茄尼醇萃取工藝及其純化的研究進(jìn)展

韓莎莎，張　露，南葉飛，唐　璇

（西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，陜西西安710065）

茄尼醇萃取工藝及其純化的研究進(jìn)展

韓莎莎，張露，南葉飛，唐璇

（西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，陜西西安710065）

茄尼醇是一種重要的醫(yī)藥中間體，是泛醌類藥物中間體不可替代的成分。本文介紹了茄尼醇的理化性質(zhì)，詳細(xì)綜述了茄尼醇萃取工藝方面的研究，并論述了茄尼醇粗品的純化過程，為茄尼醇后續(xù)的研究奠定基礎(chǔ)。

茄尼醇；萃?。患兓?；展望

煙草是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，其種植面積和總產(chǎn)量均居世界第一位。自16世紀(jì)以來，煙草就逐漸得到了人們的接受，并成為了制作卷煙的主要原料。隨著煙草產(chǎn)量的逐年增加，每年都有一定量的低等級煙葉不能用于卷煙生產(chǎn)，經(jīng)過煙草加工后將有70%的廢棄物不能得到充分利用，如果常年堆積，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。因此，如何充分利用廢棄煙葉的潛在價(jià)值，變廢為寶，成為了化學(xué)領(lǐng)域研究者們著重討論的話題之一。茄尼醇主要存在于煙草、馬鈴薯或桑葉中，在煙草中含量高達(dá)0.3%～3%［1］，其本身具有醫(yī)藥功效，有抗菌、消炎和止血的作用，并且是合成維生素K的側(cè)鏈和輔酶Q10、合成抗?jié)兯幬镆约翱拱┧幬锊豢商娲奶烊辉?。然而，市場上合成輔酶Q10所用的茄尼醇大多是通過化學(xué)合成而來的，生物活性差，不易被人體吸收，難以充分發(fā)揮輔酶Q10的藥理作用，而從植物中提取出的茄尼醇，屬于天然的有機(jī)原料，易于被人體吸收轉(zhuǎn)化，因此研究提取茄尼醇工藝具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于茄尼醇在醫(yī)藥方面的優(yōu)勢，本文簡要介紹了茄尼醇的理化性質(zhì)及生物活性，具體討論了茄尼醇的提取工藝及茄尼醇粗品的純化研究，展望了茄尼醇在醫(yī)藥方面的發(fā)展前景，旨在為茄尼醇的研究開發(fā)提供參考。

1　茄尼醇的理化性質(zhì)及生物活性

1.1理化性質(zhì)

茄尼醇是一種不飽和的九聚異戊二烯醇，屬于三倍半萜烯伯醇，廣泛存在于高等植物、哺乳動物或微生物體內(nèi)。純品為白色粉末或蠟狀白色，粗品由于混有少量雜質(zhì)常呈淡黃色，雜質(zhì)含量較多時(shí)，在常溫下呈棕黑色糊狀，加熱后呈黏稠性的液狀，有芳香味。

茄尼醇的分子式為C45H74O，相對分子質(zhì)量為631.07，熔點(diǎn)為42℃，易溶于多種有機(jī)溶劑，如乙醚、丙酮和烴類等［2］；微溶于甲醇、乙醇；不溶于水。它對紫外線呈非選擇性吸收，無旋光性；在強(qiáng)光下易分解，因此常用棕色瓶避光保存。

1.2生物活性

茄尼醇是一種長鏈脂肪醇，弱極性。它由于含有多個(gè)非共軛雙鍵，因此具有非常強(qiáng)烈的吸收自由基的性能。茄尼醇有菇烯類化合物的共同特點(diǎn)，具有高度生理活性，易發(fā)生加成、氧化和脫氫反應(yīng)，穩(wěn)定性較差［3］。其結(jié)構(gòu)式如圖1。

圖1　茄尼醇的分子結(jié)構(gòu)式

2　茄尼醇的萃取方法

茄尼醇是重要的醫(yī)藥中間體，天然萃取的茄尼醇活性高，人體易吸收，因此茄尼醇萃取方面的研究尤為重要。根據(jù)茄尼醇的理化性質(zhì)，可有不同的萃取方法。茄尼醇的萃取方法有溶劑浸提法、微波輔助萃取法、超聲波萃取法和超臨界CO2萃取法。

