新鲜烟叶中多种产物的联产方法技术

技术编号:19354957 阅读:27 留言:0更新日期:2018-11-07 18:42
本发明专利技术提供了一种新鲜烟叶中多种产物的联产方法,该方法同时从新鲜烟叶中制备叶绿素铜钠盐、烟碱、茄尼醇、香料、蛋白质及菌肥六种产物,提高了新鲜烟叶的综合利用率。与现有工艺相比,叶绿素的提取效率得到进一步的提高,制备得到的叶绿素铜钠盐产率和纯度也得到了提高,而且不含有烟碱等杂质。除烟碱外,浸膏中的茄尼醇和香料含量也得到了提高。蛋白质的提取率也较高。用烟渣发酵制备得到的微生物菌肥,具有周期短、产孢子数高等优点。本发明专利技术所采用的技术手段,具有成本低、工艺简单、高效快速、易于工业放大等优点,是一种经济性好、对环境友好的新鲜烟叶中有效成分综合利用的技术。

CO production of multiple products in fresh tobacco leaves

The invention provides a method for co-production of various products in fresh tobacco leaves. The method simultaneously prepares six products of sodium copper chlorophyll, nicotine, solanesol, spices, protein and bacterial fertilizer from fresh tobacco leaves, thereby improving the comprehensive utilization rate of fresh tobacco leaves. Compared with the existing technology, the extraction efficiency of chlorophyll was further improved, the yield and purity of sodium copper chlorophyll were also improved, and there were no impurities such as nicotine. In addition to nicotine, solanesol and spices in the extract have also been improved. The extraction rate of protein is also high. The microbial fertilizer produced by the fermentation of tobacco residue has the advantages of short cycle and high sporulation. The technical means adopted by the invention have the advantages of low cost, simple process, high efficiency, fast speed, easy industrial enlargement, etc. It is a technology of comprehensive utilization of effective ingredients in fresh tobacco leaves with good economy and environmental friendliness.

