CN101497557A - 从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法。本发明以马铃薯叶为原料，通过微波辅助萃取、皂化、柱层析、结晶和重结晶等工艺，能得到纯度95％以上的茄尼醇制品。与现有工艺相比，本发明的方法具有选择性高，反应条件温和，工艺简单、生产周期短，批量大、茄尼醇收率和纯度高，便于产业化的特点。

Description

从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法

技术领域

本发明涉及一种提取纯化茄尼醇的方法，尤其涉及一种从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法。

背景技术

茄尼醇(Solanesol)是一种不饱和的聚异戊二烯醇，属三倍半萜醇，分子式为C₄₅H₇₄O，相对分子质量为631。纯的茄尼醇为白色或淡黄色蜡状固体，易溶于正己烷、丙酮、石油醚等有机溶剂，难溶于水。茄尼醇的分子结构中含有多个非共轭双键，具有非常强烈的吸收自由基的性能，茄尼醇是合成辅酶Q₁₀、维生素K、抗溃疡及抗癌药物的中间体，且它本身也具有抗菌、消炎和止血的作用。

茄尼醇以游离态和化合态形式广泛存在于高等植物体内，化合态的茄尼醇主要以脂肪酸的形式存在。中国专利CN 101182284A于2008年5月21日公开了“从马铃薯叶、烟叶和/或烟杆中提取高纯化茄尼醇的方法”，采用浸提法提取原料中的茄尼醇，提取物经皂化、除蜡和结晶及重结晶，能得到纯度98％以上的茄尼醇；中国专利CN 1800124A于2006年7月12日公开了“从马铃薯叶中提取高纯茄尼醇的方法”，通过常规溶剂提取后，经硅胶柱纯化、重结晶，能得到纯度90％以上的茄尼醇；中国专利CN 1762940A于2006年4月26日公开了“一种从马铃薯叶和废烟叶中提取纯化茄尼醇的方法”，利用常规的溶剂提取和两次重结晶，能得到纯度90％以上的茄尼醇；中国专利CN 1712392A于2005年12月28日公开了“一种从马铃薯叶中提取茄尼醇的方法”，经过常规的溶剂提取、结晶和硅胶柱层析法，能得到纯度90％以上的茄尼醇。上述这些方法具有耗时长、溶剂消耗量大、排放废液多、耗能多、成本高且茄尼醇粗品含量低等缺陷。人们期待茄尼醇收率和纯度高，工艺简单、生产周期短，成本更低、更便于产业化的茄尼醇提取纯化方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法，以马铃薯叶为原料，通过微波辅助萃取、皂化、柱层析、结晶和重结晶等工艺，能得到纯度95％以上的茄尼醇制品；与现有工艺相比，本发明的方法具有选择性高，反应条件温和，工艺简单、生产周期短，批量大、茄尼醇收率和纯度高，便于产业化的特点。

本发明一种从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法，包括如下步骤：

(1)微波辅助萃取：将粉碎好的马铃薯叶过40目筛后与乙酸乙酯混合，所述混合物的固液比为重量:体积＝1g:5～15ml，在温度45～65℃、微波频率2450MHz、功率300～600W的条件下以100～200转/分钟的速度搅拌30～90min，进行微波辅助提取茄尼醇，在室温、0.08Mpa下抽滤分离固液，合并提取液，在50～60℃、0.06～0.08Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏A；

(2)皂化：将茄尼醇浸膏A溶解于石油醚中，其中茄尼醇浸膏A和石油醚的比例为重量:体积＝1g:40ml，加入NaOH-95％乙醇溶液，其中NaOH的摩尔浓度为0.125～0.175mol/L，茄尼醇浸膏A和NaOH-95％乙醇溶液的比例为重量:体积＝1g:40ml，充分搅拌，在35～60℃进行皂化反应1～3h，用1mol/L的HCl滴定至中性，静置20～30min，乙醇相和石油醚相分开，下层乙醇相每次再加同体积的石油醚萃取2次，合并石油醚相，在50～60℃、0.06～0.08Mpa下浓缩得到茄尼醇浸膏B；

