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一种从新橙皮苷生产过程产生的废液中回收柚皮苷的方法

文献发布时间:2023-06-19 09:24:30



技术领域

本发明涉及一种柚皮苷的制备方法,尤其是涉及一种从新橙皮苷生产过程产生的废液中回收柚皮苷的方法。

背景技术

柚皮苷(Naringin)又称柚苷、柑桔苷、异橙皮苷,是葡萄糖,鼠李糖和柚配质的复合体,为白色至淡黄色结晶性粉末。通常情况下含有6~8个结晶水,熔点83℃。在110℃情况下干燥至恒重得到含2个结晶水的晶体,熔点为171℃。

柚皮苷的味感极苦,浓度20mg/kg的水溶液仍有苦味,用水稀释5万倍后仍有苦感。微溶于水,在常温水中的溶解度为0.1%,75℃时为10%;溶于甲醇、丙酮、乙醇、热乙酸、稀碱溶液、吡啶,甲酰胺及二甲基甲酰胺中;不溶于石油醚、苯、乙醚、己烷和氯仿。

柚皮苷分子结构中存在酚羟基,其水溶液呈微弱酸性。水解加氢后的产物“柚皮苷二氢查尔酮”为甜味剂,甜度约为蔗糖的150倍以上。

柚皮苷是一种黄酮类化合物。

CAS号:4493-40-7

分子式:C

分子量:580.53

结构式:

柚皮苷具有多方面的生物活性,包括抗氧化作用;对杂环胺类物质等致突变性的抑制作用;抗癌作用;对胃溃疡的防治作用;对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、志贺氏菌、埃氏大肠杆菌及某些真菌的抑制作用;抗炎作用;对某些毒物的拮抗作用;降血脂,降血胆固醇作用;解痉,镇痛作用;改善微循环和软骨组织细胞功能作用;降低毛细血管通透性和骨关节病变率作用,促进一些药物在人体内的吸收和代谢的作用等。

柚皮苷具有较高的经济价值,可用来制作二氢查尔酮类新甜味剂,以及防治心血管疾病、过敏和炎症等药剂。

1、可用作食用添加剂,主要用于胶姆糖、清凉饮料等。

2、可作为合成高甜度、无毒、低能量的新型甜味剂二氢柚苷查耳酮和新橙皮苷二氢查耳酮的原料。

目前国内对柚皮苷的研究很多,包括从多种芸香科植物中提取分离柚皮苷,以及柚皮苷的理化性质、植物分布以及含量、质量标准、柚皮苷与橙皮苷和新橙皮苷的生物或化学转化研究等,但重点是柚皮苷的提取分离工艺以及转化成新橙皮苷。

现有关于柚皮苷的提取分离工艺,大致可分成以下几类:

1、废液资源化利用类。

CNCN111423476A公开了一种从苦橙加工废液中提取纯化芸香柚皮苷的工艺,它是以苦橙加工废液为原料,经过陶瓷膜过滤、大孔吸附树脂层析、浓缩、大孔吸附树脂层析、浓缩、真空干燥、粉碎包装而成。

2、简单结晶类。

CN201911328042.7公开了一种异柚皮苷的提取分离工艺,包括如下步骤:(1)用提取剂对提取原料回流提取,得黄酮浓缩液;(2)取黄酮浓缩液用无机酸调节pH 7.5-8.5,静置后抽滤,取母液,即为含有异柚皮苷的液体;(3)继续用过无机酸调节pH 5-7,搅拌均匀后结晶抽滤得到异柚皮苷粗品;(4)异柚皮苷粗品加入极性有机溶剂加热溶解,过滤去除不溶性杂质后浓缩结晶,抽滤并用水洗涤,干燥得异柚皮苷半成品;(5)用极性有机溶剂溶解异柚皮苷半成品,搅拌溶解后过滤去杂质,加入纯水稀释溶液,搅拌后静置结晶,抽滤后用纯水洗涤至中性,干燥得到黄色异柚皮苷产品。

