一种从生物酶发酵液中提取甜菊糖苷的方法技术

一种从生物酶发酵液中提取甜菊糖苷的方法，以单糖生物酶发酵液为原料，提取高纯度甜菊糖苷RA，该提取方法包括单糖生物酶发酵液预处理和甜菊糖苷提纯。发酵液预处理包括发酵液加热、一次PH值调节、絮凝沉淀、离心分离、二次PH值调节、降温、膜过滤。甜菊糖苷提纯步骤包括大孔树脂吸附-解析、阴阳离子交换、活性炭处理、脱溶-浓缩、脱水干燥、一次晶体、二次晶体、脱水干燥、获得成品。本发明专利技术从单糖生物酶发酵液中所提取出的甜菊糖苷RA纯度高、色泽优、口感纯正，无异味。本提取方法节省能源，有利环保，降低高端甜菊糖的制造成本，同时将开辟新的原料供应渠道，实现甜菊糖苷原料质量更加稳定、数量更加充足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对发酵液的处理技术，更涉及从发酵液中提取甜菊糖苷的处理技术， 尤其涉及一种从单糖发酵液中提取高纯度甜菊糖苷RA(Rebaudioside A)的方法。
技术介绍
当今人类存在对甜味食品的普遍偏好，然而由于大量摄取蔗糖能引起糖尿病、肥 胖症、心脏病等各种成人病而成为社会问题。选择使用合适的甜味剂则无论是在我们的日 常生活中还是在食品、饮料、医药工业中都具有非常重要的作用。 甜菊糖是从菊科草本植物甜叶菊中精提的新型天然甜味剂。它不仅具有高甜度、 低热能、无毒副作用、无致癌性食用安全等特点，而且还独具预防高血压、糖尿病、肥胖症、 心脏病、龋齿等病症的食疗效果；因此，作为一款新型食品添加剂，甜菊糖已备受广大受众 尤其是欧美高端市场青睐。 但是，目前甜菊糖行业都是从甜叶菊叶子提取甜菊糖苷的，相对于其它人工合成 甜味剂而言，传统甜菊糖的生产制备存在着高纯度产品提纯难度大、价格居高不下以及原 料受制于农业种植供应不稳定等的诸多难题。因此传统甜菊糖的生产制备已不能满足消费 者的要求，需要寻求一种新的可解决现有难题且优于传统提取甜菊糖苷的技术手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种可实现将甜菊糖苷从单糖生物 酶发酵液中快速清晰分离的方法，利用该方法能够获得性价比更加优化的甜菊糖苷RA，满 足消费者日益增长的需求。 为了达到上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案： -种从生物酶发酵液中提取甜菊糖苷的方法，以单糖生物酶发酵液为原料，提取 高纯度甜菊糖苷RA，该提取方法包括单糖生物酶发酵液预处理和甜菊糖苷提纯： 1)单糖生物酶发酵液预处理，处理工序包括：（1)首先采用饱和蒸汽将所述发酵 液升温至95~100°C，维持15~20min ; (2)对升温后的发酵液进行一次PH值调节，达到 蛋白分子的等电点；（3)絮凝沉淀，在发酵液中添加8%的"天然有机高分子多糖复合絮凝 剂"配置液；(4)离心分离，采用高分离因素的高速离心机对经过上述程序处理的发酵液进 行一次除杂分离，获得一次澄清发酵液；（5)进行二次PH值调节，达到蛋白分子的等电点； (6)然后，采用循环冷却水将所述一次澄清发酵液温度降至< 50°C ; (7)膜过滤，采用微滤 膜将所述一次澄清发酵液进行二次动态过滤，获得二次澄清发酵液，收集过滤后的二次澄 清发酵液，送至下一工序； 2)甜姻糖昔提纯：分为粗提纯和后续的精提纯两步进行： 粗提纯包括以下步骤：（1)首先进行大孔树脂吸附、解析，将所述二次澄清发酵液 以5~6BV/h的流速流过大孔吸附树脂柱，上柱吸附，该树脂柱为四柱串联为一组，多组交 替切换使用，取每组第四柱下排口为吸附终点监控点，实时检测，当排出液甜菊糖苷含量 多IOOppm时，吸附饱和，停止上柱，切换下一组继续吸附；再用85%的甲醇对饱和组进行解 析，并收集解析液，当解析液糖含量彡50ppm时，停止进醇；（2)阴、阳离子交换处理，采用 SQD-913强碱性阴离子交换树脂，OOlX 16苯乙烯强酸性阳离子交换树脂，阴、阳离子树脂 各四柱为一组，依次串联，多组交替切换使用，处理时，使所述解析液以3~5BV/h的流速依 次流经阴、阳离子树脂柱，进行交换处理；收集精制液，取每组第四柱下排口为交换终点监 控点，实时检测，当排出液透光度< 95%且比吸光值多0. 