(3)大孔吸附树脂柱纯化茄尼醇：将茄尼醇浸膏B用甲醇溶解得甲醇溶解液，其中茄尼醇浸膏B与甲醇的比例为重量:体积＝1g:50ml，将所述甲醇溶解液与AB-8(D101)型大孔吸附树脂(树脂规格：乳白色不透明球状颗粒，水份65～75％，湿真密度0.65～0.75g/ml，粒度0.25～0.84mm≥95，比表面积550～650m²/g，平均孔径A90～100mm)混合静态吸附110～120min，在0.08Mpa下抽滤，将大孔吸附树脂吸附混合物装柱，以70％乙醇按3～7ml/min流速洗脱70～90min后，再以90％乙醇按3～7ml/min流速洗脱100～150min后，收集90％乙醇洗脱液，在50～60℃、0.06～0.08Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏C；

(4)结晶和重结晶：将茄尼醇浸膏C在30～50℃、频率40KHz、250W的条件下超声波加热溶解于无水乙醇中，其中茄尼醇浸膏C与无水乙醇的比例为重量:体积＝1g:40～50ml，配制成浸膏的过饱和溶液，-20℃结晶，过滤得固体结晶，再将固体结晶按上述步骤重结晶一次得白色结晶固体，再将白色固体结晶在4℃下重结晶两次得纯度95％以上的茄尼醇。

利用高效液相色谱(HPLC)法测定本发明中涉及的各种茄尼醇制品的茄尼醇含量(图1)；

高效液相色谱参数：

色谱柱：C₁₈ODS柱；

洗脱剂：甲醇:乙醇的体积比＝45％:55％；

洗脱速率：1ml/min；

检测波长：211nm。

本发明的有益效果如下：

在微波辅助萃取过程中，利用微波萃取的特点，从马铃薯叶中快速、高效地提取茄尼醇粗品，微波提取提取时间由常规的6～18小时缩短至30～90分钟，茄尼醇粗品含量可达12％以上，降低能源消耗和成本，提高了效率(如表1)。

在皂化过程中，采取动态皂化萃取，即将马铃薯叶微波提取物加入到两种互不相溶的溶剂中，形成二相，皂化后的茄尼醇一经游离就很快进入低极性溶剂相中，由于氢氧化钠在低极性溶剂中溶解度小，这样不但保护了游离态的茄尼醇不被强碱降解或异构化，而且使皂化和萃取同步完成，减少了工序，提高了效率(如表2)。

在茄尼醇的纯化过程中，采用弱极性大孔吸附树脂为吸附材料，大孔吸附树脂可以再生利用，且树脂层析操作规模较硅胶层析容易放大，具有一定的规模效应，易于工业化生产，以不同浓度的乙醇进行梯度洗脱，分段收集洗脱液，洗脱剂可以回收重复使用，因此成本较低；

本发明的提取反应条件可控，可实现工业化生产，是一种可以取代传统工艺的绿色环保生产工艺。

附图说明

图1为本发明的方法实施过程中所涉及的茄尼醇标准品(A)、微波萃取茄尼醇样品(B)、动态皂化茄尼醇样品(C)、柱层析茄尼醇样品(D)和重结晶茄尼醇样品(E)的茄尼醇含量测定高效液相色谱图，其中横坐标为保留时间(min)，纵坐标为吸光度(mAU)。

具体实施方式

下面的实施例、比较例可更详细地说明本发明，但不以任何形式限制本发明。

实施例1

本发明一种从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法，包括如下步骤：

(1)微波辅助萃取：将粉碎好的马铃薯叶过40目筛后与乙酸乙酯以重量:体积＝1g:5ml的比例混合，在55℃、微波频率2450MHz、功率300W的条件下以200转/分钟的速度搅拌30min，进行微波辅助提取茄尼醇，在室温、0.08Mpa下抽滤分离固液，合并提取液，在60℃、0.06Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏A；

(2)皂化：将茄尼醇浸膏A溶解于石油醚中，其中茄尼醇浸膏A和石油醚的比例为重量:体积＝1g:40ml，加入NaOH-95％乙醇溶液，其中NaOH的摩尔浓度为0.145mol/L，茄尼醇浸膏A和NaOH-95％乙醇溶液的比例为重量:体积＝1g:40ml，充分搅拌，在35℃进行皂化反应3h，用1mol/L的HCl滴定至中性，静置30min，乙醇相和石油醚相分开，下层乙醇相每次再加同体积的石油醚萃取2次，合并石油醚相，在50℃、0.08Mpa下浓缩得到茄尼醇浸膏B；

