本发明专利技术公开了一种高效提取三叉苦药渣生物碱及联产生物甲烷的方法,通过引入乙酰丙酸
【技术实现步骤摘要】
一种高效提取三叉苦药渣生物碱及联产生物甲烷的方法
[0001]本专利技术属于有机固体废弃物资源化利用
,更具体地,涉及一种高效提取三叉苦药渣生物碱及联产生物甲烷的方法。
技术介绍
[0002]三叉苦为岭南地区常用中草药,其性苦、寒,归心、肝经,有清热解毒、祛风除湿、消肿止痛等功效,三叉苦是常用的药食同源植物之一,具有较高的食用价值,为广东凉茶的重要原料,三叉苦中所含化学成分主要为黄酮类、生物碱类、挥发油、色烯等。目前关于三叉苦中生物碱的提取报道较少。一般而言,生物碱提取的方法主要为水/醇溶液,低共熔溶剂是一种可替代传统有机溶剂和离子液体的绿色溶剂,因低成本、可设计性、生物降解性和环境友好性而受到广泛关注。尚宪超等首次将低共熔溶剂氯化胆碱
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尿素用于烟碱的绿色提取中,烟碱的得率为22.89mg/g(尚宪超,谭家能,杜咏梅,等.响应面法优化深共熔溶剂提取烟碱的工艺[J].烟草科技,2018,v.51;No.374(05):61
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68.)。司悦悦采用二元和三元低共熔溶剂提取白鲜碱、吴茱萸次碱、胡椒碱、槐定碱和氧化苦参碱,与甲醇比吴茱萸次碱的含量提高了118%(司悦悦.基于低共熔溶剂提取天然生物碱的研究[D].青岛大学,2020.)。上述现有技术虽然可以实现对生物碱的提取,但是提取得到的依然是混合活性化合物,单一化合物的提取纯度依然不高,且后续需要经过一系列分离提纯步骤才可以获得目标化合物。
[0003]中药材提取剩余残渣中仍然残留着大量活性成分,活性成分再提取对于提高中药渣综合利用价值至关重要,而混合活性化合物已经不能满足市场的需求,经分离的单一化合物的价格是混合物的八至十倍以上,因此提高中药活性物提取纯度具有明显的经济意义。与新鲜药材相比,药渣中活性成分被紧紧包裹在细胞壁内,难以被水/醇等常规溶剂溶解提取。如何对三叉苦药渣中的活性成分进行高纯度提取且简化分离提纯方法是目前的难点。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足,提供一种高效提取三叉苦药渣生物碱的方法。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供所述高效提取三叉苦药渣生物碱的方法在制备生物甲烷中的应用。
[0006]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案给予实现的:
[0007]一种高效提取三叉苦药渣生物碱的方法,包括以下步骤:
[0008]S1.将乙酰丙酸、醇类按照摩尔比为1~2:1~3混合,制备乙酰丙酸
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醇类低共熔溶剂,加入磷酸氢二钾水溶液使得低共熔溶剂含水率为20~30%,再按照与低共熔溶剂
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盐水体积比为1:5~1:2.5加入乙酸乙酯形成两相体系;
[0009]S2.向步骤S1的两相体系中加入三叉苦药渣,固液比例为1:10~1:20g/mL,微波提取,反应条件30~75℃提取40~80min;
[0010]S3.将步骤S2提取后的混合体系固液分离,液相离心静置分层,上层液为富含生物碱的乙酸乙酯层,加水即可析出生物碱,下层液为低共熔溶剂层,加乙酸乙酯可继续构成两相体系循环使用。
[0011]本专利技术采用乙酰丙酸
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醇类与乙酸乙酯形成两相低共熔溶剂体系,而磷酸氢二钾水溶液主要用于提高乙酰丙酸
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醇类低共熔溶剂与乙酸乙酯形成两相体系的稳定性,保证后续提取反应可以顺利进行;通过乙酰丙酸
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醇类低共熔溶剂可实现三叉苦药渣活性成分选择性提取,将下层低共熔溶剂提取的生物碱快速转移到上层乙酸乙酯中,实现单一吴茱萸春碱高浓度/高纯度提取,乙酸乙酯提取液加水即可获得活性物质,简化了后续产物的分离纯化步骤,且所用低共熔溶剂可以重复使用。
[0012]优选地,所述磷酸氢二钾水溶液浓度为0.2g/mL。
[0013]优选地,所述低共熔溶剂含水率为30%。
[0014]优选地,乙酸乙酯与低共熔溶剂/盐水的体积比为1:5。
[0015]优选地,所述三叉苦药渣与两相体系的固液比例为1:20g/mL。
[0016]优选地,所述微波提取的功率为160W。
[0017]优选地,所述反应条件为75℃提取40min。
