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CN109081787B - 一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺 - Google Patents

一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺 Download PDF

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CN109081787B CN201811137000.0A CN201811137000A CN109081787B CN 109081787 B CN109081787 B CN 109081787B CN 201811137000 A CN201811137000 A CN 201811137000A CN 109081787 B CN109081787 B CN 109081787B
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Abstract

本发明公开了一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺，包括如下步骤：(1)预处理；(2)一浸提；(3)二浸提；(4)三浸提；(5)浓缩：将步骤(2)得到的一浸出液和步骤(3)得到的二浸出液混合，调整混合液的pH值后静置24h，离心分离得到沉淀物和上清液，将上清液浓缩得左旋多巴粗品①，将沉淀物与步骤(4)中得到的三浸浸出液混合后干燥得到左旋多巴粗品②；(6)精制得到左旋多巴精品。本发明采用水基提取液提取，并且不加温沉淀提取液相比于采用醇基提取液提取成本低、提取得到的左旋多巴提取率高，均高大90％，纯度高，均高于98％，且本发明低污染，基本无污水处理问题。

Description

一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺
技术领域
本发明涉及中草药加工技术领域，具体涉及一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺。
背景技术
左旋多巴是治疗震颤麻痹症的主要药物，国内生产左旋多巴主要从猫豆等植物中提取得到。左旋多巴是苯丙氨酸类化合物，易溶于水，不溶于乙醇等有机溶剂，分子中邻二苯酚羟基在酸性下稳定，在中性和碱性条件下易缩合，遇高温易氧化。现有技术中主要采用酸水醇法提取左旋多巴，该工艺需要消耗大量的乙醇，加热浓缩时间长。而现在主要改用酸水提取，但是由于大量水溶性杂质，对左旋多巴的纯度和提取率有很大影响。
经检索发现有如下酸水提取左旋多巴，如CN201410735107.0公布了一种微波辅助从毛豆中提取左旋多巴的方法，该方法包括以下步骤：(1)原料预处理：将除去杂质后的猫豆粉碎至20-60目后，按固液比1：1.5加入去离子水，然后依次加入质量百分比为0.1％、0.01％和0.005-0.01％的醋酸、抗坏血酸和果胶酶，混合均匀，浸泡4h；(2)微波辅助提取：加入按固液比1：20的水溶液及质量百分比为0.2％的硫代硫酸纳，混合均匀后，将物料加入频率为2450MHz，功率为20kw的微波提取装置中，提取45-50min，提取温度为55-60℃，待微波提取完成后即将物料排出，经由固液分离器，将固液进行分离得到提取液；(3)精滤与超滤；(4)纳滤；(5)浓缩；(6)结晶；(7)分离；(8)洗涤与干燥。其解决了传统酸浸提取方法中污染环境的问题。其虽然解决了酸浸提方法中提取工艺的酸污染问题，但是其提取过程中添加有硫代硫酸钠，后期污水处理不好与酸反应会生成二氧化硫造成环境污染。
又如专利CN201611023242.8公布的一种从猫豆中提取左旋多巴的方法，将猫豆压扁，将其放入溶解有碳酸氢铵、硫酸铵、单宁酸和焦亚硫酸钠水溶液的反应釜中，用二氧化碳加压，升温浸提，得提取液及猫豆渣；提取液用壳聚糖进行沉淀、过滤，初步分离杂质后，将滤液减压浓缩，析出粗品；粗品用乙醇溶液淋洗，回收淋洗后的乙醇，取滤饼，将滤饼采用传统的精制工艺进行纯化，静置、析出结晶，滤取结晶，干燥，得到含量不低于99％，得率不低于3％的左旋多巴。该方法虽然将产品得率可由原来的2.5％提高到3％，含酸碱废水的排放量减少95％以上，还可节省60％的劳动力。但是该提取液中采用碳酸氢铵、硫酸铵、单宁酸和焦亚硫酸钠作为溶剂浸提，酸碱肥水排放时，氮氨含量增高，增加了污水处理的难度。
发明内容
本发明克服了现有技术中采用酸水提取左旋多巴提取工艺提取得到的左旋多巴纯度不高，提取率低、污染严重的技术问题，提供一种利用猫豆制备左旋多巴的工艺。
为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：
一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺，包括如下步骤：
(1)预处理：将黎豆洗净除杂，粉碎后过80目筛，备用；
