從煙草工業(yè)廢棄煙末中提取游離氨基酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及煙草領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種從煙草工業(yè)廢棄煙末中提取游離氨基酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煙草工業(yè)企業(yè)在卷煙生產(chǎn)過程中，要經(jīng)過松散、切絲、烘絲、卷制等諸多工序，才能將煙葉卷成香煙，期間有大量的低于3_的煙末顆粒產(chǎn)生，這些煙末顆粒因無法直接加入卷煙中，一般當(dāng)廢棄物處理。據(jù)測算，IKg煙葉會產(chǎn)生的工業(yè)廢棄煙末約50g，我國煙葉年產(chǎn)量300萬噸，每年產(chǎn)生的工業(yè)廢棄煙末1.5萬噸，如果直接丟棄，不僅浪費(fèi)，而且會對環(huán)境造成污染。
[0003]氨基酸是煙葉中的重要化合物，是組成蛋白質(zhì)的基本單位，醇化后的煙葉中游離態(tài)的含量一般對于干基重來說約為8?25mg/g，從食品和營養(yǎng)的角度，煙葉蛋白質(zhì)的氨基酸組成和含量相當(dāng)豐富、均衡。氨基酸及其衍生物廣泛應(yīng)用與醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，具有較高的應(yīng)用價值。
[0004]目前，文獻(xiàn)報道的從煙草中提取分離游離氨基酸僅限于傳統(tǒng)的方法，如:醇提法、水提法、超聲波水提法、乙醇微波萃取法等，其相關(guān)提取的研宄報道也少。田浩等從生產(chǎn)煙堿及茄尼醇后的煙葉廢渣為原料，采用酸水解及活性炭脫色處理提取氨基酸。劉榮森以烤煙殺青葉為原料，在50°C的水浴中用蒸餾水提取，并使用732型陽離子交換柱進(jìn)行純化。這些報道中所采用的方法大致相同，即使用稀酸或乙醇在加熱或借助超聲等一些物理輔助的方式多次提取，所涉及的步驟較多，所需溶劑量大，成本較大，提取效率較低，且會在提取的過程中溶入大量的多糖、煙堿、蛋白質(zhì)、色素等雜質(zhì)，不利于后期的分離純化。
[0005]閃式提取是近年來出現(xiàn)的一種用于植物軟、硬材料快速提取的新型提取技術(shù)。依靠高速機(jī)械剪切力和超動分子滲濾技術(shù)，在室溫及溶劑存在下數(shù)秒鐘內(nèi)把植物的根、莖、葉、花、果實(shí)等物料破碎至細(xì)微顆粒，并使有效成分迅速達(dá)到組織內(nèi)外平衡，通過過濾達(dá)到提取之目的。該技術(shù)能最大限度保護(hù)植物有效成分，不會受熱破壞，溶劑用量小，提取時間短，效率高，目前該技術(shù)廣泛用于藥材中有效成分的提取。雙水相萃取技術(shù)(Aqueous two-phase ex t ract 1n, AT PE)是指把兩種聚合物或一種聚合物與一種鹽的水溶液混合在一起，聚合物與聚合物之間或聚合物與鹽之間的不相溶性形成兩相，是近年來引人注目，有前途的新型分離技術(shù)，與傳統(tǒng)的萃取及其他分離技術(shù)相比具有操作條件溫和、處理量大、易于連續(xù)操作、靶向性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于生物工程(其中包括萃取分離抗生素、酶、分離提純蛋白質(zhì)和萃取其他生物活性物質(zhì))生物分析和金屬分離等方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種從煙草工業(yè)廢棄煙末中提取游離氨基酸的方法，以期望高效率地提取煙末中的氨基酸，并獲得純度較高的氨基酸。
[0007]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的一種實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種從煙草工業(yè)廢棄煙末中提取游離氨基酸的方法，它包括以下步驟:
[0009](I)將PEG聚合物加入到無機(jī)鹽的水溶液中，配制成PEG聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%?30%、無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%?25%的雙水相萃取液；
