吸附樹脂及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于天然產(chǎn)物有效成分的提取和分離技術(shù)領(lǐng)域，具體地，設(shè)及吸附樹脂及 其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 近半個世紀W來，科學家致力于尋找口感與薦糖相似，但攝入能量值更低的甜味 劑來代替薦糖，W減少肥胖和=高的發(fā)生。目前，人工合成甜味劑有阿斯己甜、糖精等，然 而，隨著生活水平的不斷提高，人們開始追求天然綠色的食品，甜菊糖總巧從天然甜味劑中 脫穎而出。甜菊糖總巧是從甜葉菊的葉子中提取的一種高甜度、低熱量的新型天然甜味劑， 是繼甘薦、甜菜糖之外第=種最具有開發(fā)價值的天然薦糖替代品，被譽為"世界第=糖源"。 甜菊糖總巧具有安全低熱、口感優(yōu)良、無毒無害等優(yōu)點，其甜度是薦糖的200~300倍，熱 值僅為薦糖的1/300。早在500多年前，甜葉菊就被己拉圭居民用來制作甜茶。在南美和 部分亞洲國家如：中國、日本、韓國等在上世紀就已批準甜菊糖作為食品添加劑。2008年6 月聯(lián)合國FAO和W冊的巧CFA組織正式批準了甜菊糖總巧作為食品添加劑的合法性，同年 12月美國FDA確認了甜菊糖總巧的組分之一萊鮑迪巧A(RA)的安全性。我國于1999年修 訂的甜菊糖總巧標準（GB8270-1999)也聲明甜菊糖總巧可W作為食品添加劑不限量使用。 目前，甜菊糖總巧在食品、藥品、精細化學品等領(lǐng)域已經(jīng)得到初步應用，其成本僅為薦糖的 30 %~40 %，它的甜度高、成本低等特點使其受到各個領(lǐng)域的普遍青睞。
[0003] 在甜菊糖總巧提取純化的方法中，吸附樹脂法成本較低，工藝簡單，有著廣泛的應 用，一般流程為：用水浸取甜菊葉中的甜菊糖總巧，經(jīng)絮凝過濾、脫鹽過程后，用大孔吸附樹 脂進行純化。國外使用的吸附樹脂有AmberliteXAD-2、SP850、DiaionHP-20,國內(nèi)許多廠 商使用AB-8、X-5等吸附樹脂，運些樹脂的吸附機理基于單一的疏水作用，單一的疏水作用 不僅能吸附甜菊糖總巧分子也能吸附大量的疏水性雜質(zhì)，使得甜菊糖總巧分子與色素等其 他雜質(zhì)不易分離，因此上述商品化樹脂吸附選擇性較差，在吸附甜菊糖總巧的同時也吸附 了大量其他雜質(zhì)。據(jù)文獻報道，采用較為親水的ADS-7樹脂提取甜菊糖總巧，可將吸附和脫 色一步完成，樹脂的吸附選擇性有所提高，但吸附量卻明顯降低。
[0004] 因此，目前用于提取純化甜菊糖總巧的技術(shù)仍有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個目的在于提出一種高選擇性或高吸附量的吸附樹脂及其制備方法，W及吸附樹脂在提 取純化甜菊糖總巧中的用途。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種吸附樹脂。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該吸 附樹脂具有式I所示的結(jié)構(gòu)式：
[0007]
[0008] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實施例的吸附樹脂具有較高的比表面積和機械強度，且 該吸附樹脂制備過程中不需要使用毒性強、低沸點、易揮發(fā)、易燃的有機溶劑，無毒、安全性 高，而且其能夠有效用于提取純化甜菊糖總巧，表現(xiàn)出非常高的選擇性和吸附量，且分離獲 得的甜菊糖總巧純度較高。
[0009] 在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種制備前面所述的吸附樹脂的方法。根據(jù) 本發(fā)明的實施例，該方法包括：將分散劑溶于水中，得到水相；將單體、引發(fā)劑和致孔劑混 合，得到油相；使水相與油相接觸，得到聚合產(chǎn)物；使聚合產(chǎn)物進行后交聯(lián)反應，得到吸附 樹脂，其中，單體為二乙締苯和苯甲燒雙馬來酷亞胺。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該方法能夠快速、有效地 制備獲得前面所述的吸附樹脂，操作簡單、成本較低、易于控制與實現(xiàn)，且該方法不需要使 用有毒、低沸點、易揮發(fā)、易燃的有機試劑，環(huán)境友好，制備獲得的吸附樹脂安全無毒，能夠 有效用于提取純化甜菊糖總巧，具有非常高的選擇性和吸附性，且分離獲得的甜菊糖總巧 純度較高。