酶催化活化废次烟草提取茄尼醇的方法技术

一种酶催化活化废次烟草提取茄尼醇的方法，属于茄尼醇提取技术领域。本发明专利技术以烟草固体废弃物为原料，经烟草预处理、酶解反应、超声波处理、茄尼醇的制备、辅助产品烟碱的制备的简单工艺而得到产品。本发明专利技术方法的原料来源广，具有废物利用充分，制备的茄尼醇产品提取率和纯度高、且生物活性完备，生产过程中能耗低，生产设备腐蚀小，有机溶剂使用量少，有利于环境保护等特点。本发明专利技术可广泛应用于从烟草固体废弃物中提取茄尼醇和烟碱等天然产物，实现了废次烟草的资源化再利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于茄尼醇提取
，具体涉及酶催化活化固体烟草废弃物提取茄尼醇方法。
技术介绍
茄尼醇是三倍半萜醇，主要存于烟叶(总重的O. 3% 3 %)、马铃薯叶(约为1.5%左右)、桑叶(约0.1%)等中。茄尼醇作为药物合成的重要原料，主要表现在以下几方面①合成泛醌类化合物如辅酶QlO ;②合成治疗肿瘤药物；③合成抗溃疡药物；④合成治疗心脑血管病药物；⑤合成抗艾滋病毒药物。利用茄尼醇作为合成前体衍生出来的各种合成药物，不仅广泛应用于人类医学中，在日益发展壮大的畜禽养殖兽药产业中也具有广阔的应用前景。因此，研究茄尼醇的提取方法，具有非常重要的意义。现有提取茄尼醇的方法，如2011年11月16日公开的公开号为CN102241565A的“一种从烟草中同步提取茄尼醇和烟碱的方法”，公开的方法是以烟叶为原料，将烟叶粉碎后，先与O. 5% 4%的氢氧化钠溶液按质量比I : 4 I : 15混合，再按与氢氧化钠溶液质量I : O. 6 I : 2的比例加入正已烷或6号溶剂油，回流提取I 3小时，停止加热，用100 200目的滤布过滤提取物，抽滤液静置分层后，分出上层正已烷或6号溶剂油相，然后用2 12%盐酸萃取，正已烷或6号溶剂油相浓缩至呈膏状物，为提取的茄尼醇粗提取物产品，其水相为粗盐酸烟碱溶液。该方法的主要缺点是(I)该方法生产的产品为茄尼醇粗提物和粗盐酸烟碱溶液，产品纯度低，直接影响茄尼醇的市售价格，降低茄尼醇产品的经济价值。(2)该方法采用O. 5 4%的氢氧化钠溶液处理烟草，生产过程中使用氢氧化钠，引起环境污染，增加环境治理成本，缩短生产设备的使用寿命，增加生产成本；(3)该方法采用2 12%盐酸萃取烟碱，生产过程中使用盐酸，进一步增加环境治理成本，同时加剧腐蚀生产设备，进一步增加生产成本；(4)该方法萃取中采用与氢氧化钠溶液质量比为I :0.6 I 2的正已烷或6号溶剂油相，在生产过程中有机溶剂的使用量增加，加大生产过程中的不安全隐患,进一步增加生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对现有提取茄尼醇方法的不足，提供一种，具有提取条件温和、操作步骤少且简单、不使用酸碱性活化剂、有机溶剂使用量少、生产能耗和成本低、茄尼醇溶浸充分且提取率和纯度高等特点。本专利技术的机理是本专利技术以废次烟草为原料，选用工程酶(纤维素酶和木质素酶)作为催化活化木质纤维素的活化剂，通过木质素酶降解烟草中桎梏纤维素的木质素，增加纤维素酶对纤维素的水解作用，有效打断阻碍茄尼醇溶出的烟草植物纤维组织，提高植物组织通透性，减小茄尼醇传质阻力，增大茄尼醇提取率。同时，采用酶活化处理烟草植物组织，减少化学活化剂酸、碱以及有机溶剂的使用量，减少了茄尼醇生产安全隐患，避免酸碱使用加大对环境造成的二次污染，有利于环境保护，实现固体废弃物资源化再利用。实现专利技术目的的技术方案是一种，以烟草固体废弃物为原料，经原料预处理、酶解反应、超声波处理、茄尼醇产品制备、副产物烟碱提取的简单工艺而得到产品。