從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的工藝方法
2023-11-01 08:15:37
專利名稱：從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的工藝方法
技術領域：
本發明涉及從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法。
背景技術：
石蒜又稱龍爪花，為多年生草本球莖花卉，是中國的珍貴花卉之一，品種眾多，有紅花、小紅花、黃花、淡紅紫色、百合型、白長筒型等，其葉像蘭花，花型似金燈，具有良好的觀賞價值。在植物分類學上屬於石蒜科(Anaryllidaeeae)、石蒜屬(Lycoris.herb)，其屬名的拉丁文含義是希臘神話女海神的名字。
石蒜屬植物在世界分布約20種，我國就有15種，佔絕對優勢，分布12省、市、自治區，秦嶺以南至長江流域和西南地區均有野生分布，集中分布於長江中下遊地區，其中安徽、江蘇、浙江三省植物資源分布最為豐富，蘊藏量最大。
石蒜的鱗莖是含有多種生物鹼的鱗莖，主要有高石蒜鹼(Homolycorine)、石蒜倫鹼(Lycorenine)、多花水仙鹼(Tazettine)、石蒜胺鹼(Lycoramine)、石蒜鹼(Lycorine)、偽石蒜鹼(Pseudolycorine)和雪花蓮胺鹼(加蘭他敏，Galanthamine)、還有雨石蒜鹼(Pluriine)、去甲雨石蒜鹼(Norpluriine)、去甲基高石蒜鹼(Demethylhomolycorine)、小星蒜鹼(Hippeastrine)、表雪花蓮胺鹼(2-Epigalanthamine)、條紋鹼Hippeastrine)、和網球花定(Haemanthidine)等生物鹼。此外，含澱粉約20％又含有兩種有抑制植物生長和抗癌作用的成分石蒜西定醇(Lycoricidinol)、石蒜西定(Lycoricidine)。葉和花瓣中含有糖類和糖甙。同屬植物紫花石蒜Lycoris squamigera Waxivu，鱗莖中的生物鹼成分與本品基本相同，另含紫花石蒜(Squamigerinye)。本發明是指從石蒜屬植物鱗莖中提取石蒜鹼的工藝方法。
石蒜鹼(Lycorine)，異名Amarylline，Bellamlrine，Galanthidine，化學名為Ganlanthan-1，2-diol，3-3a-didehydro-9，10-[methylenebis(oxy)]-，(1α，2β)-，結構式如下 它屬於無色稜柱結晶(乙醇)，熔點275～280℃(分解)。有右旋光性。微溶於乙醇、乙醚、氯仿和石油醚，溶於稀酸，幾乎不溶於水。鹽酸石蒜鹼是針狀晶體，熔點217℃(分解)。苦味酸石蒜鹼是黃色針狀晶體，熔點202℃(分解)。石蒜鹼有強力的催吐作用，可作為吐根代用品。一般可以從該類植物中提取。
它是石蒜科植物石蒜的鱗莖內的生物鹼，其主要來源於石蒜科植物石蒜Lycoris radiata Herb.鱗莖，水仙Narcissus tazetta L.var.chinensis Roem.蔥Zephyranthes candida Herb.全草，文殊蘭Crinum asiaticum L.var.sinicum Bak鱗莖及根，沃式雪花蓮Galanthus woronawii Losink.君子蘭Clivia miniataRegel.根莖。
石蒜鹼在石蒜屬植物體內含量較多，其生理作用也因其在不同的使用條件、方式下有不同的效果。在最早的認識中對石蒜鹼的認識僅是在毒性作用上的了解，而今，通過各種研究、試驗證明，石蒜鹼還在生物醫學上有一定的功效。這就為人類對生物的探究開啟了一條大道。
石蒜鹼的醫藥作用主要是抗癌，抗炎，抗病毒，抗菌殺蟲，催吐、祛痰，對中樞系統的作用，對循環系統的作用，對子宮和腸管平滑肌的作用，對垂體—腎上腺皮質系統的作用，對血糖的影響，促進尿酸排洩，對免疫功能的影響等等，另外就是其所具有的毒性作用。
