[发明专利]酶催化活化废次烟草提取茄尼醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于茄尼醇提取技术领域，具体涉及酶催化活化固体烟草废弃物提取茄尼醇方法。

背景技术

茄尼醇是三倍半萜醇，主要存于烟叶(总重的0.3％～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Q10；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0.5％～4％的氢氧化钠溶液按质量比1∶4～1∶15混合，再按与氢氧化钠溶液质量1∶0.6～1∶2的比例加入正已烷或6号溶剂油，回流提取1～3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：(1)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0.5～4％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1∶0.6～1∶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。

发明内容

本发明的目的是，针对现有提取茄尼醇方法的不足，提供一种酶催化活化废次烟草提取茄尼醇的方法，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。

本发明的机理是：本发明以废次烟草为原料，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。

实现发明目的的技术方案是：一种酶催化活化废次烟草提取茄尼醇的方法，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：

(1)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℃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(g)∶酶的质量(g)∶水的体积(m1)之比为1∶0.1～0.6∶1～15的比例，在第(1)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℃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1∶1～6。

(3)超声波处理