2.1溶劑浸提法

溶劑浸提法主要是根據(jù)原料被萃取成分的極性和共存雜質(zhì)的理化特性的不同，遵循相似相溶原則，在原料中加入有機(jī)溶劑，使有效成分從原料表面或組織內(nèi)部向溶劑轉(zhuǎn)移的傳質(zhì)過程。常用此法來萃取水溶性色素、多糖類和醇類等，是一種較為安全環(huán)保的萃取方法，應(yīng)用較廣泛。

石展望、陳韻［4］通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，對茄尼醇的萃取工藝條件進(jìn)行了選擇和優(yōu)化，最后得出廢棄煙草樣品最佳浸提條件：浸提溶劑甲醇∶正己烷為40∶60（V/V），浸提溫度為40℃，浸提時(shí)間為3h，浸提液料比為12∶1mL/g。在最佳浸提條件下，對廢次煙草的根、莖、葉進(jìn)行了萃取和回收率試驗(yàn)，其提取率分別為0.06%、0.45%和0.66%，平均回收率（n=5）分別為89.6%、98.4%和102.5%。

董占能、白聚川和吳立生等人［5］使用有機(jī)溶劑浸提法，通過對萃取溶劑和工藝條件的篩選，得到的試驗(yàn)結(jié)果主要以石油醚作溶劑，萃取時(shí)間為3 h，溫度為35℃，茄尼醇的萃取率達(dá)2.8%，溶劑回收率為68.6%。

溶劑浸提法操作簡單，成本低，但萃取率一般都較低。對于萃取茄尼醇的實(shí)驗(yàn)來說，茄尼醇主要用于醫(yī)藥方面，所以在使用茄尼醇合成輔酶Q10時(shí)，要求嚴(yán)格的安全性和環(huán)保性，然而利用浸提法萃取茄尼醇時(shí)可能會用到例如石油醚這類的有毒溶劑，所以安全性一般較低，從而選擇合適溶劑變得極為重要。

2.2微波輔助萃取法

微波輔助萃取技術(shù)是目前研究行業(yè)一種較新的萃取技術(shù)。微波是一種超高速電磁波，具有很強(qiáng)的穿透作用［6］。微波作用過程中產(chǎn)生的高頻電磁波加速了萃取物向溶劑擴(kuò)散的速度，同時(shí)高能量的微波能使細(xì)胞內(nèi)部的水分或有機(jī)物質(zhì)迅速升溫，分子熱運(yùn)動加劇，細(xì)胞內(nèi)壓強(qiáng)增大至細(xì)胞壁所能承受的最大負(fù)壓，細(xì)胞穿孔，以致大量破裂，細(xì)胞內(nèi)的有效成分從細(xì)胞中釋放出來，再加上微波所產(chǎn)生的電磁場加速了茄尼醇分子從內(nèi)部向外部擴(kuò)散的速度，從而縮短了萃取時(shí)間，提高了萃取率。

從宏觀來看，微波輔助萃取法選擇性高，溶劑用量少，多以乙醇為媒介，易于純化，污染小，因此在化工行業(yè)研究較為廣泛。如周統(tǒng)武、蔡娟［7］就是采用此方法萃取茄子葉中的茄尼醇，研究了不同的溶劑、料液比、輔助時(shí)間、萃取溫度和輻射功率對茄尼醇提取率和浸膏得率的影響。結(jié)果得出最佳萃取工藝條件：以95%乙醇為萃取溶劑，料液比為1∶14，輻射時(shí)間為25min，萃取溫度為25℃，輻射功率為500W，在此條件下，茄尼醇的提取率為0.0435%。

在微波萃取后，常采用紫外分光光度計(jì)對萃取液進(jìn)行定性定量分析，也可以用液相色譜法對其進(jìn)行分析。馬君義、張繼和徐小龍［8］以乙醇為萃取媒介，以反相高效液相色譜法為定量測定方法，結(jié)果得出微波輔助萃取馬鈴薯葉中茄尼醇的最佳工藝條件：料液比為1∶10，微波功率為450W，萃取溫度為55℃，提取2次，每次20min。