CN201911028816.4公开了一种制备柚皮甙的方法,包括柚子果粉碎、逆流加热提取柚子果粉碎颗粒中的柚皮甙、过滤药渣后的滤液冷却结晶、热水溶解结晶体、再过滤、再冷却结晶的步骤。

CN201910123809.6公开了一种利用化橘红制备柚皮苷的方法,包括如下步骤:(1)将化橘红置于30~60%体积分数的乙醇水溶液中,30~60℃提取,得到化橘红乙醇提取液;(2)将所述化橘红乙醇提取液旋蒸浓缩,得到浸膏;(3)将所述浸膏与水混合,所述浸膏与水的质量比为1:(4~6);5~15℃静置5~8h,析出黄色沉淀,固液分离,得到柚皮苷。

CN201811554860.4公开了一种从柚子嫩果中提取柚皮苷的方法,将直径6cm以内的柚子嫩果粉粹,用纯净水在90~95℃条件下浸提3~4次,合并浸提液后,用滤膜和硅藻土过滤机过滤,收集滤液,在45~55℃结晶处理,所得结晶混料进行离心甩干,得到柚皮苷半成品,经检测纯度合格后再干燥包装得柚皮苷成品。

CN201811244311.7公开了一种柚皮中有效成分的制备方法,步骤如下:将柚皮粉碎,用乙醇浸提2-4次,每次2-3h,浸提温度为55-65℃,过滤,合并滤液,真空浓缩至原体积的1/3,冷却后于2-4℃静置11-13h,离心后得黄色沉淀物;将沉淀物中加入体积分数为70-80%乙醇,于55-65℃水浴中重新溶解,过滤后于2-4℃放置11-13h,离心得淡黄色结晶物;加少量蒸馏水于此结晶物中,65-75℃溶解,冷却后于2-4℃放置11-13h进行重结晶,过滤后得白色结晶,于55-65℃干燥即得。

CN201710260812.3公开了一种柚皮苷及其制备方法,采用渗漉提取的方法,提取液浓缩后可以直接结晶出粗品,且粗品含量较高,只需用水重精制一次即可得到95%含量以上的产品,

CN201611149793.9公开了一种从柚子幼果中提取柚皮甙、辛弗林和果胶的方法。方法为:用水对经过蒸煮的柚子幼果浸提一次或多次,合并提取液以及收集残渣;向提取液中加入水溶性卤化无机盐以析出柚皮甙晶体,过滤,收集滤液和柚皮甙晶体。

CN201510155751.5公开了一种柚皮苷的提取方法及其应用方法。该方法是以柚子皮为原料,将柚子皮的黄色外果皮剥除得到白色海绵状柚皮,粉碎过筛,得到柚皮粉末,使用弱极性的烷烃类溶剂如石油醚脱脂,过滤,干燥滤渣;然后向滤渣中加入乙醇回流提取,抽滤,收集滤液,将滤液减压浓缩,重结晶,即制得柚皮苷。

CN201410283582.9一种柚皮苷的制备纯化方法,其特点是:收集直径小于5cm柚子幼果,粉碎,用热水浸提;浸提液过滤后冷却,加入晶种结晶;去除母液后,粗晶体再次用热水溶解、冷却重结晶,得到类白色结晶性粉末,经HPLC检测,柚皮苷含量大于96%。

CN201210555212.7公开了一种从化橘红中提取柚皮苷的方法,该方法包括水提、醇提回收和重结晶步骤。其中所述的重结晶进行两次,且第二次重结晶采用两步析晶法,第一步析晶时间为6~8小时,第二步析晶时间为24~36小时,析晶温度为5~25℃,溶剂为20%~50%的乙醇水溶液。

CN200910229939.4公开了一种柚皮苷或橙皮苷的制备方法,其操作步骤如下:1)将含柚皮苷或橙皮苷的果实、果皮、果渣,分别烘干、粉碎,将粉碎后的物料分别装入压力溶剂萃取装置的萃取釜中;2)选定萃取溶剂,设定萃取压力、萃取温度、萃取静态时间、萃取次数,用压力溶剂萃取装置进行萃取,收集萃取液;3)萃取液在真空条件下浓缩,将浓缩液离心分离或者过滤分离除去不溶物,清液调pH,冷却结晶或沉淀,粗晶体经重结晶后干燥,或沉淀经重新溶解再沉淀,得柚皮苷或橙皮苷纯品。