所述方法的具体步骤如下(I)原料预处理以烟草固体废弃物(包括废次烟叶、烟梗、烟草加工过程中的下脚料及提取烟草总天然产物的烟渣等)为原料。先将原料用水清洗干净后，放置于烘箱中，先在85 110°C的烘箱中烘30 90min，再经粉碎机粉碎后、并过20 160目筛，未过筛的原料返回粉碎机中再粉碎，收集过筛原料(即为预处理后的烟草固体废弃物)。(2)酶解反应第(I)步骤完成后，先按照第(I)步处理后的烟草固体废弃物的质量(g)酶的质量(g)水的体积(ml)之比为I : O. I O. 6 I 15的比例，在第(I)步预处理后的 烟草固体废弃物中，加入酶及水，搅拌均匀后，再用硫酸或氢氧化钠溶液调节体系的pH值为4 9，然后将调节pH值后的混合液放置于摇床中，在水浴温度为25 60°C下进行酶解活化2 14h，用抽滤泵进行抽滤，分别收集抽滤液和抽滤渣。收集的抽滤液为含有烟碱的水相提取液；收集的抽滤渣为烟草酶解活化基料。所述的酶为纤维素酶或木质素酶或纤维素酶和木质素酶的复配酶，所述的复配酶为木质素酶纤维素酶的质量比为I : I 6。(3)超声波处理第(2)步骤完成后，先将第(2)步收集的抽滤渣(即烟草酶解活化基料)转入到浸提容器中，再按照第(I)步骤预处理后的烟草固体废弃物的质量(g)复合萃取剂溶液的体积(ml)之比为I : 8 12的比例，在浸提容器中加入复合萃取剂溶液，搅拌混合均匀，并在超声波的功率40 200W、温度30 55°C条件下进行超声波处理5 40min后，用抽滤机进行抽滤，分别收集抽滤液和抽滤渣。对收集的抽滤渣作为制备吸附材料的原料；将收集的抽滤液转入离心机中，在离心转速为3000 4000r/min条件下,进行离心分离5 15min，分别收集离心清液(即为含茄尼醇的提取液)和离心渣，对收集的离心渣作为制备吸附材料的原料。所述的复合萃取剂溶液为乙醇甲醇的质量浓度比为I : 4 9的乙醇和甲醇的混合溶液。(4)茄尼醇产品制备第(3)步骤完成后，先将第(3)步收集的离心清液(即含茄尼醇的提取液)通过高效液相色谱法测定茄尼醇的浓度(即按高效液相色谱法的流动相乙醇甲醇的体积比为I : 4 9的比例，在流速为O. 6 I. 2ml/min，柱温20 30°C，检测波长205 215nm的条件下，测定第(3)步收集的离心清液的茄尼醇的浓度)。再将第(3)步收集的离心清液放置于在旋转蒸发器中，在真空压力为O. I O. 6Mpa、温度为30 60°C下，进行第一次减压浓缩至粘稠状，就制得茄尼醇粗制品。然后，按照制得的茄尼醇粗制品的质量(g)所述的复合提取剂溶液的体积(ml)之比为I : 3 6的比例，在浸提容器中加入制得的茄尼醇粗品和所述的复合萃取剂溶液，搅拌混合至溶解，第二次通过旋转蒸发器在真空压力为O. I O. 6Mpa、温度为30 60°C下，进行第二次减压浓缩，并如此重复I 3次，就制得茄尼醇产品。茄尼醇产品的提取率高达97. 3%，纯度高达92. 5%。(5)副产物烟碱的提取第(4)步骤完成后，先将第(2)步收集的抽滤液(即含有烟碱的水相提取液)转入到浸提容器中，再按第(I)步预处理后的烟草固体废弃物的质量(g)有机萃取剂的体积(ml)之比为I : 5 10的比例，在浸提容器中加入有机萃取剂，搅拌混合均匀进行萃取，静置10 30min，分别收集上层水相及下层有机萃取相。收集的上层水相经处理达标后排放；收集的下层有机萃取相即为含烟碱的有机萃取相。最后将含烟碱的有机萃取相放置于旋转蒸发器中，在真空压力为O. I O. 6Mpa、温度为30 60°C下，进行减压浓缩至粘稠状就制得得烟碱粗品副产物；烟碱提取率高达95. 14%。