甜菜碱的提取纯化方法

背景及概述^[1]

甜菜碱(betaine，betafin)是一种天然的类维生素物质，分子式(CH3)3NCH2COO，分子量117，无毒、吸湿性极强，味甘甜、有特殊气味，它广泛存在于动植物体内并有着重要的功能，其价值已被无数的科学研究、实践所肯定。甜菜碱的用途非常广泛。例如，在医药方面，甜菜碱可用于生产治疗和预防肝脏病的药物、抗生素的原料。甜菜碱可以用作食品添加剂，对老人保健、儿童生长发育都能起到良好的促进作用。在日用化工方面，由于甜菜碱性质极其温和，是优异的渗透剂、保湿剂和甜味剂，因而可以添加到香波、浴液、护发素、护肤膏和牙膏中。向生长条件恶劣如干旱、高盐、高温、高湿等的植物或作物外源性施用甜菜碱能促进它们的生长、提高它们的产量。

甜菜碱另外一个重要的应用是作饲料添加剂，需求量巨大。甜菜碱作为水产养殖诱食剂，具有很强的诱食活性。对鱼、虾、蟹、鳖、牛蛙等水生物摄饵有特殊的刺激和促进作用，能提高采食率、降低饵料系数；甜菜碱又是水生物最重要的渗透压缓冲物质，可增强鱼、虾渗透压激变耐力，提高成活率。甜菜碱可以看成是氨基酸内盐，作为高效甲基供给体可以部分替代蛋氨酸。鸡饲料中，1公斤甜菜碱可取代2-3.5公斤蛋氨酸，且与维生素配伍稳定性很好，还可提高球虫药疗效。甜菜碱具有抗脂肪肝功能，能增强脂肪代谢，降低猪背膘厚度，改善肉质，提高瘦肉率。仔猪饲料中添加甜菜碱，可提高断奶仔猪采食率，使仔猪在断奶1-2周期间增重率显著提高。由于具有抗脂肪肝、增强脂肪代谢的功能，甜菜碱作为宠物饲料的添加剂是非常适宜地。

提取纯化方法^[1-4]

报道一、

从甜菜糖蜜中提取甜菜碱的方法，包括如下步骤：

(1)量取甜菜糖蜜：甜菜碱含量7％，总糖含量46％。将其置于水浴锅中，按1：1.8加入纯水进行稀释，在55℃条件下搅拌。

(2)将稀释后的料液过孔径为80nm的陶瓷膜，微滤过程中，控制温度65℃，进料压力0.2-0.25MPa，出料压力0.15-0.20MPa，膜通量为60LMH，透析水加量为进料总体积的32％(v/v)，过滤结束后收集透过液。甜菜碱收率99％；

(3)使用分子量250D纳滤膜(卷式膜)处理,纳滤膜进口压力2～2.5Mpa，出口压力1.5～2.0Mpa，通量18LMH，透析水加量为微滤液进料总体积的42％(v/v)，收集纳滤液，甜菜碱收率达到97.5％。

(4)将透过液通入色谱系统的第7根色谱柱，洗脱水从第1根色谱柱进入，产品料液从第3根色谱柱流出，废水从第9根色谱柱流出，过滤过程中，控制每根色谱柱的温度为75℃，得到产品料液甜菜碱含量96％，色谱甜菜碱收率93％；

(5)将产品料液浓缩至固形物含量为72％，然后降温至18℃结晶，结晶结束后，离心进行固液分离。

(6)将晶体在60℃条件下烘干得甜菜碱成品，成品检测甜菜碱纯度98.6％，甜菜碱总收率80.8％。

报道二、

一种枸杞叶甜菜碱的提取方法，包括以下步骤：

(1)将枸杞叶经人工挑拣除杂后，室内阴干，得到枸杞叶干样。

(2)将4kg枸杞叶干样放入粉碎机中进行粉碎，粉碎后过40目筛，得到枸杞叶粉。

(3)将枸杞叶粉与水按1∶10的料液质量体积比(kg/L)混合，在10℃浸提10h后，得到浸提液。

(4)采用离心机以4000r/min的离心速度对浸提液离心分离5min，得到上清液和滤渣。收集上清液弃去滤渣。

(5)滤液经中极性大孔吸附树脂吸附后，先用去离子水洗脱至无糖，再用2倍床层体积的甲醇-水-醋酸溶液洗脱吸附在大孔树脂上的枸杞叶甜菜碱，得到含有枸杞叶甜菜碱的洗脱液。

