一種從甜葉菊中提取高純度甜葉菊糖苷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提取高純度甜葉菊糖苷的方法，具體涉及一種適用于工業(yè)生產(chǎn)的從甜葉菊中提取高純度甜葉菊糖苷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]甜葉菊原產(chǎn)于巴拉圭的Amambay及Mbaxacayu山脈，屬糖科植物，整個生長期溫度都在20 °C以上，具有喜溫性。1970年日本從巴西引進甜葉菊，開始馴化、栽培、制苷，同時進行毒理、食品檢驗等試驗，并首先開發(fā)利用甜葉菊產(chǎn)品一一甜葉菊糖苷。我國于1976年由從日本引種，試種，并獲成功，80年代初向全國各地推廣種植。
[0003]甜菊苷是一類主要存在于甜葉菊葉片中的四環(huán)二萜類衍生物，主要包括甜菊苷(Stev1side)、萊鮑迪苷 A (Rebaud1side A)，萊鮑迪苷 B (Rebaud1sde B)，萊鮑迪苷 C(Rebaud1side C)等8種糖苷，其甜度大約是蔗糖的300倍。有研究表明，甜葉菊糖苷具有高甜度，低熱量，無明顯毒副作用的特點。它可抑制高血糖、高血壓、并有消炎、抗腫瘤，止瀉利尿以及協(xié)助免疫調(diào)節(jié)的作用。目前，南美、日本和中國已經(jīng)把甜葉菊糖苷作為一種天然的甜味劑廣泛應(yīng)用于食品和飲料中。
[0004]現(xiàn)有甜葉菊糖苷的提取方法主要有蒸煮法、冷水浸泡法、發(fā)酵法、電解法、超聲提取法等。蒸煮法、冷水浸泡法、超聲提取法是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的一種方法，但其在提取甜葉菊糖苷的同時，也將大量的雜質(zhì)提取了出來；而生物發(fā)酵法、電解法會在提取液中引入外來雜質(zhì)，給后續(xù)工序的純化分離帶來困難?，F(xiàn)有甜葉菊糖苷的純化方法主要有制備色譜、有機溶劑萃取重結(jié)晶法等。工業(yè)制備色譜化投入大，操作難度大；而有機溶劑萃取重結(jié)晶法存在溶劑使用量大、產(chǎn)品收率低等缺陷。
[0005]CN101062077B公開了一種同時制備甜葉菊總甜菊苷和甜葉菊總黃酮的方法，是將甜葉菊干葉用有機溶劑提取，后用超臨界流體萃取法、柱色譜法來獲得高純度甜菊苷產(chǎn)品。但是，由于其提取采用了有機溶劑法，成本高，且安全系數(shù)低，后期純化分離采用超臨界、柱色譜存在投資大、操作難度大等缺陷。
[0006]CN101805768B公開了一種高品質(zhì)甜菊糖生物酶解提純方法，是采用酶提，大孔樹脂純化，溶劑萃取，重結(jié)晶得到高純度產(chǎn)品，且在結(jié)晶過程中大量使用無水乙醇。其缺陷是不適合工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)，收率低、成本高。
[0007]CN102199177A公開了一種純天然高純度甜菊糖的生產(chǎn)方法，是采用酶解后超聲波連續(xù)逆流提取技術(shù)進行提取，然后用膜過濾來澄清物料，再用多功能模擬移動床分離系統(tǒng)進行吸附，乙醇洗脫，得到產(chǎn)品。但是，所得產(chǎn)品的純度最高只能達到96%，且終產(chǎn)品單一，產(chǎn)品回收率低，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種工藝簡單，能耗低，環(huán)保無污染，適宜工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品收率高、純度高的從甜葉菊中提取高純度甜葉菊糖苷的方法。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:一種從甜葉菊中提取高純度甜葉菊糖苷的方法，包括以下步驟:
(1)加酶浸泡:將甜葉菊原料粉碎后浸泡于水中，加入纖維素酶制劑進行酶解，得甜葉菊酶解液；
(2)加熱浸提:將步驟(1)所得甜葉菊酶解液加熱浸提，冷卻至室溫，離心，過濾，得甜葉菊加酶浸提液；
(3)絮凝除雜:將步驟(2)所得甜葉菊加酶浸提液進行水浴加熱，加入無機鹽絮凝劑，攪拌，進行絮凝處理后，離心，過濾，得甜葉菊除雜液；
(4)大孔吸附樹脂脫色純化:將步驟(3)所得甜葉菊除雜液過大孔吸附樹脂柱進行脫色吸附，再用洗脫液洗脫，洗脫液進行納濾，濃縮，得甜葉菊濃縮液；
(5)硅膠層析柱分離:將步驟(4)所得甜葉菊濃縮液上硅膠層析柱，然后用乙醇和乙酸乙酯的混合溶劑進行洗脫，分別收集各餾分，濃縮，干燥，得多種高純度的甜葉菊糖苷產(chǎn)品。
