一种甜菊糖苷的提取方法与流程

文档序号:14588076发布日期:2018-06-02 05:52阅读:672来源:国知局

本发明实施例涉及一种提取方法,尤其涉及一种甜菊糖苷的提取方法。



背景技术:

甜叶菊别名甜菊、糖草,属菊科是原产于南美巴拉圭高原的常绿小灌木,现已被世界各地引种。甜叶菊含有14种微量元素、32种营养成分,在体内不代谢、不蓄积、不致癌、无毒性,其安全性已经得到国际FAO和WHO 以及美国FAD等组织的认可,因此它既是极好的糖源,又是良好的营养来源。

甜菊糖苷是甜叶菊中的有效成分,属于天然低热量的高倍甜味剂。它含有 多种不同成分的四环二萜单体,这些单体都有相同的苷元—甜菊醇(Steviol), 可根据C13和C19位链接不同的苷元分为甜菊苷(Stevioside)、甜菊苷A (RebaudiosideA)、B(RebaudiosideB)、C(RebaudiosideC)、D(Rebaudioside D)、E(RebaudiosideE)、杜尔可苷(DulcosideA)、斯替维伯苷(Steviolbioside) 和悬钩子苷(Rubusoside)。在这些单体中,含量最高的为甜菊苷(Stevioside)、甜菊苷A (RebaudiosideA)分别占叶片干重的5%~9.5%、 2%~4.5%甜度分别为蔗糖的300、450倍。研究表明,甜菊糖苷具有高甜度,低热量,无明显毒副作用的特点,它可抑制高血糖、高血压,并有消炎,抗肿瘤,止泻利尿以及协助免疫调节的作用。

甜叶菊糖苷在工业提取中,在使用树脂进行有效物质吸附和精致前,通常要对提取液进行絮凝操作,通常使用无机盐进行溶液进行絮凝操作,例如,加入硫酸亚铁溶液和氧化钙溶液进行絮凝操作,其中的硫酸亚铁固体质量与提取液的质量比为0.7:100,加入的氧化钙溶液中的氧化钙固体质量与提取液的质量比为0.2:100;此时,提取液中的有效成分会随絮凝操作二损失,通常损失率在16%以上,甚至高于20%,这样对提取效率有较大影响,因此急切需要一种良好的絮凝剂物质配比及方法,以降低絮凝操作中对有效物质的损失。



技术实现要素:

本发明提供了一种甜菊糖苷的提取方法,能够对甜菊叶多次提取,降低了絮凝过程中的损失率,极大提高了甜菊糖苷的提取效率。

本发明涉及的甜菊糖苷的提取方法具体如下:

一种甜菊糖苷的提取方法,其特征在于,包括:步骤S10、将甜菊叶与提取剂放入提取罐中进行提取,得到甜菊糖苷一级提取液;步骤S20、将一级提取液进行絮凝沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液;步骤S30、将甜菊糖苷过滤液洗脱操作,得到甜菊糖苷二级提取液;步骤S40、使用精制柱对甜菊糖苷二级提取液进行精制操作,得到甜菊糖苷精制液;步骤S50、使用双效浓缩器对甜菊糖苷精制液进行浓缩;然后进行除菌、喷雾干燥,得到甜菊糖苷干品;其中,步骤20中的絮凝步骤可采用无机絮凝剂絮凝、凹凸棒石吸附絮凝及乙醇沉淀絮凝三种絮凝方式的至少一种。

其中多次提取具体为:使用自来水对甜菊叶原料提取2.5小时,收集第一产液;使用自来水继续对甜菊叶原料提取1小时,收集第二产液;将第一产液和第二产液混合得到混合液,作为甜菊糖苷一级提取液;使用自来水继续对甜菊叶原料分别进行第三次提取和第四次提取,每次1小时,将第三产液和第四产液混合,作为下次对新甜菊叶原料进行首次提取的提取液;其中提取温度为50-60摄氏度。

采用无机絮凝剂絮凝的絮凝过滤步骤具体为:向一级提取液中加入氯化铁溶液,搅拌半小时,再加入的氧化钙,搅拌半小时,进行絮凝沉淀并过滤,向滤液中加入碳酸溶液,搅拌半小时,得到沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液。

加入的氯化铁溶液中的氯化铁固体质量与提取液的质量比为0.5:100,加入的氧化钙溶液中的氧化钙固体质量与提取液的质量比为0.1:100,加入搅拌温度为60-70摄氏度,絮凝沉淀温度为5-20摄氏度;

加入碳酸和提取液的体积比为0.5:100,碳酸浓度为1%,加入搅拌温度为10-20摄氏度。

采用无机絮凝剂絮凝包括:25%-35%壳聚糖,20%-30%硫酸铁,15%-25%硫酸镁,10%-20%硅酸铁,5%-10%爱尔兰海藻,5%-10%沸石粉。向一级提取液中加入上述配比无机絮凝剂,温度调整为65-85摄氏度搅拌40分钟,然后调节温度到5-10摄氏度得到絮凝沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液;其中一级提取液与无机絮凝剂质量比为300:1。

