染，适宜于工业化生产，不仅实现了将甜叶菊资源综合利用，变废为宝，创造可观的经济效益，而且还解决了甜叶菊在提取完甜菊糖苷后废渣环境污染的问题。

Description

一种从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法及其应用

技术领域

本发明涉及植物有效成分的提取技术领域，更具体地，涉及一种从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法及其应用。

背景技术

甜菊糖提取渣

槲皮素是一种天然存在的具有良好生物活性的植物化学物质，主要以糖苷的形式存在于蔬菜、水果、茶和葡萄酒中，具有有益健康的作用。槲皮素是一种膳食多酚，通过饮食或作为食品补充剂可以从其保护作用中受益，与化学制剂相比，其来源广泛，安全易得。槲皮素的抗糖尿病、抗高血压病、抗阿尔茨海默病、抗关节炎、抗流感病毒、抗微生物感染、抗衰老和影响自噬及心血管保护作用已得到广泛研究，最近还报道了其对不同癌细胞系的抗癌活性研究。

甜菊糖提取渣是甜叶菊提取甜菊糖苷后的废弃物，其除含有水分、粗脂肪和粗纤维等之外还含有黄酮类和挥发油等活性物质。中国是世界最大的甜菊糖苷生产国，生产企业众多，植物资源处理量大，所产废弃物甜菊糖提取渣数量巨大，严重污染环境且不能创造新的价值。

现已有文献报道关于从甜叶菊中同时提取甜叶菊糖苷和黄酮，以及从甜叶菊渣中提取纯化黄酮类物质的生产工艺，能大大提升甜叶菊的综合利用价值，减少甜叶菊渣的环境污染，潜在发展前景广泛。

甜叶菊叶片的黄酮类成分主要为槲皮素及其苷类，用适当的方法从提取了甜菊糖苷后的提取渣中回收槲皮素，对于甜叶菊的综合利用具有重要意义。

公开号为CN101062078A的中国发明专利申请公开了一种从甜叶菊中提取甜菊苷类和黄酮类提取物及其制备方法，具体公开了经过提取、萃取法和柱色谱等分离后所得提取物中各种甜菊苷类和包含槲皮素在内的黄酮类成分百分含量的总和，但并没有对单体化合物进一步分离纯化，且所得到的提取物中槲皮素含量不高。

公开号为CN104592185A的中国发明专利申请公开了一种从荸荠皮提取槲皮素的方法，具体公开了以荸荠皮为原料，经过丙酮水提取、萃取后、中压MCI柱、聚酰胺柱、Sephadex LH-20凝胶和硅胶柱纯化，获得含量在95％以上的槲皮素产品；该方法所用的凝胶和MCI填料价格高昂，仅适合在实验室进行少量制备。

公开号为CN110590882A的中国发明专利申请公开了一种从金花葵花中同时分离纯化包括槲皮素在内的6种黄酮化合物的方法，该方法金花葵花为原料，经过微波辅助提取、萃取、聚酰胺快速制备色谱和制备型液相色谱分离得到包括槲皮素在内、纯度均高于95％的6种黄酮类化合物；该方法需要价格高昂的设备，仅适合在科学研究上进行使用。

迄今为止，尚未见到有关能用于规模化大生产的从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法的相关报道。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明提供了一种从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法及其应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，包括，

