專利名稱：高含量大豆皂苷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，一種從低大豆皂苷含量的原料中提取高含量大豆皂苷的方法，尤其涉及用吸附分離法和結(jié)晶精制法提純大豆皂苷的工藝。
背景技術(shù)：
大豆皂苷(soyasaponins)，又稱大豆皂甙，是由大豆及其它豆類植物種子中提取出來的，由低聚糖及齊墩果烯三萜縮合形成的一類化合物。豆類植物種子中大豆皂苷的含量一般在0.62-6.16％之間。國內(nèi)外的研究已經(jīng)證明，大豆皂苷具有抗脂質(zhì)氧化、抗自由基、增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗病毒等多種生理功能。目前已應(yīng)用于食品、藥品、化妝品等領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景。
目前常用的大豆皂苷制備工藝，一般是先用正己烷等非極性溶劑對原料進(jìn)行脫脂處理，再用有機(jī)溶劑提取，提取液經(jīng)過濾、濃縮后用一定體積的水溶解，然后加入相同體積的正丁醇萃取，正丁醇相減壓蒸干后即得大豆皂苷粗品。但是這種工藝溶劑用量大，得到的產(chǎn)品含量不高。近年來大孔吸附樹脂已被應(yīng)用于大豆皂苷的制備，該法具有溶劑用量少，回收率高的特點，成為當(dāng)前研究的熱點。關(guān)于此法的文獻(xiàn)很多，如中國專利CN1245811A、CN1315323A、CN1327983A、CN1422856A、CN1590385A、CN1683362A、日本專利JP2003-171393A等。大豆中蛋白質(zhì)含量較高，在以乙醇作為提取劑時，雖然部分蛋白質(zhì)發(fā)生變性引起其溶解度顯著降低，但在提取液中仍存在一定量的蛋白質(zhì)。提取液中存在的蛋白質(zhì)對濃縮、分離操作影響較大，濃縮時大量的蛋白質(zhì)易起泡溢出。在直接進(jìn)行柱分離精制時，蛋白質(zhì)的絮凝導(dǎo)致上柱速度慢，并容易引起吸附劑的吸附性能降低和床層堵塞現(xiàn)象。因此一般工藝是對提取液進(jìn)行脫蛋白預(yù)處理。另外一些專利工藝，不進(jìn)行脫蛋白處理，而是將大豆皂苷萃取出來，制備粗品大豆皂苷，再進(jìn)行后續(xù)的純化。
(1)萃取法與吸附分離法結(jié)合將大豆皂苷提取液，用一定濃度正丁醇的水溶液進(jìn)行萃取，蒸發(fā)回收溶劑，得粗皂苷，再過大孔吸附樹脂柱，用低級醇洗脫，洗脫液噴霧干燥得大豆皂苷。大豆提取液中糖在正丁醇中的溶解度很低，而極性比糖小的皂苷在正丁醇中有較好的溶解度，正丁醇/水(1∶1左右)萃取法正是利用了這一性質(zhì)進(jìn)行分離。將皂苷萃取到正丁醇相中，低聚糖保留在水相中。問題是皂苷在水相仍有較大的溶解度，而且正丁醇除糖和除蛋白不徹底，這可能是最終產(chǎn)品的提取率和含量均不理想的原因。在做正丁醇/水萃取時，正丁醇在水中的溶解度是14％，這部分正丁醇不易回收，以這種方法分離會造成難以想象的溶劑消耗，生產(chǎn)成本高。采用此類工藝的有中國專利CN1245811A、日本專利JP2003-171393A等。
(2)原料預(yù)處理與吸附分離法結(jié)合原料液的預(yù)處理主要是對乙醇提取液進(jìn)行脫蛋白、脫脂和脫鹽等，然后再用吸附樹脂分離純化。目前脫蛋白的方法主要有鹽析沉淀法、有機(jī)溶劑沉淀法、等電點法、重金屬沉淀法、超濾法等。脫鹽方法有電滲析等。這是目前大多數(shù)提取大豆皂苷工藝所采取的步驟，如中國專利CN1315323A、CN1327983A、CN1422856A、CN1590385A、CN1683362A等，其具體處理方法略有不同。