一种罗汉果甜甙的提取方法及其应用

1.本发明属于植物活性成分提取技术领域，尤其涉及一种罗汉果甜甙的提取方法及其应用。


背景技术：

2.罗汉果是我国药食两用的传统植物，罗汉果含有天然甜味剂
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罗汉果皂苷,其甜度高、热量低、口感纯正、无毒副作用,是糖尿病患者最适宜的甜味剂之一,其中的罗汉果甜甙v的甜度是蔗糖甜度的300倍；罗汉果具有较强的保健功能：止咳祛痰、通络止痛、保肝护肝、清热祛湿、抗氧化等作用，并且服用无毒性,综合这些优点,罗汉果皂苷的应用日益广泛,已成为许多食品和营养品的原料，具有广阔的市场发展前景。
3.从罗汉果中提取罗汉果甜甙，通常使用的提取溶媒有水和有机溶剂(乙醇、乙醚等)，提取的方法有热抽提、超声波和微波等。目前一般的工艺为用水浸提、离心分离、树脂吸附、有机溶媒洗脱、蒸发浓缩、喷雾干燥即得罗汉果甜甙。传统的加工过程中，水煮提取一般每次用新鲜水量为鲜果重的8-12倍，水煮3-5次，用水量巨大，耗水耗气。提取液中除罗汉果甜甙外，还有大量的果胶、蛋白质、淀粉等大分子杂质以及许多絮状悬浮物等，传统工艺中的离心、沉降、过滤等除杂方法很难将其完全去除。这些杂质的存在对树脂的正常使用和产品质量影响较大，必须在上柱前将其除掉。所获得的罗汉果甜甙，罗汉果甜甙v的含量仅为鲜罗汉果重量的50％左右。罗汉果加工过程产生的果渣和过柱液等，一般均作为废弃物处理，收益不大，从提高企业效益和环境保护的角度出发，应该将其进行资源化利用，以发挥其更大的效益。


技术实现要素：

4.本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种罗汉果甜甙的提取方法及其应用。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.以罗汉果为原料，经复式水煮提取、石灰磷酸法澄清、分离纯化、浓缩脱色、喷雾干燥提取罗汉果甜甙。
7.所述复式水煮提取按以下方法进行：第一批罗汉果，经4次水煮，前三次水煮加入的水量为6倍的罗汉果重量，第四次水煮加入的水量为12倍的罗汉果重量；取1#水煮液、2#水煮液及3#水煮液合并为水煮提取液；4#水煮液补水至12倍第二批罗汉果重量后平均分成两份，一份用作第二批罗汉果的2#水煮用水，另一份用作第二批罗汉果的3#水煮用水；至第n批罗汉果时，第n批的1#水煮用水是第n+1批罗汉果的3#水煮液补水到重量为第n批罗汉果的6倍，第n批的2#水煮用水是第n-1批罗汉果的4#水煮液补水到12倍第n批罗汉果的重量后的一半；第n批的3#水煮用水是第n-1批罗汉果的4#水煮液补水到12倍第n批罗汉果的重量后的一半；第n批的4#水煮用水取12倍第n批罗汉果的重量的水加入；每次的水煮提取温度范围为70-100℃，每次水煮提取时间为30分钟-60分钟；水煮后的固态物称为果渣。
8.所述石灰磷酸法澄清按以下方法进行：将各批的1#水煮液和2#水煮液混合后称为水煮提取液，将水煮提取液加入300-500ppm磷酸，搅拌均匀，温度降至50℃以下，用6％-10％浓度的石灰乳缓慢调节至ph 10-11，再加入3-5ppm的聚丙烯酰胺絮凝沉淀，采用连续性离心机或板框压滤机分离凝聚沉淀物获得获得分离液，分离液用盐酸、硫酸或亚硫酸中和至ph7.0-9.0，得罗汉果澄清液；凝聚沉淀物即为石灰乳果渣。