[0010](2)將廢棄的煙末顆粒放入閃式提取器中，按照閃式提取料液質(zhì)量比為1:10加入配置好的雙水相萃取液，在閃式提取器的內(nèi)刀刃轉(zhuǎn)速為25000r/min及室溫條件下萃取30?60s，除去殘渣，得到濾液，將濾液靜置分相，煙草中游離氨基酸被萃取到上層；
[0011](3)將雙水相的上層提取液吸取出來，將所述上層提取液進(jìn)行真空濃縮，得到5?1ml濃縮液；
[0012](4)將濃縮液緩慢倒入用鹽酸處理過的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂中，使氨基酸與樹脂結(jié)合，停留15min后，先用蒸餾水洗滌交換柱除去雜質(zhì)，然后用氨水洗脫交換柱，得到洗脫液，將洗脫液真空濃縮至干，得到氨基酸純品。
[0013]所述閃式提取料液質(zhì)量比是指廢棄的煙末顆粒和雙水相萃取液的質(zhì)量之比。
[0014]為了獲得更好的提取效果，從而提取出較多的氨基酸，步驟(I)所述雙水相萃取液中，PEG聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，無機(jī)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。
[0015]為了提取更多的氨基酸并提高氨基酸的純度，步驟⑴所述PEG聚合物為PEG4000。
[0016]為了提取更多的氨基酸并提高氨基酸的純度，步驟(I)所述無機(jī)鹽水溶液為硫酸銨的水溶液。
[0017]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，步驟(2)所述靜置的時間為3h。靜置3h可以使濾液分相完全，便于后期對上層提取液進(jìn)行虹吸。
[0018]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，步驟(3)所述將雙水相的上層提取液吸取出來的方式是虹吸。采用虹吸的方式分離上層提取液不僅方法簡單，而且分離效果好。
[0019]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，步驟(3)所述真空濃縮的溫度為70°C。在該溫度條件下，既能夠加快真空濃縮的速率，又可以保證濃縮液中的氨基酸等物質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定。
[0020]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，步驟(4)所述蒸餾水的體積為濃縮液的10?15倍，洗滌速度為3ml/min。
[0021]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是，步驟(4)所述氨水的濃度為4mol/L，體積為濃縮液的10?20倍，洗脫速度為3ml/min。
[0022]洗滌液或洗脫液的種類會影響洗滌或洗脫的效果，而用量除了影響效果外，也會直接影響到下一步驟的真空濃縮所需的時間，采用上述洗滌液或洗脫液以及流速、用量，既可以達(dá)到較好的洗滌或洗脫效果，又為真空濃縮步驟節(jié)省時間，最終所得氨基酸純品的純度較高，可達(dá)94%以上。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:本發(fā)明從廢棄煙末中提取游離氨基酸，效率高，方法簡單，試劑成本低；本發(fā)明采用閃式提取結(jié)合雙水相萃取技術(shù)提取分離煙草工業(yè)廢棄煙末中的游離氨基酸，較傳統(tǒng)方法，閃式提取不需要多次提取過程，使用溶劑較少，節(jié)省時間，雙水相萃取技術(shù)較單一的溶劑提取效果更好，所得氨基酸純度可達(dá)94%以上，通常為96%左右。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]I)將60g PEG4000加入到240g 25 %的硫酸銨水溶液中，攪拌使其溶解，配制成300g的雙水相萃取液。
[0027]2)將30g煙草工業(yè)廢棄的煙末顆粒放入閃式提取器中，加入步驟I)中配制的雙水相萃取液，啟動閃式提取器，閃式提取器的內(nèi)刀刃轉(zhuǎn)速為25000r/min，在室溫下萃取30s。
[0028]3)萃取后過濾除去殘渣，得到濾液，靜置3h分相，煙草中游離氨基酸被萃取到上層O
[0029]4)采用虹吸的方式，將雙水相的上層提取液吸取出來，在70°C真空