CN110251567A - 一种左旋肉碱低共熔溶剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种左旋肉碱低共熔溶剂及其应用，其中所述左旋肉碱低共熔溶剂包括左旋肉碱、氢键供体以及水，所述氢键供体选自多元醇类、糖类、糖醇类和有机酸类中的任意一种或多种。所述左旋肉碱低共熔溶剂可用于提取天然动植物中的活性成分，其提取效率高、更绿色环保，且提取后不需要对提取溶剂进行去除，左旋肉碱低共熔溶剂作为提取物的同类或相似的物质成分，能够发挥提取物的作用效果，能更好地简化工艺，节约成本，提高提取效率，保护环境；本发明有效解决了传统以离子溶剂或有机溶剂提取动植物中的活性成分时，提取效率低、成本高、不安全、污染环境、工艺繁琐的问题。

Description

一种左旋肉碱低共熔溶剂及其应用

技术领域

本发明涉及低共熔溶剂领域，尤其涉及一种左旋肉碱低共熔溶剂及其应用。

背景技术

低共熔溶剂作为一种新型的低熔点混合物溶剂，受越来越广泛的关注。低共熔溶剂是由一定计量比的氢键受体和氢键供体组合而成，与纯物质相比，低共熔溶剂具有制备简单、价格便宜、低熔点、低成本、低毒性、易制备、能再生、可生物降解等优点；而左旋肉碱型低共熔溶剂在食品和化妆品领域具有广泛的应用前景。

鉴于低共熔溶剂具有的诸多优点，为了满足不同工业过程中绿色溶剂的需要，如何更好地应用低共熔溶剂，使这种新技术发挥优势并得到广泛的应用，是目前低共熔技术领域的重要工作。但是，目前对于低共熔溶剂的研究并不充分，已有的绿色溶剂种类还相对较少，尤其是适用于多种动植物提取的具有高提取效率的低共熔溶剂相对缺乏。

动植物提取物中具有许多重要的活性成分，这些活性成分是目前市场上被广泛关注的产品，但是传统的天然动植物提取技术，是采用甲醇、乙醇等有机溶剂进行提取，这类物质具有一定的毒性，在提取后会残留到提取物中，后续去除工艺十分繁琐，并且增加成本，用时长，效率低。而且传统的提取工艺中的一些不易降解的有机溶剂易挥发或排放到大自然中，从而污染环境。

因此，现有技术还有待于改进。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种左旋肉碱低共熔溶剂及其应用，旨在解决由于传统以离子溶剂或有机溶剂提取动植物中的活性成分时，其提取效率低、成本高、不安全、污染环境工艺繁琐的问题。

本发明的技术方案如下：

一种左旋肉碱低共熔溶剂，其中，包括左旋肉碱、氢键供体以及水，所述氢键供体选自多元醇类、糖类、糖醇类和有机酸类中的一种或多种。

所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其中，所述多元醇类选自乙二醇，丙三醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、甘油和三乙二醇中的一种或多种；和/或，所述糖类选自果糖、葡萄糖、蔗糖和乳糖中的一种或多种；和/或，所述糖醇类选自木糖醇、山梨醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇和甘露醇中的一种或多种；和/或，所述有机酸类选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸、丁二酸、丙二酸、没食子酸、水杨酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、月桂酸和肉豆蔻酸中的一种或多种。

所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其中，所述左旋肉碱与氢键供体的摩尔比为(1-5)：(1-8)。

所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其中，所述水的体积占左旋肉碱低共熔溶剂总体积的5-50％。

所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其中，包括乙二醇、柠檬酸、左旋肉碱以及水，其中，乙二醇、柠檬酸以及左旋肉碱的摩尔比为(1-4):(1-3):(1-4)。

所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其中，包括麦芽糖醇、酒石酸、左旋肉碱以及水，其中，麦芽糖醇、酒石酸以及左旋肉碱的摩尔比为(1-4):(1-3):(1-4)。

