微波辅助结合反相超临界CO₂萃取从马铃薯茎叶中提取茄尼醇粗品的方法

专利名称：微波辅助结合反相超临界CO₂萃取从马铃薯茎叶中提取茄尼醇粗品的方法
技术领域：
本发明涉及一种以马铃薯茎叶为原料，采用微波辅助结合反相超临界CO2萃取技 术提取茄尼醇粗品的方法。
背景技术：
茄尼醇是一种不饱和的九聚异戊二烯伯醇，属四倍半萜烯醇，主要存在于茄科植 物中，如茄子叶、烟叶、番茄叶等。茄尼醇具有独特的链状隔离多烯结构，可以做为很多药物 合成的重要原料。如是泛醌类药物不可代的关键中间体-辅酶Q，还可作为抗过敏药、抗溃 疡药、降血脂药和抗癌药物的合成原料中间体。马铃薯(Solanlum tuberosum L.)为一年生草本块茎植物，是世界上仅次于小麦、 水稻、玉米之后的第四大粮食作物。我国是世界马铃薯生产第一大国，但马铃薯收获后，茎 叶一般都被作为废弃物烧掉或任其自然腐烂，使一部分“资源”变为“污染源”，对生态环境 造成了极大的影响。因此，茎叶中提取茄尼醇，变废为宝，不但能减少对环境的污染，而且有 利于提高农业生产的附加值，从而实现可持续发展的循环经济发展模式。国内外提取茄尼醇的原料多为茄科植物烟草、茄子、番茄等，提取方法多为正己 烷、乙酸乙酯、石油醚等有机溶剂加热抽提，但该方法溶剂消耗量大，提取率低。近年来也有 报道采用超声波和微波辅助技术进行提取的，但对同属茄科的植物_马铃薯中茄尼醇的提 取较少见。对烟草叶中提取茄尼醇的报道较多，尤其多见对提取后浸膏的分离、纯化。专利 CN 101298410A报道了一种“采用皂化、萃取与低温结晶离心结合提取茄尼醇的方法及其 设备”，该方法用30%的茄尼醇粗品制得的茄尼醇含量为70. 02% ；专利ZL200610048708. X报道了 “一种有效提高茄尼醇粗品含量的方法”，该发明是将含量为7 12%的茄尼醇粗 品用C1-C8的烷烃溶解洗涤，制得含量大于25%的茄尼醇粗品；专利CN 101139274B授权 了一种“用烯烃复分解反应合成辅酶QlO的方法”，该方法在合成辅酶QlO所采用了以茄尼 醇为原料；专利ZL200610041915. 2授权了 “一种提取高纯度茄尼醇的方法”，该方法采用超 临界CO2流体萃取和柱层析联合的高效分离纯化方法，从废次烟叶提取茄尼醇，所得茄尼醇 的纯度为96% ；专利CN 1345711 “一种提纯茄尼醇的方法”，报道了利用吸附色谱法与凝 胶渗透色谱法从纯度不低于70%的茄尼醇提取物纯化得到纯度为95%以上的精品；专利 ZL200610038249.7授权了一种“从低含量茄尼醇浸膏中提取高纯茄尼醇的方法”，该法是 采用纯度大于8%的茄尼醇为原料，用溶剂萃取、结晶后得到含量超过95%的高纯度茄尼 醇，回收率大于85%，但该发明采用的溶剂种类多，过程复杂；专利ZL200410067949. X授权 了 “一种茄尼醇的纯化方法”，该法是用大孔树脂做吸附剂，采用柱层析纯化茄尼醇的方法； 专利ZL200610038069. 9授权了一种“减压蒸馏与液液萃取及结晶相结合提取茄尼醇的方 法”，该方法是将15 20%的茄尼醇粗品经加溶剂减压蒸馏提纯至53-56%，经液液萃取纯 度提高到82 84%，二次结晶后茄尼醇含量为90%以上；专利ZL99117334. 1授权了一处
3“茄尼醇的提取工艺”，该法是采用超临界流体萃取技术来提取分离烟叶中茄尼醇的方法， 该法所茄尼醇的萃取率为90%;专利ZL200510021746. 1授权了一种“液液两相提取高含量 茄尼醇浸膏的方法”，该法所得浸茄尼醇的含量为17 24%。目前，对马铃薯的中茄尼醇提取的文献报道较少见，专利CN 1712392A公开了 “一 种从马铃薯叶中提取茄尼醇的方法”，该法得到的茄尼醇纯产品的含量可达90%以上，按马 铃薯干叶算可达0.78% ；专利CN 1762940A报道了“一种从马铃薯叶和废弃烟叶中提取纯 化茄尼醇的方法”，该方法是用油做提取剂，通过皂化、提取、结晶最终可得到纯度为90%的 茄尼醇产品；专利CN101284765A报道了“一种微波辅助提取马铃薯茎叶废弃物中茄尼醇的 方法”，该方法所得的茄尼醇粗品中茄尼醇的含量在10%以上；专利CN 1932022B授权了 “一种以马铃薯叶为原料制备高纯度茄尼醇的方法”，该方法采用脂肪酶辅助，采用对射空 化提取，对萃取液聚酰胺树脂固相萃取，然后对所得的马铃薯叶浸膏经回流溶解后结晶，得 纯度为90%以上的茄尼醇产品，该法提取马铃薯叶浸膏的方法繁琐，并大量使用有机溶剂； 专利CN 101497557A “从马铃薯叶中提取纯化茄尼醇的方法”，报道了一种以马铃薯叶为原 料，通过微波辅助萃取、皂化、柱层析、结晶、重结晶等工艺，制得纯度为95%以上的茄尼醇 制品。