微波輔助萃取技術(shù)應(yīng)用于許多有機(jī)物的萃取過程，萃取時(shí)間短，操作簡便，大多以95%的乙醇為媒介，且易揮發(fā)，對萃取目標(biāo)產(chǎn)物污染小，特別是醫(yī)藥方面的中間體，所以此方法廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)，如醫(yī)藥、食品業(yè)等。

2.3超聲波輔助萃取法

超聲波輔助萃取法是利用超聲波的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)及熱效應(yīng)，通過增大介質(zhì)分子運(yùn)動速度、增大介質(zhì)穿透力，以提高有效成分含量。超聲空化中微小氣泡的爆裂會產(chǎn)生極大的壓力，使植物細(xì)胞壁及整個(gè)生物體的破裂在瞬間完成，縮短了破碎時(shí)間，同時(shí)超聲波產(chǎn)生的振動作用加強(qiáng)了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散和溶解，從而顯著提高萃取效率。

超聲波輔助萃取法是一種新興的、多學(xué)科交叉的高新技術(shù)［9］。萃取過程中可增大擴(kuò)散速度，同時(shí)提高破碎速度，縮短破碎時(shí)間，顯著提高萃取效率。超聲波萃取通常是將原料粉碎，與一定的溶劑混合，經(jīng)過超聲作用使萃取物與溶劑充分接觸達(dá)到萃取目的。崔志芹、黃慧丹和費(fèi)佳［10］采用低頻26 kHz的超聲波，以石油醚和88%甲醇的混合物充當(dāng)提取劑，通過對超聲頻率、溶劑種類、料液比和提取時(shí)間等單因素的考察，得出采用液液兩相萃取工藝，可以在保持較高提取率的同時(shí)，有效地降低茄尼醇浸膏中的雜質(zhì)含量，從而提高茄尼醇浸膏的茄尼醇含量。

超聲波可以在液-液、液-固等多相體系中產(chǎn)生物理化學(xué)作用，通過降低茄尼醇浸膏中的雜質(zhì)含量，極大地提高茄尼醇的含量，用時(shí)短，低能耗，設(shè)備簡單。然而超聲波輔助萃取煙葉中茄尼醇，在其得率方面的提高仍然不是很大，目前的研究熱點(diǎn)主要集中在工藝條件的優(yōu)化方面，如果能與其他方法結(jié)合使用，例如超聲-乙醇輔助萃取法，那么在萃取率方面將會有很大的增長空間，因此對于這方面的研究成為了研究領(lǐng)域優(yōu)先考慮的問題。

2.4超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取技術(shù)是自超臨界流體技術(shù)研究開發(fā)以來應(yīng)用最為成熟的技術(shù)，廣泛用于化學(xué)界的各個(gè)領(lǐng)域，具有高效率、高產(chǎn)率的特點(diǎn)。反應(yīng)過程中，所需溫度低，不易損壞物質(zhì)活性，在萃取的同時(shí)就進(jìn)行萃取物的分離與濃縮，具有其他技術(shù)無法比擬的優(yōu)越性。

在超臨界CO2萃取茄尼醇的研究中，楊靖、李瑞麗和孫志濤［11］通過考察萃取壓力、萃取溫度、萃取時(shí)間和夾帶劑用量等因素對茄尼醇收率的影響，并通過正交試驗(yàn)優(yōu)化得到了茄尼醇萃取的最佳工藝條件：萃取壓力為25MPa，萃取溫度為45℃，萃取時(shí)間為2h，夾帶劑用量為200mL/100g，在此情況下，取得了非?？捎^的效果，并為茄尼醇的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

超臨界CO2萃取技術(shù)實(shí)現(xiàn)無溶劑殘留，無污染，萃取溫度低，可避免茄尼醇在萃取過程中活性的丟失，保留了茄尼醇的醫(yī)藥活性。且超臨界技術(shù)傳熱速率快，溫度易于控制，操作簡單。因此，在對茄尼醇的萃取研究中，超臨界CO2萃取技術(shù)是較為理想的萃取方法。