以上方法,是通过提取浓缩结晶或重结晶工艺,制备得到高纯度柚皮苷。因柚皮苷植物来源的多样性,以及植物化学成分的复杂性,相似物质如橙皮苷、新橙皮苷的难分离特点,以上技术的的科学性存疑。

3、简单提取类。

CN201910338342.7公开了一种从橘红中提取柚皮苷的方法,包括:将橘红制成粉末,按料液比为1:55~65g/ml加入体积分数为45~55%的乙醇溶液,水浴加热回流提取35~45min,水浴温度为50~60℃,再将乙醇溶液过滤,将滤液进行旋蒸蒸干。

CN201811357042.5公开了一种柚皮苷的提取方法。其处理步骤包括:柚皮清洗干净、去皮后切片,厚度约1cm,50~55℃真空干燥,粉碎后过筛,得到柚皮粉。用称量皿精确称取10.0000g柚皮粉于锥形瓶中,加入合适体积的2.5~3g/100mL柠檬酸溶液,设定超声波功率,超声波每提取30s后间隔30s,一定温度下恒温水浴避光提取一定时间,冷冻离心10~15min后,取上清液,干燥得柚皮苷。

CN201810769406.4公开了一种从柑橘渣中提取柚皮苷的方法,其将柑橘渣烘干、粉碎过筛,然后于超声波功率为350-500W、温度为65-80℃条件下提取,再对提取得到的柚皮苷进行纯化。

CN201710128917.3公开了一种柚皮苷提取方法,其中使用酶加热水法从柚子皮中提取柚皮苷。

CN201710008776.1公开了一种离子液体提取柚子皮中柚皮甙的方法。该方法包括下述步骤:1)取新鲜柚皮,研钵研细,按质量比1:10~1:20的比例用乙醇将柚子皮超声处理;2)将步骤1)所得混合物离心,离心后取下层沉淀,真空干燥;3)在微波反应器中,加入步骤2)的沉淀,再加入1-丁基-3-甲基咪唑氯盐和乙醇,75℃-80℃提取后得到提取液;4)将提取液减压蒸馏;5)真空抽滤干燥后即得粗产物柚皮甙。

以上方法,只是将柚皮苷从植物原料中提取出来,方法虽然较简单,但产品纯度低。

4、简单分离类

CN201910192047.5公开了一种从枳壳中同时制备高纯度柚皮苷与新橙皮苷的方法。首先采用超临界CO

CN201811443719.7公开了一种柚皮苷的提取工艺,提取工艺的步骤包括:将柚子皮烘干、粉碎、过筛,得到粗品,之后将粗品放入溶剂中浸泡,固液分离之后保留固体,得到柚子皮粉末;将柚子皮粉末加入含有表面活性剂的水溶液中,充分浸泡之后进行蒸馏提取,同时利用超声波进行超声处理,之后进行固液分离并保留滤液;对滤液进行蒸发浓缩,得到柚皮苷浓缩液;将柚皮苷浓缩液上样、洗脱,并保留目标流出液;对目标流出液进行蒸发浓缩、冷却结晶,分离后得到结晶固体,结晶固体为柚皮苷。

CN201810705457.0公开了一种从井冈蜜柚中提取柚皮苷的方法,采用超声波提取法进行提取,并采用大孔树脂吸附分离法对得到的提取液进行吸附,采用溶剂萃取法对吸附后的大孔树脂进行萃取解吸,三种方法的结合最终提高了柚皮苷的提取率(0.615%)和提取纯度(80.1%),

CN201711289763.2公开了一种柚皮苷的制备方法,采用碱提酸沉方法,选择柚子幼果为原料,以一定的料液比,按照比例添加石灰和NaOH,常温搅拌提取,先用HCl酸调节提取液pH值,CaCl2絮凝处理后过滤,将过滤所得滤液透过陶瓷膜系统,所得透析液调酸后,搅拌条件下能快速析出晶体,干燥得到产品柚皮苷,酸析液经过纳滤膜处理后,所得纳滤浓缩液回收柚皮苷,所得纳滤透析液回用,用于继续提取原料。