S1、加酸水解

将甜菊糖提取渣加水混合后，再加入酸加热水解，固液分离并用水洗直至中性，干燥得到甜菊糖渣水解物；

S2、提取浓缩

将步骤S1中的甜菊糖渣水解物加入到第一溶剂中，加热回流提取后过滤，将滤液浓缩得到浸膏；

S3、水洗纯化

将步骤S2中的浸膏与去离子水混合后加热搅拌，趁热过滤后得到第一沉淀；

S4、醋酸铅沉淀

将步骤S3中的第一沉淀加入到第二溶剂中，溶解后离心并取上清液，加入饱和醋酸铅水溶液静置沉淀后用水洗涤，得到第二沉淀；

S5、离子交换

将步骤S4中的第二沉淀用醇类溶剂溶解后上离子交换树脂柱脱铅，水洗至无醇味，收集流出液并浓缩干燥得到槲皮素粗品；

S6、重结晶纯化

将步骤S5中的槲皮素粗品与第三溶剂混合后加热溶解，冷却结晶，将晶体过滤后干燥，即得。

在上述技术方案中，步骤S2中，所述第一溶剂为丙酮、乙酸乙酯、C1-C5醇类和C1-C5醇类水溶液中的一种或多种。

在上述技术方案中，步骤S2中，所述加热回流提取的温度为60-90℃。

在上述技术方案中，步骤S2中，在所述加热回流提取的过程中，控制料液比为1∶5-30。

进一步地，在上述技术方案中，步骤S2中，所述加热回流提取的次数为2-3次。

在上述技术方案中，步骤S2中，所述加热回流提取的时间为30-90min。

在本发明的一个具体实施方式中，所述加热回流提取的次数为3次，每次的提取温度和提取时间均相同，但第一次的料液比为1∶10-30，后两次的料液比为1∶5-10。

在上述技术方案中，步骤S4中，所述第二溶剂为95v％乙醇水溶液或95v％甲醇水溶液。

在上述技术方案中，步骤S4中，所述饱和醋酸铅水溶液为现用现配。

在上述技术方案中，步骤S4中，所述洗涤的次数为2-3次。

再进一步地，在上述技术方案中，步骤S5中，用于溶解第二沉淀的所述醇类溶剂的浓度为5-35v％。

再进一步地，在上述技术方案中，步骤S5中，所述离子交换树脂柱为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂柱，具体可以为Diaion SK-103阳离子交换树脂柱、Amberlite IR-120阳离子交换树脂柱和D001型阳离子交换树脂柱中的一种。

再进一步地，在上述技术方案中，步骤S5中，所述第二沉淀溶解后的上柱流速为0.5-1.5BV/h，水洗流速为1-4BV/h。

再进一步地，在上述技术方案中，步骤S5中，所述离子交换树脂柱中装载的树脂与甜菊糖提取渣的体积质量比为0.1-1.0ml∶1g。

再进一步地，在上述技术方案中，步骤S6中，所述第三溶剂为88-95v％的甲醇水溶液或88-95v％的乙醇水溶液。

再进一步地，在上述技术方案中，步骤S6中，所述槲皮素粗品与第三溶剂的加入量比为1g∶10-30ml。

再进一步地，在上述技术方案中，步骤S6中，所述加热溶解的温度为30-60℃。

再进一步地，在上述技术方案中，步骤S6中，所述冷却结晶的温度和时间分别为0-5℃和12-24h。

再进一步地，在上述技术方案中，步骤S6中，所述干燥为在真空度为-0.085MPa和50-60℃下的真空干燥。

又进一步地，在上述技术方案中，步骤S3中，所述加热的温度为40-80℃。

还进一步地，在上述技术方案中，步骤S1中，所述酸为盐酸或硫酸，其加入量为控制混合溶液中酸的浓度为1-5v％。

还进一步地，在上述技术方案中，步骤S1中，所述加热水解的温度和时间分别为100-120℃和1-5h。

具体地，在上述技术方案中，所用的原料甜菊糖提取渣为水提法提取甜叶菊中的甜叶糖苷后的废弃物。

本发明另一方面还提供了上述方法在从甜菊糖提取渣中回收槲皮素中的应用。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明提供了一种全新的从甜菊糖提取渣中提取高纯度槲皮素的方法，制备得到的槲皮素产品的纯度高达95％以上(HPLC)，且收率高达91％，且制备得到的槲皮素产品的颜色为纯黄色，可以作为高纯度的植物提取物上市销售；

(2)本发明所提供的方法工艺过程可操作性强，成本低，无污染，适宜于工业化生产，不仅实现了将甜叶菊资源综合利用，变废为宝，创造可观的经济效益，而且还解决了甜叶菊在提取完甜菊糖苷后废渣环境污染的问题。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例中，如无特别说明，所用手段均为本领域常规的手段。

本文中所用的术语“包含”、“包括”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。

例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实施例和对比例所用的试剂和仪器均为市售产品。

本发明实施例中所用甜菊糖提取渣原料为工厂经过水提取后的甜叶菊废渣，其中，槲皮素的含量为1.51wt％(游离态与苷类水解后总和)。

实施例1

本发明实施例提供了一种从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，具体包括以下步骤：

S1、加酸水解

取干燥的甜菊糖提取渣500g，加入去离子水9L，再加入30wt％的盐酸1L，混匀得到酸的浓度为3wt％的混合溶液，在120℃下加热水解2h，过滤除酸水并用去离子水洗至中性，随后干燥得到甜菊糖渣水解物；

