专利名称：一种基于酶水解提取马铃果中它勃宁的新工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于生物化工技术领域，涉及一种提取生物碱它勃宁的新工艺，具体为一种基于酶水解提取马铃果中它勃宁的新工艺。
背景技术：
它勃宁(Tabersonine)又称为柳叶水甘草碱，分子式为C21H24N202。其具有降压、抗肿瘤、降血糖、利尿等作用，以及用于中风后遗症、缺血性高血压脑病、神经性心动过速和其他植物神经功能紊乱等多种疾病的治疗。另外，它勃宁还广泛用于合成抗癌药物长春西汀。目前，它勃宁产品主要是通过从有关植物里提取获得。中国发明专利《一种柳叶水甘草碱的制备工艺》(授权公告号CN101250188B)和中国发明专利《一种从马铃果中提取它勃宁的方法》(申请号201010609832. 5)均提到夹竹桃科植物柳叶水甘草叶、椭圆叶水 甘草种子、长春花种子中都含有它勃宁，但含量较低。而非洲夹竹桃植物沃坎加树种子(又名非洲伏康树、非洲马铃果)中有较高的它勃宁生物碱含量。有关马铃果中它勃宁的提取，早在1973年美国专利(US3758478)公开了夹竹桃科植物种子提取它勃宁的方法。该发明专利提取马铃果中它勃宁的主要步骤包括原料粉碎、先后采用石油醚、乙酸乙酯、乙醇等溶剂进行提取，提取液经酸洗、碱洗后用苯、乙醚、或者氯仿等进行反复萃取。该工艺的主要缺点在于(I)产品收率和纯度较低，每公斤马铃果原料仅能提取到20克纯度为75% 80%的它勃宁粗品；(2)提取过程繁琐、耗时较长，而且涉及大量有机溶剂，其中苯和氯仿等都是对人体有毒的溶剂；(3)酸水洗涤过程中存在严重的乳化现象，导致部分有效成分的浪费以及增加工业化生产放大的困难。2008年，西安皓天生物工程技术有限责任公司申请的发明专利《一种柳叶水甘草碱的制备工艺》，该专利在2011年获得了授权(授权公告号CN101250188B)。该发明专利的主要步骤包括原料的粉碎、用3 4倍体积的石油醚或者正己烷回流提取3 5次、盐酸水溶液酸化、大孔树脂吸附、乙醇洗脱、最后经过浓氨水等碱化和正己烷萃取得到产品。此工艺在生产中有好的操作性，但该工艺不可避免的存在如下缺点(I)回流过程石油醚等有机溶剂的用量很大；(2)提取过程耗时较长，采用树脂吸附和解吸附需要的时间较长，间接的增加了生产成本。同时，树脂使用和再生也会导致废水量的增加；(3)此发明的收率仍然较低，每公斤非洲马铃果原料的它勃宁提取率仅为I. 6%左右。2010年，陕西嘉禾植物化工有限责任公司申请了发明专利《一种从马铃果中提取它勃宁的方法》(申请号201010609832. 5)，将有机溶剂回流提取改为酸水提取，然后将提取液碱化，再用有机溶剂萃取，最后经结晶干燥得到它勃宁。该工艺将提取收率增加到3%左右，具有较好的工业化应用前景。然而，该工艺也存在有机溶剂用量较大、废水较多的缺点，另外在提取液碱化之后需要静置过夜等步骤，因而提取需要耗费的时间较长。综上所述，目前所有公开的发明专利都存在有机溶剂用量大、提取耗时长的缺点。到目前为止，除上述专利外，国内外尚未见到其他文献报道马铃果中生物碱它勃宁的提取方法。
发明内容
本发明旨在提供一种制备工艺简单、有机溶剂用量少、更加经济环保，而且提取耗时较少、提取成本相对较低，基本无三废排放的采用生物酶辅助水解提取马铃果中它勃宁的低成本新工艺，以克服现有工艺过程提取耗时较长、消耗大量有机溶剂、产品收率还有待于进一步提闻的问题。本发明实现其目的之总体技术构想是首先将马铃果粉碎备用；然后采用石油醚适量进行脱脂；脱脂过滤后再在缓冲溶液体系中进行酶解预处理，从而使植物细胞结构松散、有利于增加下一步生物碱它勃宁的释放率；也既是在酶解液过滤后的滤渣再采用低级醇进行提取目标产物；醇提取液减压蒸浓缩后得到黄色粘性物质；最后将黄色油状物用进行降温、静置析出结晶即为它勃宁产品。有鉴于上述构想，本发明实现其目的之具体技术方案是