3　茄尼醇的純化技術(shù)研究

茄尼醇用于合成各類藥物，在醫(yī)藥和化工領(lǐng)域有著非常重要的作用，但是一般萃取出來的茄尼醇含雜質(zhì)較多，對醫(yī)藥的合成方面影響巨大。茄尼醇是合成輔酶Q10，茄尼基胺類衍生物以及抗癌藥SBD等的關(guān)鍵成分，我國主要依靠進(jìn)口，國內(nèi)所得到的茄尼醇粗提物純度一般在30%以下，純度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其作為輔酶Q10、維生素K2原料的要求，需要進(jìn)一步純化至90%以上，才能用于醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域。因此，要得到純度較高的茄尼醇，必須對其進(jìn)一步處理和分離，使其達(dá)到所要求的純度。

茄尼醇本身含有多個(gè)非共軛雙鍵，具有強(qiáng)烈的吸收自由基能力，在合成心血管、抗腫瘤等新型藥物和保健品方面?zhèn)涫荜P(guān)注。實(shí)驗(yàn)中對于粗品茄尼醇常采用大孔吸附樹脂對茄尼醇進(jìn)行純化，如周統(tǒng)武、蔡娟［12］研究大孔吸附樹脂從茄子葉的提取物中分離純化茄尼醇，并利用正交實(shí)驗(yàn)，最終得出茄尼醇的收率可達(dá)91%以上。

由于茄尼醇沸點(diǎn)高，對熱不穩(wěn)定，采用大孔吸附樹脂法，雖然可以得到純度91%以上的茄尼醇，但是生產(chǎn)過程中需要耗費(fèi)大量的有機(jī)溶劑，且介質(zhì)回收困難。隨后，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)分子蒸餾法可以排除這些困難，還可以得到更高的純度，即利用刮模式分子蒸餾裝置經(jīng)過2次分子蒸餾，可得到純度為97.6%的茄尼醇［13］。

4　展望

浸提法是比較成熟的工藝，設(shè)備簡單，但由于溶劑用量大、萃取物黏度大等缺點(diǎn)而面臨逐漸被淘汰的趨勢。微波輔助萃取法、超聲波輔助萃取法和超臨界CO2萃取法是目前研究的熱點(diǎn)，尤其是超臨界CO2萃取法，方法簡單，而且無污染，如果加上一些輔助方法的話，效率會更高，多種方法聯(lián)用也是近幾年提取領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。不同的茄尼醇萃取工藝有其優(yōu)點(diǎn)，也有其缺點(diǎn)，對于不同的原料，我們可以根據(jù)具體的要求選擇合適的萃取方法，以使其實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

但是我國對于茄尼醇的研究僅限于茄尼醇粗品的萃取，在茄尼醇粗品的純化方面研究甚少，目前國內(nèi)所得到的產(chǎn)品純度無法達(dá)到醫(yī)藥上的要求。醫(yī)藥方面所使用的純品主要來自于國外的進(jìn)口，大部分來自于日本，由于茄尼醇是各類藥物所合成的中間體，對于藥物的合成是不可或缺的成分，因此學(xué)者們應(yīng)該著重于研究茄尼醇粗品的純化，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)其安全性方面的研究，以拓寬其應(yīng)用范圍，相信隨著萃取及純化技術(shù)的不斷改進(jìn)，茄尼醇將發(fā)揮更大的作用。

［1］陳愛國，申國明，梁曉芳，等.茄尼醇的研究進(jìn)展與展望［J］.中國煙草,2007,28（6）：44-48.

［2］朱松，陳尚衛(wèi)，張海波.超臨界流體技術(shù)在廢次煙葉中提取純化茄尼醇的應(yīng)用［J］.中國煙草學(xué)報(bào),2008,14（05）：22-26.

［3］王自社，劉文乾，王軍紅，等.茄尼醇的研究及應(yīng)用進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,32（13）：12539-12540.

［4］石展望，陳韻.從廢次煙草中提取茄尼醇的工藝研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科技,2012,40（18）：9894-9896.

［5］董占能，白聚川，吳立生，等.從廢次煙葉中提取茄尼醇的研究［J］.中國資源綜合利用,2008（1）：8-11.