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，分散劑為聚乙締醇和明膠中的至少一種。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，在水相中，分散劑的質(zhì)量濃度為0. 5~2%。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，在油相中，二乙締苯和苯甲燒雙馬來酷亞胺的質(zhì)量比為 (1~5):巧~5)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，在油相中，致孔劑、引發(fā)劑與單體的質(zhì)量比為（1~2): (0. 005 ~0. 02) :1。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，引發(fā)劑為偶氮二異下臘或過氧化二苯甲酯。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，致孔劑為甲苯和正庚燒的混合物，其中，甲苯和正庚燒的質(zhì) 量比為1 :(1~3)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，使水相與油相接觸，得到聚合產(chǎn)物進一步包括：將油相和水 相按照體積比為1 : (1~5)的比例混合，得到反應混合物，使反應混合物在攬拌、60~80攝 氏度條件下反應2~8小時，然后使所得到的反應液在攬拌、80~90攝氏度條件下繼續(xù)反 應5~8小時，得到第一產(chǎn)物混合物；將第一產(chǎn)物混合物進行依次進行過濾、洗涂、驚干、索 式提取及干燥，得到聚合產(chǎn)物。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，使聚合產(chǎn)物進行后交聯(lián)反應，得到吸附樹脂進一步包括：將 有機溶劑和聚合產(chǎn)物按照質(zhì)量比為（3~8) :I的比例混合，使聚合產(chǎn)物溶脹，得到溶脹混合 物；將傅克催化劑加入溶脹混合物中，并使所得到的混合物在60~120攝氏度下反應6~ 12小時，得到第二反應混合物；對第二反應混合物依次進行過濾、洗涂浸泡及干燥，得到吸 附樹脂。
[001引根據(jù)本發(fā)明的實施例，有機溶劑為選自二氯甲燒、S氯甲燒、乙臘、甲苯、正庚燒、 二甲基甲酯胺、四氨巧喃和石油酸中的至少一種。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，傅克催化劑為選自無水=氯化鐵、二氯化鐵、氯化儘、氯化 銘、氯化儀、氯化鉆、氯化鋒、氯化錫和氯化儀中的至少一種。
[0020] 在本發(fā)明的第=方面，本發(fā)明提供了一種吸附樹脂。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該吸附 樹脂是通過前面所述的制備吸附樹脂的方法制備的。根據(jù)本發(fā)明實施例的吸附樹脂具有較 高的比表面積和機械強度，且該吸附樹脂制備過程中不需要使用毒性強、低沸點、易揮發(fā)、 易燃的有機溶劑，無毒、安全性高，而且其能夠有效用于提取純化甜菊糖總巧，表現(xiàn)出非常 高的選擇性和吸附量，且分離獲得的甜菊糖總巧純度較高。
[0021] 在本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明提供了前面所述的吸附樹脂在提取純化甜菊糖總巧 中的用途。將根據(jù)本發(fā)明實施例的吸附樹脂應用于提取純化甜菊糖總巧時，具有非常高的 選擇性和吸附量，且分離獲得的甜菊糖總巧純度較高，可達到80~90%。
[0022] 在本發(fā)明的第五方面，本發(fā)明提供了一種提取純化甜菊糖總巧的方法。根據(jù)本發(fā) 明的實施例，該方法包括：將甜葉菊葉片依次進行用水浸提、絮凝、過濾、脫鹽和脫色，得到 上柱液；使上柱液流過吸附柱，得到吸附有甜菊糖總巧的吸附柱；利用水對吸附有甜菊糖 總巧的吸附柱進行清洗，得到經(jīng)過清洗的吸附柱；利用洗脫劑對經(jīng)過清洗的吸附柱進行解 吸處理，得到洗脫溶液；將洗脫溶液進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到甜菊糖總巧，其中，吸附柱中裝填有 前面所述的吸附樹脂。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用該方法提取純化甜菊糖總巧，操作簡單、方便，成本 低廉，根據(jù)本發(fā)明實施例的吸附樹脂具有十分高的選擇性和吸附量，獲得的甜菊糖總巧純 度較高。