CN201510040883.3公开了一种从柚皮中提取柚皮苷的方法,具体步骤如下:提取、浓缩;吸附分离;脱色、浓缩结晶;离心、重结晶;离心;干燥;粉碎过筛,得柚皮苷成品。

CN201410042933.7公开了柚皮苷的新型提取分离工艺,经以下步骤:提取,浓缩;水沉,过滤;浓缩,脱脂;萃取;反萃取;脱色,浓缩;结晶,离心。经过以上步骤的处理,得到柚皮苷精品,

CN200910232802.4公开了一种柚皮苷的制备方法,工艺步骤为取化橘红粗粉,加入其重量8-12倍量体积的水,30-80℃温浸8-24小时,压滤,取滤液,加入CaCl

CN03146997.3公开了一种从柚(如沙田柚等)中提取柚皮苷单体的方法。该方法是:将柚切片或粉碎,经过一至多次水提取,滤过,合并滤液;滤液浓缩成浸膏,浸膏醇沉后上树脂柱或直接上树脂柱,进行树脂柱分离,有机溶剂洗脱;洗脱液挥干溶剂,得粗品;再经多次重结晶,得柚皮苷晶体。采用本发明方法,从沙田柚中提取柚皮苷,提取得率均在85%以上,所得柚皮苷样品中柚皮苷单体的含量达到98%以上。

以上方法主要用到大孔吸附树脂与结晶相结合的工艺,或是萃取与结晶相结合的工艺,但柚皮苷与其结构、理化性质相似的橙皮苷、新橙皮苷等不易分离,而这些成分与柚皮苷是伴随存在于芸香科植物幼果中的,实际分离中存在很大困难。纯化操作步骤繁杂。还需要选择专属含柚皮苷且含量较高的植物原料,或是已经分离去除橙皮苷或新橙皮苷的料液,此类技术才具有一定可行性。

从以上所述可见,涉及柚皮苷的提取分离工艺的文献相当多,且以上只是列举,并非穷举。但所用原料,除了其中的CN111423476A公开的一种从苦橙加工废液中提取纯化芸香柚皮苷的工艺之外,其余均是使用柚子果、柚子幼果、柚皮、化橘红、橘红、柑橘渣、枳壳、井冈蜜柚等含柚皮苷的果实、果皮、果渣;这些原料,相对于新橙皮苷等生产过程中产生的废液,杂质含量相对较少(不含新橙皮苷等生产过程中使用的硫酸亚铁、维生素C、氯化钙、硫酸钠等加工助剂),分离纯化较为容易。

而CN111423476A公开的一种从苦橙加工废液中提取纯化芸香柚皮苷的工艺,主要是通过陶瓷膜过滤,2次过大孔吸附树脂柱纯化,不仅生产成本高,操作过程繁琐,且采用2次相似的大孔吸附树脂进行分离纯化,能否显著提升所得产品中芸香柚皮苷的含量,也令人生疑。其说明书介绍的3个实施例,所得提取物芸香柚皮苷产品中,芸香柚皮苷含量分别仅为26.1%、35.4%、33.7%。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术存在的以上不足,提供一种从新橙皮苷生产过程产生的废液中回收柚皮苷的方法,用该方法回收制备得到的柚皮苷产品,纯度高,柚皮苷含量达90以上,颜色白,生产成本较低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种从新橙皮苷生产过程产生的废液中回收柚皮苷的方法,包括以下步骤:

(1)加热保温:将收集的新橙皮苷生产过程产生的废液,加热,保温;

(2)聚合沉淀与过滤:向步骤(1)加热的所述废液中加入无机聚合物,充分搅拌均匀,待沉淀完全以后,离心过滤,得初滤液;

(3)膜澄清与分离:将步骤(2)所得初滤液通过陶瓷膜过滤,得精滤液;将所得精滤液通过耐高温有机膜精制,收集的膜下游液,即为膜精制液;

