CN114539132A - 一种水热酸控醇提桑叶中dnj方法 - Google Patents
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Abstract
一种水热酸控醇提桑叶中DNJ(1‑脱氧野尻霉素)方法,属于天然产物中活性成分提取技术领域。本发明以桑叶为原料,经原料预处理、水热酸催化同步处理桑叶、DNJ(1‑脱氧野尻霉素)产品制备,三步提取获得DNJ。为桑叶药用资源开发提供理论依据。本发明可广泛应用于桑叶中DNJ提取,还可用于生物质中高价值天然产物的提取,对提升桑叶利用价值具有重要现实意义。
Description
技术领域
本发明属于桑叶中DNJ提制技术领域,具体涉及水热反应下,柠檬酸调控醇浸提桑叶中DNJ方法。
背景技术
桑叶中富含桑叶多糖、生物碱、黄酮等多种天然活性物质,其中DNJ,即1-脱氧野尻霉素,属于生物碱,易溶解于水、乙醇、甲醇,具有降血糖、抗肿瘤、抗病毒、抑制变异链球菌等药学活性,是降血糖、抑制肿瘤转移、抗HIV病毒等药物合成的重要原料。目前,DNJ提取方法主要有水提取法、乙醇提取法、超声提取法、酶提取法,存在得率不高、有机溶剂破坏环境、能耗大、提取时间长等问题。因此,寻找一种清洁、高效、操作方便的提取DNJ方法,对提高桑资源利用、满足民生健康需要具有经济价值和重要现实意义。
现有的DNJ提制方法如2020年12月11公开的公开号CN112062711A的“一种蛋白桑生产提取的DNJ的制备方法”,公开的方法是:先将桑叶粉末在常温下采用稀盐酸浸泡1-2h得浸泡液,然后将浸泡液输入反应池沉淀1-2h,反应池中设置超声波发生器,浸泡液沉淀的同时通过超声波进行扰动;用pH值为1的75%乙醇溶液做为提取液对上清液进行提取,采用膜分离技术从粗提液中富集DNJ,再经树脂纯化获得DNJ,该方法所得粗提液DNJ得率0.094%,纯度为25.6%。该专利的方法存在以下不足:(1)采用稀盐酸处理桑叶,生产过程使用盐酸(pH值=1),易对生产设备造成腐蚀作用,增加设备维护成本以及对盐酸的环境治理成本。(2)桑叶的处理先后经盐酸浸泡1-2h、超声波发生器处理1-2h,采用超声波发生器还需要特色设备,且技术要求高、能耗高,增加生产设备购置费和生产能耗费,从而增加生产成本。(3)采用75%乙醇溶液作为提取液,有机溶剂使用纯度比生产实际的高,使用膜过滤,生产需要的耗材多,增加生产成本与环境治理成本。
发明内容
本发明的目的是,针对现有桑叶中DNJ提取方法的不足,提供一种水热酸控醇提DNJ的方法,实现步骤少、操作简单、DNJ溶浸充分且得率高、有机溶剂使用量少、桑叶利用高、环境污染小等特点。
本发明的机理是:水热反应以水为反应介质,在反应釜密闭体系中,加热形成亚临界区,有利于水解离生成H+和OH-,水热反应辅以微量柠檬酸替代传统酸,加速氧化-还原势发生变化,促使半纤维素和纤维素中糖苷键在酸性或碱性条件下断裂;亚临界态下反应介质水既是溶剂又是矿化剂,还是压力传递介质,有利于难溶或不溶物质的溶解及传质,水热反应耦合强化酸催化氧化及热化学转化,加强生物质裂解或水解作用,减少细胞壁与细胞质间的传质屏障,提高DNJ等活性成分溶出能效。
实现发明目的的技术方案是:一种水热酸控醇提桑叶中DNJ的方法,以桑叶粉为原料,经原料预处理、水热酸催化同步处理桑叶、DNJ产品制备的简单工艺而得到DNJ产品。所述方法的具体步骤如下:
(1)原料预处理
以桑叶(包括桑鲜叶、废次桑叶、桑叶加工过程中的下脚料)为原料。先将原料用水清洗干净后,再放置于85~110℃的烘箱中烘30~90min,然后经粉碎机粉碎、过60~100目筛,未过筛的原料返回粉碎机中再粉碎,收集过筛原料,即为预处理后的原料。
(2)水热酸催化同步处理桑叶
第(1)步骤完成后,先称取第(1)步骤所得到预处理原料2g置于水热反应釜中,再按照原料的质量(g):酸溶液的体积(ml)之比为1:10~20的比例加入柠檬酸和乙醇水溶液,搅拌均匀后密封反应釜,接着将水热反应釜放入温度为70~190℃鼓风干燥箱内反应60~140min,然后将反应釜从烘箱中取出,冷却至室温,将反应液抽滤后定容至50ml倒入离心管中,在离心转速为2000~3000r/min条件下,进行离心10~20min,收集离心清液,即DNJ提取液,DNJ得率为0.14~2.07mg/g。所述柠檬酸质量分数为0.5~1%,乙醇溶液为体积分数为50~70%的乙醇水溶液。