(2)一浸提：将黎豆置于提取液中，采用超声波超声40～50min后，浸渍8h过滤得到一浸豆渣和和一浸浸出液；
(3)二浸提：将步骤(1)中的得到的豆渣再次浸渍于提取液中，采用超声波超声40～50min后，浸渍8h过滤得到二浸豆渣和和二浸浸出液；
(4)三浸提：将二浸豆渣浸渍于提取液中，采用超声波超声40～50min后，浸渍4h过滤得到三浸豆渣和和三浸浸出液；
(5)浓缩：将步骤(2)得到的一浸出液和步骤(3)得到的二浸出液混合，调整混合液的pH值为4.5～5.0后静置24h，离心分离得到沉淀物和上清液，将上清液浓缩得左旋多巴粗品①，将沉淀物与步骤(4)中得到的三浸浸出液混合后干燥得到左旋多巴粗品②；
(6)精制：将所述左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②溶于质量为3～5倍，pH值为3.5的水溶液中，添加左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②总质量的0.1～0.5％的维生素C后加热至沸腾后过滤，再向滤液中添加5～10％的活性炭，搅拌，于80～90℃下保温30～40min，过滤去除活性炭后，进行喷雾干燥得到左旋多巴精品；
所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的提取液均由如下组分组成：以黎豆质量为基准，提取液含有黎豆质量的3～8倍水、维生素C 0.05～0.2％、乙酸0.05～0.2％、蛋白酶0.01～0.05％、纤维素酶0.01～0.05％、柠檬酸纳0.01～0.05％、五水偏硅酸纳0.01～0.05％。
其中，步骤(6)中，所述的浓缩方式为减压浓缩，压力为4.4～5.5mpa，温度为30～40℃。
其中，步骤(2)中所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为30～35℃。
其中，步骤(3)中所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为40～45℃。
其中，步骤(4)中所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为50～55℃。
其中，所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的浸提工艺中，浸提温度均为40～50min。
其中，步骤(6)中，所述喷雾干燥条件为进风温度为160℃，排风温度为90℃，喷雾压力为0.8mpa。
所述的蛋白酶由质量之比为1:3～7的枯草芽孢杆菌蛋白酶和木瓜蛋白酶组成，所述的蛋白酶的酶活力不低于885.7U/g。
本发明与现有技术相比较具有以下有益效果：
(1)本发明采用水基提取液提取，并且不加温沉淀提取液相比于采用醇基提取液提取成本低、提取得到的左旋多巴提取率高，均高大90％，纯度高，均高于98％，且本发明低污染，基本无污水处理问题。本发明的提取液由维生素C、乙酸、蛋白酶、纤维素酶、柠檬酸纳、五水偏硅酸纳组成，纤维素酶可降解黎豆纤维素，破坏植物细胞壁，促进左旋多巴的溶出，而枯草芽孢杆菌蛋白酶、木瓜蛋白酶可降解蛋白质，可将黎豆中左旋多巴蛋白质前体物降解成左旋多巴，并高浓度的溶于乙酸、维生素C、柠檬酸纳、五水偏硅酸纳的水基提取液中，得到的纯度高，提取率高。
(2)本发明采用超声波辅助提取左旋多巴，一次浸提于30～35℃下进行，此温度下，枯草芽孢杆菌蛋白酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶可高效酶解黎豆，在超声波的空化作用下，左旋多巴快速溶出，酶也可快速渗透至黎豆中，大大提高酶解速度。二次浸提于40～45℃下进行，在此温度下，有利于左旋多巴的稳定的溶于提取液中，三次浸提于50～55℃下进行，在此温度下，酶失活，左旋多巴前体物有效溶出并生成左旋多巴，本发明的超声波辅助提取工艺可大大提高左旋多巴的提取率。
具体实施方式
下面结合实施例和试验对本发明作进一步说明。
实施例1
一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺，包括如下步骤：
(1)预处理：将黎豆洗净除杂，粉碎后过80目筛，备用；
(2)一浸提：将黎豆置于提取液中，采用超声波超声50min后，浸渍8h过滤得到一浸豆渣和和一浸浸出液；超声波的功率为500W，超声波辐照温度为30℃；浸提温度均为50min；
(3)二浸提：将步骤(1)中的得到的豆渣再次浸渍于提取液中，采用超声波超声40min后，浸渍8h过滤得到二浸豆渣和和二浸浸出液；所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为45℃；浸提温度均为40min；
(4)三浸提：将二浸豆渣浸渍于提取液中，采用超声波超声50min后，浸渍4h过滤得到三浸豆渣和和三浸浸出液；所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为50℃；浸提温度均为50min；