一种基于酶水解提取马铃果中它勃宁的新工艺，以非洲马铃果为原料，经粉碎、脱月旨、酶解、提取、浓缩、干燥结晶等步骤，从而获得纯度高于98%的它勃宁产品。其创新点在于I.所述粉碎步骤是将干燥的马铃果种子采用粉碎机进行粉碎到20 400目，其中粉碎到20 100目提取效果最佳。2.所述脱脂步骤采用石油醚为溶剂，脱脂过程加入石油醚的量为马铃果粉末的质量的I 5倍，温度为20 80°C，其中在25 50°C时脱脂效果较好。3.所述酶解步骤为脱脂后的马铃果残渣进行酶解，其中酶解体系为pH值3 6的缓冲体系，所述缓冲液可为柠檬酸缓冲液、醋酸缓冲液、磷酸盐缓冲液、或者直接采用硫酸、或者盐酸、磷酸等调节体系的PH值。所述酶解过程酶解液的量为马铃果原料质量的I 30倍，添加酶量为O. 05% 5. 0%，酶解温度为30 60°C，酶解时间为O. 5 15h。所述酶解过程添加的酶可以是绿色木霉纤维素酶、里氏木霉纤维素酶、黑曲霉纤维素酶、或者纤维素酶与果胶酶的混合物、纤维素酶与半纤维素酶的混合物，或者是上述所有酶的固定化酶。4.上述3步酶解后的固定化酶可以循环使用，游离酶可以通过膜分离的方法进行回收再利用。5.所述提取步骤为将上述3步酶解后过滤，滤渣采用50% 95%低级醇进行提取，其中低级醇为乙醇时效果最佳，提取温度为45 75°C。加入醇溶液的量为马铃果粉末重量的I 10倍，提取次数为I 5次。并将提取液过滤合并所获的滤液。6.所述浓缩步骤为减压蒸至获得黄色油状液体，浓缩温度为40 70°C。7.所述结晶步骤为降温结晶法，可以是在室温条件下自然降温，或者在4°C条件下自然降温。本发明按照上述技术方案实施，可见其工艺流程简单，与已有专利相比明显石油醚和正己烷等有机溶剂的用量少，而且废水少，基本无三废排放，同时提取耗时也较短。从而实现了本发明的目的。与目前已有技术相比，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，主要体现在以下几点I.运用生物酶预处理原料破坏植物细胞结构，使得后续它勃宁生物碱释放率提高，提取过程它勃宁的收率增加，提取率高于3. 2%。2.与现有技术相比，整个提取过程使用石油醚、正己烷等有机溶剂用量大大减少，因而提取过程对环境友好且对人体无毒、无三废排放。3.由于经过酶的预处理，提取的时间明显缩短，过程简单而且容易实现工业化放大。
图I本发明一种具体实施工艺流程与现有技术流程比较图2由专利工艺获得产品与本发明一种实施方式所获它勃宁产品及标准品的红外光谱比较(其中A为专利201010609832. 5实施例工艺产品，B为本发明所获产品，C为标准品)
具体实施例方式以下通过具体实施方式
的描述，对本发明从马铃果里提取生物碱它勃宁的工艺作进一步说明。实施例I如图I工艺流程所示，取IOKg马铃果种子粉碎至60目，加入IOL石油醚脱脂，过滤后残渣加50L醋酸缓冲液(pH = 5. O)和0.2%的纤维素酶，在501下搅拌211，过滤后残渣加25L乙醇(90%)分两次提取，提取液合并后在50°C下减压蒸馏浓缩，得到黄色油状物，油状物自然冷却结晶得到淡黄色粉末O. 32Kg，收率3. 2 %、含量为99. I %。所得产品采用红外光谱进行结构鉴定分析，并与标准品以及采用专利(申请号201010609832. 