CN117264000A - 一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷d的方法 - Google Patents
一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷d的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法，属于甜味剂生产技术领域，所述方法，包括如下步骤：(1)预处理：生物酶法催化甜菊糖反应液加热处理后，依次经固液分离、树脂吸附、洗脱液浓缩，得到浓缩液；(2)溶解：向步骤(1)得到的浓缩液中加入有机溶剂混合，溶解，过滤除杂，得到溶液；(3)结晶：向步骤(2)得到的溶液中先后加入晶种和反溶剂，搅拌结晶、过滤洗涤，干燥，得到莱鲍迪苷D。本发明一次结晶可将莱鲍迪苷D的含量提高至91％以上，为实现高纯莱鲍迪苷D的生产提供了可靠的方法。
Description
技术领域
本发明属于甜味剂生产技术领域，具体涉及一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法。
背景技术
莱鲍迪苷D(简称RD)是甜菊糖组分中的一种，除了具有甜菊糖的低热量、有保健作用的优点外，其口感也较好，几乎无甜菊糖苷ST、RA等后苦味的不良口感，同时甜度也很高，糖度是蔗糖甜度的200-300倍。
目前，国际上比较重点关注甜菊糖中各种单一组分的提纯方法的研究。因为单一组分的口感比较单一，可以直接添加在食品或者药品当中，并且以单组份纯品作为研究对象可以进行一系列的性质等方面的研究。
RD为甜菊糖混合物中其中一种单组份，因其在甜菊糖中含量很少，目前主流的方法是利用甜叶菊直接提取，此方法得到的RD纯度不够，仍含有不少STV、RA等影响甜味。如果能够利用生物酶法催化甜菊糖反应液为原料，提纯单一组分RD，将为实现高纯RD产品的生产提供可靠的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法，从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D，一次结晶可将莱鲍迪苷D的含量提高至91％以上，为实现高纯莱鲍迪苷D的生产提供了可靠的方法，解决了现有技术中提纯莱鲍迪苷D纯度低(1-5％)的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法，包括如下步骤：
(1)预处理：生物酶法催化甜菊糖反应液加热处理后，依次经固液分离、树脂吸附、洗脱液浓缩，得到浓缩液；
(2)溶解：向步骤(1)得到的浓缩液中加入有机溶剂混合，溶解，过滤除杂，得到溶液；
(3)结晶：向步骤(2)得到的溶液中先后加入晶种和反溶剂，搅拌结晶、过滤洗涤，干燥，得到莱鲍迪苷D。
本发明步骤(1)中所述热处理为80-95℃下保持60min以上；优选为60-120min。
本发明步骤(1)中所述固液分离为本领域常规技术手段，包括但不限于离心、过滤或絮凝。
本发明步骤(1)中所述树脂为具有高二萜化合物选择性的树脂产品，包括但不限于D系列、LX、XDA系列或HB-8，采用的洗脱液为体积分数20-70％的乙醇水溶液；优选地，所述乙醇水溶液的体积分数为40-70％。
本发明步骤(1)中所述浓缩为控制洗脱液中甜菊糖的质量分数不低于80％，可采用本领域常规的浓缩方式实现，包括但不限于真空浓缩、滤膜浓缩。具体操作过程中，所述浓缩为浓缩至原生物酶法催化甜菊糖反应液的4-12％即可。
本发明步骤(2)中所述有机溶剂为体积分数95-99.9％的甲醇水溶液；所述浓缩液和有机溶剂的体积比为1：1-2；优选地，所述有机溶剂为体积分数99.9％的甲醇水溶液；所述浓缩液和有机溶剂的体积比1：1.2-1.6。
本发明步骤(3)中所述晶种为莱鲍迪苷D，所述晶种的加入量为溶液质量分数的0.1‰-1.7‰；优选地，所述晶种的加入量为溶液质量分数的0.48‰-1.6‰。
本发明步骤(3)中所述反溶剂为乙醚和/或氯仿；所述反溶剂的加入量为溶液体积的1-5％；优选地，所述反溶剂的加入量为溶液体积的3.4-4.8％。
本发明步骤(3)中反溶剂的加入时间对莱鲍迪苷D的纯度影响至关重要，优选地，所述反溶剂的加入时间为：晶种加入后的第5-10min。
本发明步骤(3)中所述搅拌结晶为：温度20-50℃，转速50-200rpm/min，结晶2-8h；优选地，所述转速为100rpm/min，结晶时间为4-8h。
本发明步骤(3)中所述洗涤为采用体积分数95-99％的乙醇水溶液进行洗涤。
本发明步骤(3)中所述干燥为：真空干燥，具体为：70℃下真空干燥过夜。