所述左旋肉碱低共熔溶剂的应用，其中，包括步骤：

将动植物的组织破碎物与所述左旋肉碱低共熔溶剂混合在提取装置中进行提取处理，得到初始提取液；

对所述初始提取液进行离心处理，得到目标提取液。

所述左旋肉碱低共熔溶剂的应用，其中，所述提取处理的温度为30-60℃，提取时间为20-90min。

所述左旋肉碱低共熔溶剂的应用，其中，所述动植物的组织破碎物与所述左旋肉碱低共熔溶剂的质量体积比为0.01-0.8g/ml。

所述左旋肉碱低共熔溶剂的应用，其中，所述动植物选自人参、丹参、黄连、番泻叶、大黄、绿茶、白芸豆、蝉蜕、地龙、绿藻、小球藻或玛卡中的一种或多种。

有益效果：本发明提供的左旋肉碱低共熔溶剂包括左旋肉碱、氢键供体以及水，所述氢键供体选自多元醇类、糖类、糖醇类和有机酸类中的任意一种或多种。所述左旋肉碱低共熔溶剂可用于提取天然动植物中的活性成分，其提取效率高、更绿色环保，且提取后不需要对提取溶剂进行去除，左旋肉碱低共熔溶剂作为提取物的同类或相似的物质成分，能够发挥提取物的作用效果，能更好地简化工艺，节约成本，提高提取效率，保护环境；本发明有效解决了传统以离子溶剂或有机溶剂提取动植物中的活性成分时，提取效率低、成本高、不安全、污染环境、工艺繁琐的问题。

附图说明

图1为本发明一种左旋肉碱低共熔溶剂应用于动植物活性成分提取的方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种左旋肉碱低共熔溶剂及其应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的一些实施方式，提供一种左旋肉碱低共熔溶剂，其包括左旋肉碱、氢键供体以及水，所述氢键供体选自多元醇类、糖类、糖醇类和有机酸类中的任意一种或多种。

低共熔溶剂是由不同分子在水中通过特定的配比形成的稳定的低共熔混合物溶液，低共熔混合物的熔点低于其各个组分分子自身的熔点，所述低共熔混合物是以基于分子内很强的氢键作用形成。

本实施例提供的左旋肉碱低共熔溶剂是由天然成分构成，其中，氢键受体为左旋肉碱，氢键供体为多元醇类、糖类、糖醇类和有机酸类中的任意一种或多种。本实施例提供的左旋肉碱低共熔溶剂解决了传统溶剂不安全、不环保的问题，所述左旋肉碱型低共熔溶剂具有提取效率高、可重复利用，易生物降解，适用于多种动植物活性成分提取的优点。使用左旋肉碱低共熔溶剂进行动植物活性成分提取的方法更加安全，且省去了使用传统溶剂提取后需要对溶剂进行去除的步骤。本发明左旋肉碱型低共熔溶剂作为多种动植物活性成分的提取溶剂使用时，其提取方法工艺更简单，用时短，成本更低，对环境安全。

在一些实施方式中，所述多元醇类选自乙二醇，丙三醇、1，2-丙二醇，1，3-丁二醇，1，4-丁二醇，1,3-丙二醇，甘油和三乙二醇中的一种或多种，但不限于此。在一些实施方式中，所述糖类选自果糖、葡萄糖、蔗糖和乳糖中的一种或多种，但不限于此。在一些实施方式中，所述糖醇类选自木糖醇、山梨醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇和甘露醇中的一种或多种，但不限于此。在一些实施方式中，所述有机酸类选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸、丁二酸、丙二酸、没食子酸、水杨酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、月桂酸和肉豆蔻酸中的一种或多种，但不限于此。

本实施例以多元醇类、糖类或糖醇类、有机酸类中任意一种或多种的组合作为氢键供体，以左旋肉碱作为氢键受体，上述成分均选自天然成分，配制得到天然低共熔溶剂。所述低共熔溶剂可重复利用，易生物降解，可以作为多种动植物的提取溶剂使用。使用该溶剂进行提取的方法更加安全，且提取后无需去除溶剂即可直接使用，缓解了传统溶剂提取后需要对溶剂进行去除，工艺繁琐，用时长，且不环保的缺陷。

在一些实施方式中，所述左旋肉碱与氢键供体的摩尔比为(1-5)：(1-8)，本实施例通过优化左旋肉碱与氢键供体的摩尔比例，所述左旋肉碱作为氢键受体能够与氢键供体形成稳定的氢键，从而形成稳定的低共熔混合物，并在水溶剂中保持较佳的粘度，最终获得更高的动植物活性成分提取效率。作为举例，所述左旋肉碱与氢键供体的摩尔比为1:1，1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、2:1、2:3、2:5、3:1或5:8等。

