一种高纯甜菊糖苷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高纯甜菊糖苷及其制备方法，该方法以甜叶菊为原料，采用水浸提法，提取液先经Ultra‑flo膜超滤分离去除多糖、蛋白质、鞣质及固体悬浮物等杂质，再经ADS‑7吸附树脂柱，除去大量色素杂质，解吸液浓缩回收乙醇后再上RS‑2吸附树脂柱，吸附流出液浓缩干燥，得甜菊糖苷产品，产品的纯度可达97～99％，收率8～9％(按甜叶菊干粉计)。本发明专利技术方法具有工艺简单、不使用有毒有机溶剂，产物纯度高、符合食品安全要求等特点。

A high purity stevioside and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种高纯甜菊糖苷及其制备方法
本专利技术涉及天然有机化学和农产品的深度加工领域，尤其是一种高纯甜菊糖苷及其制备方法。
技术介绍
甜菊糖苷是甜叶菊中重要的天然活性物质，是优良的甜味剂，甜度为蔗糖的200～300倍，热量约为蔗糖的1/300，食用安全性高，且具于降血压、消炎以及提高免疫力等作用，是理想的高甜度、低热量、口味好，对糖尿病和高血脂有一定疗效的新型甜味剂。1995年美国FDA批准甜菊糖苷可以作为“膳食补充剂”进行销售和消费，2004年世界联合卫生组织正式通过允许甜菊糖苷在世界范围内通用的决议，2008年美国FDA正式批准高纯度的甜菊糖苷可以作为甜味剂应用到美国的食品和饮料中，这项批准大大扩充了甜菊糖苷在食品添加剂领域的应用范围，也使高纯度的甜菊糖苷产品成为市场热点。近年来随着对其组分化学结构、理化性质及生物活性研究的深入，也需要提供大量高纯度甜菊糖苷作为制药原料或标准品，新的领域对产品纯度提出更高的要求，而传统提制技术和产品已经不能满足发展的需要。近年来，国内外有很多关于甜菊糖苷分离纯化的研究，利用了许多新型分离、制备方法，但主要还是以树脂吸附分离为主，原理是利用大孔吸附树脂对甜菊糖苷的高吸附选择性对其进行脱色纯化。甜菊糖苷的制备工艺一般包括提取、絮凝沉淀、大孔树脂吸附甜菊糖苷、解吸液浓缩、干燥等步骤。甜叶菊干叶中甜菊糖苷含量为10～18％，甜菊糖苷易溶于水、甲醇、乙醇等溶液。甲醇有毒很少用作提取剂，用乙醇提取时能提取出很多脂类物质，尤其是叶绿素，严重影响脱色效果。采用水提成本低、但会提出大量水溶性杂质，如多糖、果胶、单宁、有机酸、蛋白质、色素、有机盐等，不能直接进入大孔吸附树脂柱，以免造成树脂污染严重，降低树脂的吸附分离性能。甜菊糖苷提取液的除杂脱色多采用絮凝沉淀、离心分离法，但絮凝法费用高、效率低、且添加絮凝剂引入的杂质需要在后续工艺中去除，同时沉淀物会吸附一部分甜菊糖苷，使收率降低。以现有的树脂吸附法进行甜菊糖苷的提取分离，只能得到纯度为90％以下的产品。为进一步提高产品纯度，可采用重结晶法、高效逆流色谱法对产品进行精制。重结晶法能耗较大、晶体生长慢，耗时较长、收率低、产品纯度仅达到95％左右，且母液回收工序繁琐。高效逆色谱法对设备要求高，溶剂系统优化耗时费力、实际应用困难。如何进一步提高甜菊糖苷产品的纯度，一直是困扰生产厂家的一个严重问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种高纯甜菊糖苷的制备方法，其工艺简单、不使用有毒有机溶剂，产物纯度高、符合食品安全要求的树脂吸附法制备高纯甜菊糖苷的方法。本专利技术主要是联合膜超滤和两次树脂柱层析分离技术，从甜叶菊的提取液中分离纯化甜菊糖苷，制备纯度达97％以上的甜菊糖苷产品。其工艺设计原理是利用Ultra-flo膜超滤对甜菊糖苷提取液初步除杂，利用ADS-7大孔吸附树脂脱色后，再利用RS-2凝胶型超高交联吸附树脂的筛分吸附分离功能，对纯度90％左右的甜菊糖苷溶液进一步脱色纯化，使产品纯度达到97％以上。具体来说，本专利技术所述制备方法包括如下步骤：1)提取：甜叶菊干叶粉粹，用去离子水80℃下搅拌提取，提取液茶褐色；2)Ultra-flo膜超滤：提取液经板式Ultra-flo膜超滤分离除去提取液中的大量多糖、蛋白质、鞣质及固体悬浮物等杂质，超滤透析液中甜菊糖苷浓度为7～12g/L，纯度为40％左右，收率达13％左右(按甜叶菊干粉计)；3)ADS-7树脂吸附脱色：超滤透析液上ADS-7吸附树脂，该树脂对甜菊糖苷具有较高的吸附容量和吸附选择性，吸附过程中大量色素杂质流出，甜菊糖苷被吸附在树脂上。而后采用乙醇水溶液解吸，解吸液中甜菊糖苷的浓度为10～20g/L，纯度为85％～90％，收率达10％左右(按甜叶菊干粉计)；4)RS-2树脂筛分吸附：解吸液减压浓缩回收乙醇后，浓缩液上RS-2树脂柱，色素被树脂吸附，甜菊糖苷不被吸附、随流出液流出，收集流出液，减压浓缩、干燥得甜菊糖苷固体产品，产品纯度可达97～99％，收率8～9％(按甜叶菊干粉计)。更进一步的，本专利技术所述制备方法包括如下步骤：1)提取：甜叶菊干叶粉粹，加15～20倍重量的去离子水80℃下分两次搅拌提取，每次浸提2h，纱布粗滤，合并滤液，即得茶褐色提取液。2)Ultra-flo膜超滤：甜菊糖苷提取液在常温常压下泵入Ultra-flo膜设备中进行超滤纯化，其工艺条件为：进口压力4bar，出口压力2bar。