一種高純度甜茶苷的提取方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種甜茶苷的提取方法，具體涉及一種適應于工業生產的高純度甜茶苷的提取方法。
【背景技術】
[0002]甜茶是薔薇科懸鉤子屬植物甜茶Sua trssimus 5: Zee)的干燥葉子，主要分布于廣西大瑤山區，在廣東、湖南、江西等地也有少量種植。味甜，具有抗花粉過敏、促進胰島素分泌、防治心血管疾病等功效，其主要成分為甜茶苷，其甜度約為蔗糖的300倍，熱值為蔗糖的5%，主要用作甜味劑，廣泛應用于食品、飲品等行業，由于其具有高甜度、低熱值的顯著特點，頗受市場青睞。
[0003]目前，國內對從甜茶中提取高純度甜茶苷的研究頗為重視，相關文獻報道較多。
[0004]CN102702284A公開了一種高純度甜茶苷的生產方法，該方法是將甜茶原料進行提取、濃縮、絮凝澄清、離心后，再經大孔樹脂吸附分離、離子樹脂交換脫色、脫鹽、復合脫色后，濃縮干燥制備成產品，產品純度達98%，但得率僅3.7?4.5%，且過程復雜，損耗較大，導致最終廣品得率很低。
[0005]CN102838644B公開了一種從甜茶葉中提取甜茶苷的生產方法，該方法是將甜茶原料進行超聲輔助提取，減壓濃縮后醇沉、過濾，經大孔樹脂吸附分離，聚酰胺樹脂層析，結晶以及重結晶獲得產品，產品純度達到98%以上，得率約3.7?3.9%，該方法因醇沉的不完全以及聚酰胺洗脫時的不徹底，導致最終產品的得率較低。
[0006]CN104262425A公開了一種提取甜茶苷的新方法，該方法是將甜茶原料進行水提，經膜濾后過大孔樹脂吸附分離、陰陽離子樹脂分離、濃縮、結晶以及重結晶獲得產品，產品純度達99%，得率約5.31%，該方法因在大孔樹脂吸附分離時，反復使用酸堿處理，增加了后續處理過程，延長了生產周期，同時也對設備提出了更高的要求，生產成本相對較高。
[0007]CN104558088A公開了一種利用微波逆流提取的方式，經多級過濾，大孔樹脂吸附分離、膜濾、濃縮、干燥，制得羅漢果甜苷V60%產品的工藝，但是在多級過濾時，使用離心與多級超濾的方式進行，增加了工序過程，延長了過濾周期，效率低，能耗大，此外，經大孔樹脂純化后，亦含有大量雜質，使用納濾方式進行去無機鹽與溶劑，以期達到濃縮的目的，過程中壓力較高，耗能大，對膜的損害也較大，提取效率、工藝成本方面也不佳。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種處理量大、工藝簡單、成本低，產品純度、收率高的適用于工業生產的高純度甜茶苷的提取方法。
[0009]本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下:一種高純度甜茶苷的提取方法，包括以下步驟:
(O前處理:將干燥的甜茶原料除雜，粉碎，過篩，得甜茶原料粉；
(2)微波逆流提取:將步驟(I)所得甜茶原料粉進行微波逆流提取，得提取液； (3)離心:將步驟(2)所得提取液進行離心，得離心液；
(4)大孔樹脂吸附分離:將步驟(3)所得離心液調節pH值至10.0?11.0，然后過大孔樹脂進行上柱吸附，靜置后水洗，再用親水溶劑進行洗脫，收集目標洗脫液；
(5)超濾:將步驟(4)收集的目標洗脫液進行超濾，得超濾液；
(6)濃縮:將步驟(5)所得超濾液濃縮至百利度為25?28，得濃縮液；
(7)結晶與重結晶:向步驟(6)所得濃縮液中加入有機溶劑至有機溶劑的體積分數為80?90%，然后進行結晶與重結晶，干燥，得甜茶苷產品。
[0010]本發明所使用的甜茶原料產自廣西，甜茶苷的含量為6.38?6.56wt%o
[0011]進一步，步驟(I)中，所述過篩的目數為20?40目。
[0012]進一步，步驟(2)中，所述微波逆流提取的溫度為70?90°C，時間為40?60min，微波的功率為700?900w，頻率為5000?7000MHz ;提取溶劑為去離子水，用量為甜茶原料質量的6?7倍。該步驟不同于傳統提取方式，具有連續提取、處理量大的優點，該步驟具有微波提取與逆流提取的雙重優勢，大大縮短了提取周期和效率，是傳統熱回流提取技術時間的1/4?1/3，同時也節省了 30%以上的提取溶劑，減少了能耗，相對傳統提取是一種高效率、低成本的提取方式，該步驟甜茶苷的提取收率達99%以上。
[0013]進一步，步驟(3)中，在進行離心之前，提取液先經板框式換熱器，降溫至20?25。。。
[0014]進一步，步驟(3)中，所述離心先以離心速率3000?5000r/min進行螺旋離心，再以離心速率12000?14000r/min進行管式離心。螺旋離心為低速離心，可去除了大量的顆粒性物質，而管式離心為高速離心，可進一步將其中的懸濁物質去除，這種組合方式相比單一離心，保證了離心的連續性，提高了離心效率，料液更加的澄清。