在一些实施方式中，所述水的体积占左旋肉碱低共熔溶剂总体积的5-50％。本实施例通过对所述左旋肉碱低共熔溶剂的含水量进行优化，得到了流动性更好，提取效率更高的低共熔溶剂。作为举例，所述水的体积占左旋肉碱低共熔溶剂总体积的5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％等，但不限于此。

在一些实施方式中，所述左旋肉碱低共熔溶剂包括乙二醇、柠檬酸、左旋肉碱以及水，其中，乙二醇、柠檬酸以及左旋肉碱的摩尔比为(1-4):(1-3):(1-4)。采用本实施例上述组分组成的左旋肉碱型低共熔溶剂更接近于动植物的天然成分，能够达到更好动植物活性成分的提取效果，天然动植物当中也有许多含有多元醇类和有机酸类的成分，应用乙二醇、柠檬酸作为氢键供体不仅无毒，而且化学性质与动植物中的许多天然成分相似，不仅更环保安全，而且能够达到更好的提取效果。

在另一些实施方式中，所述的左旋肉碱低共熔溶剂包括麦芽糖醇、酒石酸、左旋肉碱以及水，其中，麦芽糖醇、酒石酸以及左旋肉碱的摩尔比为(1-4):(1-3):(1-4)。采用本实施例上述组分组成的左旋肉碱型低共熔溶剂更接近于动植物的天然成分，其同样能够达到更好动植物活性成分的提取效果，天然动植物当中也有许多含有糖醇类和有机酸类的成分，应用麦芽糖醇、酒石酸作为氢键供体不仅无毒，而且化学性质与动植物中的许多天然成分相似，不仅更环保安全，而且能够达到更好的提取效果。

在一些实施方式中，如图1所示，还提供一种左旋肉碱低共熔溶剂的应用，其中，包括步骤：

S10、将动植物的组织破碎物与所述左旋肉碱低共熔溶剂混合在提取装置中进行提取处理，得到初始提取液；

S20、对所述初始提取液进行离心处理，得到目标提取液。

具体来讲，预先将动植物的组织破碎后研磨成粉，将所述粉状的动植物组织破碎物与左旋肉碱低共熔溶剂混合，所述动植物组织破碎物中化学性质与左旋肉碱型低共熔溶剂相似的活性成分，会逐渐进入到左旋肉碱型低共熔溶剂体系中，得到初始提取液，从而达到一定的提取效果；进一步地，对所述初始提取液进行离心除杂，可得到纯净的含有动植物活性成分的目标提取液。更进一步地，为了获得更好的分离效果，还可对分离后的目标提取液进行纳滤浓缩处理使目标提取液更澄清，固体杂质含量更低。最后在分离、浓缩后的提取液中加入防腐剂能够使提取液更长时间地保持原有质量和活性。

在一些实施方式中，为了达到更好地动植物活性成分的提取效率，使提取更彻底，同时节约动植物原料的成本，在混合提取过程中，所述动植物的组织破碎物与所述左旋肉碱低共熔溶剂的质量体积比为0.01-0.8g/ml。作为举例，所述动植物的组织破碎物与所述左旋肉碱低共熔溶剂的质量体积比可以为0.05g/ml、0.1g/ml、0.2g/ml、0.3g/ml等。

在一些实施方式中，为了能够让动植物中的活性成分充分脱离动植物进入到低共熔溶剂中，达到更好的提取效果和分离效果，本实施例优化了提取处理的时间和提取处理的温度，具体地，所述提取处理的温度为30-60℃，提取时间为20-90min。作为举例，所述提取处理的温度为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃，但不限于此；所述提取处理的时间为20min、30min、35min、40min、50min、60min或70min、80min或90min，但不限于此。

在一些实施方式中，所述动植物选自人参、丹参、黄连、番泻叶、大黄、绿茶、白芸豆、蝉蜕、地龙、绿藻、小球藻或玛卡中的一种，但不限于此。

为了进一步了解本发明，下面结合具体实施例对本发明方法和效果做进一步详细的说明。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