方法優(yōu)點是工藝成熟，問題是需復(fù)雜的預(yù)處理設(shè)備，操作周期長，成本較高，所得最終大豆皂苷含量為70～85％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高含量大豆皂苷的制備方法，通過優(yōu)選吸附劑，不需要對原料進(jìn)行任何預(yù)處理，直接進(jìn)行吸附分離、精制。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是以大豆胚芽或大豆粕的低大豆皂苷含量的提取液為原料制備高含量的大豆皂苷，其中提取液中總大豆皂苷含量為1.0～10.0％，通入裝填有吸附劑的吸附柱中吸附分離后，得大豆皂苷粗品，再結(jié)晶精制，得到含量≥96.0％的高含量大豆皂苷。
具體步驟如下1)將大豆皂苷提取液通入裝填有吸附劑的吸附柱中，溫度為20～80℃，流速控制在0.5～5倍床層體積/小時；2)用1～6倍床層體積的水，在20～80℃溫度范圍內(nèi)，以0.5～5倍床層體積/小時的流速洗脫雜質(zhì)；3)用1～6倍床層體積的5～35％低級醇溶液，在20～80℃溫度范圍內(nèi)，以0.5～5倍床層體積/小時的流速洗脫雜質(zhì)；4)用1～6倍床層體積的40～90％低級醇溶液，在20～80℃溫度范圍內(nèi)，以0.5～5倍床層體積/小時的流速沖洗吸附柱，將得到的洗脫液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)或者噴霧干燥，得大豆皂苷粗品；
5)將上述大豆皂苷粗品加熱回流溶解于5～45％的結(jié)晶溶劑中，液固比為4～20∶1，將溶液冷卻至0～35℃析晶，經(jīng)離心分離、水洗、干燥得高含量大豆皂苷。
所述的低級醇為甲醇或乙醇；所述的吸附劑為聚酰胺和/或大孔吸附樹脂，大孔吸附樹脂可用芳香族非極性或弱極性大孔吸附樹脂，其孔徑為10～30nm；為HPD-100、HPD-300、HPD-600、ADS-8、ADS-7、XAD-2、XAD-4或XAD-16樹脂。
所述的結(jié)晶溶劑為水和甲醇、乙醇或異丙醇的兩種或兩種以上的混合溶劑。
本發(fā)明具有的有益的效果是本發(fā)明包括吸附分離、結(jié)晶精制等步驟，提供的是一個全新的工藝流程。突出優(yōu)點是不需對原料進(jìn)行任何預(yù)處理，直接用吸附分離方法進(jìn)行初步分離純化，首次結(jié)合結(jié)晶精制法純化大豆皂苷，所得產(chǎn)品含量高(大豆皂苷含量≥96.0％)，收率高，色澤淺，而且該方法工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低，易于產(chǎn)業(yè)化。
具體實施例方式
實施例1吸附柱尺寸Φ28×750mm。內(nèi)裝ADS-7樹脂約90g(以干重計，以下同)。上樣大豆皂苷原料濃度為6.5mg/ml，干物質(zhì)中大豆皂苷含量為1.5％，上樣體積為1000ml，上樣及洗脫溫度均為80℃。先用460ml水洗，上樣流出液和水洗液合并干燥得大豆低聚糖粗品；再用1400ml35％乙醇洗吸附柱；最后用1200ml60％乙醇洗脫，流速8.0ml/min，收集大豆皂苷洗脫液，洗脫體積為1150ml。真空旋轉(zhuǎn)蒸干，得大豆皂苷粗品13.13g，呈棕黃色，含量45.5％。收率為91.9％。將上述大豆皂苷粗品放入250ml圓底燒瓶中，加入50ml40％乙醇，加熱回流，溫度為85℃，然后倒入離心管，30℃下冷卻24h，離心分離母液和結(jié)晶，水洗后再次離心得結(jié)晶產(chǎn)品，干燥得產(chǎn)品3.32g。HPLC分析結(jié)果表明，產(chǎn)品中大豆皂苷總含量為99.0％，收率55.0％。