S2、提取浓缩

将步骤S1中的甜菊糖渣水解物加入到7L的80v％的丙酮水溶液中，在65℃下回流提取90min后过滤，再重复加入到4L的80v％的丙酮水溶液中在65℃下回流提取两次，每次60min，将提取三次的滤液合并后回收丙酮，并浓缩得到150ml浸膏；

S3、水洗纯化

往步骤S2中的浸膏中加入去离子水，加热至60℃并搅拌5min，随后趁热过滤并用去离子水洗涤三次，弃去滤液和洗涤液得第一沉淀；

S4、醋酸铅沉淀

将步骤S3中的第一沉淀加入到其重量30倍的95v％的乙醇水溶液中，溶解后离心并取上清液，并往上清液中加入现配的饱和醋酸铅水溶液直至不再有沉淀生成，过滤后将沉淀用去离子水洗涤三次，弃去滤液和洗涤液，得到第二沉淀；

S5、离子交换

用25v％的乙醇水溶液将步骤S4中的第二沉淀完全溶解后，以1BV/h的速度通过D001型阳离子交换树脂柱脱铅(控制交换树脂柱中装载的树脂与甜菊糖提取渣的体积质量比为0.1-1.0ml∶1g)，并用去离子水以2BV/h的流速洗至无醇味，收集流出液并且减压浓缩干燥得到槲皮素粗品；

S6、重结晶纯化

将步骤S5中的槲皮素粗品与95v％的乙醇水溶液按固液比为1g：25ml的比例混合后，在45℃下加热溶解，取上清液浓缩后置于4℃的冰箱中冷却结晶，将晶体过滤后干燥，得槲皮素7.25g，经HPLC(参考药典的检测方法)检测纯度为96.74％。

实施例2

S1、加酸水解

取干燥的甜菊糖提取渣1000g，加入去离子水10L，再加入40wt％的硫酸，混匀得到酸的浓度为3wt％的混合溶液，在100℃下加热水解3h，过滤除酸水并用去离子水洗至中性，随后干燥得到甜菊糖渣水解物；

S2、提取浓缩

将步骤S1中的甜菊糖渣水解物加入到15L的80v％的乙酸乙酯中，在80℃下回流提取90min后过滤，再重复加入到7L的乙酸乙酯中在80℃下回流提取两次，每次60min，将提取三次的滤液合并后回收丙酮，并浓缩得到300ml浸膏；

S3、水洗纯化

S4、醋酸铅沉淀

将步骤S3中的第一沉淀加入到其重量40倍的95v％的乙醇水溶液中，溶解后离心并取上清液，并往上清液中加入现配的饱和醋酸铅水溶液直至不再有沉淀生成，过滤后将沉淀用去离子水洗涤三次，弃去滤液和洗涤液，得到第二沉淀；

S5、离子交换

用35v％的乙醇水溶液将步骤S4中的第二沉淀完全溶解后，以1.5BV/h的速度通过Amberlite IR-120型阳离子交换树脂柱脱铅(控制交换树脂柱中装载的树脂与甜菊糖提取渣的体积质量比为1.0ml∶1g)，并用去离子水以3BV/h的流速洗至无醇味，收集流出液并且减压浓缩干燥得到槲皮素粗品；

S6、重结晶纯化

将步骤S5中的槲皮素粗品与95v％的乙醇水溶液按固液比为1g∶30ml的比例混合后，在30℃下加热溶解，取上清液浓缩后置于4℃的冰箱中冷却结晶，将晶体过滤后干燥，得槲皮素14.19g，经HPLC检测纯度为97.29％。

实施例3

S1、加酸水解

取干燥的甜菊糖提取渣5000g，加入去离子水50L，再加入30wt％的盐酸，混匀得到酸的浓度为3wt％的混合溶液，在115℃下加热水解2h，过滤除酸水并用去离子水洗至中性，随后干燥得到甜菊糖渣水解物；

S2、提取浓缩

将步骤S1中的甜菊糖渣水解物加入到70L的95v％的乙醇水溶液中，在80℃下回流提取90min后过滤，再重复加入到40L的95v％的乙醇水溶液中在80℃下回流提取两次，每次60min，将提取三次的滤液合并后回收丙酮，并浓缩得到1200ml浸膏；