按照摩尔比1:1:2称取麦芽糖醇、酒石酸和左旋肉碱，制备左旋肉碱型低共熔溶剂(含水量为20％)。利用得到的左旋肉碱型低共熔溶剂对黄连进行提取，从黄连中提取小檗碱，提取方法包括以下步骤：

(a)按照黄连破碎物与左旋肉碱型低共熔溶剂的比例0.1g/ml(w/v)准确称取黄连破碎物与左旋肉碱型低共熔溶剂放入提取装置中混匀，进行提取，提取时间为30min，提取温度为50℃，提取后得到提取液；

(b)将提取液离心后，获得澄清液体，再用纳滤膜浓缩，加入防腐剂，得到黄连提取液。

实施例2

按照摩尔比2:1称取柠檬酸和左旋肉碱，制备左旋肉碱型低共熔溶剂(含水量为30％)。利用得到的左旋肉碱型低共熔溶剂对黄连进行提取，从黄连中提取小檗碱，提取方法包括以下步骤：

(a)按照黄连破碎物与左旋肉碱型低共熔溶剂的比例0.1g/ml(w/v)准确称取黄连破碎物与左旋肉碱型低共熔溶剂，放入提取装置中混匀，进行提取，提取时间为30min；提取温度为50℃，提取后得到提取液；

(b)将提取液离心后，获得澄清液体，再用纳滤膜浓缩，加入防腐剂，得到黄连提取液。

实施例3

按照摩尔比1:1:4称取苹果酸、麦芽糖醇和左旋肉碱，制备左旋肉碱型低共熔溶剂(含水量为10％)。利用得到的左旋肉碱型低共熔溶剂对黄连进行提取，从黄连中提取小檗碱，提取方法包括以下步骤：

(a)按照黄连破碎物与左旋肉碱型低共熔溶剂的比例0.1g/ml(w/v)准确称取黄连破碎物与左旋肉碱型低共熔溶剂，放入提取装置中混匀，进行提取，提取时间为30min；提取温度为50℃，提取后得到提取液；

(b)将提取液离心后，获得澄清液体，再用纳滤膜浓缩，加入防腐剂，得到黄连提取液。

对比例1

称取黄连破碎物20g,分别以10倍量50％甲醇为溶剂,100℃加热回流，提取2次，每次1.5h，滤液合并浓缩，定容于100mL量瓶中。以10倍量溶媒体积，每次1.5h，进行黄连的提取2次。提取时，取200mL溶媒加入烧瓶中，回流加热进行提取得黄连提取物，第一次提取1.5h，放冷后抽滤，将滤渣回收加入200mL溶媒再次进行回流提取1.5h，提取结束后抽滤，用少量的溶媒清洗滤渣，将两次滤液和清洗滤渣的溶液浓缩后一并转入100mL容量瓶定容。4℃冷藏，备用，平行提取三次。

对比例2

称取黄连粉20g，分别以10倍量蒸馏水为溶剂，100℃加热回流，提取2次，每次1.5h，滤液合并浓缩，定容于100mL量瓶中。以10倍量溶媒体积，每次1.5h，进行黄连小檗碱提取2次。提取时，取200mL溶媒加入烧瓶中，回流加热进行提取小檗碱，第一次提取1.5h，放冷后抽滤，将滤渣回收加入200mL溶媒再次进行回流提取1.5h，提取结束后抽滤，用少量的溶媒清洗滤渣，将两次滤液和清洗滤渣的溶液浓缩后一并转入100mL容量瓶定容。4℃冷藏，备用，平行提取三次。

试验例

采用高效液相色谱法对实施例1-3和对比例1-2得到的黄连提取液进行成分及含量检测。

实验试剂：盐酸小檗碱标准品、乙腈(HPLC级)，甲醇(国药)，超纯水。仪器：Agilent1100-DVD；色谱柱：ZORBAX XDB-C18(250×4.60mm；5μm)；电子天平(CP 225D德国SARTORIUS)。

标准品信息：溶剂:50％的甲醇。(1)盐酸小檗碱(50μg/mL，100μg/mL，200μg/mL，300μg/mL，400μg/mL，500μg/mL，1000μg/mL)。