實施例2吸附柱尺寸Φ28×750mm。內(nèi)裝HPD-100約90g。上樣大豆皂苷原料濃度為6.5mg/ml，干物質(zhì)中大豆皂苷含量為9.5％，上樣體積為320ml，上樣及洗脫溫度均為25℃。先用2500ml水洗，上樣流出液和水洗液合并干燥得大豆低聚糖粗品；再用460ml20％乙醇洗吸附柱；最后用250ml70％乙醇洗脫，流速10ml/min，收集大豆皂苷洗脫液，洗脫體積為240ml。真空旋轉(zhuǎn)蒸干，得大豆皂苷粗品3.20g，呈棕黃色，含量30.0％。收率為46.1％。將上述大豆皂苷粗品放入250ml圓底燒瓶中，加入60ml40％甲醇，加熱回流，溫度為85℃，然后倒入離心管，0℃下冷卻12h，離心分離母液和結(jié)晶，水洗后再次離心得結(jié)晶產(chǎn)品，干燥得產(chǎn)品1.02g。HPLC分析結(jié)果表明，產(chǎn)品中大豆皂苷總含量為70.0％，收率48.4％。
實施例3層析柱尺寸Φ20×480mm。內(nèi)裝ADS-8樹脂30g。上樣大豆皂苷原料濃度為3.25mg/ml，干物質(zhì)中大豆皂苷含量為6.0％，上樣體積為460ml，上樣及洗脫溫度均為50℃。先用450ml水洗，上樣流出液和水洗液合并干燥得大豆低聚糖粗品；再用900ml5％乙醇洗吸附柱；最后用90％乙醇洗脫，流速10ml/min，收集大豆皂苷洗脫液，洗脫體積為375ml。真空旋轉(zhuǎn)蒸干，得大豆皂苷粗品2.45g，呈棕黃色，含量55.0％。收率為90.0％。將上述大豆皂苷粗品放入50ml圓底燒瓶中，加入10ml30％乙醇，加熱回流，溫度為85℃，然后倒入離心管，25℃冷卻24h，離心分離母液和結(jié)晶，水洗后再次離心得結(jié)晶產(chǎn)品，干燥得產(chǎn)品1.48g。HPLC分析結(jié)果表明，產(chǎn)品中大豆皂苷總含量為99.1％，收率60.0％。
實施例4吸附柱尺寸Φ30×800mm。內(nèi)裝XAD-2樹脂約115g。上樣大豆皂苷原料濃度為6.5mg/ml，干物質(zhì)中大豆皂苷含量為2.7％，上樣體積為1100ml，上樣及洗脫溫度均為60℃。先用1100ml水洗，上樣流出液和水洗液合并干燥得大豆低聚糖粗品；再用1950ml25％甲醇洗吸附柱；最后用1200ml80％甲醇洗脫，流速10.0ml/min，收集大豆皂苷洗脫液，洗脫體積為1100ml。真空旋轉(zhuǎn)蒸干，得大豆皂苷粗品14.1g，呈棕黃色，含量46.0％。收率為90.7％。將上述大豆皂苷粗品放入250ml圓底燒瓶中，加入170ml40％甲醇，加熱回流，溫度為88℃，然后倒入離心管，20℃下冷卻24h，離心分離母液和結(jié)晶，水洗后再次離心得結(jié)晶產(chǎn)品，干燥得產(chǎn)品3.07g。HPLC分析結(jié)果表明，產(chǎn)品中大豆皂苷總含量為88.0％，收率57.0％。
實施例5吸附柱尺寸Φ28×800mm。內(nèi)裝HPD-600樹脂約100g。上樣大豆皂苷原料濃度5.5mg/ml，干物質(zhì)中大豆皂苷含量為10.0％，上樣體積為1000ml，上樣及洗脫溫度均為60℃。先用1200ml水洗，上樣流出液和水洗液合并干燥得大豆低聚糖粗品；再用1000ml30％乙醇洗吸附柱；最后用1200ml60％乙醇洗脫，流速8.0ml/min，收集大豆皂苷洗脫液。真空旋轉(zhuǎn)蒸干，得大豆皂苷粗品9.87g，呈棕黃色，含量50.6％。收率為90.8％。將上述大豆皂苷粗品放入250ml圓底燒瓶中，加入40ml40％乙醇，加熱回流，溫度為85℃，然后倒入離心管，25℃下冷卻24h，離心分離母液和結(jié)晶，水洗后再次離心得結(jié)晶產(chǎn)品，干燥得產(chǎn)品3.07g。HPLC分析結(jié)果表明，產(chǎn)品中大豆皂苷總含量為98.0％，收率50.0％。
