一种从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法技术

一种从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法，包括以下步骤：（1）醇提：在甜菊糖生产废渣中，加入含有维生素C的低碳醇水溶液，搅拌提取，粗过滤，得醇提液；（2）超滤、纳滤：先将醇提液用超滤膜超滤，再将超滤膜透过液用纳滤膜纳滤，收集纳滤膜截留液；（3）层析柱层析：将纳滤膜截留液上层析柱层析，然后，先用乙酸乙酯，对层析柱进行洗脱，再用低碳醇，对层析柱进行洗脱，收集低碳醇的洗脱液，在避光条件下，减压浓缩至无醇，得墨绿色膏体，即叶绿素产品。本发明专利技术方法所得叶绿素产品中叶绿素质量含量高达91.6%，收率高达93%；本发明专利技术方法工艺过程可操作性强，成本低，零污染，适宜于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法
本专利技术涉及一种提取叶绿素的方法，具体涉及一种从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法。
技术介绍
叶绿素是植物进行光合作用时吸收和传递光能的主要物质，但长期以来认为它是对人体无活性的物质。现代研究发现，叶绿素结构与人类和大多数动物体内血液中红色素结构极其相似，在某种意义上讲，它也是维持生命不可缺少的物质，具有许多生理功能。比如：抗致突变作用、促愈创伤作用、抗变应性作用、脱臭味、改善便秘作用、降低胆固醇作用等。此外，叶绿素还是制备叶绿素铜钠盐、叶绿素铁钠盐、叶绿素镁钠盐和叶绿素锌钠盐等水溶性叶绿素衍生物的重要原料。甜叶菊富含甜菊糖苷，总含量可高达12%。甜菊糖苷是一种低热量、高甜度的天然甜味剂，是食品及药品工业的原料之一。目前，我国的甜菊糖产业已飞速发展，从甜叶菊的种植栽培，到甜菊糖的生产加工，全国各地都有分布。由于每年加工的甜叶菊数目巨大，除了产出大量的甜菊糖苷产品外，还有大量的废水和固废产生。其中，最难以处理的固废就是甜叶菊提取液用絮凝剂沉淀、过滤后得到的泥状废渣。但是，研究发现，这种甜菊糖生产废渣中含有丰富的叶绿素，因而废渣又有了开发利用的价值。目前，提取叶绿素的方法主要有：丙酮提取、石油醚提取、无水乙醇提取等。CN105949210A公开了一种利用蚕沙提取叶绿素的方法，是以蚕沙为原料，通过喷水湿润软化、丙酮浸泡、一次浓缩、二次浓缩等步骤，得到叶绿素成品。但是，该方法过多的使用有毒有害的溶剂——丙酮，且该方法没有对叶绿素进一步分离纯化，所得到的叶绿素成品含量不高。CN105037376A公开了一种从盐地碱蓬中提取叶绿素的方法及提取得到的叶绿素，是以盐地碱蓬的嫩茎及叶片为原料，通过磨碎、酶解、有机溶剂提取、固液分离、浓缩、石油醚萃取、浓缩等步骤，得到叶绿素产品。但是，该方法步骤繁多、使用多种易燃易爆的化工溶剂，同样未对叶绿素进一步分离纯化。CN105622623A公开了一种叶绿素提取工艺，是以新鲜玉米秸秆为原料，通过粉碎、水解、过滤、酶解、灭酶、冷却、分离、干燥等步骤得到叶绿素产品。但是，虽然该方法没有使用有毒有害的化工溶剂，但由于缺少纯化步骤，获得的叶绿素产品含量难以提升。CN107253953A公开了一种从浒苔中提取叶绿素的方法，是以新鲜采取的浒苔为原料，通过清洗、阴干、水震荡提取、过滤、酶解、无水乙醇提取，得到叶绿素。但是，该方法获得的叶绿素纯度最高仅3.07%。