只有先通过陶瓷膜分离得到澄清透明的溶液,才能通过耐高温有机膜,以免机械杂质的存在影响高温有机膜的使用寿命和分离效果;

(4)混合树脂层析:将步骤(3)所得膜膜精制液通过混合树脂柱层析,进完料后水洗至流出液接近无色,再用乙醇水溶液解吸,采用梯度洗脱,收集柚皮苷集中的部分,得柚皮苷富集洗脱液;

(5)膜脱色与浓缩:将步骤(4)所得洗脱液通过有机膜脱色,收集膜下游液,得膜脱4色液;再将膜脱色液通过纳滤膜浓缩,收集膜上游液,得膜浓缩液;

(6)减压浓缩:将步骤(5)所得膜浓缩液真空减压浓缩,得真空浓缩液;

(7)结晶与过滤:将步骤(6)所得真空浓缩液自然冷却至室温,析出结晶;再低温

冷藏,使结晶完全析出;过滤,收集沉淀;

(8)干燥:将沉淀干燥,得柚皮苷产品。

进一步,步骤(1)中,加热至55℃~65℃,保温。在所述温度范围内,柚皮苷在水中具有较高的溶解度,不易沉淀进入废渣,使绝大部分柚皮苷留存于废水中。

进一步,步骤(2)中,所述无机聚合物为聚合氯化铁、聚合氯化铝中的一种,或它们的任意组合;加入量为所述废液体积的0.1~0.5%(w/v)。所述百分比为质量体积比。

一定浓度的无机聚合物对新橙皮苷生产过程产生的废液中的果胶具有很好的聚合沉淀效果,并对一些色素具有明显的共沉淀作用,对柚皮苷的纯化效果显著。

进一步,步骤(2)中,所述离心过滤,即固液分离的方式,可以是卧螺离心、碟式离心、布袋过滤,或它们的组合。目的是去除大部分机械杂质,采用所述离心过滤方式,处理效率高,可以得到较为澄清的初滤液。

进一步,步骤(3)中,所述膜澄清与分离的操作温度为55℃~65℃。在所述温度范围内,柚皮苷可以完全溶于水中,控制适当的溶液体积,即保持合适的柚皮苷浓度范围,使柚皮苷不会被陶瓷膜去除,也能完全透过高温有机膜,分离纯化效果佳。

进一步,步骤(3)中,陶瓷膜的材质为氧化铝或氧化锆,孔径为20~500nm。

进一步,步骤(3)中,所述高温有机膜可承受高达70℃的温度,截留分子量为50KD;所述耐高温有机膜采用耐高温膜丝和纸膜工艺制备而成;膜材质为PES(聚醚砜树脂)或PVDF(聚偏二氟乙烯),优选UF系列有机膜,进一步优选UF8040有机膜。

进一步,步骤(4)中,所述混合树脂是层析用聚酰胺树脂与脱苦专用大孔吸附树脂的混合物。单一的聚酰胺树脂对柚皮苷具有较为优越的吸附性能,但上样量小,且进料及水洗、解吸过程流速较慢;脱苦专用大孔吸附树脂对柚皮苷吸附性能略次,但上样量大,且进料及水洗、解吸过程流速快。通过二者混合,在显著提高柚皮苷吸附的选择性和专一性的基础上,完美解决了聚酰胺树脂所存在的上样量少和流速慢的问题,显著提高对柚皮苷的分离纯化效率。

进一步,所述混合树脂中,聚酰胺树脂与脱苦专用树脂的比例为10 : 2~4。

进一步,所述聚酰胺树脂的目数为30~60目,材质为尼龙6或尼龙66。

进一步,所述脱苦专用大孔吸附树脂为非极性或弱极性大孔吸附树脂,型号优选LSA-600或LX-900。

进一步,步骤(4)中,所述梯度洗脱为,按乙醇浓度从低到高顺序,分3个梯度洗脱:体积浓度15%的乙醇水溶液、30%乙醇水溶液、70%乙醇水溶液;每个浓度的乙醇水溶液洗脱体积为树脂体积的1~2倍;柚皮苷集中的部分为70%乙醇洗脱部分。