[0015]步驟(4)中，在對離心液進行大孔樹脂吸附分離前，需要先用堿性物質將pH值調節至10.0?11.0，目的是使物料中的酸性物質以及大部分色素物質以離子形式存在，從而在進行大孔樹脂吸附時，不會被吸附，而隨流出液直接流出，以去除大部分酸性物質與色素。同時，在堿性條件下，大孔樹脂的孔徑會稍許膨脹，減少了樹脂堵塞的幾率。此外，當PH值為10.0?11.0時，更能使得甜茶苷物質以分子狀態存在，料液中的鹽分增加，更能增加樹脂對甜茶苷的吸附量。
[0016]進一步，步驟(4)中，用氫氧化鈉或碳酸鈉調節pH值；所述大孔樹脂為D10UAB-8或DM-130，樹脂柱的徑高比為1: 4?6 ;所述上柱流出液的流速為0.5?1.0 BV/h。
[0017]進一步，步驟(4 )中，所述靜置的時間為2?3h ;所述水洗時，水的流速為2?3BV/h，水洗至流出液呈微黃色且pH值為6.80?7.20時為止。
[0018]進一步，步驟(4)中，所述親水溶劑為體積分數60?80%的乙醇溶液，親水溶劑的洗脫流速為0.75?1.25BV/h，親水溶劑的洗脫體積為3BV，收集段為1.25?3.0BV0
[0019]進一步，步驟(5)中，所述超濾采用卷式超濾膜，超濾膜的截留分子量為3000?5000。采用超濾主要是去除一些蛋白質、鞣質和一些色素物質，進一步純化物料，為后續分離做好準備。
[0020]進一步，步驟(6)中，所述濃縮為真空濃縮，溫度為70?80°C，真空度為-0.06 ?-0.04MPa。
[0021]進一步，步驟(7)中，所述有機溶劑為甲醇或乙醇；所述結晶與重結晶的溫度為-2?3°C，每次結晶的時間為10?12h ;所述干燥為真空干燥，溫度為50?60°C，真空度為-0.09?-0.06MPa，時間為12?16h。結晶和重結晶利用了目標成分在有機溶劑中的溶解度對溫度有著較高的敏感度，而雜質不敏感的不同性質進行分離，達到良好的分離效果。
[0022]本發明方法具有以下有益效果:
(1)按照本發明方法所得甜茶苷產品，純度多99%，得率多5.35%，明顯高于現有技術中所得甜茶苷的純度和得率；
(2)本發明方法在離心前，創造性地使用板框式換熱器迅速降低提取液溫度，使得大量的常溫水溶性沉降析出，經離心后，能夠更好地去除，減少了雜質對后續工藝的干擾，為更好的純化目標成分，奠定了基礎；
(3)本發明方法在大孔樹脂吸附分離前進行調堿處理，去除了大量的酸性物質與色素，結合后續的膜濾，進一步去除了色素等物質，達到純化目標成分的目的，為下一步的再純化做好了準備，從而代替了傳統的醇沉、陰陽離子樹脂處理的方式，工藝過程得以簡化，進一步縮短了生產周期；
(4)本發明方法使用了微波逆流提取技術，代替了傳統的熱回流提取技術，具有提取時間短、使用溶劑少，能耗、生產成本低，并能連續提取等特點，適應工廠連續化生產。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0024]以下介紹的本發明實施例所使用的甜茶原料產自廣西；所使用的層析柱規格為Φ400 X 2400mm，層析柱材質為不銹鋼；D101、AB-8大孔型吸附樹脂，購自上海南開樹脂有限公司，DM-130大孔型吸附樹脂購自西安藍曉新材料股份有限公司；HPLC紫外檢測器檢測的波長為540 nm ;其它所使用的化學試劑及儀器設備，如無特殊說明，均通過常規商業途徑獲得。
[0025]實施例1
(1)前處理:將干燥的500kg甜茶原料(甜茶苷含量為6.42%)除雜，粉碎，過40目篩，得甜茶原料粉；
(2)微波逆流提取:將步驟(I)所得500kg甜茶原料粉在90°C下，微波功率為900w，頻率為5000MHz下，用3295L去離子水進行微波逆流提取60min，物料與水的流動為逆向連續動態流動，得3125 kg提取液；
(3)離心:將步驟(2)所得3125kg提取液，經板框式換熱器迅速降溫至20°C，然后先用臥式螺旋離心機以離心速率5000r/min進行螺旋離心，再用管式離心機以離心速率14000r/min進行管式離心，得3120kg離心液；
(4)大孔樹脂吸附分離:將步驟(3)所得3120kg離心液用氫氧化鈉調節pH值至10.98，然后過裝填DlOl大孔吸附樹脂的層析柱(徑高比1:6)進行上柱吸附，上柱流出液的流速為1.0BV/h，吸附后靜置3 h，然后用去離子水進行水洗，去離子水的流速為3BV/h，水洗至流出液呈微黃色，且測定PH值為7為止，再用體積分數為80%的乙醇溶液進行洗脫，乙醇溶液的洗脫流速為1.25BV/h，乙醇溶液的洗脫體積為3BV，收集1.25?3.0BV段為目標洗脫液；
(5)超濾:將步驟(4)收集的目標洗脫液用截留分子量為5000的卷式超濾膜進行超濾，得超濾液； (6)濃縮:將步驟(5)所得超濾液在80°C，真空度為-0.06?-0.04MPa下，真空濃縮至百利度為25，得濃縮液；
(7)結晶與重結晶:向步驟(6)所得濃縮液中加入甲醇至甲醇的體積分數為90%，然后在溫度_2°C下，結晶，再重復結晶I次，每次結晶的時間為12h，將晶體在60°C，真空度為-0.09?-0.06MPa下，進行真空干燥16h，得甜茶苷產品27