CN1468911A公开了一种从甜菊浸出液中提取精制叶绿素的方法，是以甜菊浸出液为原料，通过PDVB-1专性吸附树脂吸附、乙醇洗脱、浓缩、真空干燥等步骤，得墨绿色天然使用色素。但是，该方法对具体的生产条件、工艺参数、产品规格等均未作详细描述。CN101318963A公开了一种剑、蕃麻鲜叶汁制备叶绿素、叶蛋白、饲料添加剂的方法，是以麻渣为原料，通过榨汁、混合溶剂萃取、分层、浓缩等步骤，得糊状叶绿素。但是，由于该方法没有将叶绿素进行纯化的步骤，所得叶绿素的含量很低。CN106518884A公开了一种从红花苗中提取叶绿素的方法，是以新鲜的红花苗为原料，通过惰性气体保护、压榨、微滤、超声提取、大孔树脂层析、洗脱、离心、三级反渗透、冷冻干燥等步骤，得叶绿素粉末。但是，该方法原料成本、设备成本高昂，步骤繁琐，工艺复杂，不适合工业化生产。CN1660808A公开了一种从甘草茎叶中连续提取叶绿素和异黄酮的方法，是以干燥的甘草茎叶为原料，通过粉碎、乙醇提取、减压蒸馏、拌聚酰胺、真空干燥、上大孔树脂柱、水和乙醇梯度洗脱、二氯甲烷渗漉、浓缩、碱酸处理等步骤，得叶绿素产品。但是，该方法所得叶绿素的收率过低，且使用了有毒有害的化工溶剂，不适合工业化生产。CN105622623A公开了一种叶绿素提取工艺，是以新鲜的玉米秸秆为原料，通过粉碎、水解、过滤、加酶、灭酶、冷却、分离、干燥等步骤，得叶绿素产品。但是，该方法叶绿素的得率低，且所得产品含量偏低，不适合工业化生产。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种所得叶绿素产品质量含量高、收率高，工艺过程可操作性强，成本低，零污染，适宜于工业化生产的从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法，包括以下步骤：（1）醇提：在甜菊糖生产废渣中，加入含有维生素C的低碳醇水溶液，搅拌提取，粗过滤，得醇提液；（2）超滤、纳滤：先将步骤（1）所得醇提液用超滤膜超滤，再将超滤膜透过液用纳滤膜纳滤，收集纳滤膜截留液；（3）层析柱层析：将步骤（2）所得纳滤膜截留液上层析柱层析，然后，先用乙酸乙酯，对层析柱进行洗脱，再用低碳醇，对层析柱进行洗脱，收集低碳醇的洗脱液，在避光条件下，减压浓缩至无醇，得墨绿色膏体，即叶绿素产品。优选地，步骤（1）中，所述甜菊糖生产废渣为甜菊糖生产过程中，甜叶菊的提取液用絮凝剂沉淀、过滤后，所得泥状废渣，其中，叶绿素的质量含量为5～7%，水分的质量分数为45～55%。所述叶绿素的质量含量为叶绿素a和叶绿素b的总质量含量。优选地，步骤（1）中，所述含有维生素C的低碳醇水溶液的用量为甜菊糖生产废渣湿重的10～20倍。使用低碳醇的目的是将甜菊糖生产废渣中的叶绿素提取出来。若低碳醇的用量过少，则叶绿素难以充分浸出；若低碳醇的用量过多，则将造成溶剂和能源的浪费。优选地，步骤（1）中，所述低碳醇中维生素C的质量浓度为0.1‰～0.5‰。低碳醇中加入维生素C的目的是提高叶绿素在提取过程中的稳定性。若维生素C的浓度过低，将难以实现提高叶绿素稳定性的目的；若维生素C的浓度过高，不但会造成物料的浪费，还将增大后续提纯的难度。优选地，步骤（1）中，所述低碳醇水溶液为甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇水溶液等中的一种或几种。优选地，步骤（1）中，所述低碳醇水溶液中低碳醇的体积分数为70～95%（更优选80～90%）。若低碳醇的浓度过低，则叶绿素难以充分浸出；若低碳醇的浓度过高，则将造成溶剂和能源的浪费。