从玫瑰茄提取色素后的废液中分离多种活性成分的方法 |
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| 申请号 | CN202010860881.X | 申请日 | 2020-08-25 | 公开(公告)号 | CN111978422A | 公开(公告)日 | 2020-11-24 |
| 申请人 | 湖南华诚生物资源股份有限公司; | 发明人 | 张珊; 李伟; 黄华学; | ||||
| 摘要 | 从玫瑰茄提取色素后的废液中分离多种活性成分的方法，包括以下步骤：（1） 超滤 除杂；（2） 有机酸 吸附 ；（3）稀 氨 水 解 吸；（4） 蒸发 酸沉；（5）分离干燥，得玫瑰茄有机酸产品；（6）多酚吸附；（7） 乙醇 解吸 ；（8）浓缩干燥，得玫瑰茄多酚产品；（9）浓缩醇沉；（10）离心干燥，得玫瑰茄多糖产品。利用本 发明 ，可以从玫瑰茄提取色素后的废液中分离出玫瑰茄有机酸、玫瑰茄多酚、玫瑰茄多糖等多种活性成分，既减少了生产成本，又避免了 废水 对环境的污染，实现了资源的综合回收与再利用；本发明全程可连续化生产，且各操作步骤简单，不使用有毒有害的工业 试剂 ，无污染。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种从玫瑰茄提取色素后的废液中分离多种活性成分的方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 从玫瑰茄提取色素后的废液中分离多种活性成分的方法技术领域[0002] 玫瑰茄，别名洛神花、洛神葵、山茄等，锦葵科木槿属植物。原产东半球热带地区，现中国台湾、福建、广东和云南南部等地均有引入栽培。玫瑰茄花为紫红色，色泽艳丽，肉质，披针形，在生产中，常用作提取部位。玫瑰茄中含有花色苷、多酚、有机酸、多糖、蛋白质、果胶、氨基酸等多种物质，从而具有多种作用。在经济方面，花中可提取色素，应用于糖果、饮料中，稳定性好；在药用方面，有利尿、促进胆汁分泌、降低血糖粘度、降低血压和刺激肠壁蠕动的功效。 [0003] 目前国内外对玫瑰茄的研究大多是关于其花青素的分离纯化，而对于分离其他成分的研究较少。 [0004] CN105315704B公开了一种从玫瑰茄提取色素后废液中回收有机酸的方法，是经提取、树脂吸附色素后，制成玫瑰茄色素；再将提取过色素的废液过树脂吸附有机酸，洗脱后再将有机酸钠盐转型为有机酸，可制得玫瑰茄有机酸。 [0005] 上述方法中除了能制得花青素之外，就只能得到一种玫瑰茄活性成分，即玫瑰茄有机酸，无法连续分离多酚、多糖等活性成分，浪费了资源，没有实现玫瑰茄的综合利用。 发明内容[0006] 本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种从玫瑰茄提取色素后的废液中分离多种活性成分的方法。 [0007] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种从玫瑰茄提取色素后的废液中分离多种活性成分的方法，包括以下步骤：（1）超滤除杂：将玫瑰茄提取色素后的废液过超滤膜，除去大分子物质，得超滤透过液； （2）有机酸吸附：将步骤（1）所得超滤透过液上阴离子交换树脂柱，吸附有机酸，再水洗阴离子交换树脂至中性，收集上柱流出液和水洗液，合并，得收集液I； （3）稀氨水解吸：用稀氨水溶液对步骤（2）中的阴离子交换树脂进行解吸，收集解吸液； （4）蒸发酸沉：将步骤（3）所得解吸液进行浓缩，蒸发出多余氨气，再用无机酸调pH值，进行酸沉，游离玫瑰茄有机酸析出，得酸沉液； （5）分离干燥：将步骤（4）所得酸沉液进行固液分离，再将固体沉淀进行干燥，得玫瑰茄有机酸产品； （6）多酚