[發(fā)明專利]一種提制煙堿的微生物處理工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910190965.0
• 申請日: 2009-09-21
• 公開（公告）號: CN101671326A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王星敏;殷鐘意;鄭旭煦;夏曉芳
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶工商大學
• 主分類號: C07D401/04
• 分類號: C07D401/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 朱建新;逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煙草中活性成分煙堿的提取技術(shù)，特別是涉及一 種利用微生物發(fā)酵法處理煙草提制活性成分煙堿的技術(shù)。

背景技術(shù)

我國煙草資源豐富，每年煙葉產(chǎn)量450～500萬噸，除用作卷煙 生產(chǎn)外，其中約有近25％的煙葉、煙末等下腳料被廢棄，造成環(huán)境污 染。其實，煙草中富含煙堿(含量為1～3％)、加尼醇(含量為0.3～ 0.5％)、果膠、煙酸等多種特殊的天然植物素。煙堿，又稱尼古丁 (Nicotine)，因其具有蒸薰、胃毒、觸殺功能以及迅速降解無殘留等 特點，是生產(chǎn)綠色食品的理想的高效殺蟲劑和生物農(nóng)藥，主要具有以 下特點：①低毒、低殘留；②用量低；③作為天然物質(zhì)，在環(huán)境中易 分解，不造成二次污染；④有效期較長，一般為20天左右；⑤對害蟲 不易產(chǎn)生抗藥性，殺蟲廣譜。作為農(nóng)用殺蟲劑，廣泛用于糧食、油料、 蔬菜、水果、牧草等農(nóng)作物的噴霧防治殺蟲，是保護生態(tài)環(huán)境的生物 活性農(nóng)藥。此外，煙堿還廣泛應用在醫(yī)藥工業(yè)上，是研制治療心血管、 皮膚病、蛇毒等疾患藥物的特種原料，用其所制得的檸檬酸煙堿還可 用于高級香煙的品種改良等。

目前，從煙葉中提制煙堿的傳統(tǒng)工藝主要有：水蒸氣蒸餾法、溶 劑萃取法和離子交換法；近年來還出現(xiàn)了微波協(xié)助萃取法、超聲波協(xié) 助萃取法、超臨界流體萃取法、碳化脫羧法等方法。其中，①水蒸氣 蒸餾法水是提取天然煙堿的較為原始的工藝，操作方便，但是處理設(shè) 備龐大，效率低，所得產(chǎn)品煙堿的純度不高；②溶劑萃取法雖已有一 定的工業(yè)基礎(chǔ)，但因煙堿從有機相轉(zhuǎn)入水相后進行分離時，在生產(chǎn)上 相界面極易產(chǎn)生乳化層而導致停產(chǎn)，且萃取劑多為揮發(fā)性有機溶劑， 具有揮發(fā)性，對環(huán)境的一定污染；③超臨界流體萃取法雖具有萃取能 力強、溶劑回收簡單，節(jié)省能源等優(yōu)點，但超臨界流體CO₂，對煙堿 的溶解能力受煙草原料含水量的影響較大，只有在煙草的含水量在 25％時，CO₂才能有效的萃取尼古丁，且高壓設(shè)備投資和維修費用大， 設(shè)計和制造技術(shù)要求高，萃取釜還不能進行連續(xù)操作，生產(chǎn)能力較低。 這些提制方法的局限性，使得煙堿的生產(chǎn)成本高，提取率不理想，尤 其是高純度產(chǎn)品的提取率低，存在著“提取率、能源消耗和環(huán)境污染” 之間尖銳矛盾，難以滿足市場需求。

近年來，生物酶工程技術(shù)開始廣泛應用于中草藥提取中。只要選 用恰當?shù)拿妇捎梦⑸锇l(fā)酵，通過某些極性低的脂溶性成分轉(zhuǎn)化 為易溶于水的糖苷類的過程，不僅能分解植物組織，去除影響液體制 的雜質(zhì)，如淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等，還能迅速有效釋放出有效成分， 有利于提取物的分離、提取，避免萃取劑的揮發(fā)造成的污染和浪費。 其工藝簡單，操作方便。

綜上所述，隨著煙草工業(yè)、精細化工、制藥、有機合成、國防、 農(nóng)藥等的迅速發(fā)展，市場對煙堿的需求與日俱增，利用微生物處理煙 草，提高煙草中有效成分的提取率和純度，既解決煙草制造企業(yè)的污 染排放問題，避免二次污染的產(chǎn)生，還能為社會創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益， 這也完全符合目前國家強調(diào)“節(jié)能減排”的總體思路。

發(fā)明內(nèi)容

針對于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種提取工藝簡單，產(chǎn)品的 提取高，污染小的提制煙堿的微生物處理工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種提制煙堿 的微生物處理工藝，包括以下步驟：

(1)、煙葉的預處理：將煙葉在80℃～110℃烘30min～2hr，粉碎， 然后經(jīng)60目篩篩分，選用粒徑小于60目的煙葉；

(2)、菌種培育：選用白腐直菌和管囊酵母，分別經(jīng)過斜面培養(yǎng)、 一級種子試管培養(yǎng)后，按重量比1∶1將兩菌種接種入搖瓶培養(yǎng)；將培 養(yǎng)好的混合菌種接種入裝液量為60ml的250ml三角瓶中，接入量為 5％，29℃，180rpm，混合培養(yǎng)48hr；

(3)、煙葉的發(fā)酵：將步驟(1)預處理后的煙葉轉(zhuǎn)入發(fā)酵裝置中，加 入豆粕和水，其中煙葉與水的重量比為3∶20～70，豆粕的重量百分 量為5％～25％；將步驟(2)的混合菌種接入發(fā)酵裝置中，接種量為 20％～60％，調(diào)節(jié)pH為5～9，溫度25℃～40℃，發(fā)酵時間12hr～72hr；

(4)、煙堿的提取：過濾步驟(3)的發(fā)酵液，向濾液中加入有機萃取 劑，經(jīng)萃取、分離，取有機相層，減壓蒸餾后，得煙堿。

優(yōu)選的，步驟(1)中的煙葉篩分為：依次經(jīng)20目、40目和60目篩。

優(yōu)選的，步驟(2)中的菌種還包括康寧木霉。