烟叶提取物

烟碱和茄尼醇提取工艺简介

1．1材料

废烟叶，由福建龙岩烟草生产基地提供．烟碱、茄尼醇标准品，购自山东安隆医药生物工程有限公司，纯度分别为98％和97．7％．

1．2方法

1)烟碱与茄尼醇的提取与纯化方法．取一定量的废烟叶，压成碎片．加入硫酸水溶液提取烟碱，离心，分别收集烟碱提取液与烟叶渣．烟碱粗提物经732阳离子交换树脂富集、汽提蒸馏、石油醚萃取等方法纯化，即获得高纯度烟碱．将上述烟叶渣用丙酮提取，获得茄尼醇粗提物．粗提物经皂化、石油醚一水萃取后，再经大孔树脂柱层析分离、结晶，即获得高纯度茄尼醇．

2)烟碱的分析方法．采用鞣酸显色法进行烟碱的定性分析．采用液相色谱法进行烟碱的定量分析(HPLC SHIMADZU，色谱柱Nova—Pak C18 3．9 mm x 150 mm，流动相磷酸氢二钠缓冲液(pH3．8，三乙胺含量为0．2％)：甲醇=95：5，检测波长259 nm)．

3)茄尼醇的分析方法．采用薄层色谱法进行茄尼醇的定性和半定量分析(展开剂：石油醚：乙酸乙酯=4：1)．采用液相色谱法进行茄尼醇的定量分析(HPLC SHIMADZU，色谱柱Nova —Pak C18 3．9 turn×150 mm。流动相：甲醇：乙腈=95：5，检测波长210 rim)．2．1废烟叶中烟碱与茄尼醇的含量测定

取废烟叶10 g，用200 mL含0．5％硫酸的新鲜硫酸水溶液，在30℃条件下提取3 h．重复提取4次．第1次提取，烟碱提取率可达95．2％．提取2次废烟叶中烟碱提取率达到99．9％．第3次提取时，所得烟碱量小于1 mg，可认为提取2次废烟叶中烟碱已经被基本提尽．取同一批废烟叶10 g，加入100 mL丙酮，表1烟碱与茄尼醇的含量测定【10 g 废烟叶)在50℃条件下提取5 h．重复提取4次．2次提Tab．1 Determination of content of solanesol and取，茄尼醇提取率达到94．3％．第4次提取时，提取液中茄尼醇浓度小于检测极限．烟碱与茄尼醇的含量测定数据见表1．本实验所用废烟叶原料的含水量为8．1％，烟碱与茄尼醇的含量分别为3．34％与1．23％．

2．2.1烟碱提取条件的优化

烟碱为强极性碱性物质，可采用水为溶剂进行提取．利用硫酸水溶液进行烟碱提取，有利于提高烟碱提取率．对影响烟碱提取率的主要目素(提取液中硫酸用量、提取温度、提取时间、液固比及提取次数)进行了优化研究．经优化的提取条件为：硫酸用量0．5％，30℃，提取时间2 h，液固比20：1，提取次数1次．

在该条件下重复实验3次，烟叶烟碱的平均提取率为94．与％，提取物中烟碱含量约为10％一12％(干重)．

2．2．2烟碱的汽提蒸馏

汽提蒸馏不仅可以去除色素，还可以去除其它可溶性杂质．在蒸馏之前，需向洗脱液中加入适量强碱溶液(调pHl3以上)，以保证蒸馏过程中烟碱始终以分子状态存在．采用鞣酸显色法快速判定蒸馏结束时间，若蒸出液遇鞣酸无明显白色沉淀出现，则可停止蒸馏。得率98.2%以上。蒸出液中烟碱含量可达95%以上（干重）。

2.2.3蒸出液有机溶剂萃取

邮寄溶剂萃取的目的是实现烟碱与水的分离。对蒸出液进行真空浓缩，得到烟碱浸膏。再加入高浓度氢氧化钠溶液，使烟碱处于中性分子状态，这时用等体积石油醚萃取2次，烟碱的萃取率达到95%以上。

