CN104561220A - 一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，属于天然有机化学领域，其工艺步骤如下：将新鲜的番茄枝叶，阴干，粉粹，再用pH=1-3的酸水浸泡24-72h，收集酸水液，过滤后用缓冲盐调pH值至4-5，然后加入纤维素酶进行水解，水解温度控制在30-40℃，水解8-24h，再于水解液中加入有机溶剂萃取，回收有机溶剂，得番茄碱粗品，粗品通过有机溶剂重结晶，得到纯度大于95%的番茄碱产品。本发明纤维素酶来源方便、价格低廉，且制备工艺简单，操作方便，成本较低，可实现番茄碱产品的工业化生产。

Description

一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法

技术领域

本发明涉及一种番茄碱的制备方法，具体而言，本发明涉及一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，属于天然有机化学领域。

背景技术

番茄碱有抗真菌作用，能抑制某些对于植物或人有致病力的真菌；动物实验证明有明显的消炎作用。给大鼠肌肉注射1～10毫克/公斤或口服15～80毫克/公斤能显著减轻角叉菜引起的足踝水肿；切除肾上腺后，作用更明显。皮下注射5～10毫克/公斤共7天，可抑制肉芽组织的形成。对小鼠皮下注射10毫克/公斤可降低毛细血管通透性。在离体豚鼠回肠上，番茄碱能拮抗组织胺、乙酰胆碱、缓激肽、氯化钡等引起的收缩反应；但不能阻止催产素对子宫的作用。在整体试验中（对豚鼠腹腔注射3～20毫克/公斤），番茄碱能明显降低由组织胺引起的毛细血管通透性的升高；对组织胺喷雾引起的反应亦有部分拮抗作用，但对过敏性休克（豚鼠鸡蛋清致敏法）则无作用。番茄碱对假性胆碱酯酶有可逆性的抑制作用，对真性胆碱酯酶的作用很小。番茄碱毒性很小，口服较大剂量和较长时间亦未发现毒性反应，可能系吸收很少的缘故。皮下注射可引起局部坏死，其油膏（治真菌病）涂于皮肤并无刺激性，对粘膜则可能有刺激性。给大鼠或兔静脉注射，可引起急骤、短暂的血压下降，对心率无影响，体内及体外试验均可引起溶血。目前对于番茄碱提取方法的相关报道较少，且多采用醇提取方法。

如中国专利CN102558283A公开了一种从番茄枝叶中提取番茄碱的方法，包括以下步骤：取番茄枝叶，粉碎加5-8倍量60-80%甲醇溶液回流提取2-3次，提取液加入1-2%的硅藻土和活性炭脱色，减压回收甲醇，浓缩液调节酸碱度，加入弱酸性阳离子交换树脂或大孔树脂吸附，去离子水洗树脂柱中性，碱性甲醇溶液洗脱有效成分，洗脱液减压浓缩，氯仿萃取2-3次，浓缩氯仿至小体积冷藏结晶，结晶物干燥得番茄碱产品。该方法通过一定比例甲醇加热提取，活性炭脱色、树脂富集解析、氯仿萃取、重结晶等操作步骤，工艺路线长，涉及剧毒试剂氯仿，成本投入大，不适合大批量生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法。该方法工艺简单，操作方便，成本较低，可实现大批量工业化制备番茄碱产品。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，其特征在于工艺步骤如下：将新鲜的番茄枝叶，阴干，粉粹，再用为药材质量5-12倍、pH=1-3的酸水浸泡，浸泡时间24-72h，收集酸水液，过滤后用缓冲盐将pH值调节至4-5，然后加入为药材质量0.1-1倍量的纤维素酶进行水解，水解温度控制在30-40℃，水解8-24h，最后再于水解液中加入与酸水等体积的有机溶剂萃取，萃取3-5次，回收有机溶剂，得番茄碱粗品。所述粗品中再按质量比加入1-50倍的有机溶剂进行重结晶后，即得到纯度大于95%的番茄碱产品。