综上所述，可以看出对茄尼醇的提取对象多为烟草，而且对于烟草中的茄尼醇多 是通过纯化使其纯度增高。但对于同属茄科的植物马铃薯的提取文献报道的并不多见，对 于浸膏中的茄尼醇含量的增高的除采用微波辅助外，国内外均未出现以对马铃薯茎叶为原 料采用微波辅助结合反相超临界CO2萃取技术提取茄尼醇的报道。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种微波辅助结合反相超临界CO2萃取从马铃薯 茎叶中提取茄尼醇粗品的方法。该方法是以马铃薯茎叶为原料，利用微波辅助结合反相超 临界CO2萃取技术，快速、高效的提取茄尼醇粗品的新方法。并且克服了传统工艺碱皂化不 可避免的使茄尼醇降解或异构化，从而使茄尼醇得率降低的缺点，并且减少了提取过程中 皂化所带来的试剂损耗，大大降低了能源消耗，而且变废为宝，减少对环境的污染，提高农 业生产的附加值，从而实现可持续发展的循环经济发展模式。为解决上述技术问题，本发明一种微波辅助结合反相超临界CO2萃取从马铃薯茎 叶中提取茄尼醇粗品的方法，包括如下步骤(1)取马铃薯茎叶粉碎，过40目筛，然后与乙酸乙酯混合，所述混合物中的马铃薯 茎叶与乙酸乙酯的重量与体积比为IOg 50 200ml，在温度为40 70°C、微波频率为 2450MHz、功率为200 700W的条件下，以150转/分钟的速度搅拌，微波辅助提取1小时， 然后在0. 08MPa下抽滤，合并提取液，在55 60°C、0. 08MPa下浓缩得物质A，茄尼醇的含量 为 5% 6. 5% ；(2)将物质A用95%乙醇溶解，物质A与95%乙醇的重量与体积比为IOg 100 200mL,利用反相萃取技术，物质A通过流量为20L/h夹带剂系统，进入CO2超临界萃取装置， 在萃取温度40 60V,分离釜压力为10 20MPa，分离釜温度为30 60°C ；静态萃取压 力为100-300bar，萃取30 60min ；动态萃取压力为100 300bar，萃取1 5h，CO2流量 为5Kg/h的条件下萃取纯化，在萃取过程中，回收超临界CO2萃出物，合并后浓缩得物质B，
4即得茄尼醇粗品，该粗品中茄尼醇的含量为35% 45%，茄尼醇收率达到75 85%，相比 物质A，杂质去除率达70 80 %。所述夹带剂系统为85%乙醇。利用高效液相色谱法测定本发明中涉及的各种茄尼醇制品的茄尼醇含量，测定条 件如下高效液相色谱参数色谱柱C18洗脱剂甲醇乙醇的体积比=40 % 60%洗脱速率lml/min，检测波长211nm。本发明的特点和产生的有益效果本发明是以马铃薯茎叶为原料，采用微波辅助结合反相超临界CO2萃取技术提取 茄尼醇，步骤简便，易于操作，提取率高达85%，克服了传统工艺碱皂化不可避免的使茄尼 醇降解或异构化，从而使茄尼醇得率降低的缺点，并且减少了提取过程中皂化所带来的试 剂损耗，大大降低了能源消耗，而且变废为宝，减少对环境的污染，提高农业生产的附加值， 从而实现可持续发展的循环经济发展模式。本发明充分利用甘肃马铃薯良好的资源优势， 利用微波辅助结合反相超临界CO2萃取技术开发本产品，市场前景好，经济效益广阔。


下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明图1为本发明的方法制备出的茄尼醇的HPLC图；图2为本发明的方法制备出的茄尼醇产品的得率图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例1 1.取马铃薯茎叶，粉碎，过40目筛，取IOg的马铃薯茎叶的粉末与一定体积乙酸乙 酯混合，(混合物的固液比为重量(g)体积(ml) = 10 50，在温度为40°C、微波频率为 2450MHz、功率为700W的条件下，以150转/分钟的速度搅拌，微波辅助提取1小时，然后在 0. 08MPa下抽滤，合并提取液，在60°C、0. 08MPa下浓缩得物质A，含量为5% ；2.将物质A用95%乙醇溶解(物质A与95%乙醇的重量体积比为10g/200mL) 后，利用反相萃取技术，以85%的乙醇为夹带剂，流量为20L/h，物质A通过此夹带剂系统， 进入CO2超临界萃取装置，在萃取温度50°C，分离釜压力为lOMPa，分离釜温度为60°C ；静态 萃取压力为IOObar，萃取60min ；动态萃取压力300bar，萃取3h，CO2流量为5Kg/h的条件 下萃取纯化，在萃取过程中，回收超临界CO2萃出物，合并后浓缩得物质B。3. HPLC检测物质B的含量为35%，茄尼醇收率达到85 %，相比物质A，提高7倍， 杂质去除率达70%。实施例21.取马铃薯茎叶，粉碎，过40目筛，取IOg的马铃薯茎叶的粉末与一定体积乙酸乙
