CN102219726A - 一种从加纳籽中提取5-羟基色氨酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提取5-羟基色氨酸的方法，属于有效成分提取技术领域。本发明的提取方法，包括将加纳籽粉碎后在30-70℃的温度下用纯净水超声提取1-4次，每次提取时间为1-4h，加纳籽粉与纯净水的质量比为1∶6-10；提取液过60目滤网后再用0.1-5μm超滤膜过滤；滤液浓缩后经结晶、重结晶后用离心机分离出晶体，在热风循环干燥箱于65-70℃的温度下干燥5h，得5-羟基色氨酸产品。所得产品经HPLC检测纯度大于99％、转换率大于70％。由于整个工艺中不再使用各种有机溶剂，产品中就不存在有机溶剂残留的问题，使产品更加绿色和环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取5-羟基色氨酸的方法，具体地说涉及从加纳籽中提取5-羟基色氨酸的方法，属于有效成分提取技术领域。
背景技术
5-羟基色氨酸(5-hydroxytrophan，简称5-HTP)，化学命名：5-羟基-3-吲哚基-α-氨基丙酸，分子量220.23，其化学结构如下：
5-羟基色氨酸是由必需氨基酸-色氨酸在体内经色氨酸羟化酶催化生成，在体内可以通过脱羧作用转化为5-羟色胺(5-HT)，经羟基吲哚氧甲基转化酶作用可转化为5-甲氧基色氨酸(MTrp)。5-羟色胺是人体内重要的神经递质，5-甲氧基色氨酸是褪黑激素的前驱物质，另外5-羟基色氨酸还可以提高饮食中枢的敏感性，可以作为减肥药物，在美国等已作为药品上市，现已受到人们越来越多的关注。因此，5-羟基色氨酸具有非常广泛的利用价值和应用前景。
加纳籽，是热带豆科植物加纳谷物Griffonia simplicifolia的干燥种子，野生于非洲加纳、象牙海岸和多哥等西非国家。种子长圆形，长约1.5厘米，宽约1厘米，种皮呈黑色，有皱纹，胚乳黄绿色，略带豆香味。每年12月到次年2月采收。自古以来西非地区的人们就有把加纳籽作为治疗疾病的历史，叶子以及其汁可用来治疗伤口和肾病，也可用作灌肠剂和壮阳药；捣碎的树皮可做成药膏治疗软下疳等。经过研究发现，该种植物的主要活性物质是5-羟色氨酸，其种子中5-HTP含量很高，含量高达10％。
目前国内提取分离5-羟基色氨酸的工艺普遍采用：加纳籽经压榨或溶剂油脱油，甲醇/乙醇提取，浓缩后经活性炭/大孔树脂脱色，经结晶/重结晶提纯。由于加纳籽中含有大量的油以及其它脂溶性物质，即使经过压榨或溶剂油脱油也很难将其去除干净，不利于后续的分离纯化。同时甲醇/乙醇还会将原料中的大分子水溶性色素、糖、蛋白质和果胶等物质同时提取出，这些物质用活性炭/大孔树脂不仅效果难以控制，而且产品的损失也比大，通常5-羟基色氨酸的得率不超过50％。生产成本高，原料浪费极大。这种工艺在制备过程中使用多种有机溶剂，因此在产品的溶剂残留是一个无法回避的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的从加纳籽中提取5-羟基色氨酸的得率低、产品中存在溶剂残留的问题，提供一种5-羟基色氨酸的得率高、产品中无溶剂残留的5-羟基色氨酸的提取方法。
本发明实现上述目的的技术方案如下：
一种从加纳籽中提取5-羟基色氨酸的方法，包括以下工艺步骤：
(1)超声提取：将加纳籽粉碎至10-30目，在30-70℃的温度下用纯净水超声提取1-4次，每次提取时间为1-4h，加纳籽粉与纯净水的质量比为1∶6-10；