(5)浓缩：将步骤(2)得到的一浸出液和步骤(3)得到的二浸出液混合，调整混合液的pH值为4.5后静置24h，离心分离得到沉淀物和上清液，将上清液浓缩得左旋多巴粗品①，将沉淀物与步骤(4)中得到的三浸浸出液混合后干燥得到左旋多巴粗品②；
(6)精制：将所述左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②溶于质量为5倍，pH值为3.5的水溶液中，添加左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②总质量的0.1％的维生素C后加热至沸腾后过滤，再向滤液中添加10％的活性炭，搅拌，于80℃下保温40min，过滤去除活性炭后，进行喷雾干燥得到左旋多巴精品；浓缩方式为减压浓缩，压力为4.4mpa，温度为40℃；所述喷雾干燥条件为进风温度为160℃，排风温度为90℃，喷雾压力为0.8mpa。
其中，步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的提取液均由如下组分组成：以黎豆质量为基准，提取液含有黎豆质量的8倍水、维生素C 0.05％、乙酸0.2％、蛋白酶0.01％、纤维素酶0.05％、柠檬酸纳0.01％、五水偏硅酸纳0.05％。蛋白酶由质量之比为1:3的枯草芽孢杆菌蛋白酶和木瓜蛋白酶组成。所述的蛋白酶的酶活力为980.2U/g。
实施例2
一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺，包括如下步骤：
(1)预处理：将黎豆洗净除杂，粉碎后过80目筛，备用；
(2)一浸提：将黎豆置于提取液中，采用超声波超声40min后，浸渍8h过滤得到一浸豆渣和和一浸浸出液；超声波的功率为500W，超声波辐照温度为35℃；浸提温度均为40min；
(3)二浸提：将步骤(1)中的得到的豆渣再次浸渍于提取液中，采用超声波超声50min后，浸渍8h过滤得到二浸豆渣和和二浸浸出液；所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为40℃；浸提温度均为40min；
(4)三浸提：将二浸豆渣浸渍于提取液中，采用超声波超声50min后，浸渍4h过滤得到三浸豆渣和和三浸浸出液；所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为50℃；浸提温度均为50min；
(5)浓缩：将步骤(2)得到的一浸出液和步骤(3)得到的二浸出液混合，调整混合液的pH值为4.5后静置24h，离心分离得到沉淀物和上清液，将上清液浓缩得左旋多巴粗品①，将沉淀物与步骤(4)中得到的三浸浸出液混合后干燥得到左旋多巴粗品②；
(6)精制：将所述左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②溶于质量为5倍，pH值为3.5的水溶液中，添加左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②总质量的0.1％的维生素C后加热至沸腾后过滤，再向滤液中添加10％的活性炭，搅拌，于80℃下保温40min，过滤去除活性炭后，进行喷雾干燥得到左旋多巴精品；浓缩方式为减压浓缩，压力为4.4mpa，温度为40℃；所述喷雾干燥条件为进风温度为160℃，排风温度为90℃，喷雾压力为0.8mpa。
其中，步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的提取液均由如下组分组成：以黎豆质量为基准，提取液含有黎豆质量的3倍水、维生素C 0.2％、乙酸0.05％、蛋白酶0.05％、纤维素酶0.01％、柠檬酸纳0.05％、五水偏硅酸纳0.01％。蛋白酶由质量之比为1:7的枯草芽孢杆菌蛋白酶和木瓜蛋白酶组成。所述的蛋白酶的酶活力位890.0U/g。
实施例3
一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺，包括如下步骤：
(1)预处理：将黎豆洗净除杂，粉碎后过80目筛，备用；
(2)一浸提：将黎豆置于提取液中，采用超声波超声42min后，浸渍8h过滤得到一浸豆渣和和一浸浸出液；超声波的功率为500W，超声波辐照温度为32℃；浸提温度均为45min；
(3)二浸提：将步骤(1)中的得到的豆渣再次浸渍于提取液中，采用超声波超声48min后，浸渍8h过滤得到二浸豆渣和和二浸浸出液；所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为42℃；浸提温度均为48min；
(4)三浸提：将二浸豆渣浸渍于提取液中，采用超声波超声45min后，浸渍4h过滤得到三浸豆渣和和三浸浸出液；所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为52℃；浸提温度均为45min；
(5)浓缩：将步骤(2)得到的一浸出液和步骤(3)得到的二浸出液混合，调整混合液的pH值为4.8后静置24h，离心分离得到沉淀物和上清液，将上清液浓缩得左旋多巴粗品①，将沉淀物与步骤(4)中得到的三浸浸出液混合后干燥得到左旋多巴粗品②；
