[发明专利]一种酶解协同连续逆流超声提取烟碱的方法

说明书

技术领域

本发明属于天然化学成分分离领域，具体涉及一种酶解协同连续逆流超声提取烟碱的方法。

背景技术

烟碱又名尼古丁，分子式C₁₀H₁₄N₂，由吡啶和N-甲基四氢吡咯两个杂环组成，是烟草中的一种主要生物碱，为无色或淡黄色油状液体，沸点247℃，可溶于水、乙醇、乙醚及石油醚中。天然烟碱的用途十分广泛，可用于粮食、油料、蔬菜、水果等食用农作物的无残留、无公害的高效杀虫剂，同时也是重要的医药中间体，可用作生产心血管、毒蛇及虫咬伤等疾患的特种原料。我国烟草产量很大，每年均有一定数量的低等级烟草无法被收购，这些废次烟草既不能焚烧又不能作为肥料，成为烟农的一种负担。因此，低次烟叶的开发利用，具有广阔的发展前景。

目前从烟叶中提取烟碱的方法主要为常规的水蒸馏法、溶剂萃取法、离子交换法和超临界CO₂萃取法等，这些方法能耗大，污染严重，产品成本高，收率低。如专利CN1335315A“从烟草中提取烟碱新工艺”，采用碳化脱羧-硫酸吸收的方法使烟碱同烟草中的其它成分分离，再经过碱化、盐析和氮气保护下两次真空蒸馏得高纯度烟碱，其不足之处在于操作十分复杂，提取条件苛刻，生产不易控制；文献“超临界流体萃取烟草中天然烟碱”，直接用CO₂的超临界液体对原料进行萃取而获得天然烟碱，其不足之处在于设备成本高、维修费用大、生产能力低，而且只有在烟草的含水量在25%时，才能有效的萃取烟碱，不适合工业化生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种酶解协同连续逆流超声提取烟碱的方法，该方法工艺简单、成本低、高收率、高纯度，适合工业化生产。

本发明包括以下步骤：

a.将废次烟草粉碎，过50目筛；

b.向烟草粉末中加入15~20倍的60~70%的乙醇溶液，盐酸调节PH值至4.0~5.0，并加入原料1~2%（重量比）的生物酶，搅拌均匀；

c.在45~55℃、25~40KHz下连续逆流超声提取60~120min后，酶解液于80℃高温灭活，离心，过滤；

d.将步骤c中的滤液加入适量的碱使之中和至PH7.0~7.5，浓缩至原溶液的1/15~1/20，得浓缩液；

e.将步骤d中浓缩液用石油醚-蒸馏水萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥，后经减压浓缩得高纯度的烟碱。

步骤b中所述的生物酶为纤维素酶、半纤维素酶与蛋白酶（比例为0.6:0.2:0.2）的复合酶。

步骤d中所述的碱为碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。

本发明选用生物酶来破坏烟草中的纤维素、半纤维素等植物组织，使其疏松、膨胀、崩溃，释放出细胞质中的烟碱，提高了烟碱的溶出率，同时蛋白酶可有效的降解烟草中的蛋白质，减少烟碱提取过程中的乳化现象。再结合超声波振动的空化作用和机械振动效应，加快了烟碱的溶出，大大地缩短了提取时间，提高了提取效率。

下面将结合具体实施方式进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于下列实施方式。

具体实施方式：

实施例1：

将废次烟草粉碎，过50目筛，向烟草粉末中加入15倍的60%的乙醇溶液，盐酸调节PH值至4.0，并加入原料1%（重量比）的生物酶（纤维素酶、半纤维素酶与蛋白酶的比例为0.6:0.2:0.2），搅拌均匀，在55℃、25KHz下连续逆流超声提取60min后，酶解液于80℃高温灭活，离心，过滤，将滤液加入适量的氢氧化钠使之中和至PH7.0，浓缩至原溶液的1/15，浓缩液用石油醚-蒸馏水萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥，后经减压浓缩得烟碱，纯度为97.25%，收率为91.34%。

实施例2：

将废次烟草粉碎，过50目筛，向烟草粉末中加入18倍的70%的乙醇溶液，盐酸调节PH值至4.5，并加入原料2%（重量比）的生物酶（纤维素酶、半纤维素酶与蛋白酶的比例为0.6:0.2:0.2），搅拌均匀，在45℃、30KHz下连续逆流超声提取90min后，酶解液于80℃高温灭活，离心，过滤，将滤液加入适量的氢氧化钠使之中和至PH7.5，浓缩至原溶液的1/18，浓缩液用石油醚-蒸馏水萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥，后经减压浓缩得烟碱，纯度为99.11%，收率为90.18%。

实施例3：

将废次烟草粉碎，过50目筛，向烟草粉末中加入20倍的65%的乙醇溶液，盐酸调节PH值至5.0，并加入原料1.5%（重量比）的生物酶（纤维素酶、半纤维素酶与蛋白酶的比例为0.6:0.2:0.2），搅拌均匀，在50℃、40KHz下连续逆流超声提取120min后，酶解液于80℃高温灭活，离心，过滤，将滤液加入适量的氢氧化钠使之中和至PH7.2，浓缩至原溶液的1/20，浓缩液用石油醚-蒸馏水萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥，后经减压浓缩得烟碱，纯度为99.34%，收率为91.35%。