技术领域
本发明涉及一种罗汉果提取物的制备方法，具体涉及一种适用于工业生产的罗汉果提取物的制备方法。
背景技术
罗汉果，拉丁名CorvenorMomordicafruit，别名拉汗果、假苦瓜，为葫芦目葫芦属植物，分布在中国南方的广西、广东、湖南等省，主产桂林市临桂县和永福县的山区。罗汉果中含有苷类、多糖类、黄酮类、蛋白质与氨基酸以及维生素C与矿质元素等物质。罗汉果作为一种药食同源植物，可入药，也可食用，其干果常用作中药，具有良好的清热解暑、润肺止咳的功效；另外，罗汉果可作为食品添加剂，应用各甜品糕点与饮料中。研究表明，罗汉果中的主要甜味物质为葫芦烷类物质，其中最主要的甜味成分为甜苷V，其甜度约为蔗糖甜度的250倍，作为一种天然的甜味物质，甜苷V相对其他甜味物质具有低热量、口感好等优势，其逐步被广大消费者认可，市场一片广大，具有良好的开发价值。
由于罗汉果为我国特有的植物品种，具有明显地域优势，关于罗汉果提取物制备的研究主要集中在国内，相关专利文献报道较多，但真正能够应用于生产的较少，主要体现在以下几个方面：（1）过程繁琐，收率低下；（2）使用大量有机溶剂，对设备要求高，投入大；（3）工艺过程能耗大，成本高；（4）工序中引入其他物质，影响产品质量。如CN101029071B公开了从罗汉果中制备高纯度罗汉果苷V的方法，该方法是将罗汉果干果进行醇提、浓缩、经乙酸乙酯、正丁醇萃取，然后使用硅胶柱、C18反相硅胶柱层析、干燥后得高纯度甜苷V产品，该方法主要缺陷为工艺繁琐、溶剂损耗大、收率低，不利于规模化工业生产；CN100572552C公开了罗汉果苷V≥40%的罗汉果提取物及其制备方法，该方法是将罗汉果鲜果水提、浓缩、酶解、大孔树脂吸附、离子交换树脂脱色，最后经浓缩干燥得产品，该方法由于在上柱前未进行过滤，导致树脂的后续处理成本较大，不利于连续化生产；CN101407535B公开了一种高纯度罗汉果甜甙V的制备方法，该方法是使用一定纯度的罗汉果提取物为原料，经甲醇溶解、丙酮萃取、正相硅胶吸附、分离、结晶与重结晶获得最终产品，该方法工艺简单，但过程中使用了大量的有机溶剂，对生产场所的要求较高，此外获得的产品也有一定的有机溶剂残留，影响品质；CN101863946B公开了一种干罗汉果提取高含量罗汉果甜甙V的方法，该方法是将罗汉果干果破碎后，经醇提、浓缩、离心、大孔树脂吸附分离、离子交换树脂脱色、最后经浓缩、干燥，得成品，此方法由于未经过滤处理，使得上柱液中大分子杂质较多，影响树脂的吸附性能，利用率低且后续处理难度相对较大，产品成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于工业生产的罗汉果提取物的制备方法，该方法可实现高效率的利用树脂、降低能耗、提高产品收率，最终制备出具有竞争成本的不同规格的罗汉果提取物产品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于工业生产的罗汉果提取物的制备方法，包括以下步骤：
（1）原料前处理：将罗汉果鲜果洗净，适当破碎，以不打碎罗汉果果籽为度；
（2）提取：向破碎后的罗汉果中加入亲水溶剂，加热至80～90℃，回流提取3～4次，每次提取1.0～1.5h，将每次回流所得溶液合并，过滤，得提取液；
（3）浓缩：将步骤（2）中所得提取液，浓缩至原体积的1/3～5/9，冷却至15～25℃，静置后过滤，得浓缩液；