(3)DNJ产品制备
第(2)步骤完成后,先将第(2)步骤所得到的DNJ提取液进行浓缩,再将浓缩液加入半制备型液相色谱仪,在保留时间为7.051~15.893min时段收集馏分,即DNJ馏分;然后DNJ馏分经冰箱冷冻、冷冻干燥仪冷冻干燥得固体,即DNJ单体,纯度为14.92~74.97%。所述半制备型液相色谱条件为:色谱柱(C18-8);流动相:甲醇:水(20:80~40:60);进样量:5~10mL;流速:10~20mL/min。
本发明采用上述技术方案后,主要有以下效果﹕
(1) 本发明采用水热酸控浸提桑叶DNJ,利用水热反应协同柠檬酸,耦合强化生物质裂解及水解作用,促使桑叶半纤维素和纤维素中糖苷键在酸性或碱性条件下断裂,减少DNJ等活性成分传质助力,有利于DNJ溶浸充分且稳定,DNJ得率高达0.14~2.07mg/g、纯度达14.92~74.97%,有效提升桑叶利用率。
(2) 本发明采用水热反应与柠檬酸催化协同降解植物组织,操作简单,有机溶剂使用量少、DNJ得率高、环境污染小等特点,减少传统酸使用对设备及环境污染的影响,提高DNJ生产安全性能,又降低生产成本。
(3)本发明以桑叶为原料,易得,提取方法操作步骤简单、绿色环保,还可提取白芦藜醇等其他活性成分,对实现桑叶资源化利用、高值转化具有重要现实意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明 :
实施例1:
一种水热酸控醇提桑叶中DNJ方法具体步骤如下:
(1)原料预处理
以桑叶(包括桑鲜叶、废次桑叶、桑叶加工过程中的下脚料)为原料。先将原料用水清洗干净后,再放置于100℃的烘箱中烘60min,然后经粉碎机粉碎、过60目筛,未过筛的原料返回粉碎机中再粉碎,收集过筛原料,即为预处理后的原料。
(2)水热酸催化处理桑叶
第(1)步骤完成后,先称取第(1)步骤所得到预处理原料2g置于水热反应釜中,再按照原料的质量(g):酸溶液的体积(ml)之比为1:20的比例加入柠檬酸和乙醇水溶液,搅拌均匀后密封反应釜,接着将水热反应釜放入温度为100℃鼓风干燥箱内反应60min,然后将反应釜从烘箱中取出,冷却至室温,将反应液抽滤后定容至50ml倒入离心管中,在离心转速为3000r/min条件下,进行离心20min,收集离心清液,即DNJ提取液,DNJ得率为2.07mg/g。所述柠檬酸质量分数为1%,乙醇溶液为体积分数为50%的乙醇水溶液。
(3)DNJ产品制备
第(2)步骤完成后,先将第(2)步骤所得到的的DNJ提取液进行浓缩,再将浓缩液加入半制备型液相色谱仪,在保留时间为7.051min时段收集馏分,即DNJ馏分;然后DNJ馏分经冰箱冷冻、冷冻干燥仪冷冻干燥得固体,即DNJ单体,纯度为74.97%。所述半制备型液相色谱条件为:色谱柱(C18-8);流动相:甲醇:水(40:60);进样量:10mL;流速:20mL/min。
实施例2:
一种水热酸控醇提桑叶中DNJ方法,同实施例1,其中:
第(1)步中,烘箱温度为110℃,烘箱时间为30min,桑叶目数为80目。
第(2)步中,原料的质量(g):酸溶液的体积(ml)之比为1:10,反应温度为80℃,反应时间为100 min, 离心转速为2000r/min,DNJ得率为0.54mg/g,柠檬酸质量分数为0.75%,乙醇溶液体积分数为60%。
第(3)步中,保留时间为10.235min,DNJ单体纯度达41.0%,流动相:甲醇:水(30:70),进样量:8mL,流速:15mL/min。
实施例3
一种水热酸控醇提桑叶中DNJ方法,同实施例1,其中:
第(1)步中,烘箱温度为85℃,烘箱时间为90min,桑叶目数为100目。
第(2)步中, 原料的质量(g):酸溶液的体积(ml)之比为1:15,反应温度为70℃,反应时间为50 min, 离心时间为10min,DNJ得率为0.89mg/g,柠檬酸质量分数为0.5%,乙醇溶液体积分数为70%。
第(3)步中,保留时间为15.893min,DNJ单体纯度达14.92%,流动相:甲醇:水(20:80),进样量:5mL,流速:10mL/min。
实验结果
1.水热体系下不同水热温度对DNJ制备得率的比较
2.水热体系下不同柠檬酸浓度对DNJ制备得率的比较
3.水热体系下不同水热时间对DNJ制备得率的比较
4.水热体系下不同原料质量与酸溶液体积比对DNJ制备得率的影响