其中：甲醇-水-醋酸溶液中甲醇、水、醋酸三者之间的体积比(ml/ml/ml)为6∶2∶1。

(6)将含有枸杞叶甜菜碱的洗脱液在真空度为0.03MPa、温度为30℃的条件下经真空减压浓缩后，得到枸杞叶甜菜碱浓缩液；该枸杞叶甜菜碱浓缩液在40℃温度下干燥至恒重，即得1.15kg棕褐色枸杞叶甜菜碱粉末。

经高效液相色谱检测，该枸杞叶甜菜碱粉末中甜菜碱含量为11.2％。

报道三、

采用枸杞根部提取甜菜碱的制备方法，将枸杞植株的根部作为原材料，采用浸提、吸附、洗脱、浓缩等技术相结合的方式进行甜菜碱的制备，具有成本低廉、提取效率高等特点，特别采用下述设置方式：包括以下步骤：

1）将野生枸杞植株的根部洗净，阳光下暴晒1~2h后，自然通风条件下阴干，得含水量为0.1~0.2%的枸杞根干样；

2）将枸杞根干样切块并粉碎，过80~280目筛，得到枸杞根粉；

3）采用浸提、吸附、洗脱、浓缩技术对枸杞叶粉进行枸杞根甜菜碱的制备，得枸杞根甜菜碱浓缩液；

4）将枸杞根甜菜碱浓缩液真空干燥得甜菜碱粉末。

报道四、

一种枸杞子甜菜碱的分离纯化方法，包括以下步骤：

（1）将枸杞子室内常温阴干一周至枸杞子碾压成段，即得枸杞子干样。

（2）将枸杞子干样剪碎，得枸杞子碎样。

（3）将所述枸杞子碎样与水按1:5g/mL的料液质量体积比混合，在10℃浸提0.5h后，得到浸提液。

（4）将所述浸提液经8000r/min离心15min后，得到上清液Ⅰ和滤渣Ⅰ；

（5）将所述上清液Ⅰ经45℃真空减压浓缩后，在浓缩液中加入6倍体积无水乙醇混合除糖，得到混合液；

（6）将所述混合液经8000r/min离心15min后，得到上清液Ⅱ和滤渣Ⅱ。

（7）将所述上清液Ⅱ在45℃下真空减压浓缩后，得浸膏，将所述浸膏加入适量双蒸水溶解，得样品溶液。

（8）将所述样品溶液经732型阳离子交换树脂吸附后，先用足量去离子水洗至洗脱液呈淡黄色或无色，再用2倍床层体积的氨水洗脱吸附在732型阳离子交换树脂上的甜菜碱，得到含枸杞子甜菜碱的洗脱液，此处氨水的体积浓度为5%。

（9）将所述含枸杞子甜菜碱的洗脱液经717型阴离子交换树脂吸附后，用4倍床层体积的去离子水洗脱，收集流出液。所述流出液经真空减压浓缩后，得枸杞子甜菜碱浓缩液。

（10）将所述枸杞子甜菜碱浓缩液冻干，得枸杞子甜菜碱粗品。

（11）将所述枸杞子甜菜碱粗品经乙醇洗涤两次，8000r/min离心15min后，得上清液Ⅲ和滤渣，将所述上清液Ⅲ置于样品瓶中经减压浓缩至干，得枸杞子甜菜碱。

经高效液相色谱检测，该枸杞子甜菜碱的含量为81.54%。