（4）离心、超滤：将步骤（3）中所得浓缩液进行离心，离心后进行超滤，得滤液；
（5）大孔树脂多级吸附与分离：使用≥3根大孔树脂层析柱以串联的方式对步骤（4）中所得滤液进行上柱吸附，上柱流速为0.5～1.0BV/h，上柱完成后静置2～3h；用相当于总树脂≥2倍体积的去离子水在50～60℃下进行洗脱，洗脱流速为1.0～2.0BV/h，然后分别用亲水溶剂对≥3根大孔树脂层析柱分别进行洗脱并分别收集亲水溶剂洗脱液，得≥3份亲水溶剂洗脱液；
（6）纳滤、浓缩：将步骤（5）中所得≥3份亲水溶剂洗脱液分别使用纳滤膜进行纳滤处理，然后分别进行真空浓缩至百利度25～30为止，得≥3份浓缩液；
（7）干燥：将步骤（6）中所得的≥3份浓缩液分别进行干燥后，即得≥3种规格含罗汉果甜苷V的产品。
进一步，步骤（2）中，加入的亲水溶剂为体积分数40～70%的乙醇；回流提取时每次加入的亲水溶剂的量为破碎罗汉果重量的5倍。
进一步，步骤（3）中，所述浓缩的温度为70～80℃，浓缩时真空压力为-0.06～-0.04Mpa。
进一步，步骤（4）中，所述离心方式为管式离心，离心速率为10000～20000r/min；所述超滤所采用的膜材料为聚碳酸酯、聚砜或聚丙烯酸，截留分子量为30k～100kDa，操作压力为0.1～0.5Mpa。
进一步，步骤（5）中，所述大孔树脂可以是D-101、AB-8或HPD-300，层析柱的径高比为1:4。其中，D-101、AB-8生产厂家为上海南开树脂有限公司，HPD-300生产厂家为山东鲁抗立科药业有限公司。
进一步，步骤（5）中，所述大孔树脂层析柱为4根，上柱的方式为上柱液先上第1根层析柱，待第1根层析柱开始泄漏时，第1根上柱流出液作为第2根层析柱的上柱液，待第2根层析柱开始泄漏时，第2根上柱流出液作为第3根层析柱上柱液，待第3根层析柱开始泄漏时，接入第4根层析柱，停止上柱，整个上柱过程完成。上柱完毕后静置，去离子水洗脱，去离子水洗脱液不收集，此步骤洗脱的目的是去除极性较大的大分子物质等杂质；此上柱方式利于树脂的利用与目标洗脱液的纯度提高，第1根树脂未泄漏之前的上柱流出液直接排掉，可以减少大量的水溶性杂质流入第2根层析柱，倘若直接通入第2根层析柱，由于流出液中杂质较多，很大一部分将被层析柱2吸附，将影响层析柱2的对活性成分的吸附，另外，用亲水溶剂洗脱的时候被吸附的杂质也有部分被洗脱，以此类推，因此，相对于普通上柱的方式，此上柱方式每根柱子的杂质成分逐渐减小，导致洗脱液中活性成分的纯度逐渐提高。其中，亲水溶剂洗脱液为目标洗脱液，可洗脱目标成分甜苷V；泄露是指使用液相色谱及时检测流出液中的甜苷V，当检测到甜苷V≥0.01mg/mL时，即判断为泄露点，接入下一级层析柱。
进一步，步骤（5）中，所述亲水溶剂为体积分数60～80%的乙醇，亲水溶剂的用量为2.0～3.0BV。
进一步，步骤（6）中，所述纳滤膜材质可以是醋酸纤维素、三醋酸纤维素或芳族聚酰胺，截留分子量为300～600Da，操作压力为1.0～1.5Mpa。
进一步，步骤（6）中，所述真空浓缩的温度为60～80℃，真空压力为-0.08～-0.04Mpa。
进一步，步骤（7）中，所述干燥方式为喷雾干燥。
按照本发明方法所得到的罗汉果提取物的四种不同规格的产品，经高效液相色谱法检测，其甜苷V含量分别为15%～17%、24%～27%、35%～37%、50%～53%，罗汉果甜苷V最终收率＞70%。
本发明具有以下优点：