[0010]步驟(1)中，所述甜葉菊原料中甜葉菊糖苷的質(zhì)量含量為:甜菊苷4?5%，萊鮑迪苷A 5?6%，萊鮑迪苷C 0.5?1.0%，總糖苷為10?12%。
[0011]進一步，步驟(1)中，所述甜葉菊原料粉碎后的粒徑為10?30目，所述甜葉菊原料與水的料液質(zhì)量比為1:10?12，所述纖維素酶制劑的添加質(zhì)量(g)為加入的水體積(mL)的0.1?0.3w/v% (優(yōu)選0.15?0.20w/v%)o若浸泡用水量低于10倍，則糖苷收率會急劇下降，而用水量高于12倍以后糖苷收率幾乎無增加，再繼續(xù)增加用水量無意義；所述纖維素酶制劑的加入，有利于甜葉菊原料細胞壁的破碎，從而利于各類糖苷的溶出，但若添加量小于0.1 w/v%會導(dǎo)致酶解效果急劇下降，而添加量高于0.3 w/v%也無明顯效果提升，繼續(xù)增加酶用量只會損耗酶制劑。
[0012]進一步，步驟(2)中，所述浸提的溫度為40?50°C (優(yōu)選43?46°C)，浸提的pH值為5.0?6.0，浸提的時間為60?70min。由于加熱浸提時需要同時保證酶試劑的活性和浸提效率，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在所述提取溫度、pH值下浸提效果最佳，而當提取時間大于60min后，浸提效率趨于平穩(wěn)狀態(tài)，收率幾乎不增加，繼續(xù)延長提取時間無意義。
[0013]進一步，步驟(3)中，所述水浴加熱的溫度為60?80°C (優(yōu)選68?72°C)，所述絮凝處理的pH值為8?9，絮凝處理的時間為30?40min。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，當水溫在50?80°C、pH值為8?10時，絮凝效果基本在同一水平線上，但絮凝損失率有較大差異，在所述溫度和pH下絮凝損失率最低；絮凝時間越長，損失率越大，為保證收率、絮凝效果的平衡，絮凝時間為30?40min最佳。
[0014]進一步，步驟(3)中，所述無機鹽絮凝劑的添加量為3.0?4.0g/L。絮凝劑添加越多，無疑會損失越大，當添加量達到4.0g/L時，損失率出現(xiàn)拐點，損失率急劇上升，而絮凝效果在4.0g/L后無明顯提升，當添加量低于3.0g/L時絮凝效果不能達到絮凝目的。
[0015]進一步，步驟(3)中，所述無機鹽絮凝劑為殼聚糖，或者為氯化鐵和氧化鈣的混合物；所述氯化鐵和氧化鈣的混合物中，優(yōu)選氯化鐵與氧化鈣的質(zhì)量比為1:0.2?1.5 (更優(yōu)選1:0.25?1.20)。所述氯化鐵和氧化鈣的混合物絮凝效果好，價格低廉，添加量少，符合工業(yè)生產(chǎn)的需要，且氯化鐵絮凝后可以滿足在流動過程中產(chǎn)生剪切力的要求，在所述質(zhì)量比下，絮凝溶液略顯堿性，利于絮凝。
[0016]步驟(2)中，所述離心優(yōu)選三足沉降離心，其轉(zhuǎn)速為1000?1500轉(zhuǎn)/min ;步驟(3)中，所述離心優(yōu)選臥螺離心+碟式離心串聯(lián)，臥螺離心轉(zhuǎn)速為2500?3500轉(zhuǎn)/min，碟式離心轉(zhuǎn)速為5000?7000轉(zhuǎn)/min。
[0017]進一步，步驟(4)中，所述脫色吸附的吸附流速為2?3BV/h，脫色吸附的pH值為7.5?8.5，大孔吸附樹脂柱的高徑比為5?9:1。吸附流速超過3.5BV/h時上柱流出液開始有甜味，表明流速快發(fā)生了泄漏，但若流速太慢會造成吸附效率太低。在脫色吸附過程中，采用高效液相色譜儀連續(xù)檢測甜葉菊除雜液過柱后的流出液，當檢出甜葉菊糖苷時，換柱吸附。
[0018]進一步，步驟(4)中，所述洗脫液為體積分數(shù)60?65%的乙醇溶液，洗脫的流速為0.5?2BV/h，洗脫液的用量為1?2BV。所述洗脫的溫度為室溫。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，體積分數(shù)60%的乙醇溶液即可將吸附在樹脂上的產(chǎn)品全部洗脫下來，工業(yè)上為降低乙醇溶液配制的難度，優(yōu)選體積分數(shù)60?65%的乙醇溶液。
[0019]步驟(4)中，所述大孔吸附樹脂為AB-8、DC-7、D101、D301或KB-9。優(yōu)選購于西安藍曉科技新材料股份有限公司的D101型大孔吸附樹脂和購于山東魯抗的AB-8型大孔吸附樹脂。所述大孔吸附樹脂優(yōu)選先進行活化前處理:先將樹脂用體積分數(shù)為95%的乙醇溶液浸泡后裝柱，用4?8BV柱床體積，體積分數(shù)為95%的乙醇溶液以0.2?0.3BV/h的流速清洗，直至流出的乙醇加水不渾濁為止，以清洗出殘留的苯乙烯、二乙烯苯、甲苯、二甲苯等樹脂合成的材料、交聯(lián)劑、制孔劑等，用水洗盡柱中乙醇，