所述酸水中的酸为硫酸、盐酸、磷酸或硝酸中的至少任意一种。

所述缓冲盐选自磷酸氢二钠–柠檬酸缓冲液、柠檬酸–柠檬酸钠缓冲液、乙酸–乙酸钠缓冲液、磷酸盐缓冲液中的至少任意一种。

所述纤维素酶为真菌纤维素酶，购自广西南宁庞博生物工程有限公司生产的纤维素酶。

所述有机萃取剂选自乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或正丁醇。

所述番茄碱粗品进行重结晶时所选用的有机溶剂为乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、乙醇或甲醇中的至少任意一种。

本发明的优点在于：

1、由于番茄枝叶中含有大量的叶绿素、黄酮类及木脂素类等小极性化合物，以pH=1-3的酸水浸泡，不但可以确保这些非水溶性杂质不被提取出来，而含有氮原子的番茄苷类化合物却可以和盐酸形成盐酸盐的形式溶解在酸水中，从而被提取出来。通过酸水浸泡，可以减少大量杂质提出，番茄苷类化合物得到进一步富集，给后续处理带来方便。

2、纤维素酶是多组分酶系，且底物结构极其复杂，水解温度在30-40℃和溶液pH=4-5的环境下，酶的活力才会最大，从而达到最佳的水解效果。

3、采用磷酸氢二钠–柠檬酸、柠檬酸–柠檬酸钠、乙酸–乙酸钠或磷酸盐缓冲盐能确保水解溶液的酸度保持在pH=4-5范围内，维持酶的活力，从而达到最佳的水解效果。

4、由于纤维素酶是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，同时还有很高活力的木聚糖酶，因而能够水解番茄苷中的糖苷键，生成番茄碱，而真菌纤维素酶又是众多纤维素酶种类中产量最大，活力最好的一种酶，因此对番茄苷中的糖苷键具有更好的水解效果。

5、通过水解生成的单糖被溶解在水中，而水解生成的番茄碱却能通过有机溶剂萃取的方式达到较好的富集效果。

6、本发明采用的药材、试剂、辅料均为市售商品，方便易得；该工艺简单，操作方便，成本低廉，可实现大批量工业化制备番茄碱产品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

称取阴干的番茄枝叶10kg，粉粹，加入pH=2的盐酸水溶液50L，室温中浸泡24h，收集酸水液，过滤，滤液中加入磷酸氢二钠–柠檬酸缓冲液，调节pH=4.5，加入1kg真菌纤维素酶，水解温度控制在35℃，水解8h，水解液中每次加入50L的乙酸乙酯萃取3次，合并乙酸乙酯相，回收乙酸乙酯，得黄绿色番茄碱粗品15.3g，与药材比收率0.153%。

番茄碱粗品用甲醇150ml加热完全溶解，室温中静置，得白色针状晶体12.5g，与药材比总收率0.125%。

实施例2

称取阴干的番茄枝叶10kg，粉粹，加入pH=1的盐酸水溶液80L，室温中浸泡48h，收集酸水液，过滤，滤液中加入柠檬酸–柠檬酸钠缓冲液，调节pH=4.8，加入5kg真菌纤维素酶，水解温度控制在37℃，水解18h，每次加入80L的三氯甲烷萃取5次，合并，回收三氯甲烷，得黄绿色番茄碱粗品18.7g，与药材比收率0.187%。

番茄碱粗品用300ml丙酮加热完全溶解，室温中静置，得白色粉末15.2g，与药材比总收率0.152%。

实施例3

称取阴干的番茄枝叶10kg，粉粹，加入pH=1的盐酸水溶液100L，室温中浸泡72h，收集酸水液，过滤，滤液中加入柠檬酸–柠檬酸钠缓冲液和磷酸氢二钠–柠檬酸缓冲液，调节pH=4.8，加入2kg真菌纤维素酶，水解温度控制在37℃，水解18h，每次加入100L的二氯甲烷取5次，合并，回收二氯甲烷，得黄绿色番茄碱粗品19.2g，与药材比收率0.192%。

