甜叶菊中甜菊糖苷高效分离吸附剂的制备及研究

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甜叶菊中提取的甜菊糖苷(SGs)可作为甜度高的天然膳食补充剂和甜味剂,它被称为仅次于甘蔗和甜菜糖的第三种糖源。SGs中,莱鲍迪苷A(RA)和甜菊苷(STV)含量和甜度都最高。但由于STV后苦味的存在,影响了SGs的味质特性。因此得到高纯度RA产品,是分离纯化SGs和提高新疆天然产物品质的关键。本文以STV和RA为分离物系。在吸附法的基础上,首先选择初步分离吸附剂将甜叶菊粗提液纯化得到混合糖苷,依据硼酸与STV和RA的络合强度差异进行官能化吸附剂的制备,将二者选择性的分离,从而提高SGs的味质特性。具体研究如下:根据吸附剂结构及分离物系目标分子尺寸选择了介孔碳材料,筛选出最适结构并对粗提液进行初步分离。通过不同结构介孔碳吸附材料吸附性能对比,选择比表面积为1011.760 m2·g-1,孔径为4.59 nm的OMC为最优吸附剂。OMC的高比表面积和有序开放孔道结构使其可以在水溶液中快速吸附STV和RA,作为粗分离吸附材料,对粗提液进行初步分离得到混合糖苷。通过优化分离纯化工艺,OMC对甜叶菊粗提液中STV和RA的吸附量分别为212.18 mg·g-1、359.64 mg·g-1,选择性(αSTV/RA)为1.4,将STV和RA纯度分别从8.01%和16.73%提高到了17.51%和45.32%,收率分别为89.22%和87.73%。根据吸附剂结构及官能团作用,在具有良好吸附性的树脂基础上,进行硼酸官能化修饰,提高其选择性,将STV和RA进一步分离。筛选出吸附能力强,带有活性官能团且易于改性的树脂BJ7501,进行特异性官能团修饰,制备了带有硼酸官能团的树脂BJ7501C。FT-IR、XPS表征显示改性后分别出现B-O基团特征峰和B元素,表明改性成功。通过优化分离纯化工艺,得到粗糖溶液中吸附量分别为STV:35.22 mg·g-1,RA:62.00 mg·g-1,选择性(αSTV/RA)达到4.34。并对混合糖苷进一步精制,将STV纯度从17.51%提高到了29.83%;将RA纯度从45.32%提高到了70.17%。根据吸附剂结构及官能团作用,在金属有机骨架(MOFs)基础上,将含有所需硼酸官能团的有机配体通过简单的微波法原位合成硼酸官能化的吸附剂(MOF-BA)。能够避免后修饰时官能团间的共轭效应及提高引入官能团的可用性,并与改性树脂性能进行对比。制备的MOF-BA与母体框架同构,FT-IR表征验证了羧基与Zn的配位,表明制备成功。ICP及XPS表征显示B元素的存在。通过改变两个配体之间的比例,当BBDC与BTC进料比为1:1时制备的MOF-BA-1.0具有良好的结晶性及较适于分离STV和RA的孔径尺寸(4.69 nm)。通过优化分离纯化工艺,得到粗糖溶液中吸附量分别为STV:42.93 mg·g-1和RA:22.96 mg·g-1,选择性(αSTV/RA)为4.35。并对混合糖苷进一步精制,将STV纯度从17.51%提高到了31.83%;RA纯度被从45.32%提高到68.17%。
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