吸附：将步骤（2）所得收集液I上聚酰胺树脂柱，吸附多酚，再水洗聚酰胺树脂，收集上柱流出液和水洗液，合并，得收集液II； （7）乙醇解吸：用乙醇溶液对步骤（6）中的聚酰胺树脂进行解吸，收集解吸液； （8）浓缩干燥：将步骤（7）所得解吸液进行浓缩，再进行干燥，得玫瑰茄多酚产品； （9）浓缩醇沉：将步骤（6）所得收集液II进行浓缩，在浓缩液中加乙醇溶液，搅拌，玫瑰茄多糖醇析出，静置，得多糖醇沉液； （10）离心干燥：将步骤（9）所得多糖醇沉液进行离心，对离心沉淀进行干燥，得玫瑰茄多糖醇产品。 [0008] 进一步，步骤（1）中，所述超滤膜的材质为聚醚砜（PES）；分子截留量50000-70000道尔顿；超滤的压力为1.0-3.0MPa。超滤至透过液重量与投料的玫瑰茄提取色素后废液重量的比为8-9:10（W/W）。超滤膜可以截留蛋白质、果胶等大分子物质，而透过多酚、有机酸、多糖等较小分子物质，为后续成分的分离减少困难。 [0009] 进一步，步骤（2）中，所述阴离子交换树脂的型号选自717型、D201型、941型中的一种，所述阴离子交换树脂用量与超滤透过液的体积质量比为1:15-30（V/W）；阴离子交换树脂柱的高径比优选为6-8:1；水洗程度至流出液的pH值为6.5-7.5。 [0010] 进一步，步骤（3）中，所述稀氨水的质量浓度为1%-3%，稀氨水的用量为2.5-3.0BV。 [0011] 进一步，步骤（4）中，所述浓缩的程度为固形物含量≥20%，且无明显臭味；所述浓缩的方式，优选减压浓缩；所述无机酸选自硫酸、亚硫酸、盐酸中的一种；调酸pH值至2.5-4.5；酸沉时间为0.5h-1.5h。 [0013] 进一步，步骤（6）中，所述聚酰胺树脂的型号为AB-8型，所述聚酰胺树脂的用量与超滤透过液的体积质量比为1:20-30（V/W）；聚酰胺树脂柱的高径比为4-6:1；所述水洗的用水量为2-3BV。 [0014] 进一步，步骤（7）中，所述乙醇溶液的浓度为60%-70%，乙醇溶液的用量为2.5-3.0BV。 [0016] 进一步，步骤（9）中所述浓缩的程度为固形物含量≥30%；所述浓缩的方式，优选减压浓缩；所述乙醇溶液的浓度≥90%，优选≥95%，加入量至浓缩液中乙醇浓度为60%-80%；所述静置时间为16-24h，静置温度为2-25℃。 [0017] 进一步，步骤（10）中，所述离心的方式为卧螺离心；干燥的温度为65-70℃，所述干燥的方式优选真空干燥。 [0018] 本发明中，1BV=1个柱体积。 [0019] 本发明的原理是：先过超滤膜除去玫瑰茄提取色素后废液中的大分子物质（蛋白质、果胶等），有利于后续有效成分的分离；再过阴离子交换树脂使有机酸被吸附，而多酚、多糖等则不被吸附从而流出，解吸后酸沉即可得玫瑰茄有机酸产品；再过聚酰胺树脂使多酚被吸附富集，而多糖等则不被吸附从而流出，解吸后即可得玫瑰茄多酚产品；最后，进行醇沉，即可得玫瑰茄多糖产品。 [0020] 本发明方法的有益效果如下：一、按有机酸、多酚、多糖的顺序依次分离，先分离有机酸以避免酸性物质对聚酰胺树脂的影响，再分离多酚以避免多糖醇沉时，多酚随之一起沉淀下来；二、以玫瑰茄提取色素后的废液为原料，分离出玫瑰茄有机酸、玫瑰茄多酚、玫瑰茄多糖等成分，既减少了生产成本，又避免了废水对环境的污染，实现了资源的综合回收与再利用；三、适合工业化大规模生产，全程可连续化生产，且各操作步骤简单，不使用有毒有害的工业试剂，无污染，成本低；四、所得玫瑰茄有机酸产品中，玫瑰茄有机酸的含量达71%以上，玫瑰茄多酚产品中，玫瑰茄多酚的含量达80%以上，玫瑰茄多糖产品中，玫瑰茄多糖含量达51%以上。 具体实施方式[0021] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。 [0022] 本发明实施例中所使用的玫瑰茄提取色素后的废液为湖南华诚生物资源股份有限公司在提取了玫瑰茄色素后的某批废液（玫瑰茄的提取液上大孔吸附树脂柱，色素被吸附，其余成分流出即成为废液），其中，有机酸、多酚、多糖的含量分别为0.39%、0.16%、0.47%；本发明实施例中所使用的阴离子交换树脂、聚酰胺树脂均购于西安蓝晓科技新材料股份有限公司；本发明实施例中所使用的超滤膜购于南京福林德环保科技有限公司；本发明实施例中所使用的化学试剂无特殊说明，均通过常规商业途径获得。 [0023] 实施例1（1）超滤除杂：取玫瑰茄提取色素后的废液1000kg，过超滤膜，超滤膜的分子截留量为 50000Da，超滤的压力为1.0Mpa，至透过液的重量为900kg时停止超滤，得超滤透过液； （2）有机酸吸附：将步骤（1）所得超滤透过液上717型阴离子交换树脂柱，树脂用量为 30L，树脂柱高径比为6:1，使树脂吸附有机酸，再用水洗阴离子交换树脂柱至水洗液的pH值为6.7，收集上柱流出液和水洗液，合并得收集液I； （3）稀氨水解吸：用稀氨水溶液对步骤（2）中的树脂进行解吸，稀氨水的浓度为1%，体积为90L，将解吸液收集； （4）蒸发酸沉：将步骤（3）所得解吸液减压浓缩至固形物含量为25.18%，并且没有明显臭味，浓缩液重量为27.27kg。向浓缩液中边搅拌边缓慢加入硫酸，调至浓缩液的pH值为 2.54，有机酸游离析出，静置1.5h； （5）分离干燥：将步骤（4）所得酸沉溶液用板框压滤机过滤，得有机酸湿沉淀，再将沉淀经70℃鼓风干燥，得玫瑰茄有机酸产品4.12kg； （6）多酚吸附：将步骤（2）所得收集液I上AB-8型聚酰胺树脂柱，树脂用量为45L，树脂柱高径比为4:1，多酚被树脂吸附，上完柱后，再用135L水洗树脂，收集上柱流出液和水洗液，合并得收集液II； （7）乙醇解吸：用60%乙醇溶液对步骤（6）中的树脂进行解吸，乙醇溶液的体积为 112.5L，收集解吸液； （8）浓缩干燥：将步骤（7）所得解吸液进行70℃减压浓缩，再微波干燥，得玫瑰茄多酚产品1.56kg； （9）浓缩醇沉：将步骤（6）所得收集液II减压浓缩至固形物含量为31.33%，浓缩液重量为33.96kg，向浓缩液中边搅拌边缓慢加入95%乙醇，至乙醇终浓度为62%，于4℃冷却静置 16h，得多糖醇沉溶液； （10）离心干燥：将步骤（9）所得多糖醇沉溶液用卧螺离心机离心，离心沉淀50℃真空干燥，得玫瑰茄多糖产品5.64kg。 [0024] 经分光光度法测定，本实施例玫瑰茄有机酸产品中，玫瑰茄有机酸的含量为75.32%，收率为79.57%；经紫外分光光度法测定，本实施例玫瑰茄多酚产品中，玫瑰茄多酚的含量为86.33%，收率为84.17%；经苯酚-硫酸法测定，本实施例玫瑰茄多糖产品中，玫瑰茄多糖的含量为54.74%，收率为65.69%。 [0025] 实施例2（1）超滤除杂：取玫瑰茄提取色素后的废液1500kg，过超滤膜，超滤膜的分子截留量为 60000Da，超滤的压力为2.0Mpa，至透过液的重量为1275kg时停止超滤，得超滤透过液； （2）有机酸吸附：将步骤（1）所得超滤透过液上D201型阴离子交换树脂柱，树脂用量为 64L，树脂柱高径比为7:1，使树脂吸附有机酸，再用水洗阴离子交换树脂至水洗液的pH值为 7.1，收集上柱流出液和水洗液，合并得收集液I； （3）稀氨水解吸：用稀氨水溶液对步骤（2）中的树脂进行解吸，稀氨水的浓度为2%，体积为160L，将解吸液收集； （4）蒸发酸沉：将步骤（3）所得解吸液减压浓缩至固形物含量为22.45%，并且没有明显臭味，浓缩液重量为44.23kg。