所述的有机萃取剂为乙醚或乙酸乙酯。本专利技术采用上述技术方案后，主要有以下效果(I)本专利技术选用纤维素酶或木质素酶或纤维素酶和木质素酶的复合酶作为活化齐U，协同催化降解烟草的木质纤维素，能提高烟草内部通透性，减少茄尼醇溶出传质的阻力，促使茄尼醇浸取充分。因此，本专利技术方法所制得茄尼醇的提取率高达97. 3%。(2)本专利技术用酶制剂代替传统的化学活化剂酸碱浸提茄尼醇和烟碱，减少酸碱对茄尼醇生物活性的破坏，所提产品的生物活性保留完备，浸提液中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酶催化活化废次烟草提取茄尼醇的方法，其特征在于所述方法的具体步骤如下：(1)原料预处理以烟草固体废弃物为原料，先将原料用水清洗干净后，放置于烘箱中，先在85～110℃的烘箱中烘30～90min，再经粉碎机粉碎后、并过20～160目筛，未过筛的原料返回粉碎机中再粉碎，收集过筛原料，即为预处理后的烟草固体废弃物；(2)酶解反应第(1)步骤完成后，先按照第(1)步处理后的烟草固体废弃物的质量∶酶的质量∶水的体积之比为1g∶0.1～0.6g∶1～15ml的比例，在第(1)步预处理后的原料中，加入酶及水，搅拌均匀后，再用硫酸或氢氧化钠溶液调节体系的pH值为4～9，然后将调节pH值后的混合液放置于摇床中，在水浴温度为25～60℃下进行酶解活化2～14h，用抽滤泵进行抽滤，分别收集抽滤液和抽滤渣，所述的酶为纤维素酶或木质素酶或纤维素酶和木质素酶复配酶，所述的复配酶为木质素酶∶纤维素酶的质量比为1∶1～6；(3)超声波处理第(2)步骤完成后，先将第(2)步收集的抽滤渣，转入到浸提容器中，再按照第(1)步骤预处理后的烟草固体废弃物的质量∶复合萃取剂溶液的体积之比为1g∶8～12ml的比例，在浸提容器中加入复合萃取剂溶液，搅拌混合均匀，并在超声波的功率为40～200W、温度为30～55℃条件下进行超声波处理5～40min后，用抽滤机进行抽滤，分别收集抽滤液和抽滤渣，将收集的抽滤液转入离心机中，在离心转速为3000～4000r/min条件下，进行离心分离5～15min，分别收集离心清液和离心渣，所述的复合萃取剂溶液为乙醇∶甲醇的质量浓度比为1∶4～9的乙醇和甲醇的混合溶液；(4)茄尼醇产品制备第(3)步骤完成后，先将第(3)步收集的离心清液通过高效液相色谱法测定茄尼醇的浓度，再将第(3)步收集的离心清液第一次放置于在旋转蒸发器中，在真空压力为0.1～0.6Mpa、温度为30～60℃下，进行第一次减压浓缩至粘稠状，就制得茄尼醇粗制品，然后，按照制得的茄尼醇粗制品的质量∶所述的复合萃取剂溶液的体积之比为1g∶3～6ml的比例，在浸提容器中加入制得的茄尼醇粗品和所述的复合萃取剂溶液，混合溶解均匀，第二次通过旋转蒸发器，在真空压力为0.1～0.6Mpa、温度为30～60℃下，进行第二次减压浓缩，并如此重复1～3次，制得茄尼醇产品；(5)副产物烟碱的提取第(4)步骤完成后，先将第(2)步收集的抽滤液转入到浸提容器中，再按第(1)步 预处理后的烟草固体废弃物的质量∶有机萃取剂的体积之比为1g∶5～10ml的比例，在浸提容器中加入有机萃取剂，搅拌混合均匀后，进行萃取，并静止10～30min，分别收集上层水相及下层有机萃取相，将收集的下层有机萃取相放置于旋转蒸发器中，在真空压力为0.1～0.6Mpa、温度为30～60℃下，进行减压浓缩至粘稠状，就制得烟碱粗品副产品，所述的有机萃取剂为乙醚或乙酸乙酯。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王星敏，
申请(专利权)人：王星敏，
类型：发明
国别省市：