(3)大孔吸附树脂柱纯化茄尼醇：将茄尼醇浸膏B用甲醇溶解得甲醇溶解液，其中茄尼醇浸膏B与甲醇的比例为重量:体积＝1g:50ml，将所述甲醇溶解液与AB-8(D101)型大孔吸附树脂(树脂规格：乳白色不透明球状颗粒，水份65～75％，湿真密度0.65～0.75g/ml，粒度0.25～0.84mm≥95，比表面积550～650m²/g，平均孔径A90～100mm)混合静态吸附110min，在0.08Mpa下抽滤，将大孔吸附树脂吸附混合物装柱，以70％乙醇按3ml/min流速洗脱90min后，再以90％乙醇按5ml/min流速洗脱120min后，收集90％乙醇洗脱液，在50℃、0.08Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏C；

(4)结晶和重结晶：将茄尼醇浸膏C在30℃、频率40KHz、250W的条件下超声波加热溶解于无水乙醇中，其中茄尼醇浸膏C与无水乙醇的比例为重量:体积＝1g:40ml，配制成浸膏的过饱和溶液，-20℃结晶，过滤得固体结晶，再将固体结晶按上述步骤重结晶一次得白色结晶固体，再将白色固体结晶在4℃下重结晶两次得纯度95.27％的茄尼醇。

实施例2

本发明一种从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法，包括如下步骤：

(1)微波辅助萃取：将粉碎好的马铃薯叶过40目筛后与乙酸乙酯以重量:体积＝1g:10ml的比例混合，在65℃、微波频率2450MHz、功率450W的条件下以150转/分钟的速度搅拌60min，进行微波辅助提取茄尼醇，在室温、0.08Mpa下抽滤分离固液，合并提取液，在55℃、0.07Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏A；

(2)皂化：将茄尼醇浸膏A溶解于石油醚中，其中茄尼醇浸膏A和石油醚的比例为重量:体积＝1g:40ml，加入NaOH-95％乙醇溶液，其中NaOH的摩尔浓度为0.175mol/L，茄尼醇浸膏A和NaOH-95％乙醇溶液的比例为重量:体积＝1g:40ml，充分搅拌，在50℃进行皂化反应2h，用1mol/L HCl滴定至中性，静置20min，乙醇相和石油醚相分开，下层乙醇相每次再加同体积的石油醚萃取2次，合并石油醚相，在55℃、0.06Mpa下浓缩得到茄尼醇浸膏B；

(3)大孔吸附树脂柱纯化茄尼醇：将茄尼醇浸膏B用甲醇溶解得甲醇溶解液，其中茄尼醇浸膏B与甲醇的比例为重量:体积＝1g:50ml，将所述甲醇溶解液与AB-8(D101)型大孔吸附树脂(树脂规格：乳白色不透明球状颗粒，水份65～75％，湿真密度0.65～0.75g/ml，粒度0.25～0.84mm≥95，比表面积550～650m²/g，平均孔径A90～100mm)混合静态吸附115min，在0.08Mpa下抽滤，将大孔吸附树脂吸附混合物装柱，以70％乙醇按5ml/min流速洗脱80min后，再以90％乙醇按3ml/min流速洗脱150min，收集90％乙醇洗脱液，在55℃、0.07Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏C；

(4)结晶和重结晶：将茄尼醇浸膏C在40℃、频率40KHz、250W的条件下超声波加热溶解于无水乙醇中，其中茄尼醇浸膏C与无水乙醇的比例为重量:体积＝1g:45ml，配制成浸膏的过饱和溶液，-20℃结晶，过滤得固体结晶，再将固体结晶按上述步骤重结晶一次得白色结晶固体，再将白色固体结晶在4℃下重结晶两次得纯度96.31％的茄尼醇。

实施例3

本发明一种从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法，包括如下步骤：

(1)微波辅助萃取：将粉碎好的马铃薯叶过40目筛后与乙酸乙酯以重量:体积＝1g:15ml的比例混合，在45℃、微波频率2450MHz、功率600W的条件下以100转/分钟的速度搅拌90min，进行微波辅助提取茄尼醇，在室温、0.08Mpa下抽滤分离固液，合并提取液，在50℃、0.08Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏A；