[002引根據(jù)本發(fā)明的實施例，在上柱液中，甜菊糖總巧的濃度為8~15111旨/111以并且上柱 液的抑值為7. 5~9. 5。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，吸附柱的直徑和柱長的比為1 :巧~20)。 陽0巧]根據(jù)本發(fā)明的實施例，上柱液流過吸附柱的流速為0. 5~2. 0BVA，并且上柱液的 用量為吸附柱中吸附樹脂體積的10~20倍。
[00%] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，洗脫劑為體積濃度為60~90%的乙醇水溶液，且洗脫劑的 用量為吸附柱中吸附樹脂體積的3~6倍。
[0027] 本發(fā)明至少具有W下有益效果：
[002引本發(fā)明利用懸浮聚合方法對工業(yè)二乙締苯值VB)和極性單體苯甲燒雙馬來酷亞 胺度進行共聚制備初始共聚物PBMI-DVB吸附樹脂，然后在化iecM-化afts催化劑的 作用下進行懸掛雙鍵后交聯(lián)反應，生成高比表面的后交聯(lián)大孔吸附樹脂PBMI-DVBpc。由于 反應過程不需要使用甲基氯甲酸等有毒交聯(lián)劑，反應工藝簡單，后交聯(lián)可有效提高樹脂的 比表面積和機械強度。將制備獲得的后交聯(lián)大孔吸附樹脂PBMI-DVBpc用于甜葉菊中甜菊 糖總巧的分離純化，與商品化AB-8W及XAD-4樹脂相比，其提取物中甜菊巧的純度大大提 高。另外，本發(fā)明工藝簡單、環(huán)境友好、生產(chǎn)成本低，避免了現(xiàn)有分離工藝中使用大量強毒 性、低沸點、易揮發(fā)、易燃的有機溶劑且分離工藝煩瑣等缺陷。根據(jù)本發(fā)明實施例的后交聯(lián) 樹脂可重復使用，吸附選擇性和吸附容量具有極大的改善，大大提高了生產(chǎn)效率，具有良好 的工業(yè)化應用前景。
【附圖說明】
[0029] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的制備吸附樹脂的方法的流程示意圖；
[0030] 圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的大孔吸附樹脂PBMI-DVB的合成路線圖；
[0031] 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的后交聯(lián)大孔吸附樹脂PBMI-DVBpc的合成路線 圖；
[0032] 圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的提取純化甜菊糖總巧的方法的流程示意圖；
[0033] 圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的大孔吸附樹脂PBMI-DVB和后交聯(lián)大孔吸附樹脂 PBMI-DVBpc的傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜圖；
[0034] 圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的大孔吸附樹脂PBMI-DVB和后交聯(lián)大孔吸附樹脂 PBMI-DVBpc的掃描電子顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0035] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā) 明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文 獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均 為可W通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種吸附樹脂。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該吸 附樹脂具