CN114835679A

CN114835679A - 一种从废弃烟叶中提取烟碱的方法

Info

Publication number: CN114835679A
Application number: CN202210450151.1A
Authority: CN
Inventors: 刘海龙; 袁玲玲; 章郭飞; 钱如贵
Original assignee: Yunnan Xinda Health Technology Co ltd
Current assignee: Yunnan Xinda Health Technology Co ltd
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2022-08-02

Abstract

本发明以废弃烟叶为原料，经乙醇提取、浓缩、调酸、静置，分离沉淀用于提取茄尼醇；上清液通过树脂脱色，调碱后，再通过大孔吸附树脂富集，乙醇洗脱，经回收乙醇、浓缩，得烟碱。本发明操作步骤简单，有机溶剂用量减少，并可同时提取茄尼醇和烟碱。

Description

一种从废弃烟叶中提取烟碱的方法

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体的说，涉及一种从废弃烟叶中提取烟碱的方法。

背景技术

作为卷烟生产的重要原料，烟叶在收购、复烤、卷制等过程中会产生大量废弃物。过去，废弃烟叶大多采取焚烧、填埋的处理方式，往往造成资源浪费和环境污染。近年来，随着烟叶处理和利用技术发展，废弃烟叶可用于提取烟碱，以及重要医药中间体茄尼醇。

目前，从废弃烟叶中提取烟碱主要采用水蒸汽蒸馏法、溶剂萃取法、离子交换法等。其中，溶剂萃取法应用最为广泛，但存在提取成分单一、有机溶剂用量大、安全系数低等缺点，规模生产具有较大困难。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种从废弃烟叶中提取烟碱的方法，以废弃烟叶为原料，经乙醇提取、浓缩、调酸、静置，分离沉淀用于提取茄尼醇；上清液通过大孔树脂脱色，调碱后，再通过大孔吸附树脂富集，以乙醇溶液洗脱，经回收乙醇、浓缩，即得烟碱。

为实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现的：

所述的从废弃烟叶中提取烟碱的方法包括以下步骤：

(1)取废弃烟叶，以6～8倍量80～90％乙醇提取2～3次，合并提取液，回收乙醇，溶液浓缩至烟叶质量的1～2倍；

(2)浓缩液加入酸溶液，调节pH3～4，4℃放置12h以上，离心或过滤，沉淀用于提取茄尼醇；

(3)上清液通过脱色树脂，收集脱色液；

(4)脱色液以NaOH溶液调节pH8～10，再通过大孔吸附树脂富集，以乙醇溶液洗脱；

(5)洗脱液回收乙醇，浓缩，即得烟碱溶液。

作为优选，步骤(2)所述浓酸溶液为磷酸或饱和柠檬酸溶液。

进一步地，选择加入烟叶量2～3％的磷酸(相当于溶液量4～6％)，可调节pH3～4。

作为优选，步骤(3)用的脱色树脂为LX-T28大孔吸附树脂，装柱长径比≥5:1，控制流速1～2BV/h，过柱体积≤4BV。

进一步地，为了提高得率，过柱完毕后，脱色树脂以2～3BV纯化水冲洗，溶液与脱色液合并处理。

步骤(4)富集树脂可以是弱或中等极性的LXP-60、LX-D01、HPD-100大孔吸附树脂。作为优选，大孔吸附树脂为LXP-60，装柱长径比≥3:1，控制流速2～3BV/h，弃上柱流出液，过柱总体积≤8BV。

进一步地，为了提高成品纯度，过柱完毕后，LXP-60大孔吸附树脂以不低于3BV的纯化水洗脱，弃水洗液；然后再以2～3BV的80～90％乙醇溶液洗脱大孔吸附树脂，控制流速1～2BV/h，收集洗脱液。

本发明的有益效果：

(1)采用乙醇为溶剂，可同时提取茄尼醇和烟碱，实现废弃烟叶的资源化利用，降低环境污染。

(2)采用大孔树脂分离，可实现烟碱的纯化。

(3)减少有机溶剂使用，保障生产安全。

(4)操作步骤简单，便于规模化生产。

附图说明

图1是本发明的工艺流程简图。

图2是本发明实施例1各分离成分TLC色谱图。

图3是本发明实施例2所用原料、成品中烟碱检测GC色谱图。

图4是本发明实施例2所用原料、成品中茄尼醇检测HPLC色谱图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

如图1所示，所述一种从废弃烟叶中提取烟碱的方法，包括以下步骤：

(1)提取浓缩

取废弃烟叶，以80～90％乙醇回流提取2～3次，每次乙醇溶液用量为烟叶质量的6～8倍，提取时间为30～60min。合并提取液，减压回收乙醇，剩余水溶液继续浓缩至烟叶质量的1～2倍(约相当于提取溶液浓缩15～20倍)。

(2)调酸

取烟叶提取浓缩液，加入酸溶液，调节pH3～4。其中，若选择加入浓磷酸，用量为烟叶质量的2～3％(或相当于溶液量3～6％)；若选择加入柠檬酸，宜配制为饱和溶液，用量为烟叶质量的3～4％。