9.所述的分离纯化按以下方法进行：将罗汉果澄清液通过大孔树脂柱进行吸附分离，罗汉果澄清液通过树脂柱的速度为2-3bv/h，吸附完全后，吸附柱先用纯净水对树脂柱进行洗脱至澄清无色后，再分别用3-4倍bv的50％和75％的酒精，流速为2-3bv/h洗脱树脂柱，收集洗脱液。
10.所述的浓缩脱色按以下步骤进行：将收集的洗脱液蒸馏回收酒精，再浓缩至8-200bx，浓缩液用78％-95％酒精进行再次纯化，直至浓缩液酒精含量大于75％，对浓缩液的杂质再一次离心或过滤除掉析出的沉淀，再次纯化的洗脱液再进行一次蒸馏回收酒精，浓缩至200bx，得到纯化液，将纯化液进入大孔树脂柱进行吸附脱色，获得脱色液，将脱色液过滤，得过滤脱色液，所述浓缩脱色过程在真空中进行。
11.所述的雾化干燥按以下进行：将过滤脱色液进行喷雾干燥，控制进风温度150-190℃，出风温度90-100℃。
12.所述罗汉果是鲜罗汉果或干罗汉果。
13.使用所述的一种罗汉果甜甙的提取方法制得的果渣用作食品添加辅料的应用。
14.使用所述的一种罗汉果甜甙的提取方法制得的冷凝水及过柱液用作罗汉果饮料的应用。
15.使用所述的一种罗汉果甜甙的提取方法制得的石灰乳果渣用作动物饲料的钙盐添加剂的应用。
16.进一步的，在加石灰乳前加入磷酸优选400ppm磷酸。
17.进一步的，在加石灰乳石灰乳控制ph优选ph 11。
18.进一步的，优选4ppm的聚丙烯酰胺，以帮助析出杂质进一步凝聚絮凝分离，提高澄清效果。
19.进一步的，罗汉果澄清液通过树脂柱的速度优选2bv/h。
20.进一步的，优选3倍bv的50％和75％的酒精，洗脱树脂柱。
21.进一步的，大孔树脂柱优选大孔树脂柱型号lx-t5。
22.需要指出的是，每次的水煮提取温度均应超过70℃，以满足蛋白质变性凝聚的需要，以微沸为宜，每次水提取时间为30分钟-60分钟。水煮次数和水量应根据产品方案调节，如果罗汉果渣要作为生产罗汉果茶的原料，可相应减少水煮次数和水量，减少量以满足生产罗汉果茶的生产要求为准。
23.本发明获得的有益效果：
24.1.本发明的方法水煮提取用水量少、能耗少。本发明的方法耗水量为12倍罗汉果的重量，远远少于常规的技术手段，水量少同时意味着能耗少。通过复式水热抽提的方式，即能够保证罗汉果甜甙v的提取，又能降低其他杂质的溶出，罗汉果的水提取液是分次逐步提浓的，对罗汉果甜味剂的提尽率和提取过程的能耗有很好的效果。
25.2.本发明的方法采用的石灰磷酸法澄清，除去果胶的效率高，提取澄清液的杂质
少，从而保证树脂使用安全和洗脱液质量。在加石灰乳前加入300-500ppm磷酸，对除胶体、脱色、凝聚都有很好的作用。采用石灰乳控制ph 10-11，胶体除去率高，可以获得良好的澄清效果，并且石灰乳的用量比传统的方法低，并且控制简单方便、直观有效。石灰乳的加入应缓慢并不断搅拌均匀，使得罗汉果提取液中不同的杂质在不同的ph下，分阶段的析出。待杂质析出完全后，加入3-5ppm的聚丙烯酰胺，可以帮助析出杂质进一步凝聚絮凝分离，提高澄清效果。
26.3.另外整个罗汉果物料均得到利用，罗汉果提取后的果渣、蒸发冷凝水、过柱提取液、石灰果渣等都得到了充分利用，从而提高了企业的经济效益。
27.4.使用本发明的方法提取的罗汉果甜甙，罗汉果甜甙v含量均能超过50％。