进一步,步骤(5)中,所述有机膜为超滤膜;材质为聚醚砜;截留分子量为50KD;膜脱色过程在乙醇水溶液中进行,优选的乙醇水溶液的体积浓度≤80%。

进一步,步骤(5)中,所述纳滤膜的材质为聚酰胺;截留分子量为200~800;膜浓缩在乙醇水溶液中进行,优选的乙醇水溶液的体积浓度≤80%。

进一步,步骤(6)中,所述真空减压浓缩,温度为60~65℃,真空度≥-0.08MPa。

进一步,步骤(6)中,所述真空浓缩液中,固形物含量为20~30%。主要是柚皮苷固形物含量达到此浓度,有利于柚皮苷结晶析出。

进一步,步骤(7)中,所述低温冷藏的温度为0~4℃;冷藏的时间为6~12h。

进一步,步骤(7)中,所述过滤的方式为配置1000目帆布滤袋的布袋离心,或滤纸抽滤,或滤膜抽滤。

进一步,步骤(8)中,所述干燥方式,包括鼓风干燥、真空干燥、微波真空干燥中的任意一种,干燥温度≤65℃。

本发明方法使用的原料新橙皮苷生产过程产生的废液,主要含有果胶、柚皮苷、色素等成分,以及提取分离新橙皮苷过程中所使用的硫酸亚铁、维生素C、氯化钙、硫酸钠等加工助剂。

柚皮苷在水中具有冷热溶解度差别大的特点,在常温下仅为0.1%,而在70℃可达10%,因此,将具有一定柚皮苷含量的废液加热至适当温度,可以防止柚皮苷由于温度降低而析出,有利于分离纯化;原存在于废液中的大部分果胶可以与无机聚合物,例如聚合氯化铁、聚合氯化铝产生聚合反应而沉淀;而色素具有较大的分子量,在果胶聚合沉淀的时候,会发生共沉淀作用,一部分色素可以与果胶被无机聚合物以聚合沉淀的形式同时沉淀,再通过过滤,可以得到较为澄清的溶液。

在保持柚皮苷具有较大溶解度的温度范围内,可以通过陶瓷膜的错流过滤、微滤澄清技术,将普通过滤所不能去除的产生沉淀或浑浊的物质去除,而柚皮苷溶解于热水中,从而得到澄清透明的溶液。柚皮苷的分子量为580,结构上为黄酮类化合物,而果胶和色素均为大分子物质,并具有较大的空间位阻;普通规格超滤膜无法承受45℃以上温度,但耐高温有机膜因其具有特殊的材质和工艺而能承受高达70℃的温度。采用耐高温有机膜,选择数倍于柚皮苷分子量的截留分子量,可以在进一步去除果胶和色素等杂质的基础上,对柚皮苷起到很好的精制纯化作用,最大程度富集纯净柚皮苷。

研究表明,聚酰胺树脂对黄酮类物质具有选择性和专一性,对柚皮苷的分离纯化效果好,但存在进料、水洗及解吸流速慢、上样量小的缺点。脱苦专用大孔吸附树脂对味道极苦的柚皮苷的选择性、专一性次于聚酰胺树脂,但进料、水洗及解吸流速较快,将两者混合使用,优势互补,相互协同,不仅保持了它们原有的选择性和专一性,也解决了流速和上样量的问题,对柚皮苷的分离纯化起到显著效果。由于废液中尚存在其他少量黄酮以及色素,但这些物质在混合树脂层析过程中具有不同的吸附和解吸性能,通过梯度洗脱的方式,可以根据吸附与解吸附的不同,将这些物质去除,从而得到柚皮苷含量高的产品。

通过混合树脂层析分离纯化的解吸液为含水乙醇溶液,在前期水溶液状态下已通过高温有机膜精制,但部分色素会透过高温有机膜,即使经混合树脂层析,也会有极少量伴随存在于解吸液中。因此,对解吸液使用常规超滤膜,可在较高浓度含水乙醇溶液中使用,选择相应分子量,可以对色素进一步分离,从而得到接近无色的溶液。由于纳滤膜具有分离小分子物质的显著优点,特别是对一些残留的无机盐类,同时起到常温浓缩作用,因此,通过纳滤膜分离,不仅可使超滤膜透过液浓缩至一定程度,也进一步去除了小分子物质以及无机盐类杂质,提高了柚皮苷产品的品质。