(3)静置

调酸后的提取液，4℃放置12h以上，4000rpm离心10min，或以滤纸过滤，沉淀以90％以上乙醇溶液溶解，过滤后，直接用于提取茄尼醇或浓缩干燥保存。

(4)大孔树脂脱色

去除沉淀的上清液，通过脱色树脂，收集脱色液。优选的脱色树脂为LX-T28大孔吸附树脂(西安蓝晓科技新材料股份有限公司)，装柱长径比≥5:1，控制流速1～2BV/h，过柱体积≤4BV。为了提高得率，过柱完毕后，脱色树脂以2～3BV纯化水冲洗，溶液与脱色液合并处理。

(5)调碱

经脱色后的烟叶提取液，以NaOH溶液调节pH8～10。若配制NaOH溶液浓度30％，用量为烟叶质量的10～20％。

(6)大孔树脂吸附

经调碱后的溶液，通过弱或中等极性大孔吸附树脂富集，大孔吸附树脂可以是LXP-60、LX-D01、HPD100。优选大孔吸附树脂为LXP-60(西安蓝晓科技新材料股份有限公司)，装柱长径比≥3:1，控制流速2～3BV/h，弃上柱流出液，过柱总体积≤8BV。为了提高成品纯度，过柱完毕后，大孔吸附树脂以不低于3BV的纯化水洗脱，弃水洗液。

(7)洗脱浓缩

大孔树脂吸附以浓度80％以上乙醇洗脱，控制流速1～2BV/h，用量为2～3BV，收集洗脱液，减压回收乙醇，浓缩至烟叶质量的5～15％，即得烟碱水溶液。

本发明在提取过程中，采用乙醇为溶剂，避免使用石油醚、乙醚等危险系数较高的有机溶剂，提高生产安全，降低环境污染，并可同时提取茄尼醇和烟碱，实现废弃烟叶的资源化利用；根据烟碱物理化学性质，采用大孔树脂分离，操作步骤简单，生产成本降低，便于规模化生产应用。

实施例1

取废弃烟叶(昆明匡志生物科技有限公司提供)100g，以90％乙醇溶液回流提取3次，每次30min，乙醇溶液用量分别为800、600、600ml，合并提取液，得1450ml，过滤，减压回收乙醇，并浓缩至100ml，加入磷酸3ml，调节溶液pH3.0，4℃放置16h，滤纸过滤，滤纸上的沉淀以90％乙醇溶液50ml，加热溶解，备用；滤液通过LX-T28大孔吸附树脂(西安蓝晓科技新材料股份有限公司，柱直径2.5cm，装柱高度15cm，预先处理备用)，控制流速1～2ml/min，过柱完毕后，树脂以200ml纯化水冲洗，合并流出液，加入20％NaOH溶液约30ml，调节pH10.0；溶液通过LXP-60大孔吸附树脂(西安蓝晓科技新材料股份有限公司，柱直径2.5cm，装柱高度12cm，预先处理备用)，控制流速2～3ml/min，弃流出液，过柱完毕后，以200ml纯化水冲洗树脂，弃水洗液；大孔吸附树脂以90％乙醇溶液150ml洗脱，控制流速1～2ml/min，收集洗脱液，减压回收乙醇，浓缩，得烟碱溶液5ml。

实施例2

取废弃烟叶300g，以80％乙醇溶液回流提取2次，每次60min，乙醇溶液用量分别为2400、1800ml，合并提取液，得3600ml，硅藻土过滤，减压回收乙醇，并浓缩至500ml，加入磷酸6ml，调节溶液pH4.0，4℃放置24h，过滤，滤纸上沉淀60℃以下热风干燥，得46.8g；滤液通过LX-T28大孔吸附树脂(西安蓝晓科技新材料股份有限公司，柱直径3.5cm，装柱高度20cm，预先处理备用)，控制流速3～4ml/min，过柱完毕后，树脂以500ml纯化水冲洗，合并流出液，加入30％NaOH溶液约50ml，调节pH8.5；溶液通过LXP-60大孔吸附树脂(西安蓝晓科技新材料股份有限公司，柱直径3.5cm，装柱高度16cm，预先处理备用)，控制流速4～6ml/min，弃流出液，过柱完毕后，以1000ml纯化水冲洗树脂，弃水洗液；大孔吸附树脂以80％乙醇溶液600ml洗脱，控制流速2～3ml/min，收集洗脱液，减压回收乙醇，浓缩，得烟碱溶液26ml。

