一种碱生稻生物碱的提取方法与流程

文档序号:20208246发布日期:2020-03-31 10:32阅读:296来源:国知局
本发明涉及含有来自植物的医用配制品,尤其是一种碱生稻生物碱的提取方法。
背景技术
:随着我国经济的发展,居民膳食中海鲜食用量增加,人体内嘌呤的数量急剧增加,过去比较少见的痛风患者多了,且还出现了年轻化的趋势。针对痛风,市场上有许多排除嘌呤治疗痛风的药品和保健食品,这些化合性或生物性的产品具有潜在的、导致肾脏损伤的可能性,并且疗效甚微,因此急需一种高效治疗痛风的有效产品。碱生稻由于生活在盐碱地,特殊的环境使其富含生物碱,生物碱大多存在于植物中,是一类含氮的碱性有机化合物,有似碱的性质,大多数具有环状结构,氮素多在环内,生物活性显著。研究发现,碱生稻生物碱具有显著的排出尿酸的功效,对治疗痛风有潜在价值。目前,利用碱生稻制备生物碱的技术未见报道。现在提取生物碱的工艺已较成熟,现有方法是采用酸醇结合碱水作为提取剂,利用浸渍法、煎煮法和酶解法等技术提取生物碱类成分,再经大分子树脂、色谱等纯化得到高纯度生物碱。但由于生物碱在植物中相对含量较低,且提取过程需采用多步反应,并使用大量的有机溶剂,最终生物碱纯度不高,还受有机试剂污染。技术实现要素:为了克服现有生物碱提取纯度不高的问题,本发明的目的在于提供一种产品的纯度高、提取率高、不使用有毒试剂的碱生稻生物碱的提取方法。本发明利用盐碱地生产的碱生稻,通过超微粉碎、润湿、汽爆破碎等步骤的原料预处理,将碱生稻细胞及细胞间质中的生物碱释放出来,利用发酵酒精生成的有机酸,与碱生稻组织中生物碱反应,促使生物碱最大限度释放,以生物碱盐形式被提取出来,在碱性环境恢复为生物碱,制备成粗生物碱;经盐酸溶液复溶和超临界二氧化碳萃取去除杂质,在氢氧化钠溶液中再次转换为生物碱,通过膜过滤结合超临界二氧化碳萃取获得精制碱生稻生物碱。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种碱生稻生物碱的提取方法,其特征在于:其经过以下工艺步骤:(1)原料预处理:选取干燥碱生稻,用超微粉碎机粉碎,加入去离子水进行润湿;将润湿后的碱生稻物料放入汽爆罐中进行汽爆破壁处理5~8min,再将汽爆破壁处理后的碱生稻物料加入乙醇溶液,混合均匀,备用;(2)发酵:称取步骤(1)中得到的混匀后的物料,加入混匀物料重量2~5%的复合菌种,在温度50~60℃、ph值3~6的条件下,发酵15~24h,并同时进行超声处理;停止发酵后,离心,取发酵液;(3)粗碱生稻生物碱制备:将步骤(2)中得到的发酵液用氢氧化钠溶液调整ph值为7~13,离心,取离心液,喷雾干燥,获得粗碱生稻生物碱;(4)纯化:将步骤(3)中得到的粗碱生稻生物碱加入盐酸溶液中,搅拌,充分反应,使混合液最终ph值小于4,离心,取离心液冻干后,放入超临界二氧化碳萃取装置进行萃取处理,收集萃取后的残渣,并用去离子水溶解,用氢氧化钠溶液调节ph值为7.0~8.9,滤膜过滤,滤液冷冻干燥,即得碱生稻生物碱;(5)精制:将步骤(4)中得到的碱生稻生物碱放入超临界二氧化碳萃取装置,以乙醇溶液作携带剂进行萃取处理,收集萃取后物质,冷冻干燥,即得高纯度碱生稻生物碱。本发明的优选方面,在步骤(1)中,所述的超微粉碎碱生稻与去离子水重量比为1:0.2~0.5。本发明的优选方面,在步骤(1)中,所述的汽爆的条件为:压力1~1.8mpa,维压时间5~10s。本发明的优选方面,在步骤(1)中,所述的乙醇溶液的质量百分浓度为20~35%,所述的汽爆破壁处理后的碱生稻物料与乙醇溶液按质量比1:3~5的比例混合。本发明的优选方面,在步骤(2)中,所述的复合菌种为曲霉、酵母菌和醋酸杆菌,且按照质量比1:1:3~5比例组成。本发明的优选方面,在步骤(2)中,所述的超声处理的条件为:超声频率18~20khz,超声功率0.2~1w/cm2,超声波施加周期2~5min/h。本发明的优选方面,在步骤(3)中,所述的氢氧化钠溶液浓度为1~3mol/l;所述的喷雾干燥的条件为:进口温度200~220℃,喷头转速20~30hz,流速3~5ml/s,出口温度85~90℃,风速1~2m/s。本发明的优选方面,在步骤(4)中,所述的盐酸溶液浓度为0.1~0.15mol/l;所述的氢氧化钠溶液浓度为0.01~0.03mol/l,所述的滤膜孔径为0.2~0.4微米。