[发明专利]一种分离纯化葫芦巴碱、绿原酸和咖啡因的方法

说明书

本发明提供了一种分离纯化葫芦巴碱、绿原酸和咖啡因的方法，属于天然产物提取和分离领域，具体涉及咖啡提取液中三种成分葫芦巴碱、咖啡因和绿原酸的分离纯化方法。该方法从咖啡提取液出发，调节提取液pH至3‑6，上样至聚酰胺吸附树脂，用水洗脱，获得生物碱组分，再以醇溶液解吸，获得绿原酸为主的酚酸组分；生物碱组分适当浓缩，调节pH至中性，上样至非极性大孔吸附树脂，以水洗脱，获得葫芦巴碱组分，再以醇溶液解吸获得咖啡因组分。本工艺操作步骤简单，生产周期短，不用有毒有害试剂，不需要复杂的生产设备，有利于扩大生产规模。

技术领域

本发明提供了一种分离纯化葫芦巴碱、绿原酸和咖啡因的方法。具体涉及使用聚酰胺树脂和非极性大孔树脂为分离介质，通过层析方法组合优化，对咖啡提取液中主要成分葫芦巴碱、绿原酸和咖啡因进行分离纯化，分别获得较高纯度葫芦巴碱、绿原酸和咖啡因。属于天然产物提取和分离领域。

背景技术

咖啡是最流行的无酒精饮料，其全球贸易额仅次于石油，位居第二。咖啡豆成分复杂，从中发现的各类化学成分已经超过1500个，主要成分包括糖类、蛋白质、脂类、有机酚酸类和生物碱类等。咖啡的生物活性主要归因于咖啡因(如下图a)的神经兴奋作用和绿原酸(如下图c)的抗氧化作用。以绿原酸为主的酚酸类成分约占干豆质量的6～10％，咖啡因含量在0.84～1.15％之间，葫芦巴碱(如下图b)是咖啡豆中另一种主要的生物碱，含量在0.83～1.13％之间。

图咖啡中生物活性成分(a)咖啡因；(b)葫芦巴碱；(c)绿原酸

商业上一般将咖啡豆中的咖啡因通过溶剂或超临界流体洗出，以获得天然咖啡因。咖啡中绿原酸的提取一般将咖啡因作为杂质去除(Madhava Naidu，Food Chemistry,2007,107(1):377～384.)，鲜有同时关注绿原酸、咖啡因和葫芦巴碱的分离纯化。

咖啡的种植和加工过程会产生大量的废弃物，包括果壳、果肉和咖啡渣等，其中大量地被直接丢弃，造成了资源的浪费。以咖啡渣为例，目前每年产量在600万吨以上，国外主要以作为动物饲料添加成分、植物栽培基质或用于生产生物燃料等研究为主，国内以填埋或焚烧为主。据报道，咖啡渣中仍然含有与咖啡中类似的成分组成，其中绿原酸含量为0.18～0.56％，咖啡因含量在0.32～0.97％之间，葫芦巴碱大约有0.07％，因此，咖啡渣等也可以作为提取这三种有效成分的原料。

本发明以聚酰胺树脂和大孔树脂组合用于分离纯化，实现对咖啡提取液中葫芦巴碱、绿原酸和咖啡因三种组分的分离和回收。分离纯化工艺操作步骤简单，生产周期短，不需要有毒有害试剂，不需要复杂的生产设备，能够获得三种重要物质，操作成本低，有利于进一步扩大生产规模。

发明内容

本发明目的是提出一种分离纯化葫芦巴碱、绿原酸和咖啡因的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，如附图1所示：

一种从咖啡提取液，包括咖啡渣、咖啡废弃物提取液出发，利用聚酰胺树脂和大孔树脂进行层析组合，分离和纯化了葫芦巴碱、绿原酸和咖啡因的方法，其步骤如下：

A.获得脱脂、脱糖、脱蛋白质、脱醇的咖啡提取液，调整溶液pH值在3-6之间；

B.按照提取液中葫芦巴碱、绿原酸和咖啡因三种成分含量，选择合适的聚酰胺树脂层析柱，一般树脂用量为主要成分的100-1000倍，直接进行上样；

C.上样结束，用水洗脱获得生物碱组分；

D.再用50～95％乙醇洗脱，获得绿原酸，除去乙醇水后，获得粗绿原酸；

E.往水洗脱液中加碱液调节pH至中性，上样至大孔树脂柱，用水洗脱获得粗葫芦巴碱；用50～90％乙醇洗脱得到粗咖啡因。