浓缩到一定程度后，加水套洗，加水量约为初始料液的1/4。超滤膜片为截留分子量4万的聚偏氟乙烯膜(PVDF)，平均膜通量大，浓缩倍数可达4～5倍。超滤可除去提取液中的大量水溶性蛋白、多糖、果胶、鞣质、色素及固体悬浮物等杂质，改善水提液的质量，以利于后续工艺。3)ADS-7树脂吸附脱色：ADS-7树脂为大孔型苯乙烯-二乙烯苯共聚体，树脂骨架上负载季胺基基团，平均孔径25～35nm，比表面积100～120m2/g，平均粒径0.30～0.60mm。9～12BV的超滤透析液上ADS-7树脂柱吸附(吸附流速2～3BV/h)，甜菊糖苷被吸附在树脂上，大量色素等杂质流出。吸附完毕先用2BV纯水洗柱(水洗流速4BV/h)，而后用4～6BV的60％乙醇水溶液解吸(解吸流速1.5～2BV/h)，收集解吸液。4)RS-2树脂筛分吸附：RS-2树脂为凝胶型超高交联吸附树脂，骨架结构为苯乙烯-二乙烯苯共聚体，具有纳米微孔结构，孔容0.50～0.60mL/g，平均孔径1.40～1.70nm，比表面积1300～1500m2/g，平均粒径0.18～0.42mm。ADS-7树脂解吸液减压浓缩回收乙醇后，10～20BV的浓缩液上RS-2树脂柱(吸附流速2～3BV/h)。在上柱吸附过程中，溶液中少量的小分子色素等杂质能进入RS-2树脂孔道，而被树脂吸附；分子量较大的甜菊糖苷不能进入树脂孔内，随流出液流出。上柱液为淡黄色，经RS-2树脂吸附后，甜菊糖苷流出液变为无色。5)减压浓缩、干燥：甜菊糖苷流出液减压浓缩、干燥得白色甜菊糖苷粉末产品。本专利技术采用膜超滤法处理甜菊糖苷提取液，除去提取液中的大量多糖、蛋白质、色素及固体悬浮物等杂质，可有效减少后续树脂处理负担，利于产品质量的提高。而树脂分离技术具有低能耗、过程环保、操作方便等优点，已用于甜菊糖苷的提取分离。本专利技术的关键点之一在于，通过两级树脂吸附配合，即3)ADS-7树脂吸附脱色，对甜菊糖苷具有较高的吸附容量和吸附选择性，吸附过程中大量色素杂质流出，甜菊糖苷被吸附在树脂上。而后采用乙醇水溶液解吸，取解吸液减压浓缩回收乙醇后的浓缩液，作为步骤4)中的上柱液，将该浓缩液经RS-2树脂筛分吸附分离，此时色素被树脂吸附，甜菊糖苷不被吸附、随流出液流出，从而实现使产品纯度由85～90％提高至97～99％。具体方案如下：一种高纯甜菊糖苷的制备方法，包括以下步骤：步骤1)：将甜叶菊干叶粉粹，加入去离子水加热搅拌进行提取，获得提取液；步骤2)：将上步获得的提取液经板式Ultra-flo超滤膜超滤分离，收集超本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯甜菊糖苷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1)：将甜叶菊干叶粉粹，加入去离子水加热搅拌进行提取，获得提取液；/n步骤2)：将上步获得的提取液经板式Ultra-flo超滤膜超滤分离，收集超滤透析液；/n步骤3)：将上步收集的超滤透析液上ADS-7吸附树脂，甜菊糖苷被吸附在树脂上，色素不被树脂吸附，而后采用乙醇水溶液解吸，收集解吸液；/n步骤4)：将上步收集的解吸液减压浓缩回收乙醇后，浓缩液上RS-2树脂，色素被树脂吸附，甜菊糖苷不被吸附，收集流出液，减压浓缩、干燥得甜菊糖苷固体产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种高纯甜菊糖苷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1)：将甜叶菊干叶粉粹，加入去离子水加热搅拌进行提取，获得提取液；
步骤2)：将上步获得的提取液经板式Ultra-flo超滤膜超滤分离，收集超滤透析液；
步骤3)：将上步收集的超滤透析液上ADS-7吸附树脂，甜菊糖苷被吸附在树脂上，色素不被树脂吸附，而后采用乙醇水溶液解吸，收集解吸液；
步骤4)：将上步收集的解吸液减压浓缩回收乙醇后，浓缩液上RS-2树脂，色素被树脂吸附，甜菊糖苷不被吸附，收集流出液，减压浓缩、干燥得甜菊糖苷固体产品。


2.根据权利要求1所述高纯甜菊糖苷的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中提取是用甜叶菊干叶总重15～20倍的去离子水在70-85℃下搅拌提取。


3.根据权利要求1所述高纯甜菊糖苷的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中超滤膜为聚偏氟乙烯膜片，截留分子量为3.5-4.5万。


4.根据权利要求1或3所述高纯甜菊糖苷的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中超滤分离的进口压力4±1bar，出口压力2±1bar，浓缩4±1倍后，加水套洗。


5.根据权利要求1所述高纯甜菊糖苷的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞芳，陈发河，吴光斌，谢远红，钟惠萍，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：福建;35