附图说明：
28.图1是本发明工艺流程图。
29.图2是复式水煮提取的工艺流程图。
30.图3是实施例1获得的产品图谱。
31.图4是实施例2获得的产品图谱。
32.图5是实施例3获得的产品图谱。
具体实施方式
33.以下各个实施例的复式水提取按以下方法进行：如图2所示，第一批罗汉果，经4次水煮，前三次水煮加入的水量为6倍的罗汉果重量，第四次水煮加入的水量为12倍的罗汉果重量；取1#水煮液、2#水煮液及3#水煮液合并为水煮提取液；4#水煮液补水至12倍第二批罗汉果重量后平均分成两份，一份用作第二批罗汉果的2#水煮用水，另一份用作第二批罗汉果的3#水煮用水；至第三批罗汉果时，第三批的1#水煮用水是新鲜水，第三批的2#水煮用水是第二批罗汉果的4#水煮液补水到12倍第三批罗汉果的重量后的一半；第三批的3#水煮用水是第二批罗汉果的4#水煮液补水到12倍第三批罗汉果的重量后的一半；第三批的4#水煮用水取12倍第三批罗汉果的重量的新鲜水，第三批的4#水煮液仅做收集处理；每次的水煮提取温度均应超过70℃，以微沸为宜，每次水煮提取时间为30分钟-60分钟。
34.各个实施例中的浓缩脱色过程均在真空中进行。
35.实施例1
36.本实施例是采用本发明的方法提取罗汉果甜甙的一个实施例，具体的过程如下：
37.取新鲜罗汉果第一批为665.20g，第二批为610.52g，第三批为602.60g，按照图1的流程，对本发明进行说明。
38.(1)复式水煮提取：按图2的复式水煮提取法在100℃,每次水煮30min进行提取。
39.(2)石灰磷酸法澄清：罗汉果提取液加入300ppm磷酸，降温到45℃，10％石灰乳缓慢调节到ph 10，一边加石灰乳一边搅拌，把杂质凝聚析出，再加3ppm阴离子型聚丙烯酰胺pam(0.1％水溶液)，离心分离取上清液即为分离液，分离液加盐酸中和至ph 7.0，得罗汉果澄清液。
40.(3)分离纯化：将罗汉果澄清液通过大孔树脂柱(型号lx-t28)进行吸附分离，罗汉果澄清液通过大孔树脂柱的速度2bv/h，吸附完全后，吸附柱先用纯净水对树脂柱进行洗脱
至澄清无色后，再分别用3倍bv的50％和75％的酒精，以2bv/h洗脱树脂柱，收集洗脱液。
41.(4)浓缩脱色：将收集的洗脱液馏回收酒精，再浓缩约至80bx，浓缩液加入95％酒精使浓缩液酒精含量为75％，进行再次纯化，离心分离析出沉淀，再次纯化的洗脱液进行蒸馏回收酒精，浓缩至200bx。将再次纯化的洗脱液进入脱色树脂型号lx-t5进行吸附脱色，脱色后的洗脱液进行过滤，得过滤脱色液。
42.雾化干燥：过滤脱色液进行喷雾干燥，控制进风温度150℃，出风温度90℃。得罗汉果提取物18.92g，罗汉果提取物得率1.01％对鲜果重，取样0.0416g，色谱图定量2.13440mg/ml，罗汉果甜苷v纯度51.31％。色谱图如图3所示。
43.实施例2
44.本实施例是采用本发明的方法提取罗汉果甜甙的另一个实施例，具体的过程如下：
45.取新鲜罗汉果第一批为566.12g，第二批为603.7g，第三批为570.62g，按照图1的流程，对本发明进行说明。
46.(1)复式水煮提取：按图2的复式水煮提取法在80℃,每次水煮60min进行提取。