現有的技術中對石蒜鹼的提取在於使用有機溶劑回流萃取法、微波提取法、真空微波提取法，其各具特色，在分離提取效果上主要是真空微波的提取效率較高。但隨著生物科學事業的發展，充分利用生物資源來進行科技事業的研究，成了現代生命科學的研究導向。所以本發明就著重於利用生物酶的活性作用來對石蒜鹼進行酶解提取。上述專利文獻和非專利文獻均未見到與本發明有關的記載。
發明內容
石蒜屬植物含有多種生物鹼，本發明提供一種利用纖維素酶的酶解作用來進行提取其中石蒜鹼(Lycorine)的方法，使其提取時間較以前工藝相比大為縮短，並且產品質量能夠達到99％以上。
本發明的任務是按以下技術方案實現的。
黃花石蒜鮮球莖經清洗後切片，加水後，用纖維素複合酶對其進行酶解處理，目的是將其細胞壁分解，將之PH調節為偏鹼性，經離心、過濾，萃取、濃縮，反萃取、調鹼、過濾、重結晶、真空烘乾等一系列過程後，即得石蒜鹼的純游離結晶。
所述的纖維索複合酶，是木黴經發酵提取而得的一種複合酶(含C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶；還有半纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、澱粉酶等)，其作用是降解植物纖維，使纖維轉化為葡萄糖。作用條件最適溫度45～55℃；最適PH4.0～5.5；固體酶淺黃色，酶活力1500u/g以上；液體酶淺褐色液體，酶活力2000u/ml以上。本實驗採用的是液體纖維素複合酶。酶活力是指在一定條件下，1分鐘能轉化一個微摩爾底物的酶叫做一個酶單位u。
本發明的工藝流程如說明書附圖1。
本發明
具體實施例方式
1、2產品的液相色譜圖如附圖2。
石蒜鹼標準樣品的液相色譜圖如附圖3。
附圖1.從石蒜屬植物中提取石蒜鹼工藝流程圖，1.酶解將黃花石蒜鮮球莖經清洗後切片，放入多功能提取罐中，放入4倍重的水，加入液體纖維素酶，加入量1.3L/100Kg原料，酶活力2000u/ml以上，在多功能提取罐中酶解6小時，酶解溫度40～55℃，被酶解溶液PH4.0～5.5。
2.過濾將酶解後的酶解液過濾，棄濾渣，(濾渣可轉化成肥料用)，保留濾液。
3.調濾液PH用40％的NaoH溶液調濾液PH至9～10，使濾液混濁。
4.離心分離將混濁液用GQ75高速管式分離機離心分離，棄離心渣(離心渣可轉化成肥料用)，取清液。
5.萃取用4～5倍體積的乙酸乙酯分數次萃取離心分離後的清液，最後棄水相，保留有機相，廢棄的水相可排放到沉澱池，調其PH達到7，放置24小時後排放。
6.濃縮將有機相濃縮至原體積的0.6～0.7％。
7.反萃取用2％的稀硫酸溶液對濃縮後的乙酸乙酯有機相進行反萃取，2％稀硫酸體積為乙酸乙酯體積的一半，分三次反萃取，保留酸水相，有機相乙酸乙酯作回收再用。
8.調鹼用40％NaoH溶調酸水相PH至9～10，產生粗石蒜鹼沉澱。
9.抽濾將調PH9～10後的溶液經抽濾，濾液可用作回收加蘭他敏，沉澱為石蒜鹼粗品。
10.重結晶石蒜鹼粗品用乙醇溶解再結晶，得石蒜鹼精品，在50℃～60℃不超過60℃真空烘乾得石蒜鹼成品。
附圖2.具體實施方式
1、2的液相色譜圖，色譜條件紫外檢測波長232nm，pH值7.0，流動相甲醇-水-三乙胺(15∶85∶0.595)，掃尾劑三乙胺(TEA)可降低色譜柱中少量裸露矽醇基的幹擾。液相色譜圖請看附圖2附圖3.石蒜鹼標準樣品的液相色諸圖，色譜條件紫外檢測波長232nm，pH值7.0，流動相甲醇-水-三乙胺(15∶85∶0.595)，掃尾劑三乙胺(TEA)可降低色譜柱中少量裸露矽醇基的幹擾。液相色譜圖請看說明書附圖3。石蒜鹼標樣購於SIGMA公司。
從附圖2和附圖3可知，本產品通過液相色譜分析從圖譜判斷，相同的色譜條件，樣品出峰時間與標樣出峰時間相同。判斷為同一物質石蒜鹼。圖譜上看雜質峰比較少，主峰比較單一。通過外標法計算，石蒜鹼含量為99.2％.