(2)过滤及分离：合并提取液，过60目滤网，滤液再用0.1-5μm超滤膜过滤；
(3)浓缩及结晶：将超滤膜过滤后所得滤液用真空浓缩器浓缩至原体积的1/4-1/5，将浓缩液放入结晶罐中冷却至室温后于4-10℃的温度下静置12-24h析晶，得到粗晶；
(4)重结晶：粗晶用10-15倍质量的纯净水加热溶解，加热温度控制在60-70℃，水溶液趁热过滤，滤液放入结晶罐中冷却至室温后在4℃下静置12-24h析晶；
(5)干燥：用离心机分离出晶体，在热风循环干燥箱于65-70℃的温度下干燥5h，得5-羟基色氨酸产品。
上述从加纳籽中提取5-羟基色氨酸的方法，步骤(1)中超声提取的温度最好为50℃，提取时间最好为1h，提取次数最好为2次，加纳籽粉与纯净水的质量比最好为1∶10。
5-羟基色氨酸在甲醇或乙醇中的溶解性较好，但用它们来提取却存在以下缺点：由于压榨或溶剂油脱油不能将原料中的油脂去除干净，甲醇或乙醇提取时会将其残留的油脂和脂溶性物质同时提出，增大了后续工艺的分离难度，并且还存在溶剂残留的问题。
本发明使用纯净水作为溶剂，利用超声波从加纳籽中提取5-羟基色氨酸，提取液经超滤膜过滤后再浓缩结晶、重结晶，晶体干燥后得到5-羟基色氨酸产品。使用纯净水作溶剂，可以避免脂溶性物质被提出，原料也不再需要榨油或脱油。5-羟基色氨酸在水中的溶解性不如醇中的好，采用超声波提取可以改进这一不足。用水提取会造成各种大分子水溶性色素、糖、蛋白质和果胶被大量提取出，这时再采用活性炭或大孔树脂来脱色去杂则效果不佳，固本发明利用超滤膜的微孔筛分作用去除各种大分子水溶性杂质。所得产品经HPLC检测纯度大于99％、转换率大于70％。由于整个工艺中不再使用各种有机溶剂，产品中就不存在有机溶剂残留的问题，使产品更加绿色和环保。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
试验例
提取方法的考察
水热提取法：取加纳籽粉末1.00g，用50mL蒸馏水50℃提取2h，过滤，滤液定容至50mL。醇热提取法：取加纳籽粉末1.00g，用50mL80％甲醇溶液50℃提取2h，过滤，滤液定容至50mL。超声波水提取法：取加纳籽粉末1.00g，用50mL蒸馏水50℃超声提取2h，过滤，滤液定容至50mL。
3种提取方法各重复3次，滤液定容后适当稀释再用0.45μm滤膜过滤，HPLC检测含量。试验表明醇热提取和超声波水提取法对5-羟基色氨酸提取率较高，但超声波水提取的产品更安全和环保。
提取温度的考察
在加纳籽粉与纯净水的质量比为1∶10，提取时间为2h，提取次数为2次的条件下考察了不同温度下(30，50，70℃)对5-羟基色氨酸得率的影响。在上述温度下5-羟基色氨酸的得率分别为8.2％，10.1％，9.4％。结果表明50℃左右产品提取率高，这可能与温度促进分子扩散和5-羟基色氨酸的稳定性有关。
提取时间的考察
在加纳籽粉与纯净水的质量比为1∶10，提取次数为2次，提取温度为50℃时，研究了不同提取时间(1，2，3，4h)对5-羟基色氨酸得率的影响。在上述提取时间下5-羟基色氨酸的得率分别为9.2％，10.0％，10.2％，10.3％。结果表明，随着提取时间的延长，5-羟基色氨酸的得率在增加，但2h后，提取率增加幅度减小。
提取次数的考察
在加纳籽粉与纯净水的质量比为1∶10，提取温度为50℃，提取时间为2h的条件下研究了不同提取次数(1，2，3，4次)对5-羟基色氨酸得率的影响。在上述提取次数下5-羟基色氨酸的得率分别为6.8％，9.8％，10.1％，10.3％。结果表明，随着提取次数的增加，5-羟基色氨酸的得率在增加，但在2次以后，提取率增加的幅度减小。