1时，本组停止上柱交换。切换下 一组继续交换运行；经多批次运行后，取样检测，获得精制液中甜菊糖苷总甙平均含量值和 RA甙平均含量值；（3)精制液活性炭处理，精制液以40~60m/min的流速流经活性炭移动 床，收集炭脱液；(4)脱溶、浓缩工序，采用膜分离和浓缩技术，实现炭脱液初步分离和糖液 预浓缩，再用高纯度甲醇解析，得浓糖浆；（5)脱水干燥，所述浓糖浆经过无菌板过滤后，送 入干燥机脱水干燥、粉碎，得初级产品，经取样检测，获得初级产品中甜菊糖苷总甙平均含 量值； 后续的精提纯包括以下步骤：（1)将所述甜菊糖苷粗提纯获得的初级产品放入一 定浓度的乙醇中进行溶解，溶解温度80°C ;降温结晶，将晶浆进行离心分离，获得一次晶体； (2) 再用乙醇对所述一次晶体进行二次溶解；降温结晶，进行离心分离后获得二次晶体； (3) 所述二次晶体经过干燥机脱水干燥、粉碎，获得产品。 运行至此，从单糖生物酶发酵液提取甜菊糖苷RA的步骤结束，获得了高提纯度产 品。其中，在粗提纯步骤（2)中，经取样检测，获得精制液中甜菊糖苷总甙平均含量为91~ 93%，RA甙平均含量为75~80%。在粗提纯步骤（5)中，经取样检测，初级产品中甜菊糖 苷总甙平均含量为90~95%。在精提纯步骤（3)中，经取样检测，产品中甜菊糖苷总甙平 均含量为98. 5~100 %，RA甙平均含量为96. 2~99. 8 %。 较佳的是，在单糖生物酶发酵液预处理工序（2)中进行的一次PH值调节，采用加 入适量柠檬酸调整发酵液PH值至3. 5~5.0,达到蛋白分子的等电点；在预处理工序（5)中 进行的二次PH值调节，采用在一次澄清发酵液中添加适量NaOH，调整PH值至7. 0~9. 0， 达到蛋白分子的等电点。 较佳的是，在单糖生物酶发酵液预处理工序（4)中的高分离因素是，采用分离因 素多5000的高速离心机对经处理的发酵液进行一次除杂分离，透光度多80,分离停留时间 lh〇 较佳的是，在单糖生物酶发酵液预处理工序（7)中微滤膜的微孔径为0. 2 μ m，所 述微滤膜设置为多组微滤膜串联，一次澄清发酵液均匀连续的通过膜组件。 较佳的是，在甜菊糖苷粗提纯步骤（4)中采用的膜分离和浓缩技术是，使炭脱液 首先经过20~100A°有机膜，将甜菊糖苷和醇水进行初步分离，并将糖液浓度预浓缩至 10~20 %，然后，再将糖液浓缩至40~50 %，采用蒸馏塔将醇水进行分离。 较佳的是，在甜菊糖苷粗提纯步骤（5)中，将过滤后的浓糖浆所述送入干燥机脱 水干燥，是送入真空微波干燥机脱水干燥；在精提纯步骤（3)中，所述二次晶体经过干燥机 脱水干燥，是二次晶体经过真空微波干燥机脱水干燥。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术根据生物酶单糖发酵的机理以及 发酵液的内部特性，提出了一种从单糖生物酶发酵液中提取高纯度甜菊糖苷RA的可行技 术方案，所提取出的甜菊糖苷纯度高、色泽优、口感纯正，无异味。本专利技术方法在单糖生物酶 发酵液预处理工序中，采取了如下具有特色的技术措施： 1、在单糖生物酶发酵液预处理工序中，首先是加热发酵液，该升温步骤不仅可以 杀灭活性生物酶及部分杂菌，防止过度发酵或发酵液腐败，还可以降低发酵液黏度，易于后 续工序分离杂质，而且在升温过程中可促使部分水溶性蛋白产生变性沉淀。 