采用凹凸棒石吸附絮凝过滤具体步骤为:将凹凸棒石粉碎后加入一级提取液,加入凹凸棒石与提取液的质量比为1:100,搅拌一小时,搅拌温度为65-70摄氏度,将温度降低至15-20摄氏度,静置一小时得到絮凝沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液。凹凸棒石的粉碎过程具体为:使用硫酸对凹凸棒石进行酸化,在500摄氏度煅烧3小时,粉碎为凹凸棒石粉。

采用乙醇沉淀絮凝过滤具体步骤为:将95%浓度的乙醇加入一级提取液搅拌一小时;静置一小时后进行减压蒸馏操作去除乙醇,静置半小时后得到絮凝沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液;其中加入乙醇与提取液的体积比1:10,去除乙醇后精置温度为5-20摄氏度。

使用板框过滤器进行过滤,板框过滤器采用无纺布过滤,孔径大小为280-320目。

精制柱上的树脂吸附甜菊糖苷二级提取液中的甜菊糖苷饱和后,使用乙醇洗脱吸附在精制柱树脂上的甜菊糖苷,使甜菊糖苷脱离精制柱,得到甜菊糖苷精制液。

从上述介绍可以看出,采用本发明所述方法,对甜菊叶采用多次提取和多种絮凝方式组合,大大降低了甜菊糖苷在絮凝过程中的损失率,同时提高了甜菊糖苷的提取效率和纯度。

【附图说明】

图1为本发明提取甜菊糖苷的流程图。

【具体实施方式】

针对现有技术中存在的问题,本发明的甜菊糖苷的提取方法,能够对甜菊叶多次提取,降低了絮凝过程中的损失率,极大提高了甜菊糖苷的提取效率。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

图1为本发明提取甜菊糖苷第一实施方式的流程图,如图1所示,包括以下具体实现方式。

步骤S10、将甜菊叶与提取剂放入提取罐中进行提取,得到甜菊糖苷一级提取液。

该步骤中,一次使用甜菊叶原料1吨,加入常温自来水20吨,作为提取剂,平均放入8个体积为4m³的提取罐。

提取具体为,将提取罐中的水温加热到35-50摄氏度,优选45度,开始第一次提取,持续2.5小时,然后收集提取液;

再次向8个提取罐中加入自来水,加热到35-50摄氏度,优选45度,进行第二次提取操作,持续1小时,然后收集提取液;

将两次提取的提取液混合,作为甜菊糖苷一级提取液,体积为20m³左右。

使用自来水继续对甜菊叶原料分别进行第三次提取和第四次提取,每次1小时,将第三产液和第四产液混合,作为下次对新甜菊叶原料进行首次提取的提取液。其中第三次和第四次提取的时间均为1小时,第三次提取提取温度为40-60摄氏度,优选50摄氏度,第四次提取提取温度为50-60摄氏度,优选55摄氏度。

得到一级提取液后,甜菊叶的废渣可作为生产有机肥料的原料,进行二次生产,最大限度的发挥原料的效能。

步骤S20、将一级提取液进行絮凝沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液;使用两个容积为10 m³絮凝罐的对一级提取液进行絮凝,可以采用无机絮凝剂絮凝、凹凸棒石吸附絮凝及乙醇沉淀絮凝三种絮凝方式的至少一种。

采用无机絮凝剂时的具体步骤为:

向一级提取液中加入氯化铁溶液,搅拌半小时,再加入的氧化钙,搅拌半小时,进行絮凝沉淀并过滤,向滤液中加入碳酸溶液,搅拌半小时,得到沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液。

加入的氯化铁溶液中的氯化铁固体质量与提取液的质量比为0.5:100,加入的氧化钙溶液中的氧化钙固体质量与提取液的质量比为0.1:100,加入搅拌温度为60-70摄氏度,优选65摄氏度,絮凝沉淀温度为5-20摄氏度,优选10摄氏度;加入碳酸和提取液的体积比为0.5:100,碳酸浓度为1%,加入搅拌温度为10-20摄氏度。

经测定,使用上述无机絮凝剂时,甜菊糖苷的损失率为13%,同时由于最后碳酸的处理,使得提取液中游离的无机离子进行有效沉淀,极大提高了甜菊糖苷的纯度。

另外一种无机絮凝剂配比和步骤如下:

该重无机絮凝剂絮凝包括:25%-35%壳聚糖,20%-30%硫酸铁,15%-25%硫酸镁,10%-20%硅酸铁,5%-10%爱尔兰海藻,5%-10%沸石粉。

优选配比为:壳聚糖,硫酸铁,硫酸镁,硅酸铁,爱尔兰海藻,沸石粉的比例为30%,25%,20%,15%,5%,5%;或

壳聚糖,硫酸铁,硫酸镁,硅酸铁,爱尔兰海藻,沸石粉的比例为35%,20%,25%,10%,5%,5%;

其中壳聚糖为物理改性壳聚糖。

向一级提取液中加入上述配比无机絮凝剂,温度调整为65-85摄氏度(优选80摄氏度)搅拌40分钟,然后调节温度到5-10摄氏度得到絮凝沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液;其中一级提取液与无机絮凝剂质量比为300:1。

经测定,使用上述无机絮凝剂时,甜菊糖苷的损失率为6.2%,同时由于沸石粉的作用,加速了絮凝速度,同时由于加入爱尔兰海藻,使得提取液蛋白质等有机物更有效沉淀,极大提高了甜菊糖苷的纯度。

采用凹凸棒石吸附絮凝过滤具体步骤为:

使用硫酸对凹凸棒石进行酸化,在500摄氏度煅烧3小时,粉碎为凹凸棒石粉,将凹凸棒石粉加入一级提取液,加入凹凸棒石与提取液的质量比为1:100,搅拌一小时,搅拌温度为65-70摄氏度,将温度降低至15-20摄氏度,优选15摄氏度,静置一小时得到絮凝沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液。凹凸棒石的粉碎过程具体为:

经测定,使用上述凹凸棒石絮凝剂时,甜菊糖苷的损失率为6%。

采用乙醇沉淀絮凝过滤具体步骤为:

将95%浓度的乙醇加入一级提取液搅拌一小时;静置一小时后进行减压蒸馏操作去除乙醇,静置半小时后得到絮凝沉淀并过滤,得到甜菊糖苷过滤液;其中加入乙醇与提取液的体积比1:10,去除乙醇后精置温度为5-20摄氏度。

经测定,使用上述乙醇絮凝剂时,甜菊糖苷的损失率为8%。

对于上述三种絮凝方式,在实际应用中可以根据产品条件及生产成本,选择其中一种或多种进行,以达到良好的絮凝效果;

絮凝完成后,将絮凝完成的一级提取液使用三个板框过滤器将絮凝液过滤,得到甜菊糖苷过滤液,其中每个板框面积为100平方米,过滤器为上海大张过滤设备有限公司生产的XMY100/1000-30U的厢式板框压滤机,过滤部分使用孔径280-320目的无纺布,优选300目。将收集到18m³左右的过滤液送入两个9m³的滤液罐。

步骤S30、将甜菊糖苷过滤液洗脱操作,得到甜菊糖苷二级提取液;;

具体为,将甜菊糖苷过滤液转入LX-T28树脂吸附柱;吸附完成后使用NaOH进行洗杂;使用纯净水进行洗碱至pH8;使用HCl洗杂,再用纯净水洗酸至pH6;使用浓度为60%的乙醇对吸附柱进行解析。

该步骤中产生的过柱废液、水洗废液和酸碱废液,经过废水管道排入废水处理装置,处理达到国家排放标准后,进行排放。

然后将解析后的甜菊糖苷液进行脱盐、脱色、脱醇处理,得到甜菊糖苷二级提取液;

其中,将解析后的甜菊糖苷液一次通过脱盐柱(001X16)、脱色柱(LX-T5,三个,单个1.8 m³)和脱醇装置(纳滤膜过滤并单效浓缩),得到甜菊糖苷二级提取液,体积约3m³。

步骤S40、使用精制柱对甜菊糖苷二级提取液进行精制操作,得到甜菊糖苷精制液;

该步骤中,使用一个体积为1.1 m³的LX-69B精制柱对二级提取液进行精制,得到精制液约3m³。具体为,精制柱上的树脂吸附甜菊糖苷二级提取液中的甜菊糖苷饱和后,使用60%的乙醇洗脱吸附在精制柱树脂上的甜菊糖苷,使甜菊糖苷脱离精制柱,得到甜菊糖苷精制液。

步骤S50、使用双效浓缩器对甜菊糖苷精制液进行浓缩;然后进行除菌、喷雾干燥,得到甜菊糖苷干品;

具体的,浓缩后得到甜菊糖苷浓缩液约300L。

使用0.22μm过滤器对浓缩液进行除菌和过滤,甜菊糖苷终液约300L。

将甜菊糖苷终液在温度为50-70摄氏度进行喷雾干燥,优选65度。该步骤得到甜菊糖苷干品60kg。

由本实施例方法制备的甜菊糖苷干品的总苷含量接近90%,其中RA(甜菊苷A)含量超过65%。可见实施例中的提取方法步骤简单,降低了絮凝过程中的损失率,同时提取效率较高,得到总苷含量和纯度较高的甜菊糖苷干品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。

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