研究表明,当将富含纯净柚皮苷的溶液进一步浓缩至固形物含量较高的浓缩液以后,先在常温下,柚皮苷以结晶形式逐渐析出,晶体成型好,颜色白;待析出较为完全以后,进一步冷藏析晶,可以在保持晶体颜色、形态前提下,使柚皮苷结晶完全析出。如果采用一次性低温结晶析出,晶体成型较差,颜色白度也低一些。

本发明具有以下有益效果:1)以新橙皮苷生产过程产生的废液为原料,从中回收具有高附加值的柚皮苷工业产品,实现了废液的资源化再利用,变废为宝,间接降低了主产品新橙皮苷的生产成本,提高了新橙皮苷和柚皮苷的市场竞争力;2)利用本发明方法所得柚皮苷的纯度可高达98.81%,纯白色,经济价值高;3)本发明方法的整个工艺过程不使用有毒的试剂,仅使用自来水、纯化水和食用乙醇,不仅保证了产品无有害物质残留,也提高了生产安全性和产品使用的安全性;4)不使用昂贵的提取分离设备,仅用常规生产设备即可实现,简化了生产操作,减少资金投入,缩短生产周期;5)采用先进的提取分离工艺,通过聚合沉淀与陶瓷膜澄清对废液进行前处理;高温有机膜、柱层析、有机膜顺序分离与脱色联用精制;使用聚酰胺树脂与脱苦专用树脂混合套用装柱层析,效率高;6)以已经分离过新橙皮苷的废液为原料,省去新橙皮苷与柚皮苷的分离步骤;用简单有效的方法实现废液中柚皮苷与果胶、色素以及其他杂质的分离,能批量处理废液而不引起柚皮苷的水解损失;操作简单,安全,生产成本低,周期短,适合工业化生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例所使用的原料----新橙皮苷生产过程产生的废液,来自于江西海富生物工程有限公司;所用起始原料为酸橙幼果或苦橙生果;所使用自来水为生活用水,纯化水为生产车间用纯水设备制备;所用乙醇为食用乙醇;所使用的原辅材料,如无特殊说明,均通过常规商业途径获得。

本发明实施例中,柚皮苷的含量用高效液相色谱法(HPLC)测定;产品颜色采用目测法判断。

实施例1

本实施例包括以下步骤:

(1)加热保温:从生产车间收集20000L新橙皮苷生产过程产生的废液,加热至58℃,保温;

(2)聚合沉淀与过滤:向所述废液中加入24kg聚合氯化铝,充分搅拌均匀,沉淀1.5h,过碟式离心机,得初滤液;

(3)膜澄清与分离:将步骤(2)所得初滤液通过滤芯材质为氧化铝、孔径200nm的陶瓷膜成套设备过滤,进完料以后,得陶瓷膜滤液,再加400L纯化水洗陶瓷膜,合并陶瓷膜滤液和水洗液,得精滤液;然后将精滤液通过最高可承受温度为70℃、截留分子量50KD、型号为UF8040的高温有机膜精制,用500L温度58℃纯化水洗膜,收集膜下游液,得膜精制液;

(4)混合树脂层析:预先在层析柱内装好800L混合树脂(其中层析专用、30~60目聚酰胺树脂670L,脱苦专用LSA-600树脂130L),将步骤(3)所得膜精制液顺序通过混合树脂柱,进完料后,再用纯化水洗混合树脂柱至流出液接近无色,然后用乙醇水溶液解吸,采用梯度洗脱解吸:先用体积浓度15%乙醇水溶液800L洗脱,再用体积浓度30%乙醇水溶液800L洗脱,最后用体积浓度70%乙醇1600L洗脱,进完料后,收集体积浓度70%乙醇水溶液洗脱部分,得1300L洗脱液;