5酯混合，(混合物的固液比为重量(g)体积(ml) = 10 200，在温度为70°C、微波频率 为2450MHz、功率为200的条件下，以150转/分钟的速度搅拌，微波辅助提取1小时，然后 在0. 08MPa下抽滤，合并提取液，在55°C、0. 08MPa下浓缩得物质A，含量为6. 5% ；2.将物质A用95%乙醇溶解(物质A与95%乙醇的重量体积比为10g/100mL) 后，利用反相萃取技术，以85%的乙醇为夹带剂，流量为20L/h，物质A通过此夹带剂系统， 进入CO2超临界萃取装置，在萃取温度40°C，分离釜压力为20MPa，分离釜温度为30°C;静态 萃取压力为300bar，萃取30min ；动态萃取压力IOObar，萃取lh，CO2流量为5Kg/h的条件 下萃取纯化，在萃取过程中，回收超临界CO2萃出物，合并后浓缩得物质B。3. HPLC检测物质B的含量为45 %，茄尼醇收率达到75 %，相比物质A，提高7倍， 杂质去除率达80%。实施例31.取马铃薯茎叶，粉碎，过40目筛，取IOg的马铃薯茎叶的粉末与一定体积乙酸乙 酯混合，(混合物的固液比为重量(g)体积(ml) = 10 150，在温度为60°C、微波频率 为2450MHz、功率为500W的条件下，以150转/分钟的速度搅拌，微波辅助提取1小时，然后 在0. 08MPa下抽滤，合并提取液，在57°C、0. 08MPa下浓缩得物质A，含量为6% ；2.将物质A用95%乙醇溶解(物质A与95%乙醇的重量体积比为10g/150mL) 后，利用反相萃取技术，以85%的乙醇为夹带剂，流量为20L/h，物质A通过此夹带剂系统， 进入CO2超临界萃取装置，在萃取温度60°C，分离釜压力为15MPa，分离釜温度为50°C;静态 萃取压力为200bar，萃取45min ；动态萃取压力200bar，时间5h，CO2流量为5Kg/h的条件 下萃取纯化，在萃取过程中，回收超临界CO2萃出物，合并后浓缩得物质B。3. HPLC检测物质B的含量为40%，茄尼醇收率达到80 %，相比物质A，提高6倍， 杂质去除率达75%。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
权利要求
一种微波辅助结合反相超临界CO2萃取从马铃薯茎叶中提取茄尼醇粗品的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)取马铃薯茎叶粉碎，过40目筛，然后与乙酸乙酯混合，所述混合物中的马铃薯茎叶与乙酸乙酯的重量与体积比为10g∶50～200ml，在温度为40～70℃、微波频率为2450MHz、功率为200～700W的条件下，以150转/分钟的速度搅拌，微波辅助提取1小时，然后在0.08MPa下抽滤，合并提取液，在55～60℃、0.08MPa下浓缩得物质A，茄尼醇的含量为5％～6.5％；(2)将物质A用95％乙醇溶解，物质A与95％乙醇的重量与体积比为10g∶100～200mL，利用反相萃取技术，物质A通过流量为20L/h夹带剂系统，进入CO2超临界萃取装置，在萃取温度40～60℃，分离釜压力为10～20MPa，分离釜温度为30～60℃；静态萃取压力为100 300bar，萃取30～60min；动态萃取压力为100～300bar，萃取1～5h，CO2流量为5Kg/h的条件下萃取纯化，在萃取过程中，回收超临界CO2萃出物，合并后浓缩得物质B，即得茄尼醇粗品，该粗品中茄尼醇的含量为35％～45％，茄尼醇收率达到75～85％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述夹带剂系统为85%乙醇。
全文摘要
本发明公开了一种微波辅助结合反相超临界CO2萃取从马铃薯茎叶中提取茄尼醇粗品的方法，该方法是以马铃薯茎叶为原料，利用微波辅助结合反相超临界CO2萃取技术，快速、高效的提取茄尼醇粗品，克服了传统工艺碱皂化不可避免的使茄尼醇降解或异构化，从而使茄尼醇得率降低的缺点，该方法中茄尼醇收率达到75～85％。
文档编号C07C29/76GK101973849SQ20101051127
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者付丽娟, 姚健, 张继, 彭小凤, 徐小龙, 杨玲娟, 梁俊玉, 王惠明, 王自社, 王莉, 赵保堂, 郭肖, 马君义, 高莹 申请人:西北师范大学