實施例6吸附柱尺寸Φ28×750mm。內(nèi)裝聚酰胺樹脂約90g。上樣大豆皂苷原料濃度6.5mg/ml，干物質(zhì)中大豆皂苷含量為3.0％，上樣體積為1000ml，上樣及洗脫溫度均為60℃。先用1100ml水洗，上樣流出液和水洗液合并干燥得大豆低聚糖粗品；再用900ml20％乙醇洗吸附柱；最后用1100ml70％乙醇洗脫，流速8.0ml/min，收集大豆皂苷洗脫液。真空旋轉(zhuǎn)蒸干，得大豆皂苷粗品15.1g，呈棕黃色，含量39.0％。收率為90.8％。將上述大豆皂苷粗品放入250ml圓底燒瓶中，加入60ml40％異丙醇，加熱回流，溫度為80℃，然后倒入離心管，20℃冷卻24h，離心分離母液和結(jié)晶，水洗后再次離心得結(jié)晶產(chǎn)品，干燥得產(chǎn)品3.38g。HPLC分析結(jié)果表明，產(chǎn)品中大豆皂苷總含量為90.0％，收率51.7％。
權(quán)利要求
1.一種高含量大豆皂苷的制備方法，其特征在于以大豆胚芽或大豆粕的低大豆皂苷含量的提取液為原料制備高含量的大豆皂苷，其中提取液中總大豆皂苷含量為1.0～10.0％，通入裝填有吸附劑的吸附柱中吸附分離后，得大豆皂苷粗品，再結(jié)晶精制，得到含量≥96.0％的高含量大豆皂苷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含量大豆皂苷的制備方法，其特征在于具體步驟如下1)將大豆皂苷提取液通入裝填有吸附劑的吸附柱中，溫度為20～80℃，流速控制在0.5～5倍床層體積/小時；2)用1～6倍床層體積的水，在20～80℃溫度范圍內(nèi)，以0.5～5倍床層體積/小時的流速洗脫雜質(zhì)；3)用1～6倍床層體積的5～35％低級醇溶液，在20～80℃溫度范圍內(nèi)，以0.5～5倍床層體積/小時的流速洗脫雜質(zhì)；4)用1～6倍床層體積的40～90％低級醇溶液，在20～80℃溫度范圍內(nèi)，以0.5～5倍床層體積/小時的流速沖洗吸附柱，將得到的洗脫液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)或者噴霧干燥，得大豆皂苷粗品；5)將上述大豆皂苷粗品加熱回流溶解于5～45％的結(jié)晶溶劑中，液固比為4～20∶1，將溶液冷卻至0～35℃析晶，經(jīng)離心分離、水洗、干燥得高含量大豆皂苷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高含量大豆皂苷的制備方法，其特征在于所述的低級醇為甲醇或乙醇；所述的吸附劑為聚酰胺和/或大孔吸附樹脂，大孔吸附樹脂可用芳香族非極性或弱極性大孔吸附樹脂，其孔徑為10～30nm；為HPD-100、HPD-300、HPD-600、ADS-8、ADS-7、XAD-2、XAD-4或XAD-16樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含量大豆皂苷的制備方法，其特征在于所說的結(jié)晶溶劑為水和甲醇、乙醇或異丙醇的兩種或兩種以上的混合溶劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高含量大豆皂苷的制備方法。以大豆胚芽或大豆粕的低大豆皂苷含量的提取液為原料制備高含量的大豆皂苷，其中提取液中總大豆皂苷含量為1.0～10.0％，通入裝填有吸附劑的吸附柱中吸附分離后，得大豆皂苷粗品，再結(jié)晶精制，得到高含量的大豆皂苷。本發(fā)明不需對原料進(jìn)行任何預(yù)處理，直接用吸附法進(jìn)行初步分離純化，再通過結(jié)晶法純化大豆皂苷。所得產(chǎn)品含量高(大豆皂苷含量≥96.0％)，收率高，色澤淺。該方法工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低，易于產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號C07J63/00GK1923845SQ20061005360
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者楊亦文, 馬杰, 蘇寶根, 吳彩娟, 黃梅, 魏作君, 任其龍 申請人:浙江大學(xué)