［6］夏敏.廢棄煙草中茄尼醇提取條件的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36（35）：15287-15288.

［7］周統(tǒng)武，蔡娟.茄子葉中茄尼醇微波輔助萃取工藝研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38（14）：7266-7267,7290.

［8］馬君義，張繼，徐小龍.微波輔助萃取馬鈴薯葉中茄尼醇的工藝研究［J］.中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué),2010,27（03）：218-221.

［9］郭青，林文強(qiáng)，謀定榮，等.超聲波萃取技術(shù)在煙草成分分離中的應(yīng)用研究綜述［J］.鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2011,26（05）：96-99.

［10］崔志芹，黃慧丹，費(fèi)佳.超聲波輔助提取煙葉中茄尼醇［J］.廣東化工,2013,40（06）：17-18.

［11］楊靖，李瑞麗，孫志濤.超臨界CO2萃取煙草中茄尼醇的工藝研究［J］.食品工業(yè),2012,33（08）：35-37.

［12］周統(tǒng)武，蔡娟.大孔吸附樹脂純化茄子葉中的茄尼醇［J］.食品與發(fā)酵工業(yè),2010,36（06）：175-179.

［13］錢超，張堅(jiān)國，陳新志.分子蒸餾技術(shù)提取茄尼醇的工藝研究［J］.高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào),2009,23（02）：275-278.

41　種?；穼⑸墳榉z

根據(jù)國家質(zhì)檢總局和海關(guān)總署聯(lián)合公告，萘、乙醛、甲苯、丙酮等41種危險(xiǎn)化學(xué)品和4種復(fù)合橡膠產(chǎn)品將于2016年2月1日調(diào)入進(jìn)出口法檢目錄，以此加強(qiáng)危化品管理、確保安全。

列入法檢目錄意味著上述產(chǎn)品進(jìn)出口流程發(fā)生較大變化，企業(yè)需向檢驗(yàn)檢疫部門提交分類鑒別報(bào)告、危險(xiǎn)公示標(biāo)簽和安全數(shù)據(jù)單，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后放行。檢驗(yàn)檢疫部門提醒相關(guān)危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)及進(jìn)出口代理商，主動到檢驗(yàn)檢疫局申報(bào)并及時(shí)了解相關(guān)政策，避免出現(xiàn)產(chǎn)品積壓、滯港等情況，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

汽車輪胎列入2016年產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查產(chǎn)品

質(zhì)檢總局于2015年12月23日發(fā)布《2016年產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查計(jì)劃》，共涉及人民群眾高度關(guān)注的重點(diǎn)產(chǎn)品170種，汽車輪胎等7種與橡膠行業(yè)有關(guān)的產(chǎn)品列入其中。

與橡膠行業(yè)有關(guān)的7種產(chǎn)品分別包括日用及紡織品——箱包鞋類：旅游鞋、皮鞋2種，機(jī)械及安防產(chǎn)品——汽車相關(guān)產(chǎn)品：汽車輪胎、汽車制動軟管2種，電工及材料產(chǎn)品——電工產(chǎn)品：橡套電纜1種，食品相關(guān)產(chǎn)品——接觸食品橡膠密封件（橡膠材質(zhì)）、輸送膠管（橡膠材質(zhì)）2種。

據(jù)了解，監(jiān)督抽查分季度監(jiān)督抽查、專項(xiàng)監(jiān)督抽查和聯(lián)動監(jiān)督抽查3種形式，監(jiān)督抽查的對象包括生產(chǎn)企業(yè)、經(jīng)銷企業(yè)和網(wǎng)絡(luò)銷售企業(yè)。在計(jì)劃對上述170種產(chǎn)品開展國家監(jiān)督抽查的同時(shí)，質(zhì)檢總局還將根據(jù)工作需要，組織對計(jì)劃外的產(chǎn)品開展專項(xiàng)監(jiān)督抽查。

2016年，質(zhì)檢總局將按照抽查計(jì)劃，認(rèn)真組織開展產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查，對社會公開發(fā)布產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查結(jié)果，并將對產(chǎn)品質(zhì)量違法違規(guī)行為依法進(jìn)行處理。

10.13752/j.issn.1007-2217.2016.01.003

2015-12-08