番茄碱粗品用350ml丙酮和100ml甲醇加热完全溶解，室温中静置，得白色粉末15.5g，与药材比总收率0.155%。

实施例4

称取阴干的番茄枝叶10kg，粉粹，加入pH=3的盐酸水溶液100L，室温中浸泡72h，收集酸水液，过滤，滤液中加入乙酸–乙酸钠缓冲液，调节pH=5，加入2kg真菌纤维素酶，水解温度控制在37℃，水解18h，每次加入100L的乙酸乙酯萃取5次，合并乙酸乙酯相，回收乙酸乙酯，得黄绿色番茄碱粗品16.5g，与药材比收率0.165%。

番茄碱粗品用200ml无水乙醇加热完全溶解，室温中静置，得白色粉末13.8g，与药材比总收率0.138%。

实施例5

称取阴干的番茄枝叶10kg，粉粹，加入pH=3的硫酸水溶液120L，室温中浸泡24h，收集酸水液，过滤，滤液中加入乙酸–乙酸钠缓冲液、磷酸盐缓冲液和柠檬酸–柠檬酸钠缓冲液，调节pH=4.0，加入10kg真菌纤维素酶，控制水解罐温度40℃，水解8h，每次加入120L的乙酸乙酯萃取3次，合并乙酸乙酯相，回收乙酸乙酯，得黄绿色番茄碱粗品20.6g，与药材比收率0.206%。

番茄碱粗品用1000ml二氯甲烷和200ml无水乙醇加热完全溶解，室温中静置，得白色片状晶体17.2g，与药材比总收率0.172%。

实施例6

称取阴干的番茄枝叶10kg，粉粹，加入pH=1的磷酸水溶液50L，室温中浸泡8h，收集酸水液，过滤，滤液中加入磷酸盐缓冲液，调节pH=5，加入1kg真菌纤维素酶，控制水解罐温度30℃，水解8h，每次加入50L的正丁醇萃取4次，合并，回收正丁醇，得黄绿色番茄碱粗品13.1g，与药材比收率0.131%。

番茄碱粗品用100ml乙酸乙酯、250ml二氯甲烷、50ml乙醚、50ml三氯甲烷、50ml丙酮、100ml乙醇和100ml甲醇加热完全溶解，室温中静置，得白色粉末10.4g，与药材比总收率0.104%。

Claims (7)

1.一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，其特征在于工艺步骤如下：将新鲜的番茄枝叶，阴干，粉粹，再用为药材质量5-12倍、pH=1-3的酸水浸泡，浸泡时间24-72h，收集酸水液，过滤后用缓冲盐将pH值调节至4-5，然后加入为药材质量0.1-1倍量的纤维素酶进行水解，水解温度控制在30-40℃，水解8-24h，最后再于水解液中加入与酸水等体积的有机溶剂萃取，萃取3-5次，回收有机溶剂，得番茄碱粗品。

2.根据权利要求1所述的一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，其特征在于：所述番茄碱粗品中按质量比加入1-50倍的有机溶剂进行重结晶后，即得到纯度大于95%的番茄碱产品。

3. 根据权利要求1所述的一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，其特征在于：所述酸水中的酸为硫酸、盐酸、磷酸或硝酸中的至少任意一种。

4. 根据权利要求1所述的一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，其特征在于：所述缓冲盐选自磷酸氢二钠–柠檬酸缓冲液、柠檬酸–柠檬酸钠缓冲液、乙酸–乙酸钠缓冲液、磷酸盐缓冲液中的至少任意一种。

5. 根据权利要求1所述的一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，其特征在于：所述纤维素酶为真菌纤维素酶。

6. 根据权利要求1所述的一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，其特征在于：所述有机萃取剂选自乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或正丁醇。

7. 根据权利要求2所述的一种采用纤维素酶水解番茄枝叶制备番茄碱的方法，其特征在于：所述番茄碱粗品进行重结晶时所选用的有机溶剂为乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、乙醇或甲醇中的至少任意一种。