实施例3

取废弃烟叶500g，以80％乙醇溶液回流提取2次，每次30min，乙醇溶液用量分别为3500、3000ml，合并提取液，硅藻土过滤，减压回收乙醇，并浓缩至1000ml，加入磷酸9ml，调节溶液pH 3.5，4℃放置3d，过滤，滤纸上沉淀以95％乙醇加热溶解，冷却后过滤，浓缩，60℃以下热风干燥，得25.3g；滤液通过LX-T28大孔吸附树脂(西安蓝晓科技新材料股份有限公司，柱直径3.5cm，装柱高度20cm，预先处理备用)，控制流速3～4ml/min，过柱完毕后，树脂以600ml纯化水冲洗，合并流出液，加入30％NaOH溶液约60ml，调节pH 9.0；溶液通过LXP-60大孔吸附树脂(西安蓝晓科技新材料股份有限公司，柱直径3.5cm，装柱高度16cm，预先处理备用)，控制流速5～6ml/min，弃流出液，过柱完毕后，以800ml纯化水冲洗树脂，弃水洗液；大孔吸附树脂以90％乙醇溶液500ml洗脱，控制流速2～3ml/min，收集洗脱液，减压回收乙醇，浓缩，得烟碱溶液57ml。

各实施例试验数据分析

1、分析检测方法

1.1TLC薄层色谱

取烟叶提取浓缩液、静置后沉淀(含茄尼醇的提取物)、上清液、烟碱提取物各适量，固体沉淀用少量乙醇溶解，作为供试品溶液。再分别取烟碱、茄尼醇对照品(昆明匡志生物科技有限公司提供)，加乙醇制成每1ml分别含烟碱、茄尼醇2mg的溶液，作为对照品溶液(A)、对照品溶液(B)，照薄层色谱法(中国药典通则0502)试验。

吸取上述系列供试品溶液、对照品溶液(A)和对照品溶液(B)各2μl，分别点于硅胶G薄层板上，同时制备2块，以乙酸乙酯:石油醚(5:2)为展开剂，展开，取出，晾干，一块在紫外光灯(365nm)下观察；另一块喷以10％硫酸乙醇溶液，在105℃加热至斑点显色清晰，日光下观察。

1.2烟碱含量测定(GC)

按照“YC/T 383-2010烟草及烟草制品烟碱、降烟碱、新烟碱、麦斯明和假木贼碱的测定气相色谱-质谱联用法”中烟碱含量测定项下规定制备供试品和对照品溶液，依法测定。

1.3茄尼醇含量测定(HPLC)

按照“GB/T 31758-2015烟叶和烟叶提取物中茄尼醇的测定高效液相色谱法”中茄尼醇含量测定项下规定制备供试品和对照品溶液，依法测定。

2、检测结果及分析

2.1烟碱、茄尼醇—TLC检测结果

实施例1中烟碱成品与对照品(A，烟碱)显相同的蓝色荧光斑点，未见其他杂质斑点，显色未见茄尼醇紫色斑点；沉淀(含有茄尼醇的烟叶提取物)与对照品(B，茄尼醇)色谱相应位置上，日光下显相同紫色斑点，有杂质斑点，但紫外下无烟碱蓝色荧光斑点。说明实施例1所述工艺不仅能实现烟碱和茄尼醇的有效分离，且能提高提取物纯度和含量，分析结果见表1、图2。

表1 TLC检测结果

2.2烟碱GC检测结果

实施例2、3中，得到的烟碱提取物为水溶液，含量分别为152.6mg/g、128.5mg/g，计算提取率分别为82.74％、85.13％。

表2烟碱含量测定及结果计算

2.3茄尼醇HPLC检测结果

通过本发明工艺处理，实施例2、3制备得到的茄尼醇提取物含量分别为17mg/g、51mg/g，计算提取率分别为76.44％、71.65％，结果见表3。

表3茄尼醇含量测定及结果计算

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种从废弃烟叶中提取烟碱的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）取废弃烟叶，以6～8倍量80～90%乙醇提取2～3次，合并提取液，回收乙醇，溶液浓缩至烟叶质量的1～2倍；

（2）浓缩液加入酸溶液，调节pH3～4，4℃放置12h以上，离心或过滤，沉淀用于提取茄尼醇；

（3）上清液通过大孔树脂脱色，收集脱色液；

（4）脱色液以NaOH溶液调节pH8～10，再通过大孔吸附树脂富集，以乙醇溶液洗脱；

（5）洗脱液回收乙醇，浓缩，即得烟碱溶液。

2.根据权利要求1所述一种从废弃烟叶中提取烟碱的方法，其特征在于：步骤（2）所述酸溶液为浓磷酸，用量为烟叶质量的2～3%。

3.根据权利要求1所述的一种从废弃烟叶中提取烟碱的方法，其特征在于：步骤（3）用的脱色树脂为LX-T28大孔吸附树脂，装柱长径比≥5:1，控制流速1～2BV/h，过柱体积≤4BV；过柱完毕后，以2～3BV纯化水冲洗树脂，与脱色液合并。

4.根据权利要求1所述的一种从废弃烟叶中提取烟碱的方法，其特征在于：步骤（4）大孔吸附树脂为LXP-60，装柱长径比≥3:1，控制流速2～3BV/h，弃上柱流出液，过柱总体积≤8BV；过柱完毕后，大孔吸附树脂以不低于3BV的纯化水洗脱，弃水洗液；树脂以2～3BV的80～90%乙醇溶液洗脱，流速1～2BV/h，收集洗脱液。