(2)皂化：将茄尼醇浸膏A溶解于石油醚中，其中茄尼醇浸膏A和石油醚的比例为重量:体积＝1g:40ml，加入NaOH-95％乙醇溶液，其中NaOH的摩尔浓度为0.125mol/L，茄尼醇浸膏A和NaOH-95％乙醇溶液的比例为重量:体积＝1g:40ml，充分搅拌，在60℃进行皂化反应1h，用1mol/L的HCl滴定至中性，静置25min，乙醇相和石油醚相分开，下层乙醇相每次再加同体积的石油醚萃取2次，合并石油醚相，在60℃、0.07Mpa下浓缩得到茄尼醇浸膏B；

(3)大孔吸附树脂柱纯化茄尼醇：将茄尼醇浸膏B用甲醇溶解得甲醇溶解液，其中茄尼醇浸膏B与甲醇的比例为重量:体积＝1g:50ml，将所述甲醇溶解液与AB-8(D101)型大孔吸附树脂(树脂规格：乳白色不透明球状颗粒，水份65～75％，湿真密度0.65～0.75g/ml，粒度0.25～0.84mm≥95，比表面积550～650m²/g，平均孔径A90～100mm)混合静态吸附120min，在0.08Mpa下抽滤，将大孔吸附树脂吸附混合物装柱，以70％乙醇按7ml/min流速洗脱70min后，再以90％乙醇按7ml/min流速洗脱100min后，收集90％乙醇洗脱液，在60℃、0.06Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏C；

(4)结晶和重结晶：将茄尼醇浸膏C在50℃、频率40KHz、250W的条件下超声波加热溶解于无水乙醇中，其中茄尼醇浸膏C与无水乙醇的比例为重量:体积＝1g:50ml，配制成浸膏的过饱和溶液，-20℃结晶，过滤得固体结晶，再将固体结晶按上述步骤重结晶一次得白色结晶固体，再将白色固体结晶在4℃下重结晶两次得纯度95.67％的茄尼醇。

比较例1

下面是微波萃取法与室温浸提法提取茄尼醇粗品的比较实验

室温浸提法：将粉碎好的马铃薯叶过40目筛后与乙酸乙酯以重量:体积＝1g:10ml的比例混合，在55℃水浴条件下以150转/分钟的速度搅拌15h提取茄尼醇，在室温、0.08Mpa下抽滤分离固液，合并提取液，在55℃、0.07Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏。称量浸膏重，计算粗体物得率，并称取0.1g浸膏溶解于无水乙醇中，定容至200ml，HPLC检测茄尼醇含量。

微波萃取法：将粉碎好的马铃薯叶过40目筛后与乙酸乙酯以重量:体积＝1g:10ml的比例混合，在55℃、微波频率2450MHz、功率450W的条件下以150转/分钟的速度搅拌60min，进行微波辅助提取茄尼醇，在室温、0.08Mpa下抽滤分离固液，合并提取液，在55℃、0.07Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏。称量浸膏重，计算粗体物得率，并称取0.1g浸膏溶解于无水乙醇中，定容至200ml，HPLC检测茄尼醇含量。

结果如表1所示，微波辅助提取法在1h内三次萃取茄尼醇，茄尼醇提取率可达到98.21％；而室温浸提法对应提取的茄尼醇提取率为87.57％，但所用时间是微波萃取法的15倍，粗提物中茄尼醇的含量也比室温浸提法高；所以，采用微波萃取法，可使茄尼醇在很短的时间内被萃取出来，大大节约生产时间和成本。

表1：微波萃取法与室温浸提法提取茄尼醇粗品的比较

 

提取方法	粗提物得率％	粗提物茄尼醇含量％	茄尼醇提取率％	时间	固液比g/ml
						室温浸提法	7.01	9.52	87.57	15h	1：10
微波萃取法	6.09	12.29	98.21	60min	1：10

比较例2

下面是常规皂化法和动态皂化法萃取茄尼醇的比较实验

常规皂化法：称取微波辅助提取马铃薯叶提取物，即所述茄尼醇浸膏A，溶解于无水乙醇中，其中茄尼醇浸膏A和无水乙醇的比例为重量:体积＝1g:40ml，加入NaOH-95％乙醇溶液，其中NaOH的摩尔浓度为0.155mol/L，茄尼醇浸膏A和NaOH-95％乙醇溶液的比例为重量:体积＝1g:40ml，充分搅拌，在60℃进行皂化反应3h，用1mol/L的HCl滴定至中性，静置25min后，每次加同体积的石油醚萃取3次，合并石油醚相，在60℃、0.07Mpa下浓缩得到茄尼醇浸膏B，称取0.1g浸膏B溶解于无水乙醇中，定容至200ml，HPLC检测茄尼醇含量。