优选地，步骤（1）中，所述搅拌提取的温度为室温，所述搅拌提取的时间为2～4h。室温提取的目的是为了防止叶绿素在有大量杂质存在的高温环境中降解。所述室温更优选为20～30℃。若提取的温度过高，则叶绿素的分子结构易被破坏，造成收率偏低；若提取的温度过低，则低碳醇对叶绿素的溶解度太小，叶绿素难以充分浸出，同样会造成收率偏低。优选地，步骤（2）中，所述超滤膜的截留分子量为5000～10000Da。超滤的目的是除去醇提液中的蛋白质、纤维和鞣质等大分子杂质。若超滤膜的截留分子量过大，大分子杂质有可能透过超滤膜进入透过液，进入后续步骤而难以分离，将影响柱层析的分离效果；若超滤膜的截留分子量过小，则部分叶绿素将难以透过超滤膜，从而降低叶绿素的收率。优选地，步骤（2）中，所述超滤的压力为0.5～1.2MPa。优选地，步骤（2）中，所述纳滤膜的截留分子量为800～1000Da。纳滤的目的是除去超滤膜透过液中的维生素C、盐类等小分子杂质。若纳滤膜的截留分子量过大，则叶绿素将透过纳滤膜，导致叶绿素的收率偏低；若纳滤膜的截留分子量过小，则小分子杂质将难以全部进入滤液，进入后续步骤而难以分离，增加后续柱层析的负担，降低纯化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）醇提：在甜菊糖生产废渣中，加入含有维生素C的低碳醇水溶液，搅拌提取，粗过滤，得醇提液；（2）超滤、纳滤：先将步骤（1）所得醇提液用超滤膜超滤，再将超滤膜透过液用纳滤膜纳滤，收集纳滤膜截留液；（3）层析柱层析：将步骤（2）所得纳滤膜截留液上层析柱层析，然后，先用乙酸乙酯，对层析柱进行洗脱，再用低碳醇，对层析柱进行洗脱，收集低碳醇的洗脱液，在避光条件下，减压浓缩至无醇，得墨绿色膏体，即叶绿素产品。

【技术特征摘要】
1.一种从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）醇提：在甜菊糖生产废渣中，加入含有维生素C的低碳醇水溶液，搅拌提取，粗过滤，得醇提液；（2）超滤、纳滤：先将步骤（1）所得醇提液用超滤膜超滤，再将超滤膜透过液用纳滤膜纳滤，收集纳滤膜截留液；（3）层析柱层析：将步骤（2）所得纳滤膜截留液上层析柱层析，然后，先用乙酸乙酯，对层析柱进行洗脱，再用低碳醇，对层析柱进行洗脱，收集低碳醇的洗脱液，在避光条件下，减压浓缩至无醇，得墨绿色膏体，即叶绿素产品。2.根据权利要求1所述从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述甜菊糖生产废渣为甜菊糖生产过程中，甜叶菊的提取液用絮凝剂沉淀、过滤后，所得泥状废渣，其中，叶绿素的质量含量为5～7%，水分的质量分数为45～55%。3.根据权利要求1或2所述从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述含有维生素C的低碳醇水溶液的用量为甜菊糖生产废渣湿重的10～20倍；所述低碳醇中维生素C的质量浓度为0.1‰～0.5‰；所述低碳醇水溶液为甲醇、乙醇、异丙醇或正丁醇水溶液中的一种或几种；所述低碳醇水溶液中低碳醇的体积分数为70～95%。4.根据权利要求1～3之一所述从甜菊糖生产废渣中提取叶绿素的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，龙伟岸，黄华学，
申请(专利权)人：湖南华诚生物资源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43