【技术实现步骤摘要】
新鲜烟叶中多种产物的联产方法
本专利技术涉及生物工程领域,可同时制备叶绿素铜钠盐、烟碱、茄尼醇、香料、蛋白质及菌肥六种产物,具体涉及一种从新鲜烟叶中制备这六种产物的联产方法。
技术介绍
我国烟草种植面积和产量均居世界首位,每年在烟田中产生近百万吨的废弃新鲜烟叶。新鲜烟叶中富含叶绿素、烟碱、茄尼醇、香料、蛋白质等天然产物,其中叶绿素及其衍生物在抗菌、抗诱变和脱臭方面均具有显著的功效。烟碱在制备杀虫剂和预防老年痴呆症方面有很好的应用前景。茄尼醇具有抗菌、消炎和止血作用,是药物合成重要的医药中间体,常用于合成抗心血管疾病、抗癌、抗溃疡等药物,同时也是合成辅酶Q10和维生素K2的重要原料。香料的种类及含量较高,广泛应用于食品和日用化工等领域。蛋白质的含量及品质可与大豆蛋白质媲美,氨基酸种类齐全,配比合理,不仅含有人体必需的8种氨基酸,且不含胆固醇、具有质地松软易于消化等优点。国内外研究人员对烟叶中有效成分的提取分离研究受到越来越多的关注。专利CN104151140B公开了一种从烟叶中综合提取多种有效成分的方法,具体采用超声循环提取法、并结合萃取、柱层析、重结晶、水蒸气蒸馏和沉淀等分离纯化手段,对茄尼醇、烟碱、绿原酸、蛋白质和糖进行逐一分离,其目的是实现多种有效成分的连续提取分离,不仅提高原料的利用率,而且分离的产物多且提取效率高。CN102429319B公开了一种烟草连续提取的方法,其特征在于对烟草进行超声波碱化处理,固液分离收集滤液和滤渣,滤液提取分离烟碱和半纤维素,滤渣提取分离纤维素和木质素,通过连续提取法,达到废弃物综合利用的目的。专利CN1302568A公开了一种超临界多元流体萃取精馏烟草的工艺及装置,其特征在于采用超临界多元流体萃取技术先将烟叶膨化5~20%,再选择性的萃取精馏烟草中的芳香净油成分、尼古丁、茄尼醇、烟草F-1-P晶体蛋白、烟草SOD超氧化物歧化酶。上述这三个专利所利用的原料均来自废次烤烟叶,而且多采用超声波提取法和超临界多元流体萃取技术,这两种方法不仅造成成本偏高,而且设备昂贵,且设备后期的维护费用比较昂贵,从经济效益上考虑,不利于大规模工业化生产应用。目前,从新鲜烟叶中提取有效物质的专利较少,专利CN1534008A公开了一种从烟叶中提取茄尼醇的方法,专利CN102643121A、CN102887742A、CN103274784A均是以新鲜烟叶为原料发酵生产有机肥。从新鲜烟叶中提取分离有效物质的研究较少,且公开的专利主要集中在茄尼醇、有机肥等单一产物的提取分离及制备,提取的产物比较单一,没考虑到对新鲜烟叶中其他成分的充分利用,造成原料的利用率较低,而且未体现对新鲜烟叶综合利用的原则。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效且环境友好的新鲜烟叶综合应用技术。该方法旨在以新鲜烟叶为原料,通过设计合理有效的工艺实现多种产物的提取分离,以实现原料利用率高、提取成分多,提取效率高,废弃物排放少的综合应用目标。基于上述目的,本专利技术提供一种新鲜烟叶中多种产物的联产方法,包括下述步骤:.(1)原料预处理:将新鲜烟叶粉碎,然后经过固液分离获得固体烟叶和析出液;所述固液分离的方法是自然沉降法、真空抽滤法或板框压滤法;(2)制备叶绿素铜钠盐:向将步骤(1)所得的固体烟叶中加入提取溶剂I进行提取,抽滤后得到提取液I和烟渣;提取液I加入碱性物质I皂化;皂化液去除有机溶剂后的水溶液,使用弱极性有机溶剂进行萃取,获得萃取液I和萃余液I;使用酸性物质调节萃余液I的pH,加入含铜离子的溶液,铜化制得叶绿素铜酸,加入碱性溶液II调pH,静置获得叶绿素铜钠盐结晶,洗涤、干燥得到叶绿素铜钠盐;(3)制备蛋白质:采用等电沉淀法、絮凝剂沉淀法、乙醇沉淀法或硫酸铵沉淀法从步骤(1)所得的析出液中提取蛋白质;(4)以步骤(2)的萃取液I制备烟碱、茄尼醇和香料,包括下述步骤:萃取液I经蒸馏、干燥后得到浸膏,浸膏超声条件下加入水,调pH,使用等体积有机溶剂萃取,得到萃取液II和萃余液II;萃取液II蒸馏、干燥后,溶于含水乙醇水,以大孔树脂层析,并使用乙醇水溶液洗脱,流穿组份合并浓缩至干,得到香料浸膏精品,洗脱组分合并浓缩至干,溶于乙醇、甲醇、丙酮或乙腈,降温结晶,得到茄尼醇;将萃余液II调pH,加入等体积的有机溶剂萃取,得到萃取液III和萃余液III,将萃取液III蒸馏、干燥后即得到烟碱纯品;(5)利用步骤(2)中的烟渣制备生物菌肥,是以所述烟渣为原料接种微生物菌种进行固态培养的步骤。本专利技术的优点是将不同物质的提取分离及制备集成到一个工艺流程中完成,极大地简化了工艺流程,从而成为一种极具前景的过程集成技术。本专利技术的专利技术人还发现,相比现有技术的单一物质或两种物质或三种物质的提取分离,六产物联产的最新工艺能够最大限度的提高新鲜烟叶的利用率。本专利技术的方法与现有技术相比所存在的优势至少在于:(1)将新鲜烟叶多种有效成分的提取步骤融合到一个工艺上,是一种极具前景的过程集成技术;(2)实现叶绿素铜钠盐、烟碱、茄尼醇、香料、蛋白质及菌肥共六种产物的提取分离与制备,具有提取产物多,原料利用率高的优势;(3)叶绿素和蛋白质是新鲜烟叶中最特殊的两类物质,从新鲜烟叶中提取的蛋白质具有较高的生物活性,蛋白质的氨基酸组成丰富均衡,必需氨基酸的种类齐全且符合人体氨基酸模式的配比,其中赖氨酸的含量较高,可作为氨基酸的补充剂。叶绿素的含量较高,将叶绿素转变成叶绿素铜钠盐,不仅保持了叶绿素的绿色及功效,而且较叶绿素对光和热更加稳定,对水的溶解度较好,方便储存和应用,且不含有烟碱;(4)操作简单,污染少,提取效率高。本专利技术提供了一种同时从新鲜烟叶中制备叶绿素铜钠盐、烟碱、茄尼醇、香料、蛋白质及菌肥六种产物的联产方法,提高了新鲜烟叶的综合利用率。与现有工艺相比,叶绿素的提取效率得到进一步的提高,制备得到的叶绿素铜钠盐产率和纯度也得到了提高,而且不含有烟碱等杂质。除烟碱外,浸膏中的茄尼醇和香料含量也得到了提高。蛋白质的提取率也得到一定的提高。用烟渣发酵制备得到的微生物菌肥,具有周期短、产孢子数高等优点。本专利技术所采用的技术手段,具有成本低、工艺简单、高效快速、易于工业放大等优点,是一种经济性好、对环境友好的新鲜烟叶中有效成分综合利用的技术。附图说明图1是新鲜烟叶中多种产物联产方法的工艺流程示意图。具体实施方式本专利技术提供一种同时从新鲜烟叶中制备叶绿素铜钠盐、烟碱、茄尼醇、香料、蛋白质及菌肥六种产物的联产方法,其工艺流程示意图如附图1所示。该方法包括原料预处理、制备叶绿素铜钠盐、制备蛋白质、制备烟碱、茄尼醇和香料以及制备生物菌肥的步骤。本专利技术的具体的实施方式中:所述的步骤(1),即原料预处理的步骤中,固液分离的方法是真空抽滤法;所述步骤(2)中,提取溶剂I选自乙醇、丙酮、甲醇、正丙醇、异丙醇或其混合物的水溶液,浓度为60~100%,料液的质量体积比为1:2.5~15;提取次数为1~5次;提取时间为20~80min/次;提取方法选自冷浸提取法、超声振荡法或热回流法,热回流温度为50-70℃;所述的碱性物质I为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠,皂化pH为8~14;皂化温度为50-70℃;弱极性有机溶剂为石油醚、乙酸乙酯、正己烷的至少一种,萃取次数为2-5次;所述的酸性物本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.新鲜烟叶中多种产物的联产方法,包括下述步骤:(1)原料预处理:将新鲜烟叶粉碎,然后经过固液分离获得固体烟叶和析出液;所述固液分离的方法是自然沉降法、真空抽滤法或板框压滤法;(2)制备叶绿素铜钠盐:向将步骤(1)所得的固体烟叶中加入提取溶剂I进行提取,抽滤后得到提取液I和烟渣;提取液I加入碱性物质I皂化;皂化液去除有机溶剂后的水溶液,使用弱极性有机溶剂进行萃取,获得萃取液I和萃余液I;使用酸性物质调节萃余液I的pH,加入含铜离子的溶液,铜化制得叶绿素铜酸,加入碱性溶液II调pH,静置获得叶绿素铜钠盐结晶,洗涤、干燥得到叶绿素铜钠盐;(3)制备蛋白质:采用等电沉淀法、絮凝剂沉淀法、乙醇沉淀法或硫酸铵沉淀法从步骤(1)所得的析出液中提取蛋白质;(4)以步骤(2)的萃取液I制备烟碱、茄尼醇和香料,包括下述步骤:萃取液I经蒸馏、干燥后得到浸膏,浸膏超声条件下加入水,调pH,使用等体积有机溶剂萃取,得到萃取液II和萃余液II;萃取液II蒸馏、干燥后,溶于含水的乙醇中,以大孔树脂层析,并使用乙醇水溶液洗脱,流穿组份合并浓缩至干,得到香料浸膏精品;洗脱组分合并浓缩至干,溶于乙醇、甲醇、丙酮或乙腈,降温结晶,得到茄尼醇;将萃余液II调pH,加入等体积的有机溶剂萃取,得到萃取液III和萃余液III,将萃取液III蒸馏、干燥后即得到烟碱纯品;(5)利用步骤(2)中的烟渣制备生物菌肥,是以所述烟渣为原料接种微生物菌种进行固态培养的步骤。...