(6)精制：将所述左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②溶于质量为4倍，pH值为3.5的水溶液中，添加左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②总质量的0.3％的维生素C后加热至沸腾后过滤，再向滤液中添加8％的活性炭，搅拌，于85℃下保温35min，过滤去除活性炭后，进行喷雾干燥得到左旋多巴精品；浓缩方式为减压浓缩，压力为5.0mpa，温度为35℃；所述喷雾干燥条件为进风温度为160℃，排风温度为90℃，喷雾压力为0.8mpa。
其中，步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的提取液均由如下组分组成：以黎豆质量为基准，提取液含有黎豆质量的6倍水、维生素C 0.1％、乙酸0.1％、蛋白酶0.03％、纤维素酶0.03％、柠檬酸纳0.03％、五水偏硅酸纳0.03％。蛋白酶由质量之比为1:5的枯草芽孢杆菌蛋白酶和木瓜蛋白酶组成。所述的蛋白酶的酶活力位888.7U/g。
为了说明本发明的技术效果设置，如下对照组：
对照组1
对照组1与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组1的提取液为：按黎豆的重量剂，水10质量倍，以加入的水的总体积计算，加入质量体积比为10％的碳酸氢铵，质量体积比为10％的硫酸铵，质量体积比为10％的单宁酸，质量体积比为3％的焦亚硫酸钠。
对照组1
对照组1与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组1的提取液为：按黎豆的重量剂，水10质量倍，以加入的水的总体积计算，加入质量体积比为10％的碳酸氢铵，质量体积比为10％的硫酸铵，质量体积比为10％的单宁酸，质量体积比为3％的焦亚硫酸钠。
对照组2
对照组2与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组2的提取液为：以黎豆质量计，按固液比1：21.5加入去离子水，然后依次加入黎豆质量百分比为0.1％、0.01％、0.005-0.01％和0.2％的醋酸、抗坏血酸、果胶酶、硫代硫酸纳。
对照组3
对照组3的与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组3的提取液不含有维生素C。
对照组4
对照组4的与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组4的提取液不含有纤维素酶。
对照组5
对照组5的与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组5的提取液不含有柠檬酸钠。
对照组6
对照组6的与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组6的提取液不含有五水偏硅酸纳。
对照组7
对照组7的与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组7的提取液不含有蛋白酶。
对照组8
对照组8的与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组8的提取液中的蛋白酶仅为枯草芽孢杆菌蛋白酶。
对照组9
对照组9的与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组9的步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)中,超声波的功率均为500W，超声波辐照温度为35℃。
对照组10
对照组10的与实施例1的左旋多巴的提取工艺基本相同，区别在于，对照组10的步骤(2)中超声波的功率为500W，超声波辐照温度为55℃，步骤(3)中超声波的功率为500W，超声波辐照温度为45℃，步骤(4)中超声波的功率为500W，超声波辐照温度为30℃。
实验检测
提取率：实施例1～实施例3以及对照组1～对照组10的左旋多巴提取率以及如下表1。
表1
Figure GDA0002682851300000071
Figure GDA0002682851300000081
由表1可知，实施例1～实施例3的提取率和纯度相比于对照组1、对照组2稍高，说明本发明采用的提取液相比于对照组1～对照组2的提取液效果更好。实施例1～实施例3的提取率和纯度相比于对照组3～对照组8高，说明本发明的提取液中由维生素C 0.1、乙酸、蛋白酶、纤维素酶、柠檬酸纳、五水偏硅酸纳、水组成，相互配合，可使左旋多巴及其前体物溶出提取液，提取率高，纯度高。实施例1～实施例3的提取率和纯度相比于对照组9、对照组10高，尤其是本发明的提取率高，说明本发明采用超声波萃取温度改变后，影响左旋多巴的溶出率，采用等温提取或者采用高温至低温梯度萃取，左旋多巴提取率均不如本发明高。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (4)