本发明的优选方面,在步骤(5)中,所述的乙醇溶液浓度为60~75%。本发明的优选方面,在步骤(4)和步骤(5)中,所述的超临界二氧化碳的萃取处理条件为:压力18~25mpa,温度25~35℃,二氧化碳流速20~25kg/h,时间10~15min。本发明在提取碱生稻生物碱前,利用汽爆技术进行前处理,并使用酒精发酵酸化溶解,提高碱生稻生物碱的提取率,并降低提取所需要的时间;采用汽爆技术结合发酵将表皮保护的内部薄壁细胞或液泡破壁,使生物碱更充分的萃取,结合超临界二氧化碳技术和膜技术进行萃取物精制,可有效去除小分子植物蛋白和色素,大幅提高产品的纯度。与现有技术相比,本发明工艺流程高效,制备条件易控制,不使用有毒试剂,其生物碱提取率可达到98%以上,原料利用率高,生产成本低,有利于大规模工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述,所述的实施案例有助于对本发明的理解和实施,并非构成对本发明的限制。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限,而是由权利要求加以限定。实施例1一种碱生稻生物碱的提取方法,其经过以下工艺步骤:(1)原料预处理:选取干燥碱生稻,用超微粉碎机粉碎,加入去离子水进行润湿,其中,超微粉碎碱生稻与去离子水重量比为1:0.3;将润湿后的碱生稻物料放入汽爆罐中进行汽爆破壁处理6min,且汽爆的条件为:压力1.5mpa,维压时间7s;再将汽爆破壁处理后的碱生稻物料加入质量百分浓度为25%的乙醇溶液,且汽爆破壁处理后的碱生稻物料与乙醇溶液按质量比1:4的比例混合均匀,备用;(2)发酵:称取步骤(1)中得到的混匀后的物料,加入混匀物料重量3%的复合菌种,该复合菌种为曲霉、酵母菌和醋酸杆菌,且按照质量比1:1:4比例组成;在温度55℃、ph值6的条件下,发酵18h,并同时进行超声处理,其超声处理的条件为:超声频率18khz,超声功率0.5w/cm2,超声波施加周期3min/h;停止发酵后,离心,取发酵液;(3)粗碱生稻生物碱制备:将步骤(2)中得到的发酵液用浓度为2mol/l的氢氧化钠溶液调整ph值为9,离心,取离心液,喷雾干燥,获得粗碱生稻生物碱;其中,喷雾干燥的条件为:进口温度200℃,喷头转速25hz,流速4ml/s,出口温度85℃,风速1.6m/s;(4)纯化:将步骤(3)中得到的粗碱生稻生物碱加入浓度为0.12mol/l的盐酸溶液中,搅拌,充分反应,使混合液最终ph值小于4,离心,取离心液冻干后,放入超临界二氧化碳萃取装置进行萃取处理,其超临界二氧化碳萃取处理条件为:压力20mpa,温度30℃,二氧化碳流速22kg/h,时间12min;收集萃取后的残渣,并用去离子水溶解,用浓度为0.02mol/l的氢氧化钠溶液调节ph值为8.0,采用滤膜孔径为0.22微米的滤膜进行过滤,滤液冷冻干燥,即得碱生稻生物碱;(5)精制:将步骤(4)中得到的碱生稻生物碱放入超临界二氧化碳萃取装置,以浓度为70%的乙醇溶液作携带剂进行萃取处理,其超临界二氧化碳萃取处理条件为:压力20mpa,温度30℃,二氧化碳流速22kg/h,时间12min;收集萃取后物质,冷冻干燥,即得高纯度碱生稻生物碱。实施例2一种碱生稻生物碱的提取方法,其经过以下工艺步骤:(1)原料预处理:选取干燥碱生稻,用超微粉碎机粉碎,加入去离子水进行润湿,其中,超微粉碎碱生稻与去离子水重量比为1:0.2;将润湿后的碱生稻物料放入汽爆罐中进行汽爆破壁处理5min,其汽爆的条件为:压力1mpa,维压时间10s;再将汽爆破壁处理后的碱生稻物料加入质量百分浓度为20%的乙醇溶液,其汽爆破壁处理后的碱生稻物料与乙醇溶液按质量比1:5的比例混合均匀,备用;(2)发酵:称取步骤(1)中得到的混匀后的物料,加入混匀物料重量2%的复合菌种,该复合菌种为曲霉、酵母菌和醋酸杆菌,且按照质量比1:1:3比例组成;在温度50℃、ph值3的条件下,发酵15h,并同时进行超声处理,其超声处理的条件为:超声频率18khz,超声功率0.2w/cm2,超声波施加周期2min/h;停止发酵后,离心,取发酵液;(3)粗碱生稻生物碱制备:将步骤(2)中得到的发酵液用浓度为1mol/l的氢氧化钠溶液调整ph值为7,离心,取离心液,喷雾干燥,获得粗碱生稻生物碱;其中,喷雾干燥的条件为:进口温度200℃,喷头转速20hz,流速3ml/s,出口温度85