(5)膜脱色与浓缩:将步骤(4)所得1300L洗脱液通过材质为聚醚砜、截留分子量为50KD的超滤膜脱色,进完料以后,用400L温度58℃热纯化水洗超滤膜,收集膜下游液,得1500L膜脱色液;再将所得膜脱色液通过材质为聚酰胺、截留分子量为500nm的纳滤膜,进完料以后,再用400L温度58℃的热纯化水洗纳滤膜,收集膜上游液,得500L膜浓缩液;

(6)减压浓缩:控制真空度-0.085MPa,温度62℃,将步骤(5)所得500L膜浓缩液真空减压浓缩至100L,得真空浓缩液;

(7)结晶与过滤:将步骤(6)所得100L真空浓缩液常温冷却至室温,静置4h,析出结晶;再降温至2℃冷藏8h,使结晶完全析出;用配有1000目帆布滤袋的三足布袋离心机离心,收集柚皮苷晶体沉淀,即得湿重43.8kg的柚皮苷晶体;

(8)干燥:控制真空度-0.085MPa,温度62℃,将步骤(7)所得湿柚皮苷晶体沉淀真空干燥,得18.4kg柚皮苷产品。

经检测,所得柚皮苷产品中,柚皮苷的含量为98.81%;目测颜色为纯白色;柚皮苷收率为0.92kg/吨废液。

实施例2

本实施例包括以下步骤:

(1)加热保温:从新橙皮苷生产车间收集30 000L新橙皮苷生产过程产生的废液,加热至63℃,保温;

(2)聚合沉淀与过滤:向所述废液中加入40kg聚合氯化铝,充分搅拌均匀,沉淀2.0h,过卧螺离心机,得初滤液;

(3)膜澄清与分离:将步骤(2)所得初滤液通过滤芯材质为氧化锆、孔径500nm的陶瓷膜成套设备过滤,进完料以后,得陶瓷膜滤液,加500L纯化水洗陶瓷膜,合并陶瓷膜滤液和水洗液,得精滤液;将所述精滤液通过最高可承受温度为70℃、截留分子量50KD、型号为UF8040的耐高温有机膜精制,再用500L温度63℃纯化水洗涤耐高温有机膜,收集膜下游液,得膜精制液;

(4)混合树脂层析:预先在层析柱内装好1200L混合树脂(其中层析专用、30~60目聚酰胺树脂850L,脱苦专用LX-900树脂350L),将步骤(3)所得膜精制液通过混合树脂柱;进完料后,用纯化水洗至流出液至无色,再用乙醇水溶液解吸,采用梯度洗脱:先用体积浓度15%乙醇水溶液1200L洗脱,再用体积浓度30%乙醇水溶液1200L洗脱,最后用体积浓度70%乙醇水溶液2400L洗脱,进完料后,收集体积浓度70%乙醇水溶液洗脱流出液,得2000L洗脱液;

(5)膜脱色与浓缩:将步骤(4)所得2000L洗脱液通过材质为聚醚砜、截留分子量为50KD的超滤膜脱色,进完料以后,再用500L温度63℃热纯化水洗膜,收集膜下游液,得2100L膜脱色液;再将所得膜脱色液通过材质为聚酰胺、截留分子量为800nm的纳滤膜,进完料以后,再用500L温度63℃的热纯化水洗膜,收集膜上游液,得800L膜浓缩液;

(6)减压浓缩:控制真空度-0.085MPa,温度61℃,将步骤(5)所得膜浓缩液真空减压浓缩至140L,得真空浓缩液;

(7)结晶与过滤:将步骤(6)所得真空浓缩液常温冷却,静置5h,析出柚皮苷结晶;再于4℃冷藏9h,使柚皮苷结晶完全析出;过配有1000目帆布滤袋的三足布袋离心机,收集柚皮苷晶体沉淀,得湿重为69.3kg的柚皮苷晶体;

(8)干燥:控制真空度-0.085MPa,温度61℃,将沉淀真空干燥,得28.5 kg柚皮苷产品。

经检测,所得柚皮苷产品中,柚皮苷含量为98.32%;颜色目测为白色;柚皮苷收率0.95kg/吨废液。

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