1.一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预处理：将黎豆洗净除杂，粉碎后过80目筛，备用；
(2)一浸提：将黎豆置于提取液中，采用超声波超声40～50min后，浸渍8h过滤得到一浸豆渣和和一浸浸出液；所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为30～35℃；
(3)二浸提：将步骤(1)中的得到的豆渣再次浸渍于提取液中，采用超声波超声40～50min后，浸渍8h过滤得到二浸豆渣和和二浸浸出液；所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为40～45℃；
(4)三浸提：将二浸豆渣浸渍于提取液中，采用超声波超声40～50min后，浸渍4h过滤得到三浸豆渣和和三浸浸出液；所述超声波的功率为500W，超声波辐照温度为50～55℃；
(5)浓缩：将步骤(2)得到的一浸出液和步骤(3)得到的二浸出液混合，调整混合液的pH值为4.5～5.0后静置24h，离心分离得到沉淀物和上清液，将上清液浓缩得左旋多巴粗品①，将沉淀物与步骤(4)中得到的三浸浸出液混合后干燥得到左旋多巴粗品②；
(6)精制：将所述左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②溶于质量为3～5倍，pH值为3.5的水溶液中，添加左旋多巴粗品①和所述左旋多巴粗品②总质量的0.1～0.5％的维生素C后加热至沸腾后过滤，再向滤液中添加5～10％的活性炭，搅拌，于80～90℃下保温30～40min，过滤去除活性炭后，进行喷雾干燥得到左旋多巴精品；
所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的提取液均由如下组分组成：以黎豆质量为基准，提取液含有黎豆质量的3～8倍水、维生素C 0.05～0.2％、乙酸0.05～0.2％、蛋白酶0.01～0.05％、纤维素酶0.01～0.05％、柠檬酸纳0.01～0.05％、五水偏硅酸纳0.01～0.05％；所述的蛋白酶由质量之比为1:3～7的枯草芽孢杆菌蛋白酶和木瓜蛋白酶组成。
2.根据权利要求1所述的一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺，其特征在于：步骤(5)中，所述的浓缩方式为减压浓缩，压力为4.4～5.5MPa，温度为30～40℃。
3.根据权利要求1所述的一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺，其特征在于：所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)的浸提工艺中，浸提温度均为40～50min。
4.根据权利要求1所述的一种从黎豆中提取左旋多巴的工艺，其特征在于：步骤(6)中，所述喷雾干燥条件为进风温度为160℃，排风温度为90℃，喷雾压力为0.8mpa。
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Denomination of invention: A process for extracting levodopa from Li Dou

Effective date of registration: 20230922

Granted publication date: 20210115

Pledgee: Guangxi Napo Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: NAPO KANGZHENG NATURAL PLANT EXTRACT Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980057174