S3、水洗纯化

S4、醋酸铅沉淀

S5、离子交换

用15v％的乙醇水溶液将步骤S4中的第二沉淀完全溶解后，以1BV/h的速度通过Diaion SK-103型阳离子交换树脂柱脱铅(控制交换树脂柱中装载的树脂与甜菊糖提取渣的体积质量比为0.2ml∶1g)，并用去离子水以2BV/h的流速洗至无醇味，收集流出液并且减压浓缩干燥得到槲皮素粗品；

S6、重结晶纯化

将步骤S5中的槲皮素粗品与95v％的乙醇水溶液按固液比为1g∶12ml的比例混合后，在60℃下加热溶解，取上清液浓缩后置于4℃的冰箱中冷却结晶，将晶体过滤后干燥，得槲皮素74.93g，经HPLC检测纯度为97.12％。

分析实施例1-3的结果，可以看出：本发明实施例提供了一种全新的从甜菊糖提取渣中提取高纯度槲皮素的方法，制备得到的槲皮素产品的纯度高达95％以上(HPLC)，且收率高达91％，且制备得到的槲皮素产品的颜色为纯黄色，可以作为高纯度的植物提取物上市销售；本发明实施例所提供的方法工艺过程可操作性强，成本低，无污染，适宜于工业化生产，不仅实现了将甜叶菊资源综合利用，变废为宝，创造可观的经济效益，而且还解决了甜叶菊在提取完甜菊糖苷后废渣环境污染的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，其特征在于，

包括，

S1、加酸水解

S2、提取浓缩

S3、水洗纯化

S4、醋酸铅沉淀

S5、离子交换

S6、重结晶纯化

2.根据权利要求1所述的从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，其特征在于，

步骤S2中，

所述第一溶剂为丙酮、乙酸乙酯、C1-C5醇类和C1-C5醇类水溶液中的一种或多种；

和/或，所述加热回流提取的温度为60-90℃；

和/或，在所述加热回流提取的过程中，控制料液比为1∶5-30。

3.根据权利要求2所述的从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，其特征在于，

步骤S2中，

所述加热回流提取的次数为2-3次；

和/或，所述加热回流提取的时间为30-90min。

4.根据权利要求1所述的从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，其特征在于，

步骤S4中，

所述第二溶剂为95v％乙醇水溶液或95v％甲醇水溶液；

和/或，所述饱和醋酸铅水溶液为现用现配；

和/或，所述洗涤的次数为2-3次。

5.根据权利要求1-4任一项所述的从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，其特征在于，

步骤S5中，

用于溶解第二沉淀的所述醇类溶剂的浓度为5-35v％；

和/或，所述离子交换树脂柱为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂柱，具体可以为DiaionSK-103阳离子交换树脂柱、Amberlite IR-120阳离子交换树脂柱和D001型阳离子交换树脂柱中的一种；

和/或，所述第二沉淀溶解后的上柱流速为0.5-1.5BV/h，水洗流速为1-4BV/h；

和/或，所述离子交换树脂柱中装载的树脂与甜菊糖提取渣的体积质量比为0.1-1.0ml∶1g。

6.根据权利要求1-4任一项所述的从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，其特征在于，

步骤S6中，

所述第三溶剂为88-95v％的甲醇水溶液或88-95v％的乙醇水溶液；

和/或，所述槲皮素粗品与第三溶剂的加入量比为1g∶10-30ml；

和/或，所述加热溶解的温度为30-60℃；

和/或，所述冷却结晶的温度和时间分别为0-5℃和12-24h；

和/或，所述干燥为在真空度为-0.085MPa和50-60℃下的真空干燥。

7.根据权利要求1-6任一项所述的从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，其特征在于，

步骤S3中，所述加热的温度为40-80℃。

8.根据权利要求1-7任一项所述的从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，其特征在于，

步骤S1中，

所述酸为盐酸或硫酸，其加入量为控制混合溶液中酸的浓度为1-5v％；

和/或，所述加热水解的温度和时间分别为100-120℃和1-5h。

9.根据权利要求1-8任一项所述的从甜菊糖提取渣中回收槲皮素的方法，其特征在于，

所述甜菊糖提取渣为水提法提取甜叶菊中的甜叶糖苷后的废弃物。

10.权利要求1-9任一项所述的方法在从甜菊糖提取渣中回收槲皮素中的应用。