【技术特征摘要】
1.新鲜烟叶中多种产物的联产方法,包括下述步骤:(1)原料预处理:将新鲜烟叶粉碎,然后经过固液分离获得固体烟叶和析出液;所述固液分离的方法是自然沉降法、真空抽滤法或板框压滤法;(2)制备叶绿素铜钠盐:向将步骤(1)所得的固体烟叶中加入提取溶剂I进行提取,抽滤后得到提取液I和烟渣;提取液I加入碱性物质I皂化;皂化液去除有机溶剂后的水溶液,使用弱极性有机溶剂进行萃取,获得萃取液I和萃余液I;使用酸性物质调节萃余液I的pH,加入含铜离子的溶液,铜化制得叶绿素铜酸,加入碱性溶液II调pH,静置获得叶绿素铜钠盐结晶,洗涤、干燥得到叶绿素铜钠盐;(3)制备蛋白质:采用等电沉淀法、絮凝剂沉淀法、乙醇沉淀法或硫酸铵沉淀法从步骤(1)所得的析出液中提取蛋白质;(4)以步骤(2)的萃取液I制备烟碱、茄尼醇和香料,包括下述步骤:萃取液I经蒸馏、干燥后得到浸膏,浸膏超声条件下加入水,调pH,使用等体积有机溶剂萃取,得到萃取液II和萃余液II;萃取液II蒸馏、干燥后,溶于含水的乙醇中,以大孔树脂层析,并使用乙醇水溶液洗脱,流穿组份合并浓缩至干,得到香料浸膏精品;洗脱组分合并浓缩至干,溶于乙醇、甲醇、丙酮或乙腈,降温结晶,得到茄尼醇;将萃余液II调pH,加入等体积的有机溶剂萃取,得到萃取液III和萃余液III,将萃取液III蒸馏、干燥后即得到烟碱纯品;(5)利用步骤(2)中的烟渣制备生物菌肥,是以所述烟渣为原料接种微生物菌种进行固态培养的步骤。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,固液分离的方法是真空抽滤法;所述步骤(2)中提取溶剂I选自乙醇、丙酮、甲醇、正丙醇、异丙醇或其混合物的水溶液,浓度为60~100%,料液的质量体积比为1:2.5~15;提取次数为1~5次;提取时间为20~80min/次;提取方法选自冷浸提取法、超声振荡法或热回流法,热回流...

【专利技术属性】
技术研发人员:修志龙栾倩倩董悦生戴建英
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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