2.2.4真空回收溶剂获得烟碱

由于烟碱挥发性很强，真空回收溶剂获得烟碱的过程中，部分烟碱将随溶剂蒸出，但该部分烟碱可随溶剂重复使用，烟碱损失率小于5％．石油醚蒸出后，最终获得无色或淡黄色的烟

碱产品，纯洲度为98．2％，收率为80．2％．对烟碱产品进行HPLC分析．烟碱的出峰时间为6．1min，HPLC分析表明，烟碱产品具有高纯度．

2．3茄尼醇的提取与纯化

2．3．1茄尼醇的提取

茄尼醇是一种不饱和的聚异戊二烯醇，为弱极性物质，易溶于正己烷、石油醚、丙酮等有机溶剂，难溶于水．采用正己烷、石油醚与丙酮进行茄尼醇的提取实验，选择合适的有机溶剂．实验结果表明，在液固比相同及其他相同提取条件下，以丙酮为提取溶剂时，茄尼醇的提取率最高，达到87．6％，正己烷次之，提取率为81．5％，石油醚最低，提取率为48．4％．丙酮对茄尼醇的提取率高且价格便宜，因此选择以丙酮为提取溶剂．

对影响茄尼醇提取率的主要因素(提取温度、提取时间、液固比、提取次数)进行了优化研究，经优化的提取条件为：30℃，提取时间3 h，液固比为10：l，提取次数2次，在该条件下重复实验3次，茄尼醇的平均提取率为89．6％，提取液中茄尼醇含量约为10％一15％(干重)．

2．3．2茄尼醇提取液的皂化

皂化的目的是使烟叶中处于茄尼醇酯形态的物质解离，提高茄尼醇的收率，并有助于提高茄尼醇的纯度．采用乙醇为稀释剂，加入NaOH，使其终浓度为5％，在60℃条件下皂化3 h．经过皂化，茄尼醇的量增加15％一20％．

2．3．3茄尼醇的HZ一802大孔树脂柱层析条件的优化

选用HZ一802大孑L树脂取代常规的硅胶柱，进行茄尼醇的纯化．HZ一802树脂的装柱量为80 mL(书1．6 em x40 cm)．以粗品茄尼醇的甲醇溶液作为上柱液．采用甲醇与丙酮梯度洗脱的办法逐级去除水溶性和醇溶性杂质，进而纯化茄尼醇．以甲醇为一洗脱剂，分别选用丙酮、甲醇10％+丙酮90％、甲醇30％+丙酮70％、甲醇50％+丙酮50％、水5％+丙酮95％、水10％+丙酮90％的溶液与之进行梯度洗脱．实验结果表明，选择用水10％+丙酮90％的溶液进行梯度洗脱时，其洗脱效果良好．洗脱曲线见图4，茄尼醇约在3—4倍床层体积开始被洗出，洗脱得率93．8％左右，洗脱液中茄尼醇含量约为85％一90％(干重)．经HZ一802大孔树脂柱层析，茄尼醇与强极性、弱极性与非极性杂质均实现了良好的分离．柱层析为茄尼醇纯化的关键步骤．

传统工艺采用硅胶柱层析去除不同极性的杂质．硅胶柱具有良好的分离性能，但处理量比较小，且不易再生，难以满足工业化应用的需要．采用HZ一802柱分离代替硅胶柱分离，不仅处理量增大，而且树脂再生方便，为工业化大规模生产茄尼醇提供了一种合适的工艺路线．

2．3．4茄尼醇的结晶

一收集茄尼醇浓度大于0．2 g／L的洗脱液组分，经浓缩，在一20℃下放置过夜至上清不浑浊为止，抽滤即获得茄尼醇晶体，结晶得率约86．3％．最终获得的茄尼醇产品为白色，纯度为95．8％，收率达到83．4％．对茄尼醇晶体进行HPLC分析。茄尼醇的出峰时问为11．108 min，HPLC分析表明，该晶体具有高纯度(1～2min的峰为溶剂引起)．2．4提取工艺的可行性分析

采用先从烟叶中提取烟碱，再从烟叶渣中提取茄尼醇的工艺路线．提取烟碱过程中如何减少茄尼醇的损失率，成为关键性的问题．本工作对烟叶进行不同程度的粉碎处理，考察不同预处理对茄尼醇损失率的影响．实验表明，粉碎程度越高，茄尼醇的损失率越大．如果只是将烟叶压制成烟叶片(投影面积约1cm2)，对烟碱的提取率影响不大，而且在提取烟碱时，茄尼醇的损失率将小于3％．另外，由于烟叶渣的细胞破碎程度大，从烟叶渣里提取茄尼醇要比从烟叶里提取茄尼醇更容易，可以在较低温度下，较短时间内达到提取平衡．这些都充分证明了先从废烟叶中提取烟碱，再从烟叶渣中提取茄尼醇这条工艺路线的可行性．