[0018]优选地,所述醇类包括但不限于甲醇、乙醇、丙三醇、1,4丁二醇等。
[0019]由于三叉苦药渣中活性成分被紧紧包裹在细胞壁内,而本专利技术所述低共熔溶剂体系可破坏三叉苦药渣的木质素
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纤维素
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半纤维素紧密结构,高效提取得到生物碱,同时通过提取三叉苦药渣中活性成分从而降低了发酵原料中对于发酵微生物有影响的活性组分,益于微生物与纤维素接触消化。
[0020]因此本专利技术还提供上述任一所述方法在制备生物甲烷中的应用,通过将提取三叉苦药渣生物碱后的固相残渣直接接入厌氧发酵菌种进行生物发酵得到生物甲烷。
[0021]与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:
[0022]本专利技术采用乙酰丙酸
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醇类与乙酸乙酯形成两相低共熔溶剂体系,通过乙酰丙酸
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醇类低共熔溶剂可实现三叉苦药渣活性成分选择性提取,将下层低共熔溶剂提取的生物碱快速转移到上层乙酸乙酯中,可实现高纯度吴茱萸春碱选择性提取,简化了后续产物的分离纯化步骤,乙酸乙酯提取液加水即可获得活性物质,简化了后续产物的分离纯化步骤,且所用低共熔溶剂可以重复使用;同时有效打破三叉苦药渣的生物结构屏障和抗性屏障,利于后续微生物厌氧转化。
附图说明
[0023]图1为三种生物碱化合物的液相色谱图(a.茵芋碱;b.白鲜碱;c.吴茱萸春碱)。
[0024]图2为不同低共熔溶剂对三叉苦药渣中生物碱的提取率。
[0025]图3为不同温度时间条件下低共熔溶剂对三叉苦药渣中生物碱的提取率。
具体实施方式
[0026]以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本专利技术,但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明,本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。
[0027]除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0028]色谱条件:色谱柱:Xbridge BEH C18 Column,5μm,Φ4.6mm
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250mm;检测波长:240nm;流速:0.8mL/min;进样体积:10μL;柱温:25℃;洗脱条件:A:甲醇,B:水,65%A:35%B,洗脱时间:30min。图1为三种生物碱化合物的液相色谱图(a.茵芋碱;b.白鲜碱;c.吴茱萸春碱)。
[0029]实施例1
[0030]按照表1所示氢键受体和氢键供体及其摩尔比,根据Abbott et al.Chemical communications 2003,9:70
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1中提出的方法制备低共熔溶剂,加水使得低共熔溶剂含水率为30%,之后依据固液比为1:20(g/mL)加入三叉苦药渣(三叉苦加5倍水,煮半小时所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高效提取三叉苦药渣生物碱的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.将乙酰丙酸、醇类按照摩尔比为1~2:1~3混合,制备乙酰丙酸
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醇类低共熔溶剂,加入磷酸氢二钾水溶液使得低共熔溶剂含水率为20~30%,再按照与低共熔溶剂
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盐水体积比为1:5~1:2.5加入乙酸乙酯形成两相体系;S2.向步骤S1的两相体系中加入三叉苦药渣,固液比例为1:10~1:20g/mL,微波提取,反应条件30~75℃提取40~80min;S3.将步骤S2提取后的混合体系固液分离,液相离心静置分层,上层液为富含生物碱的乙酸乙酯层,加水即可析出生物碱,下层液为低共熔溶剂层,加乙酸乙酯可继续构成两相体系循环使用。2.根据权利要求1所述方法,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:余强,谢君,钟家伟,毕桂灿,
申请(专利权)人:华南农业大学,
类型:发明
国别省市:
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