2、在上述预处理工序中，对发酵液PH值进行的两次调节，是根据发酵液中酸性蛋 白、碱性蛋白及杂蛋白的特性进行的，采取平衡等电点和盐析等理论进行处理，在最大限度 的分离蛋白类杂质的同时，为下一步粗提纯工序树脂的稳定运行提供了可靠的保障，确保 产品质量的均一性，延长了树脂使用寿命，降低了再生维护成本。 3、选用了合适的"天然有机高分子多糖复合絮凝剂"作为配置液，视为合适是因 为：首先该絮凝剂完全符合生物酶发酵液粘度大、组分复杂的特点，该絮凝剂同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从生物酶发酵液中提取甜菊糖苷的方法，其特征在于：以单糖生物酶发酵液为原料，提取高纯度甜菊糖苷RA，该提取方法包括单糖生物酶发酵液预处理和甜菊糖苷提纯：1)单糖生物酶发酵液预处理，处理工序包括：(1)首先采用饱和蒸汽将所述发酵液升温至95～100℃，维持15～20min；(2)对升温后的发酵液进行一次PH值调节，达到蛋白分子的等电点；(3)絮凝沉淀，在发酵液中添加8％的“天然有机高分子多糖复合絮凝剂”配置液；(4)离心分离，采用高分离因素的高速离心机对经过上述程序处理的发酵液进行一次除杂分离，获得一次澄清发酵液；(5)进行二次PH值调节，达到蛋白分子的等电点；(6)然后，采用循环冷却水将所述一次澄清发酵液温度降至≤50℃；(7)膜过滤，采用微滤膜将所述一次澄清发酵液进行二次动态过滤，获得二次澄清发酵液，收集过滤后的所述二次澄清发酵液，送至下一工序；2)甜菊糖苷提纯：分为粗提纯和后续的精提纯两步进行：粗提纯包括以下步骤：(1)首先进行大孔树脂吸附、解析，将所述二次澄清发酵液以5～6BV/h的流速流过大孔吸附树脂柱，上柱吸附，该树脂柱为四柱串联为一组，多组交替切换使用，取每组第四柱下排口为吸附终点监控点，实时检测，当排出液甜菊糖苷含量≥100ppm时，吸附饱和，停止上柱，切换下一组继续吸附；再用85％的甲醇对饱和组进行解析，并收集解析液，当解析液糖含量≤50ppm时，停止进醇；(2)阴、阳离子交换处理，采用SQD‑913强碱性阴离子交换树脂，001×16苯乙烯强酸性阳离子交换树脂，阴、阳离子树脂各四柱为一组，依次串联，多组交替切换使用，处理时，使所述解析液以3～5BV/h的流速依次流经阴、阳离子树脂柱，进行交换处理；收集精制液，取每组第四柱下排口为交换终点监控点，实时检测，当排出液透光度≤95％且比吸光值≥0.1时，本组停止上柱交换。切换下一组继续交换运行；经多批次运行后，取样检测，获得精制液中甜菊糖苷总甙平均含量值和RA甙平均含量值；(3)精制液活性炭处理，精制液以40～60m/min的流速流经活性炭移动床，收集炭脱液；(4)脱溶、浓缩工序，采用膜分离和浓缩技术，实现炭脱液初步分离和糖液预浓缩，再用高纯度甲醇解析，得浓糖浆；(5)脱水干燥，所述浓糖浆经过无菌板过滤后，送入干燥机脱水干燥、粉碎，得初级产品，经取样检测，获得初级产品中甜菊糖苷总甙平均含量值；后续的精提纯包括以下步骤：(1)将所述甜菊糖苷粗提纯获得的初级产品放入一定浓度的乙醇中进行溶解，溶解温度80℃；降温结晶，将晶浆进行离心分离，获得一次晶体；(2)再用乙醇对所述一次晶体进行二次溶解；降温结晶，进行离心分离后获得二次晶体；(3)所述二次晶体经过干燥机脱水干燥、粉碎，获得产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张永，李存彪，夏正一，
申请(专利权)人：青岛润德生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37