供试品的制备：取供试品1mL，用50％甲醇稀释定容至20mL，过0.45μm膜后备用。

色谱条件：

色谱柱：ZobaxElipseplus-C18(4.6mm×250mm，5μm)，柱温：25℃；

流动相：乙腈、水(含0.3％磷酸及0.2％三乙胺)(45min)，流速：0.7mL/min；进样量：10μL；检测波长：345nm。

流动相的梯度洗脱条件如表1所示：

表1

实施例与对比例获得的植物提取物的高效液相色谱检测结果检测结果如表2所示：

表2

流动相梯度表由表2中1-3实施例测定结果可见，在本发明范围内调整工艺参数和提取条件，均能够达到较高的提取率，能够有效提取动植物提取物。由表2中实施例2的测定结果可见，当选用优化的组分、摩尔比、含水量、药液比以及提取条件进行提取，获得了最高的提取效率。即柠檬酸和左旋肉碱2：1的摩尔比制备的左旋肉碱型低共熔溶剂，提取效果最好。

由表2中实施例1和实施例3的测定结果对比可见，以糖醇类、有机酸类与左旋肉碱配比能够获得较好的提取效果，通过优化动植物原料与低共熔溶剂的配比，能够提高提取效率。

综上所述，本发明提供的左旋肉碱低共熔溶剂包括左旋肉碱、氢键供体以及水，所述氢键供体选自多元醇类、糖类、糖醇类和有机酸类中的任意一种或多种的组合。所述左旋肉碱低共熔溶剂可用于提取天然动植物中的活性成分，其提取效率高、更绿色环保，且提取后不需要对提取溶剂进行去除，左旋肉碱低共熔溶剂作为提取物的同类或相似的物质成分，能够发挥提取物的作用效果，能更好地简化工艺，节约成本，提高提取效率，保护环境；本发明有效解决了传统以离子溶剂或有机溶剂提取动植物中的活性成分时，提取效率低、成本高、不安全、污染环境、工艺繁琐的问题。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种左旋肉碱低共熔溶剂，其特征在于，包括左旋肉碱、氢键供体以及水，所述氢键供体选自多元醇类、糖类、糖醇类和有机酸类中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其特征在于，所述多元醇类选自乙二醇、丙三醇、1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、甘油和三乙二醇中的一种或多种；和/或，所述糖类选自果糖、葡萄糖、蔗糖和乳糖中的一种或多种；和/或，所述糖醇类选自木糖醇、山梨醇、赤藓糖醇、麦芽糖醇和甘露醇中的一种或多种；和/或，所述有机酸类选自柠檬酸、苹果酸、酒石酸、丁二酸、丙二酸、没食子酸、水杨酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、月桂酸和肉豆蔻酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其特征在于，所述左旋肉碱与氢键供体的摩尔比为(1-5)：(1-8)。

4.根据权利要求1所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其特征在于，所述水的体积占左旋肉碱低共熔溶剂总体积的5-50％。

5.根据权利要求1所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其特征在于，包括乙二醇、柠檬酸、左旋肉碱以及水，其中，乙二醇、柠檬酸以及左旋肉碱的摩尔比为(1-4):(1-3):(1-4)。

6.根据权利要求1所述的左旋肉碱低共熔溶剂，其特征在于，包括麦芽糖醇、酒石酸、左旋肉碱以及水，其中，麦芽糖醇、酒石酸以及左旋肉碱的摩尔比为(1-4):(1-3):(1-4)。

7.一种如权利要求1-6任一所述左旋肉碱低共熔溶剂的应用，其特征在于，包括步骤：

将动植物的组织破碎物与所述左旋肉碱低共熔溶剂混合在提取装置中进行提取处理，得到初始提取液；

对所述初始提取液进行离心处理，得到目标提取液。

8.根据权利要求7所述左旋肉碱低共熔溶剂的应用，其特征在于，所述提取处理的温度为30-60℃，提取时间为20-90min。

9.根据权利要求7所述左旋肉碱低共熔溶剂的应用，其特征在于，所述动植物的组织破碎物与所述左旋肉碱低共熔溶剂的质量体积比为0.01-0.8g/ml。

10.根据权利要求7所述左旋肉碱低共熔溶剂的应用，其特征在于，所述动植物选自人参、丹参、黄连、番泻叶、大黄、绿茶、白芸豆、蝉蜕、地龙、绿藻、小球藻或玛卡中的一种或多种。