本发明的一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法，还包括至少一次的重结晶步骤，具体为：将步骤(3)得到的莱鲍迪苷D进行二次溶解，得到二次溶解液；向二次溶解液中加入晶种，搅拌结晶，过滤、干燥，得到高纯莱鲍迪苷D。
优选地，所述晶种为莱鲍迪苷D，所述晶种的加入量为溶液质量分数的0.1‰-1.7‰；优选地，所述晶种的加入量为溶液质量分数的0.48‰-1.6‰。
优选地，所述搅拌结晶为：温度20-50℃，转速50-200rpm/min，结晶2-8h；进一步优选地，所述转速为100rpm/min，结晶时间为4-8h；
优选地，所述干燥为：真空干燥，具体为：70℃下真空干燥过夜。
本发明的有益成果：
(1)本发明从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D，一次结晶可将莱鲍迪苷D的含量提高至91％以上，为实现高纯莱鲍迪苷D的生产提供了可可的方法。
(2)本发明的工艺简单，加入反溶剂致使溶解剂用量低，结晶时间明显缩短能耗较低；
(3)本发明所用溶剂可实现浓缩回收循环利用，实现了较低的环境污染与较高的经济效益。
(4)本发明经重结晶后，可得的含量为95-98％的高纯度莱鲍迪苷D。
具体实施方式
以下结合特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
本发明对所采用原料的来源不作限定，如无特殊说明，本发明所采用的原料均为本技术领域普通市售品。反应液为生物酶法制得的反应液，其中，含莱鲍迪苷D12-27wt％。
实施例1一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法
(1)将5L生物酶法制得的反应液(含莱鲍迪苷D14wt％)进行热处理(80℃处理120min)，随后进行离心除去沉淀得溶液；将溶液采用LX大孔吸附树脂进行精制，以除去非二萜化合物；
(2)吸附结束后，先用去离子水洗涤分离柱，随后用体积分数40％的乙醇洗涤分离柱，并收集乙醇解吸液(只含二萜化合物和甜菊糖)，将乙醇解析液进行真空蒸发浓缩(真空度为-0.075MPa)，获得200ml浓缩液；
(3)向浓缩液中加入300ml体积分数99.9％的甲醇水溶液，滤纸过滤，去除杂质后置于三口烧瓶中，水浴控制温度35℃，搅拌速度为100rpm/min，加入0.7g纯度99％的莱鲍迪苷D作为晶种，反应第5min时，向结晶母液加入20ml乙醚持续结晶6h；将结晶混合液用布氏漏斗进行抽滤，所得晶体用体积分数99％的乙醇水溶液洗涤，放置70℃真空干燥箱中过夜烘干，得185.2g莱鲍迪苷D。
表1实施例1中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果
| 样品名 | RD | RE | RF | RA |
| 乙醇解吸浓缩液(％) | 15.7 | 3.8 | 未检出 | 80.5 |
| 一次结晶产品(％) | 92.6 | 未检岀 | 未检出 | 7.4 |
表1为实施例1中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果，表明采用实施例1的方法可将产品中莱鲍迪苷D(RD)纯度提升至92.6％以上。
实施例2一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法
(1)将8L生物酶法制得的反应液(含莱鲍迪苷D27％)进行热处理(85℃处理80min)，随后进行离心除去沉淀得溶液；将溶液采用LX大孔吸附树脂进行精制，以除去非二萜化合物；
(2)吸附结束后，先用蒸馏水洗涤分离柱，随后用体积分数60％的乙醇洗涤分离柱，并收集乙醇解吸液(只含二萜化合物和甜菊糖)，将乙醇解析液进行真空蒸发浓缩(真空度为-0.08MPa)，获得200ml浓缩液；
(3)向浓缩液中加入320ml体积分数99.9％的甲醇水溶液，滤纸过滤，去除杂质后置于三口烧瓶中，水浴控制温度35℃，搅拌速度为100rpm/min，加入0.7g纯度99％的莱鲍迪苷D作为晶种，反应第7min时，向结晶母液加入20ml乙醚持续结晶4h；将结晶混合液用布氏漏斗进行抽滤，所得晶体用体积分数99％的乙醇水溶液洗涤，放置70℃真空干燥箱中过夜烘干，得184.2g莱鲍迪苷D。
表2实施例2中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果
| 样品名 | RD | RE | RF | RA |
| 乙醇解吸浓缩液(％) | 14.2 | 1.1 | 未检出 | 84.7 |
| 一次结晶产品(％) | 92.1 | 未检岀 | 未检出 | 7.9 |