动态皂化法：一相乙醇溶解氢氧化钠，另一相溶剂为石油醚。称取微波辅助萃取马铃薯叶提取物，即所述茄尼醇浸膏A，溶解于石油醚中，其中茄尼醇浸膏和石油醚的比例为重量:体积＝1g:40ml，加入NaOH-95％乙醇溶液，其中NaOH的摩尔浓度为0.155mol/L，茄尼醇浸膏A和NaOH-95％乙醇溶液的比例为重量:体积＝1g:40ml，充分搅拌，在60℃进行皂化反应2h，用1mol/L的HCl滴定至中性，静置25min，乙醇相和石油醚相分开，下层乙醇相每次再加同体积的石油醚萃取2次，合并石油醚相，在60℃、0.07Mpa下浓缩得到茄尼醇浸膏B，称取0.1g浸膏B溶解于无水乙醇中，定容至200ml，HPLC检测茄尼醇含量。

结果如表2所示，动态皂化法所得茄尼醇回收率高达112.53％，浸膏B茄尼醇含量达25％，高于常规皂化法所得对应的茄尼醇回收率107.01％和浸膏B茄尼醇含量15％；且动态皂化法用时较短，所以，采用动态皂化法纯化和萃取茄尼醇提高了效率。

表2：常规皂化法和动态皂化法萃取茄尼醇的比较

 

皂化方法	茄尼醇回收率％	浸膏B茄尼醇含量％	时间
				常规法	107.01	15	3h
动态法	112.53	25	2h

Claims (1)

1、一种从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)微波辅助萃取：将粉碎好的马铃薯叶过40目筛后与乙酸乙酯混合，所述混合物的固液比为重量:体积＝1g:5～15ml，在温度45～65℃、微波频率2450MHz、功率300～600W的条件下以100～200转/分钟的速度搅拌30～90min，进行微波辅助提取茄尼醇，在室温、0.08Mpa下抽滤分离固液，合并提取液，在50～60℃、0.06～0.08Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏A；

(2)皂化：将茄尼醇浸膏A溶解于石油醚中，其中茄尼醇浸膏A和石油醚的比例为重量:体积＝1g:40ml，加入NaOH-95％乙醇溶液，其中NaOH的摩尔浓度为0.125～0.175mol/L，茄尼醇浸膏A和NaOH-95％乙醇溶液的比例为重量:体积＝1g:40ml，充分搅拌，在35～60℃进行皂化反应1～3h，用1mol/L的HCl滴定至中性，静置20～30min，乙醇相和石油醚相分开，下层乙醇相每次再加同体积的石油醚萃取2次，合并石油醚相，在50～60℃、0.06～0.08Mpa下浓缩得到茄尼醇浸膏B；

(3)大孔吸附树脂柱纯化茄尼醇：将茄尼醇浸膏B用甲醇溶解得甲醇溶解液，其中茄尼醇浸膏B与甲醇的比例为重量:体积＝1g:50ml，将所述甲醇溶解液与弱极性大孔吸附树脂。混合静态吸附110～120min，在0.08Mpa下抽滤，将大孔吸附树脂吸附混合物装柱，以70％乙醇按3～7ml/min流速洗脱70～90min，再以90％乙醇按3～7ml/min流速洗脱100～150min后，收集90％乙醇洗脱液，在50～60℃、0.06～0.08Mpa下浓缩得茄尼醇浸膏C；

(4)结晶和重结晶：将茄尼醇浸膏C在30～50℃、频率40KHz、250W的条件下超声波加热溶解于无水乙醇中，其中茄尼醇浸膏C与无水乙醇的比例为重量:体积＝1g:40～50ml，配制成浸膏的过饱和溶液，-20℃结晶，过滤得固体结晶，再将固体结晶按上述步骤重结晶一次得白色结晶固体，再将白色固体结晶在4℃下重结晶两次得纯度95％以上的茄尼醇。

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