本發明制的石蒜鹼成品純度可達99％左右，方法工藝操作簡單，節省工時，可工業化連續生產，收率一般酸提取率僅為3.83/萬，而用本方法提取收率達4.69/萬。
具體實施方式
1取100Kg清洗後的新鮮黃花石蒜球莖切片後，浸於功能提取罐中，加入1.3L液體纖維素酶(酶活力不低於2000u/ml)，再加入400Kg水，在溫度55℃、PH＝5，酶解6小時，酶解完成後過濾，棄濾渣(濾渣可作肥料)，得濾液450Kg，將濾液用40％的氫氧化鈉水溶液調酶解液PH9～10，使酶解液混濁，用GQ75高速管式分離機離心分離去渣(渣用作肥料)，得離心液440Kg，取離心液，用1760L乙酸乙酯平均分6次萃取，萃取操作在萃取塔進行連續萃取，取有機相，棄水相，廢棄的水相可排放到沉澱池，調PH＝7放置24小時後排放。將有機相用刮板薄膜濃縮器濃縮至10Kg左右，濃縮過程式中回收乙酸乙酯，用2％硫酸水溶液5L分3次反萃取濃縮液取酸水相，有機相回收再用，用40％的氫氧化鈉水溶液調酸水相PH9～10，使溶液混濁，抽濾得沉澱產品40g粗石蒜鹼，濾液可用作回收加蘭他敏，將石蒜鹼用乙醇溶解，進行重結晶，得石蒜鹼精品，將石蒜鹼精品在60℃以下真空烘乾，得35g成品，其純度可達99％左右，本產品色相色譜分析結果見附圖2。
具體實施方式
2取150Kg清洗後的新鮮紅花石蒜球莖切片後，浸於功能提取罐中，加入2.1L液體纖維素酶(酶活力不低於2000u/ml)，再加入600Kg水，在溫度55℃、PH＝5，酶解6小時，酶解完成後過濾，棄濾渣(濾渣可作肥料)，得濾液700Kg，將濾液用40％的氫氧化鈉水溶液調酶解液PH9～10，使酶解液混濁，用GQ75高速管式分離機離心分離去渣(用作肥料)，得離心液740Kg，取離心液，用2960L乙酸乙酯平均分6次萃取，萃取操作在萃取塔進行連續萃取，取有機相，棄水相，廢棄的水相可排放到沉澱池，調PH＝7放置24小時後排放。將有機相用刮板薄膜濃縮器濃縮至15Kg左右，濃縮過程式中回收乙酸乙酯，用2％硫酸水溶液7.5L分3次反萃取濃縮液取酸水相，有機相回收再用，用40％的氫氧化鈉水溶液調酸水相PH9～10，使溶液混濁，抽濾得沉澱產品65g粗石蒜鹼，濾液可用作回收加蘭他敏，將石蒜鹼用乙醇溶解，進行重結晶，得石蒜鹼精品，將石蒜鹼精品在60℃以下真空烘乾，得53.4g成品，其純度可達99％左右，本產品液相色譜分析結果見附圖2。
權利要求
1.一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵在於工藝步驟依次為①酶解將石蒜鮮球莖清洗後切片、加水、用纖維素複合酶對其酶解；②過濾將酶解後酶解液(PH4.0～5.5)過濾，取濾液；③調濾液的PH用鹼液調濾液PH使濾液混濁；④離心分離將混濁液用高速離心機離心分離，取清液；⑤萃取用4～5倍體積的乙酸乙酯分數次萃取離心後的清液，保留乙酸乙酯有機相；⑥濃縮將有機相濃縮至原體積的0.3～0.4％；⑦反萃取用0.5倍體積的稀硫酸溶液對乙酸乙酯濃縮液進行數次反萃取，取酸水相；⑧調鹼用鹼液調酸水相PH至偏鹼性，產生石蒜鹼沉澱；⑨抽濾對沉澱液進行抽濾，取沉澱得石蒜鹼初品；⑩重結晶石蒜鹼經乙醇溶解、再結晶得石蒜精品，過濾，在50～60℃真空烘乾得石蒜鹼成品。
2.根據權利要求1所述的一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵是使用纖維素複合酶進行酶解的溫度45～55℃，被酶解溶液PH4.0～5.5，酶解時間6小時，纖維素複合酶的酶活力不低於2000u/ml，酶解時加水量為鮮石蒜球莖重量的4倍。
3.根據權利要求1所述的一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵是調酶解後的過濾液的PH用40％NaoH溶液，調節PH為9～10。
4.根據權利要求2所述的一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵是調酶解後的過濾液的PH用40％NaoH溶液，調節PH為9～10。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵是乙酸乙酯萃取次數為6次。
6.根據權利要求5所述的一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵是反萃取用2％H2SO4溶液，用量為有機相體積的一半，分3次反萃取。
7.根據權利要求2所述的一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵是酶解溫度55℃，被酶解溶液PH＝5。
8.根據權利要求1或2所述的一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵是石蒜鹼精品的烘乾溫度為60℃，不超過60℃。
9.根據權利要求1或2所述的一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵是酶解後的濾渣和高速離心分離所得的離心渣都可用作肥料，沒有廢渣。
10.根據權利要求6所述的一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的方法，其特徵是用2％H2SO4溶液反萃取後的有機相，可用於提取加蘭他敏。
全文摘要
本發明公開了一種從石蒜屬植物中提取石蒜鹼的工藝方法，具體地說是用纖維素酶酶解法從石蒜植物塊莖中提取石蒜鹼的方法，本發明提出了用纖維素酶酶解法從石蒜植物塊莖中提取石蒜鹼的工藝流程和工藝條件。本發明制的石蒜鹼成品純度可達99％，方法工藝操作簡單，節省工時，可工業化連續生產，收率達4.69/萬。
文檔編號C12P17/18GK1936013SQ20061005121
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月12日 優先權日2006年9月12日
發明者黃玉君, 楊航, 周玉, 楊明飛, 胡芳 申請人:貴州芊芊園藝新技術發展公司