℃,风速1m/s;(4)纯化:将步骤(3)中得到的粗碱生稻生物碱加入浓度为0.1mol/l的盐酸溶液中,搅拌,充分反应,使混合液最终ph值小于3.5,离心,取离心液冻干后,放入超临界二氧化碳萃取装置进行萃取处理,其超临界二氧化碳萃取处理条件为:压力18mpa,温度25℃,二氧化碳流速20kg/h,时间15min;收集萃取后的残渣,并用去离子水溶解,用浓度为0.01mol/l的氢氧化钠溶液调节ph值为7.0,采用滤膜孔径为0.2微米的滤膜进行过滤,滤液冷冻干燥,即得碱生稻生物碱;(5)精制:将步骤(4)中得到的碱生稻生物碱放入超临界二氧化碳萃取装置,以浓度为60%的乙醇溶液作携带剂进行萃取处理,其超临界二氧化碳萃取处理条件为:压力18mpa,温度25℃,二氧化碳流速20kg/h,时间15min;收集萃取后物质,冷冻干燥,即得高纯度碱生稻生物碱。实施例3一种碱生稻生物碱的提取方法,其经过以下工艺步骤:(1)原料预处理:选取干燥碱生稻,用超微粉碎机粉碎,加入去离子水进行润湿,其中,超微粉碎碱生稻与去离子水重量比为1:0.5;将润湿后的碱生稻物料放入汽爆罐中进行汽爆破壁处理8min,其汽爆的条件为:压力1.8mpa,维压时间5s;再将汽爆破壁处理后的碱生稻物料加入质量百分浓度为35%的乙醇溶液,其汽爆破壁处理后的碱生稻物料与乙醇溶液按质量比1:3的比例混合均匀,备用;(2)发酵:称取步骤(1)中得到的混匀后的物料,加入混匀物料重量5%的复合菌种,该复合菌种为曲霉、酵母菌和醋酸杆菌,且按照质量比1:1:5比例组成;在温度60℃、ph值6的条件下,发酵24h,并同时进行超声处理,其超声处理的条件为:超声频率20khz,超声功率1w/cm2,超声波施加周期5min/h;停止发酵后,离心,取发酵液;(3)粗碱生稻生物碱制备:将步骤(2)中得到的发酵液用浓度为3mol/l的氢氧化钠溶液调整ph值为13,离心,取离心液,喷雾干燥,获得粗碱生稻生物碱;其中,喷雾干燥的条件为:进口温度220℃,喷头转速30hz,流速5ml/s,出口温度90℃,风速2m/s;(4)纯化:将步骤(3)中得到的粗碱生稻生物碱加入浓度为0.15mol/l的盐酸溶液中,搅拌,充分反应,使混合液最终ph值小于3.8,离心,取离心液冻干后,放入超临界二氧化碳萃取装置进行萃取处理,其超临界二氧化碳萃取处理条件为:压力25mpa,温度35℃,二氧化碳流速25kg/h,时间10min;收集萃取后的残渣,并用去离子水溶解,用浓度为0.03mol/l的氢氧化钠溶液调节ph值为8.9,采用滤膜孔径为0.4微米的滤膜进行过滤,滤液冷冻干燥,即得碱生稻生物碱;(5)精制:将步骤(4)中得到的碱生稻生物碱放入超临界二氧化碳萃取装置,以浓度为75%的乙醇溶液作携带剂进行萃取处理,其超临界二氧化碳萃取处理条件为:压力25mpa,温度35℃,二氧化碳流速25kg/h,时间10min;收集萃取后物质,冷冻干燥,即得高纯度碱生稻生物碱。对比例1在本对比例中,其提取方法和实施例1基本相同,其区别在于:在步骤(1)中不使用汽爆技术处理。对比例2在本对比例中,其提取方法和实施例1基本相同,其区别在于:在步骤(1)中不进行酒精发酵制酸操作。对比例3在本对比例中,其提取方法和实施例1基本相同,其区别在于:在步骤(3)-(5)不进行纯化处理。将上述实施例和对比例进行提取率和纯度比较,提取率为最终获得的生物碱与原料重量之比,纯度测定参照国家最新生物碱检测标准执行,结果见表1所示。表1不同处理条件的碱生稻生物碱提取率与纯度组别实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3提取率/%10098.1499.6287.4880.5599.81纯度/%95.7293.2590.1793.8495.3115.99由表1可知,汽爆技术与发酵技术联用对碱生稻生物碱提取率影响显著,此联合破壁释放生物碱技术效果显著;超临界二氧化碳技术和滤膜过滤影响提取的生物碱纯度显著,可有效脱除提取物中的杂质。也就是说汽爆技术与发酵技术联用,与超临界二氧化碳技术和膜技术协同,可实现碱生稻中生物碱的有效提取,提取物可作为药物制作的有效原料。本发明制备生物碱提取率可达到98%以上,资源利用率高。当前第1页1 2 3 
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