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甜菊糖苷绿色高效制备关键技术研究

2020-01-06张群

食品与生物技术学报 2020年3期
关键词:甜菊糖甜叶菊生物酶

甜菊糖苷是重要的功能性高倍甜味剂,其甜度为蔗糖的200~300 倍,具有安全性高、低热值、性质稳定、风味佳等特点,兼具有多种功能特性,可以替代蔗糖作为无糖食品、饮料、特殊人群膳食中的甜味剂。我国是甜菊糖苷生产第一大国,甜菊糖苷的工业生产技术已经相当成熟,但传统的生产工艺会产生大量酸碱废水,污染高,产品收率低,不符合我国绿色工业的发展要求。

近年来,科研人员围绕甜菊糖苷绿色高效制备技术展开了深入研究。 例如中国专利CN201810467008.7公开了甜菊糖苷的浸提方法,把甜叶菊干叶粉碎,加入浸提罐,再加入甜叶菊几倍质量的水搅拌;往浸提罐中加入纤维素酶、漆酶和果胶酶,搅拌浸提;向浸提罐中加入絮凝剂,絮凝,过滤,得滤液;滤液经大孔吸附树脂吸附,用乙醇解析,解析液浓缩后经阳离子树脂脱盐解析,得到二次解析液;二次解析液浓缩,喷雾干燥,得甜菊糖苷粉末。该发明在甜叶菊粉碎液中纤维素酶、漆酶和果胶酶的混合酶,减少了浸提步骤的添加水量和浸提次数, 浸提收率比不加酶提高了13%~32%, 降低了后道工序的浓缩成本及操作复杂程度。CN201811159815.9 涉及一种同步制备甜叶菊绿原酸和甜菊糖苷的工业化方法,以甜叶菊作为原料,经醇提后,调节料液状态,使绿原酸呈自由分子状态,用与水不互溶的中极性有机溶剂萃取分离,有机层富集甜叶菊绿原酸,水层富集甜菊糖苷。较传统水提取工艺,该发明可防止甜叶菊中绿原酸成分水解,以保证甜叶菊绿原酸产品有效成分含量及功效。 在不影响甜菊糖苷产品质量和生产效率前提下,实现有效分离,生产效率大幅提高, 所得产品异绿原酸比例和原料接近。 大幅降低了生产水耗, 减少污水及絮凝渣的排放。CN201910946339.3 提出了一种甜菊糖苷的制备方法,包括以下步骤:将一定质量的优质干燥甜叶菊叶片依次经过粉碎、浸提、层析、洗脱、纳滤、脱盐、喷雾干燥后制得甜菊糖苷;该发明改变了甜菊糖苷的传统生产工艺,节省了生产成本及周期,提高了产品质量,减少了废水对环境的污染。 CN201910555952.2 公开了一种制备高纯度甜菊糖苷RM 的工艺方法,包括以下步骤:1)将甜叶菊原料与水按热搅拌提取;2)将提取料液过滤后进行柱层析纯化,水洗后用乙醇溶液洗脱,收集洗脱液;3)将洗脱液脱盐脱色后进行浓缩干燥,得到粗糖;4)将粗糖与乙醇溶液混合热搅拌回流,过滤,滤液冷却结晶、干燥;5)将母液进行浓缩、干燥,得到RM 粗品;6)以RM 粗品为原料,加入乙醇或甲醇溶液,热搅拌回流后,过滤,冷却结晶,干燥,得到RM精品。 CN201910519260.2 公开了一种提取、分离和纯化甜菊糖苷的方法。 其方法包括如下步骤:称取一定量的甜叶菊, 固液质量体积比控制在1∶8~1∶20, 温度控制在0~30 ℃, 焦亚硫酸钠添加量控制在0.1%~5.0%,甲醛添加量控制量0.1%~3.0%,进行循环渗漉提取,得提取液。提取液进行壳聚糖絮凝除杂,pH 控制在3~7,壳聚糖添加量控制在0.5%~3.0%,温度控制在50~80 ℃,絮凝时间控制在0.5~3.0 h。 絮凝结束后,经离心得上清液。上清液经过微滤膜脱色,超滤膜除大分子,以及反渗透浓缩,得透过液。将透过液上柱,经过水洗、碱洗、酸洗、稀醇除杂和高醇解吸,可得到纯度90%以上的甜菊糖苷。 该发明采用低温循环渗漉提取,膜过滤和柱层析纯化甜菊糖苷,可提高甜菊糖苷纯化效率以及减少废水的排放,具有良好的开发和应用前景。 CN201910522793.6 公开了利用固态生物酶制造酶改质甜菊糖苷的方法,包括如下步骤:1)选取生化酶固化载体;2)选取2 种生物酶分别制成溶液,将得到的2 种生物酶溶液分别通过生化酶固化载体,得到分别固化好的2 种生物酶;3)将其中一种固化的生物酶加入到反应罐中,反应罐内装有甜菊糖苷溶液,进行搅拌,反应充分;4)将反应后得到的溶液进行过滤,收集其中一种固化的生物酶,得到一次过滤液,一次过滤液回收到反应罐中;5)将另一种固化的生物酶加入到反应罐中,进行搅拌,反应充分;6)将反应后得到的溶液进行过滤,收集另一种固化的生物酶,得到二次过滤液;7)将二次过滤液进行过滤浓缩,使改质甜菊糖苷的浓度为35~55%。 CN201910170482.8 涉及一种硅胶基质强阴离子交换色谱分离纯化甜菊糖苷的方法,以甜叶菊叶片或甜菊糖苷粗品为原料,以HP-SAX 硅胶基质强阴离子交换色谱填料或同型成品色谱柱为分离介质,通过液相色谱法分离纯化,同时得到甜菊苷、瑞鲍迪苷C 和瑞鲍迪苷A 3 种甜菊糖苷。

随着健康意识的提高,消费者对甜味剂的追求不仅局限于口感的满足,还越来越重视其健康性和功能性。 进一步开发高品质、高生物活性的甜菊糖苷生产工艺,并扩大其产品的应用领域,将成为食品、保健及医疗领域的研究热点。

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