（1）采用大孔树脂多级吸附与分离方式代替原有的多次萃取与层析方式，减少了工序过程，同时，很大程度上提高了树脂的吸附效率，从而提高收率，收率由传统的50%～60%，提高到70%以上；由于采用了本发明特有的连续上柱方式，以单位树脂吸附量来计算，树脂的利用率明显提高20%～40%，同时单位溶剂的洗脱活性成分的量也相应增加，相对传统工艺的洗脱溶剂降低到原来的70%～80%，在保证较高收率的同时，溶剂用量减少，投入小；
（2）本发明方法中采用离心与超滤结合的方式，通过物理方式，去除了大部分粗颗粒物质以及大分子物质，纯化了上柱液，提高了树脂吸附效率，减少了树脂后续处理的程序；
（3）本发明方法中采用≥3根大孔树脂层析柱串联层析特有的上柱方式，可使层析柱中树脂的吸附性能得到较充分的发挥，实现大孔树脂吸附性能的有效利用，原本需要经过多次吸附才能获得的产量，现在只需经过1次吸附，即可获得。同时也可以实现产品中有效成分不同梯度的选择，每根树脂所得最终的产品其纯度不尽相同，符合目前市场需求；
（4）本发明方法中纳滤主要是脱去大量的溶剂，如乙醇、水、无机盐等，达到一定的浓缩目的，在采用纳滤方式进行纯化的同时，也一定程度减少后续浓缩的能耗，降低生产成本；
（5）该方法操作性强，适合工厂生产；
（6）乙醇在最终产品中的残留量控制在100ppm以下，相对于现有技术中使用的对人体有害的有机溶剂更加环保安全，并可以实现同时生产多种规格的罗汉果提取物产品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
（1）原料前处理：将100kg罗汉果鲜果洗净，适当破碎，以不打碎罗汉果果籽为度；
（2）提取：向破碎后的罗汉果中加入500kg乙醇体积分数为40%水溶液进行提取，加热至90℃，回流提取4次，每次提取1.5h，将4次回流所得溶液合并，过滤，得提取液1850L；
（3）浓缩：将所得提取液进行浓缩，浓缩温度为75℃，真空度为-0.06～-0.04Mpa，浓缩至950L，冷却至15℃，静置约30min后过滤，得浓缩液；
（4）离心、超滤：将所得浓缩液进行离心，离心方式为管式离心，离心速率为16000r/min，离心后使用聚碳酸酯膜进行常温超滤，截留分子量为30kDa，操作压力为0.1～0.5Mpa，得滤液；
（5）大孔树脂多级吸附与分离：使用4根填充D-101大孔树脂（生产厂家：上海南开树脂有限公司）的层析柱以串联的方式对所得滤液常温下进行上柱吸附，上柱流速约为0.5BV/h，层析柱的径高比为1:4（直径15cm，高度60cm），上柱方式为上柱液先上第1根层析柱，待第一根层析柱开始泄漏时，第1根上柱流出液作为第2根层析柱的上柱液，待第2根层析柱开始泄漏时，第2根上柱流出液则作为第3根层析柱上柱液，待第3根层析柱泄漏时，直接接入第4根层析柱，上柱完毕后，静置3.0h，使用总树脂3倍体积的去离子水60℃下进行洗脱，洗脱流速为1.8BV/h，然后分别使用3.0BV体积分数60%的乙醇进行洗脱并分别收集第1、2、3、4根层析柱乙醇洗脱液，得4份乙醇洗脱液；
（6）纳滤、浓缩：将所得4份洗脱液在常温下分别使用醋酸纤维素膜进行纳滤处理，截留分子量为300～600Da，操作压力为1.0～1.5Mpa，然后进行分别真空浓缩，浓缩温度为75℃，真空压力为-0.08～-0.04Mpa，浓缩至百利度为30为止，得4份浓缩液；
（7）干燥：将所得的4份浓缩液分别进行喷雾干燥后，即得4种规格含罗汉果甜苷V的产品。