5)的实施例方法获得的产品进行对照分析，结果如图2，表明提取产品纯度较高且结构合理。实施例2取IOKg马铃果种子粉碎至40目，加入12L石油醚脱脂，过滤后残渣加50L柠檬酸缓冲液(pH = 4. 5),0. 15%的纤维素酶和O. 05%的果胶酶，在50°C下搅拌3h，过滤后残渣加20L乙醇(85%)分两次提取，提取液合并后在55°C下减压蒸馏浓缩，得到黄色油状物，油状物在4°C下自然冷却结晶得到淡黄色粉末O. 33Kg，收率3. 3 %、含量为99. 2 %。实施例3取IOKg马铃果种子粉碎至100目，加入15L石油醚脱脂，过滤后残渣加50L醋酸缓冲液(pH = 4. 5),0. 35%的纤维素酶和O. 15%的半纤维素酶，在45°C下搅拌1.5h，过滤后残渣加27L乙醇(80%)分三次提取，提取液合并后在45°C下减压蒸馏浓缩，得到黄色油状物，油状物在室温下自然冷却结晶得到淡黄色粉末O. 325Kg，收率3. 25%、含量为99. O %。
权利要求
1.一种基于酶水解提取马铃果中的生物碱它勃宁的新工艺，其特征在于包括以下步骤(I)粉碎和脱脂 将干燥的马铃果种子粉碎至20 400目，添加I 5倍石油醚进行脱脂，脱脂温度为20 60。。。
(2)酶解 脱脂后的马铃果粉末过滤，然后在PH值为3 6的缓冲溶液体系中进行酶解。
(3)提取 将酶解后的酶解液过滤除去液体。酶解后的马铃果粉末用I 10倍体积的低级醇进行提取I 5次。
(4)减压蒸馏浓缩、干燥结晶 将上述(3)步得到的提取醇液合并，减压蒸馏浓缩得到黄色油状物，冷却结晶得到淡黄色粉末为它勃宁产品。
2.根据权利要求I所述，其中(I)粉碎和脱脂步骤中所述脱脂溶剂为石油醚。
3.根据权利要求I所述，其中(2)酶解步骤所述酶解体系的缓冲液可为醋酸缓冲液、柠檬酸缓冲液、盐酸水溶液、硫酸水溶液、磷酸水溶液、磷酸盐缓冲液，而缓冲液加量则为马铃果粉末量的I 30倍。
4.根据权利要求I所述，其中(2)酶解步骤所述酶解过程的用酶可为绿色木霉纤维素酶、黑曲霉纤维素酶、里氏木霉纤维素酶、或者它们的固定化酶；或者是上述纤维素酶分别与果胶酶、半纤维素酶的组合；所述酶解温度为40 6(TC,酶解搅拌速度为20 200rpm,加酶量为O. 05% 5%，酶解时间为O. 5 15h。
5.根据权利要求I所述，其中提取步骤(3)中所述低级醇可为50% 95%的甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、或正丁醇，最佳为50% 95%的乙醇。
全文摘要
本发明属于生物化工技术领域，其公开了一种基于酶水解提取马铃果中它勃宁的新工艺，以克服现有提取技术有机溶剂消耗量大、提取耗时长、收率低的问题。具体以马铃果为提取原料，首先将马铃果粉碎、石油醚脱脂，然后将脱脂后的原料在缓冲溶液中酶解，酶解后的残渣用低级醇提取，提取液合并后用减压蒸馏浓缩，得到黄色油状物经冷却、结晶干燥后得到它勃宁，产品收率大于3.2％，含量达99％以上。本发明运用酶解技术使植物细胞结构更疏散，增加它勃宁生物碱的释放率，大大缩短提取时间和减少有机溶剂的用量，从而降低提取成本。本发明具有工艺简单快速、提取过程有机溶剂用量少，提取收率高、无三废排放的特点。
文档编号C07D471/20GK102816160SQ201210165108
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者李良智, 周罡, 钱玮, 胡翠英, 扶教龙, 邱业先 申请人:苏州科技学院