47.(2)石灰磷酸法澄清：罗汉果提取液加入500ppm磷酸，降温到50℃，6％石灰乳缓慢调节到ph 11，一边加石灰乳一边搅拌，把杂质凝聚析出，再加5ppm阴离子型聚丙烯酰胺pam(0.1％水溶液)，离心分离取上清液即为分离液，分离液加硫酸中和至ph 9.0，得罗汉果澄清液。
48.(3)分离纯化：将罗汉果澄清液通过大孔树脂柱(型号lx-t28)进行吸附分离，罗汉果澄清液通过大孔树脂柱的速度3bv/h，吸附完全后，吸附柱先用纯净水对树脂柱进行洗脱至澄清无色后，再分别用4倍bv的50％和75％的酒精，以2bv/h洗脱树脂柱，收集洗脱液。
49.(4)浓缩脱色：将收集的洗脱液馏回收酒精，再浓缩约至200bx，加入0.1％活性炭80℃下不断搅拌30分钟，过滤出活性炭，浓缩液加入95％酒精使浓缩液酒精含量为80％，进行再次纯化，离心分离析出沉淀，再次纯化的洗脱液进行蒸馏回收酒精，浓缩至200bx。将再次纯化的洗脱液进入脱色树脂型号lx-t5进行吸附脱色，脱色后的洗脱液进行过滤，得过滤脱色液。
50.(5)雾化干燥：过滤脱色液进行喷雾干燥，控制进风温度190℃，出风温度100℃。得罗汉果提取物19.03g，罗汉果提取物得率1.09％对鲜果重，取样0.0411g，色谱图定量2.591766mg/ml，罗汉果甜苷v纯度63.06％。色谱图如图4所示。
51.实施例3
52.本实施例是采用本发明的方法提取罗汉果甜甙的又一个实施例，具体的过程如下：
53.取干罗汉果第一批为300.67g，第二批为267.43g，第三批为248.72g，按照图1的流程，对本发明进行说明。
54.(1)复式水煮提取：按图2的复式水煮提取法95℃，每次水煮45min进行提取。
55.(2)石灰磷酸法澄清：罗汉果提取液加入400ppm磷酸，降温到40℃，6％石灰乳缓慢调节到ph 10.5，一边加石灰乳一边搅拌，把杂质凝聚析出，再加4ppm阴离子型聚丙烯酰胺pam(0.1％水溶液)，离心分离取上清液即为分离液，分离液加亚硫酸中和至ph 7.0，得罗汉果澄清液。
56.(3)分离纯化：将罗汉果澄清液通过大孔树脂柱(型号lx-t28)进行吸附分离，罗汉果澄清液通过大孔树脂柱的速度3bv/h，吸附完全后，吸附柱先用纯净水对树脂柱进行洗脱至澄清无色后，再分别用3倍bv的50％和75％的酒精，以3bv/h洗脱树脂柱，收集洗脱液。
57.(4)浓缩脱色：将收集的洗脱液馏回收酒精，再浓缩约至80bx，浓缩液加入95％酒精使浓缩液酒精含量为75％，进行再次纯化，离心分离析出沉淀，再次纯化的洗脱液进行蒸馏回收酒精，浓缩至200bx。将再次纯化的洗脱液进入脱色树脂型号lx-t5进行吸附脱色，脱色后的洗脱液进行过滤，得过滤脱色液。
58.(5)雾化干燥：过滤脱色液进行喷雾干燥，控制进风温度150℃，出风温度90℃。得罗汉果提取物29.13g，罗汉果提取物得率3.57％对干果重，取样0.0394g，色谱图定量2.00002mg/ml，罗汉果甜苷v纯度50.77％。色谱图如图5所示。
59.所获得的果渣本身还有一定的营养价值，经带式脱水干燥机干燥后，粉碎至40-200目可作为食品添加辅料使用。
60.使用本法提取罗汉果甜甙中的冷凝水及过滤柱液，还含有罗汉果液且不含或仅含少量的杂质，经调配或者直接使用相对分子量为10-100kda的滤膜过滤，再经杀菌、灌装、包装后得到罗汉果饮料。
61.石灰乳果渣含不同的杂质，但是含量不大，作为综合利用，可经干燥粉碎后用作动物饲料的钙盐添加剂。