从上述实验知:本发明采用水热酸控醇提桑叶中DNJ,当烘箱温度为100℃,烘箱时间为60min,桑叶目数为60目,原料质量(g):酸溶液体积(ml)之比为1:20,反应温度为100℃,反应时间为60 min, 离心转速为3000r/min,离心时间为20min,柠檬酸质量分数为1%,乙醇溶液体积分数为50%,DNJ得率为2.07mg/g,其纯度为74.97%,得率是传统化学提取方法的4倍;且用柠檬酸替代稀盐酸,制备条件温和,操作简单,DNJ产品得率高,该方法不仅避免酸碱对生产设备的腐蚀,而且减少生产过程中酸碱及有害有机物对环境造成的二次污染,同时避免了使用反应沉淀池和超声波。
Claims (4)
1.一种水热酸控醇提桑叶中DNJ方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)原料预处理
以桑叶(包括桑鲜叶、废次桑叶、桑叶加工过程中的下脚料)为原料,先将原料用水清洗干净后,再放置于85~110℃的烘箱中烘30~90min,然后经粉碎机粉碎、过60~100目筛,未过筛的原料返回粉碎机中再粉碎,收集过筛原料,即为预处理后的原料;
(2)水热酸催化同步处理桑叶
第(1)步骤完成后,先称取第(1)步骤所得到预处理原料2g置于水热反应釜中,再按照原料的质量(g):酸溶液的体积(ml)之比为1:10~20的比例加入柠檬酸和乙醇水溶液,搅拌均匀后密封反应釜,接着将水热反应釜放入温度为70~190℃鼓风干燥箱内反应60~140min,然后将反应釜从烘箱中取出,冷却至室温,将反应液抽滤后定容至50ml倒入离心管中,在离心转速为2000~3000r/min条件下,进行离心10~20min,收集离心清液,即DNJ(1-脱氧野尻霉素)提取液,DNJ得率为0.14~2.07mg/g,所述柠檬酸质量分数为0.5~1%,乙醇溶液为体积分数为50~70%的乙醇水溶液;
(3)DNJ产品制备
第(2)步骤完成后,先将第(2)步骤所得到的的DNJ提取液进行浓缩,再将浓缩液加入半制备型液相色谱仪,在保留时间为7.051~15.893min时段收集馏分,即DNJ馏分,然后DNJ馏分经冰箱冷冻、冷冻干燥仪冷冻干燥得固体,即DNJ单体,纯度为14.92~74.97%,所述半制备型液相色谱条件为:色谱柱(C18-8);流动相:甲醇:水(20:80~40:60);进样量:5~10mL;流速:10~20mL/min。
2.根据权利要求1所述的水热酸控醇提桑叶中DNJ方法,其特征在于:
第(1)步中,烘箱温度为100℃,烘箱时间为60min,桑叶目数为60目;
第(2)步中,原料的质量(g):酸溶液的体积(ml)之比为1:20,反应温度为100℃,反应时间为60 min, 离心转速为3000r/min,离心时间为20min,DNJ得率为2.07mg/g,柠檬酸质量分数为1%,乙醇溶液体积分数为50%;
第(3)步中,保留时间为7.051~15.893min,DNJ单体纯度达74.97%,流动相:甲醇:水(40:60),进样量:10mL,流速:20mL/min。
3.根据权利要求1所述的水热酸控醇提桑叶中DNJ方法,其特征在于:
第(1)步中,烘箱温度为110℃,烘箱时间为30min,桑叶目数为80目;
第(2)步中,原料的质量(g):酸溶液的体积(ml)之比为1:10,反应温度为80℃,反应时间为100 min, 离心转速为2000r/min,DNJ得率为0.54mg/g,柠檬酸质量分数为0.75%,乙醇溶液体积分数为60%;
第(3)步中,保留时间为10.235min,DNJ单体纯度达41.0%,流动相:甲醇:水(30:70),进样量:8mL,流速:15mL/min。
4.根据权利要求1所述的水热酸控醇提桑叶中DNJ方法,其特征在于:
第(1)步中,烘箱温度为85℃,烘箱时间为90min,桑叶目数为100目;
第(2)步中,原料的质量(g):酸溶液的体积(ml)之比为1:15,反应温度为70℃,反应时间为50 min, 离心时间为10min,DNJ得率为0.89mg/g,柠檬酸质量分数为0.5%,乙醇溶液体积分数为70%;
第(3)步中,保留时间为15.893min,DNJ单体纯度达14.92%,流动相:甲醇:水(20:80),进样量:5mL,流速:10mL/min。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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