所得产品称重并经液相色谱仪检测，结果如下：
规格1：产品质量901g，甜苷V含量15.98%，深黄色粉末；
规格2：产品质量449g，甜苷V含量24.03%，黄色粉末；
规格3：产品质量362g，甜苷V含量35.12%，浅黄色粉末；
规格4：产品质量138g，甜苷V含量51.47%，淡黄色粉末。
罗汉果甜苷V总的收率为74.38%。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
（1）原料前处理：将800kg罗汉果鲜果洗净，适当破碎，以不打碎罗汉果果籽为度；
（2）提取：向破碎后的罗汉果中加入4000kg乙醇体积分数为70%水溶液进行提取，加热至80℃，回流提取3次，每次提取1.0h，将3次回流所得溶液合并，过滤，得提取液11250L；
（3）浓缩：将所得提取液进行浓缩，浓缩温度为80℃，真空度为-0.06～-0.04Mpa，浓缩至5610L，冷却至25℃，静置约30min后过滤，得浓缩液；
（4）离心、超滤：将所得浓缩液进行离心，离心方式为管式离心，离心速率为12000r/min，离心后使用聚丙烯酸膜进行常温超滤，截留分子量为50kDa，操作压力为0.1～0.5Mpa，得滤液；
（5）大孔树脂多级吸附与分离：使用4根填充HPD-300大孔树脂（生产厂家：山东鲁抗立科药业有限公司）的层析柱以串联的方式对所得滤液常温下进行上柱吸附，上柱流速约为0.5BV/h，层析柱的径高比为1:4（直径15cm，高度60cm），上柱方式为上柱液先上第1根层析柱，待第一根层析柱开始泄漏时，第1根上柱流出液作为第2根层析柱的上柱液，待第2根层析柱开始泄漏时，第2根上柱流出液则作为第3根层析柱上柱液，待第3根层析柱泄漏时，直接接入第4根层析柱，上柱完毕后，静置2.0h，使用总树脂3倍体积的去离子水50℃下进行洗脱，洗脱流速为1.4BV/h，然后分别使用3.0BV体积分数60%的乙醇进行洗脱并分别收集第1、2、3、4根层析柱乙醇洗脱液，得4份乙醇洗脱液；
（6）纳滤、浓缩：将所得4份洗脱液在常温下分别使用三醋酸纤维素膜进行纳滤处理，截留分子量为300～600Da，操作压力为1.0～1.5Mpa，然后进行分别真空浓缩，浓缩温度为60℃，真空压力为-0.08～-0.04Mpa，浓缩至百利度为25为止，得4份浓缩液；
（7）干燥：将所得的4份浓缩液分别进行喷雾干燥后，即得4种规格含罗汉果甜苷V的产品。
所得产品称重并经液相色谱仪检测，结果如下：
规格1：产品质量6426g，甜苷V含量16.32%，深黄色粉末；
规格2：产品质量3132g，甜苷V含量25.18%，黄色粉末；
规格3：产品质量2597g，甜苷V含量36.89%，浅黄色粉末；
规格4：产品质量1123g，甜苷V含量52.95%，淡黄色粉末。
罗汉果甜苷V总的收率为70.67%。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
（1）原料前处理：将800kg罗汉果鲜果洗净，适当破碎，以不打碎罗汉果果籽为度；
（2）提取：向破碎后的罗汉果中加入4000kg乙醇体积分数为50%水溶液进行提取，加热至85℃，回流提取4次，每次提取1.5h，将4次回流所得溶液合并，过滤，得提取液14560L；
（3）浓缩：将所得提取液进行浓缩，浓缩温度为70℃，真空度为-0.06～-0.04Mpa，浓缩至7292L，冷却至20℃，静置约30min后过滤，得浓缩液；