加纳籽粉与纯净水的质量比的考察
在提取温度为50℃，提取时间为2h，提取次数为2次的条件下研究了加纳籽粉与纯净水的质量比(1∶6，1∶8，1∶10，1∶12)对5-羟基色氨酸得率的影响。在质量比条件下5-羟基色氨酸的得率分别为6.3％，8.8％，10.0％，10.3％。结果表明，随着料液比的增加，5-羟基色氨酸的得率在增加，但在料液比1∶10以后，提取率增加的幅度很小。
正交试验
在讨论了各单因素影响的基础上，为了讨论各工艺参数相互交叉影响，试验设计了四因素三水平正交试验，结果见表2
精确称取加纳籽粉末1.0g，按表1因素及不同水平进行正交实验。
表1因素水平表
将在不同水平下提取出的样品液抽滤后定容于500mL量瓶中，通过HPLC分别检测出不同水平下的5-羟基色氨酸含量，结果见表2。
表2正交试验结果
表3方差分析
*P＜0.1
通过正交试验可知各因素对提取效果的影响程度依次为：A＞C＞D＞B，因素A对提取效果影响显著(P＜0.1)，其次是因素C(P＜0.15)，因素B和D对实验影响不显著。因此，结合单因素试验，最优提取工艺条件可选取方案A2B1C2D2，即提取温度50℃，提取时间1h，提取次数2次，料液比1∶10。
实施例
本实施例列举的从加纳籽中提取5-羟基色氨酸的方法，包括以下工艺步骤：
(1)超声提取：将加纳籽粉碎至10目，在大约50℃的温度下用纯净水超声提取2次，每次提取时间为1h，加纳籽粉与纯净水的质量比为1-10；
(2)过滤及分离：合并提取液，过60目滤网，滤液再用0.45μm超滤膜过滤；
(3)浓缩及结晶：将超滤膜过滤后所得滤液用真空浓缩器浓缩至原体积的1/4，将浓缩液放入结晶罐中冷却至室温后于4-10℃的温度下静置12h析晶，得到粗晶；
(4)重结晶：粗晶用10倍质量的纯净水加热溶解，加热温度控制在60-70℃，水溶液趁热过滤，滤液放入结晶罐中冷却至室温后在4℃下静置24h析晶；
(5)干燥：用离心机分离出晶体，在热风循环干燥箱于65-70℃的温度下干燥5h，得5-羟基色氨酸产品。
所得产品经HPLC检测，其纯度大于99％。
Claims (2)
1.一种从加纳籽中提取5-羟基色氨酸的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
(1)超声提取：将加纳籽粉碎至10-30目，在30-70℃的温度下用纯净水超声提取1-4次，每次提取时间为1-4h，加纳籽粉与纯净水的质量比为1∶6-10；
(2)过滤及分离：合并提取液，过60目滤网，滤液再用0.1-5μm超滤膜过滤；
(3)浓缩及结晶：将超滤膜过滤后所得滤液用真空浓缩器浓缩至原体积的1/4-1/5，将浓缩液放入结晶罐中冷却至室温后于4-10℃的温度下静置12-24h析晶，得到粗晶；
(4)重结晶：粗晶用10-15倍质量的纯净水加热溶解，加热温度控制在60-70℃，水溶液趁热过滤，滤液放入结晶罐中冷却至室温后在4℃下静置12-24h析晶；
(5)干燥：用离心机分离出晶体，在热风循环干燥箱于65-70℃的温度下干燥5h，得5-羟基色氨酸产品。
2.根据权利要求1所述的从加纳籽中提取5-羟基色氨酸的方法，其特征在于：步骤(1)中超声提取的温度为50℃，提取时间为1h，提取次数为2次，加纳籽粉与纯净水的质量比为1∶10。
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