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甜菊糖是一种高甜度、低热量的天然甜味剂,甜度约为蔗糖的200~350倍,热值仅为蔗糖的1/300,是一种具有较高开发价值的新型健康糖源。甜菊糖的主要成分是甜菊苷S和莱鲍迪苷A,甜菊苷S甜度为蔗糖的300倍,但带有一定的后苦味,莱鲍迪苷A甜度是蔗糖的450倍,呈味品质好,是理想的甜味剂。目前应用较为广泛的品种是莱鲍迪苷A,主要通过结晶获得,但产品纯度和得率还有待进一步提高。本文研究并优化了高纯度莱鲍迪苷A(纯度97%以上)的结晶工艺,并利用得到的高纯度莱鲍迪苷A研究了其结晶热力学性质。首先,测定了甜菊糖原料的组成,并筛选了结晶溶剂。结果表明,本研究所用原料与普通甜菊糖明显不同,其莱鲍迪苷A含量较高,达59.60%,甜菊苷S含量为25.80%;确定了直接结晶莱鲍迪苷A的精制方式,并选取甲醇、乙醇为备选溶剂。其次,通过对甲醇结晶甜菊糖、乙醇结晶甜菊糖、乙醇-甲醇分步结晶甜菊糖工艺的研究、比较和组合,得到了高纯度莱鲍迪苷A,提高了产品纯度和得率。三种结晶工艺及结晶效果为:(a)甲醇结晶甜菊糖的工艺条件:一次结晶料液比1:4(w/w)、甲醇含水量10%(w/w)、结晶温度5℃、结晶时间24h,二次结晶料液比1:4(w/w)、甲醇含水量25%(w/w),莱鲍迪苷A纯度97.1%,得率23.6%。(b)乙醇结晶甜菊糖的工艺条件:一次结晶料液比1:3(w/w)、乙醇含水量2.5%(w/w)、结晶温度5℃、结晶时间24h,二次结晶料液比1:3(w/w)、乙醇含水量7.5%(w/w),三次结晶料液比1:3(w/w)、乙醇含水量12.5%(w/w),莱鲍迪苷A纯度98.7%,得率36.6%。(c)乙醇-甲醇分步结晶甜菊糖的工艺条件:乙醇一次结晶料液比1:3(w/w)、乙醇含水量2.5%(w/w)、结晶温度5℃、结晶时间24h,甲醇二次结晶料液比1:8(w/w)、甲醇含水量10%(w/w)、结晶温度5℃、结晶时间24h,莱鲍迪苷A纯度98.5%,得率38.1%。与甲醇或乙醇单独结晶工艺相比,相同结晶次数,乙醇-甲醇分步结晶工艺的莱鲍迪苷A纯度和得率更高,与工业生产高纯度莱鲍迪苷A的工艺相比,进一步提高了产品的纯度和得率。再次,研究了莱鲍迪苷A的结晶热力学性质。结果表明,莱鲍迪苷A在甲醇、乙醇中的溶解度随着温度的升高而增加,随着溶剂中含水量的增加而增大;75%(w/w)甲醇、92.5%(w/w)乙醇中莱鲍迪苷A的介稳区宽度分别为3.2~6.6℃和3.0~4.8℃,饱和温度越高介稳区宽度越小,介稳区宽度随着降温速率的增加而增大,随着搅拌速率的增加呈现先减小后增大的趋势。以75%甲醇中莱鲍迪苷A结晶热力学性质为指导,以莱鲍迪苷A纯度95%的甜菊糖为原料,在介稳区内结晶得到了99.3%的产品、颗粒较大、晶形较好,而相同原料在不稳区内结晶时,莱鲍迪苷A纯度为97.5%、颗粒较小、晶形较差。最后,对三种结晶工艺得到的莱鲍迪苷A进行了质量分析。通过对莱鲍迪苷A质量指标的测定并与相关标准进行对比,表明本研究中结晶得到的莱鲍迪苷A产品纯度更高,熔点、1%(w/v)溶液pH、比吸光度、比旋光度和溶剂残留等指标也符合相关要求,产品质量良好。