（4）离心、超滤：将所得浓缩液进行离心，离心方式为管式离心，离心速率为14000r/min，离心后使用聚砜膜进行常温超滤，截留分子量为60kDa，操作压力为0.1～0.5Mpa，得滤液；
（5）大孔树脂多级吸附与分离：使用4根填充AB-8大孔树脂（生产厂家：上海南开树脂有限公司）的层析柱以串联的方式对所得滤液常温下进行上柱吸附，上柱流速约为0.8BV/h，层析柱的径高比为1:4（直径15cm，高度60cm），上柱方式为上柱液先上第1根层析柱，待第一根层析柱开始泄漏时，第1根上柱流出液作为第2根层析柱的上柱液，待第2根层析柱开始泄漏时，第2根上柱流出液则作为第3根层析柱上柱液，待第3根层析柱泄漏时，直接接入第4根层析柱，上柱完毕后，静置2.0h，使用总树脂3倍体积的去离子水55℃下进行洗脱，洗脱流速为1.7BV/h，然后分别使用2.5BV体积分数75%的乙醇进行洗脱并分别收集第1、2、3、4根层析柱乙醇洗脱液，得4份乙醇洗脱液；
（6）纳滤、浓缩：将所得各洗脱液在常温下分别使用三醋酸纤维素膜进行纳滤处理，截留分子量为300～600Da，操作压力为1.0～1.5Mpa，然后进行分别真空浓缩，浓缩温度为65℃，真空压力为-0.08～-0.04Mpa，浓缩至百利度为25为止，得4份浓缩液；
（7）干燥：将所得的4份浓缩液分别进行喷雾干燥后，即得4种规格含罗汉果甜苷V的产品。
所得产品称重并经液相色谱仪检测，结果如下：
规格1：产品质量6751g，甜苷V含量16.47%，深黄色粉末；
规格2：产品质量3243g，甜苷V含量25.12%，黄色粉末；
规格3：产品质量2632g，甜苷V含量35.58%，浅黄色粉末；
规格4：产品质量1062g，甜苷V含量52.89%，淡黄色粉末。
罗汉果甜苷V总的收率为71.35%。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
（1）原料前处理：将800kg罗汉果鲜果洗净，适当破碎，以不打碎罗汉果果籽为度；
（2）提取：向破碎后的罗汉果中加入4000kg乙醇体积分数为65%水溶液进行提取，加热至85℃，回流提取3次，每次提取1.5h，将3次回流所得溶液合并，过滤，得提取液10870L；
（3）浓缩：将所得提取液进行浓缩，浓缩温度为76℃，真空度为-0.06～-0.04Mpa，浓缩至3630L，冷却至18℃，静置约30min后过滤，得浓缩液；
（4）离心、超滤：将所得浓缩液进行离心，离心方式为管式离心，离心速率为15000r/min，离心后使用聚丙烯酸膜进行常温超滤，截留分子量为100kDa，操作压力为0.1～0.3Mpa，得滤液；
（5）大孔树脂多级吸附与分离：使用4根填充D-101大孔树脂（生产厂家：上海南开树脂有限公司）的层析柱以串联的方式对所得滤液常温下进行上柱吸附，上柱流速约为0.6BV/h，层析柱的径高比为1:4（直径15cm，高度60cm），上柱方式为上柱液先上第1根层析柱，待第一根层析柱开始泄漏时，第1根上柱流出液作为第2根层析柱的上柱液，待第2根层析柱开始泄漏时，第2根上柱流出液则作为第3根层析柱上柱液，待第3根层析柱泄漏时，直接接入第4根层析柱，上柱完毕后，静置2.4h，使用总树脂3倍体积的去离子水52℃下进行洗脱，洗脱流速为1.5BV/h，然后分别使用2.3BV体积分数68%的乙醇进行洗脱并分别收集第1、2、3、4根层析柱乙醇洗脱液，得4份乙醇洗脱液；
