【關(guān)鍵詞】甜菊糖;高純度;低溫;分步結(jié)晶

　　0 引言

　　甜菊糖苷是從菊科草本植物甜葉菊中提取的極甜的非糖類物質(zhì)，它的甜度可達(dá)蔗糖的250～450倍，而熱量只有蔗糖的1/300且口感非常接近蔗糖，是經(jīng)我國衛(wèi)計(jì)委批準(zhǔn)，繼甘蔗、甜菜糖之外的第三種極具開發(fā)價(jià)值和保健功能的天然甜味劑，被國際上譽(yù)為“世界第三糖源”。目前，甜菊糖苷的純化工藝主要采用重結(jié)晶法，需要使用大量有機(jī)溶劑(甲醇和乙醇)，由于結(jié)晶母液中甜菊糖苷純度低(10%～20%)，現(xiàn)有技術(shù)無法得到高純度甜菊糖苷(98%)，導(dǎo)致大量高含量產(chǎn)品收率低，造成資源的大量浪費(fèi)和環(huán)境的嚴(yán)重污染，所以不適合工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)[1]。本研究采用分布結(jié)晶技術(shù)，以含量為80%的甜菊糖苷為原料，制備含量不低于99%的高純度甜菊糖苷產(chǎn)品，并獲得最佳工藝參數(shù)，從而為高純度甜菊糖苷產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化提供基礎(chǔ)依據(jù)。

　　1 試驗(yàn)材料與儀器

　　1.1 材料

　　(1)原材料：甜菊糖苷(總苷80%，江西海富生物工程有限公司生產(chǎn))。

　　(2)試劑：甜菊糖苷(≥99.0%)AR、無水乙醇AR、無水甲醇AR、氫氧化鈉AR、磷酸AR、乙腈AR等。

　　1.2 主要儀器

　　高效液相色譜儀(型號(hào)為Waters 2695)、恒溫水浴鍋(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司)、分析天平(“日本島津”生產(chǎn))等。

　　2 方法

　　2.1 甜菊糖苷含量測(cè)定方法

　　甜菊糖苷含量的測(cè)定依照國家標(biāo)準(zhǔn)《GB 8270—2014》附錄A.4中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。

　　2.2 工藝路線

　　(1)溶劑的配置：將一定量的有機(jī)醇溶劑與純水按照一定的比例混合后，封閉待用。

　　(2)溶解：將100 g甜菊糖苷與溶劑按照一定的比例進(jìn)行混合，然后將其加熱至80 ℃進(jìn)行回流攪拌，直至全部溶解。

　　(3)常溫結(jié)晶：將溶解后的待結(jié)晶溶液置于常溫條件下24 h后進(jìn)行抽濾，并用95%的有機(jī)溶劑洗滌濾餅，收集濾餅并干燥稱重得甜菊糖苷T1。

　　(4)低溫結(jié)晶：將上述濾液置于低溫條件下，靜置24 h后，保持低溫快速抽濾，并用低溫的有機(jī)溶劑洗滌濾餅，收集濾餅并干燥稱重得甜菊糖苷T2。

　　(5)冷凍結(jié)晶：將上述濾液置于冷凍溫度條件下，靜置24 h后，保持低溫快速抽濾，并用冷凍溫度的有機(jī)溶劑洗滌濾餅，收集濾餅并干燥稱重得甜菊糖苷T3。

　　(6)母液回收：將上述得到的母液濃縮、干燥后稱重，即得甜菊糖苷T4。

　　(7)合并：將上述得到的3個(gè)結(jié)晶甜菊糖苷產(chǎn)品(T1、T2、T3)合并、稱重、檢測(cè)，即得高含量甜菊糖苷。

　　2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

　　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Office 2020軟件，數(shù)據(jù)分析處理采用SPSS 8.0軟件。

　　2.4 低溫分步結(jié)晶工藝優(yōu)化方法

　　在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)之，以乙醇濃度(A)、甜菊糖苷濃度(B)、常溫(C)、低溫(D)及冷凍(E)5個(gè)因素4個(gè)水平做多指標(biāo)正交試驗(yàn)表L16(45)進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)結(jié)晶制得甜菊糖苷重量及含量進(jìn)行綜合評(píng)分[2-3]。正交試驗(yàn)因素水平表見表1，多指標(biāo)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

　　3 結(jié)果與分析

　　3.1 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

　　對(duì)乙醇濃度(A)、甜菊糖苷濃度(B)、常溫(C)、低溫(D)及冷凍(E)5個(gè)單因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)并針對(duì)所得甜菊糖苷重量和含量2個(gè)指標(biāo)進(jìn)行考察和分析，同時(shí)進(jìn)行方差分析，從而確定高純度甜菊糖苷分步結(jié)晶的最佳工藝參數(shù)和影響主次因素的順序，其重量和含量。

　　針對(duì)制得高純度甜菊糖苷產(chǎn)品的重量情況來看，由表1可以看出，高純度甜菊糖苷分步結(jié)晶的最佳工藝參數(shù)為A2B2C4D4E2或A3B2C4D4E2，即乙醇濃度(A)為80%或85%、濃度(B)為30%、常溫(C)為30 ℃、低溫(D)為5 ℃及冷凍(E)為-25 ℃。5個(gè)因素對(duì)高純度甜菊糖苷分步結(jié)晶影響的主次因素為C>A>B>D>E。說明常溫結(jié)晶溫度對(duì)高純度甜菊糖苷分步結(jié)晶制得的產(chǎn)品質(zhì)量影響最大，其次是乙醇濃度，再次是甜菊糖苷濃度，最后分別是低溫結(jié)晶溫度和冷凍結(jié)晶溫度。

　　針對(duì)制得高純度甜菊糖苷產(chǎn)品的含量來看，高純度甜菊糖苷分步結(jié)晶的最佳工藝參數(shù)為A1B1C2D2E1，即乙醇濃度(A)為75%、濃度(B)為20%、常溫(C)為20 ℃、低溫(D)為-5 ℃及冷凍(E)為-30 ℃(見表1)。5個(gè)因素對(duì)高純度甜菊糖苷分步結(jié)晶影響的主次因素順序?yàn)锽>C>D>E>A。說明甜菊糖苷濃度對(duì)高純度甜菊糖苷分步結(jié)晶制得的產(chǎn)品質(zhì)量影響最大，其次是常溫結(jié)晶溫度，再次是低溫結(jié)晶溫度，最后分別是冷凍結(jié)晶溫度和乙醇濃度。

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