表2为实施例2中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果，表明采用实施例2的方法可将产品中莱鲍迪苷D(RD)纯度提升至92.1％以上。
实施例3一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法
(1)将2L生物酶法制得的反应液(含莱鲍迪苷D12％)进行热处理(95℃处理60min)，随后进行离心除去沉淀得溶液；将溶液采用LX大孔吸附树脂进行精制，以除去非二萜化合物；
(2)吸附结束后，先用去离子水洗涤分离柱，随后用体积分数70％的乙醇洗涤分离柱，并收集乙醇解吸液(只含二萜化合物和甜菊糖)，将乙醇解析液进行真空蒸发浓缩(真空度为-0.088MPa)，获得200ml浓缩液；
(3)向浓缩液中加入240ml体积分数99.9％的甲醇水溶液，滤纸过滤，去除杂质后置于三口烧瓶中，水浴控制温度35℃，搅拌速度为100rpm/min，加入0.7g纯度99％的莱鲍迪苷D作为晶种，反应第10min时，向结晶母液加入15ml乙醚持续结晶8h；将结晶混合液用布氏漏斗进行抽滤，所得晶体用体积分数99％的乙醇水溶液洗涤，放置70℃真空干燥箱中过夜烘干，得182.8g莱鲍迪苷D。
表3实施例3中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果
| 样品名 | RD | RE | RF | RA |
| 乙醇解吸浓缩液(％) | 22.4 | 3.5 | 未检出 | 74.1 |
| 一次结晶产品(％) | 91.4 | 未检岀 | 未检出 | 8.6 |
表3为实施例3中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果，表明采用实施例3的方法可将产品中莱鲍迪苷D(RD)纯度提升至91.4％以上。
实施例4一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取高纯度莱鲍迪苷D的方法(1)将8L生物酶法制得的反应液(含莱鲍迪苷D12％)进行热处理(90℃处理70min)，随后进行离心除去沉淀得溶液；将溶液采用LX大孔吸附树脂进行精制，以除去非二萜化合物；
(2)吸附结束后先用去离子水洗涤分离柱，随后用体积分数40％的乙醇洗涤分离柱，并收集乙醇解吸液(只含二萜化合物和甜菊糖)，将乙醇解析液进行真空蒸发浓缩(真空度为-0.075MPa)，获得700ml浓缩液；
(3)向浓缩液中加入750ml体积分数99.9％的甲醇水溶液，滤纸过滤，去除杂质后置于三口烧瓶中，水浴控制温度35℃，搅拌速度为100rpm/min，加入0.7g纯度99％的莱鲍迪苷D作为晶种，结晶母液加入70ml氯仿持续结晶6h；将结晶混合液用布氏漏斗进行抽滤，所得晶体用体积分数99％的乙醇水溶液洗涤；
(4)进行重结晶，加去离子水400ml，加热到100℃，浓缩至200ml，加入500ml体积分数99.9％的甲醇水溶液，滤纸过滤，去除杂质后置于三口烧瓶中，水浴控制温度35℃，搅拌速度为100rpm/min，加入0.7g纯度99％的莱鲍迪苷D作为晶种，持续结晶6h；放置70℃真空干燥箱中过夜烘干，得681.8g莱鲍迪苷D。
表4实施例4中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果
| 样品名 | RD | RE | RF | RA |
| 乙醇解吸浓缩液(％) | 18.3 | 4.6 | 未检出 | 77.1 |
| 二次结晶产品(％) | 97.4 | 未检岀 | 未检出 | 2.6 |
表4为实施例4中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果，表明采用实施例4的方法可将产品中莱鲍迪苷D(RD)纯度提升至97.4％以上，满足高纯度需求。
对比例1一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法
本对比例与实施例1的区别仅在于：结晶过程中未添加反溶剂。
表5对比例1中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果
| 样品名 | RD | RE | RF | RA |
| 乙醇解吸浓缩液(％) | 15.7 | 3.8 | 未检出 | 80.5 |
| 一次结晶产品(％) | 74.2 | 未检岀 | 未检出 | 25.8 |
表5为对比例1中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果，表明采用对比例1的方法，结晶过程未加反溶剂，莱鲍迪苷D(RD)的纯度74.2％，纯度偏低。