（6）纳滤、浓缩：将所得各洗脱液在常温下分别使用三醋酸纤维素膜进行纳滤处理，截留分子量为300～600Da，操作压力为1.0～1.5Mpa，然后进行分别真空浓缩，浓缩温度为73℃，真空压力为-0.08～-0.04Mpa，浓缩至百利度为28为止，得4份浓缩液；
（7）干燥：将所得的4份浓缩液分别进行喷雾干燥后，即得4种规格含罗汉果甜苷V的产品。
所得产品称重并经液相色谱仪检测，结果如下：
规格1：产品质量6321g，甜苷V含量16.22%，深黄色粉末；
规格2：产品质量2994g，甜苷V含量25.29%，黄色粉末；
规格3：产品质量2880g，甜苷V含量36.88%，浅黄色粉末；
规格4：产品质量1244g，甜苷V含量52.76%，淡黄色粉末。
罗汉果甜苷V总的收率为73.57%。
实施例5
本实施例包括以下步骤：
（1）原料前处理：将800kg罗汉果鲜果洗净，适当破碎，以不打碎罗汉果果籽为度；
（2）提取：向破碎后的罗汉果中加入4000kg乙醇体积分数为57%水溶液进行提取，加热至87℃，回流提取3次，每次提取1.5h，将3次回流所得溶液合并，过滤，得提取液11030L；
（3）浓缩：将所得提取液进行浓缩，浓缩温度为78℃，真空度为-0.06～-0.04Mpa，浓缩至3760L，冷却至23℃，静置约30min后过滤，得浓缩液；
（4）离心、超滤：将所得浓缩液进行离心，离心方式为管式离心，离心速率为13000r/min，离心后使用聚丙烯酸膜进行常温超滤，截留分子量为60kDa，操作压力为0.1～0.5Mpa，得滤液；
（5）大孔树脂多级吸附与分离：使用4根填充AB-8大孔树脂（生产厂家：上海南开树脂有限公司）的层析柱以串联的方式对所得滤液常温下进行上柱吸附，上柱流速约为0.9BV/h，层析柱的径高比为1:4（直径15cm，高度60cm），上柱方式为上柱液先上第1根层析柱，待第一根层析柱开始泄漏时，第1根上柱流出液作为第2根层析柱的上柱液，待第2根层析柱开始泄漏时，第2根上柱流出液则作为第3根层析柱上柱液，待第3根层析柱泄漏时，直接接入第4根层析柱，上柱完毕后，静置2.2h，使用总树脂3倍体积的去离子水52℃下进行洗脱，洗脱流速为1.9BV/h，然后分别使用2.1BV体积分数68%的乙醇进行洗脱并分别收集第1、2、3、4根层析柱乙醇洗脱液，得4份乙醇洗脱液；
（6）纳滤、浓缩：将所得各洗脱液在常温下分别使用醋酸纤维素膜进行纳滤处理，截留分子量为300～600Da，操作压力为1.0～1.5Mpa，然后进行分别真空浓缩，浓缩温度为77℃，真空压力为-0.08～-0.04Mpa，浓缩至百利度为29为止，得4份浓缩液；
（7）干燥：将所得的4份浓缩液分别进行喷雾干燥后，即得4种规格含罗汉果甜苷V的产品。
所得产品称重并经液相色谱仪检测，结果如下：
规格1：产品质量6829g，甜苷V含量16.45%，深黄色粉末；
规格2：产品质量3093g，甜苷V含量25.19%，黄色粉末；
规格3：产品质量2568g，甜苷V含量35.38%，浅黄色粉末；
规格4：产品质量1245g，甜苷V含量52.47%，淡黄色粉末。
罗汉果甜苷V总的收率为72.20%。
以上实施例并非对本发明的组合物的含量做任何限制，凡是根据本发明的技术实质或者组成成分以及含量所做的任何轻微的修改或者修饰，均被视为本发明技术方案的范围内。