向浓缩液中边搅拌边缓慢加入盐酸，调至浓缩液的pH值为 3.61，有机酸游离析出，静置1h； （5）分离干燥：将步骤（4）所得酸沉溶液用板框压滤机过滤，得有机酸湿沉淀，再将沉淀经80℃鼓风干燥，得玫瑰茄有机酸产品5.93kg； （6）多酚吸附：将步骤（2）所得收集液I上AB-8型聚酰胺树脂柱，树脂用量为42.5L，树脂柱高径比为5:1，多酚被树脂吸附，上完柱后，再用106L水洗树脂，收集上柱流出液和水洗液，合并得收集液II； （7）乙醇解吸：用65%乙醇溶液对步骤（6）中的树脂进行解吸，乙醇溶液的体积为127L，收集解吸液； （8）浓缩干燥：将步骤（7）所得解吸液进行65℃减压浓缩，再微波干燥，得玫瑰茄多酚产品2.44kg； （9）浓缩醇沉：将步骤（6）所得收集液II减压浓缩至固形物含量为34.94%，浓缩液重量为40.55kg，向浓缩液中边搅拌边缓慢加入95%乙醇，至乙醇终浓度为70%，于15℃静置20h，得多糖醇沉溶液； （10）离心干燥：将步骤（9）所得多糖醇沉溶液用卧螺离心机离心，离心沉淀55℃真空干燥，得玫瑰茄多糖产品8.17kg。 [0026] 经分光光度法测定，本实施例玫瑰茄有机酸产品中，玫瑰茄有机酸的含量为71.45%，收率为72.43%；经紫外分光光度法测定，本实施例玫瑰茄多酚产品中，玫瑰茄多酚的含量为80.56%，收率为81.90%；经苯酚-硫酸法测定，本实施例玫瑰茄多糖产品中，玫瑰茄多糖的含量为51.78%，收率为60.01%。 [0027] 实施例3（1）超滤除杂：取玫瑰茄提取色素后的废液1800kg，过超滤膜，超滤膜的分子截留量为 80000Da，超滤的压力为3.0MPa，至透过液的重量为1440kg时停止超滤，得超滤透过液； （2）有机酸吸附：将步骤（1）所得超滤透过液上941型阴离子交换树脂柱，树脂用量为 96L，树脂柱高径比为8:1，使树脂吸附有机酸，再用水洗阴离子交换树脂至水洗液的pH值为 7.5，收集上柱流出液和水洗液，合并得收集液I； （3）稀氨水解吸：用稀氨水溶液对步骤（2）中的树脂进行解吸，稀氨水的浓度为3%，体积为240L，将解吸液收集； （4）蒸发酸沉：将步骤（3）所得解吸液减压浓缩至固形物含量为23.10%，并且没有明显臭味，浓缩液重量为50.04kg。向浓缩液中边搅拌边缓慢加入亚硫酸，调至浓缩液的pH值为 4.46，有机酸游离析出，静置1.5h； （5）分离干燥：将步骤（4）所得酸沉溶液用板框压滤机过滤，得有机酸湿沉淀，再将沉淀经75℃鼓风干燥，得玫瑰茄有机酸产品7.56kg； （6）多酚吸附：将步骤（2）所得收集液I上AB-8型聚酰胺树脂柱，树脂用量为57L，树脂柱高径比为6:1，多酚被树脂吸附，上完柱后，再用170L水洗树脂，收集上柱流出液和水洗液，合并得收集液II； （7）乙醇解吸：用70%乙醇溶液对步骤（6）中的树脂进行解吸，乙醇溶液的体积为145L，收集解吸液； （8）浓缩干燥：将步骤（7）所得解吸液进行70℃减压浓缩，再微波干燥，得玫瑰茄多酚产品2.92kg； （9）浓缩醇沉：将步骤（6）所得收集液II减压浓缩至固形物含量为30.67%，浓缩液重量为47.24kg，向浓缩液中边搅拌边缓慢加入95%乙醇，至乙醇终浓度为79%，于25℃静置24h，得多糖醇沉溶液； （10）离心干燥：将步骤（9）所得多糖醇沉溶液用卧螺离心机离心，离心沉淀60℃真空干燥，得玫瑰茄多糖产品9.49kg。 [0028] 经分光光度法测定，本实施例玫瑰茄有机酸产品中，玫瑰茄有机酸的含量为73.87%，收率为79.55%；经紫外分光光度法测定，本实施例玫瑰茄多酚产品中，玫瑰茄多酚的含量为83.98%，收率为85.15%；经苯酚-硫酸法测定，本实施例玫瑰茄多糖产品中，玫瑰茄多糖的含量为57.39%，收率为64.38%。 |
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