对比例2一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法
本对比例与实施例1的区别仅在于：结晶过程中反溶剂的添加时间为晶种加入后的第12min。
表6对比例2中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果
| 样品名 | RD | RE | RF | RA |
| 乙醇解吸浓缩液(％) | 15.7 | 3.8 | 未检出 | 80.5 |
| 一次结晶产品(％) | 75.6 | 未检岀 | 未检出 | 24.4 |
表6为对比例2中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果，表明采用对比例2的方法，结晶过程反溶剂的添加时间为晶种加入后的第12min，莱鲍迪苷D(RD)的纯度75.6％，纯度偏低。
对比例3一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法
本对比例与实施例1的区别仅在于：结晶过程中反溶剂和晶种同时添加。
表7对比例3中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果
| 样品名 | RD | RE | RF | RA |
| 乙醇解吸浓缩液(％) | 15.7 | 3.8 | 未检出 | 80.5 |
| 一次结晶产品(％) | 73.8 | 未检岀 | 未检出 | 26.2 |
表7为对比例3中莱鲍迪苷D产品的液相测定结果，表明采用对比例3的方法，结晶过程中反溶剂和晶种同时添加，莱鲍迪苷D(RD)的纯度73.8％，纯度偏低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种从生物酶法催化甜菊糖反应液中提取莱鲍迪苷D的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预处理：生物酶法催化甜菊糖反应液加热处理后，依次经固液分离、树脂吸附、洗脱液浓缩，得到浓缩液；
(2)溶解：向步骤(1)得到的浓缩液中加入有机溶剂混合，溶解，过滤除杂，得到溶液；
(3)结晶：向步骤(2)得到的溶液中先后加入晶种和反溶剂，搅拌结晶、过滤洗涤，干燥，得到莱鲍迪苷D。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述热处理为80-95℃下保持60min以上；所述树脂为具有高二萜化合物选择性的树脂产品，采用的洗脱液为体积分数20-70％的乙醇水溶液；所述浓缩为控制洗脱液中甜菊糖的质量分数不低于80％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述有机溶剂为体积分数95-99.9％的甲醇水溶液；所述浓缩液和有机溶剂的体积比为1：1-2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述晶种为莱鲍迪苷D，所述晶种的加入量为溶液质量分数的0.1‰-1.7‰。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述反溶剂为乙醚和/或氯仿，所述反溶剂的加入量为溶液体积的1-5％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述反溶剂的加入时间为：晶种加入后的第5-10min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述搅拌结晶为：温度20-50℃，转速50-200rpm/min，结晶2-8h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述洗涤为采用体积分数95-99％的乙醇水溶液进行洗涤。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，还包括至少一次的重结晶步骤，具体为：将步骤(3)得到的莱鲍迪苷D进行二次溶解，得到二次溶解液；向二次溶解液中加入晶种，搅拌结晶，过滤、干燥，得到高纯莱鲍迪苷D。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述晶种为莱鲍迪苷D，所述晶种的加入量为二次溶解液质量分数的0.1‰-1‰，所述搅拌结晶为：温度20-50℃，转速50-200rpm/min，结晶2-8h。
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