微波强化提取废次烟叶中烟碱研究

　　摘要 我国是烟草种植大国，每年都有大量废次烟叶产生，烟叶中含有应用价值很高的烟碱。烟碱广泛应用于农业、医药和工业等领域。试验设计研究了以蒸馏水为溶剂、微波为辅助方法的烟碱提取工艺条件，探讨了微波的功率、时间、液固比等因素对烟碱提取的影响。结果表明：影响烟碱提取效率的因素依次为功率、处理时间和液固比。微波辅助提取的最佳工艺条件是微波功率为300 W，微波时间为1 min，液固比为25∶1，此工艺比未经微波处理的提法的提取率增加约11倍。
　　关键词 废次烟叶；烟碱；微波
　　中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）10-0166-02
　　Study on Extraction of Nicotine From Waste Tobacco by Microwave-Assisted
　　CHEN Li-jin
　　（Guangzhou Academy of Agricultural Sciences in Guangdong Province，Guangzhou Guangdong 510308）
　　Abstract Planting a large number of tobacco in China annually produces a large number of discarded tobacco. Nicotine is widely applied in areas such as agriculture，medicine and industry，it has higher opplication value.Experimental design using distilled water as solvent and microwave as assistant methods to extract the nicotine，and study the influences of factors which referred above-mentioned.The results showed that the factors in order of their effects on nicotine yield were power，extraction time，ratio of liquid to solid. The optimal conditions for the microwave extraction as follows：microwave power 300 W，radiation time 1 min，and 25∶1 ration of liquid to material.And it was about 11 times higher than extraction method without assistance.
　　Key words discarded tobacco；nicotine；microwave
　　目前，每年都会产生大量废弃的烟叶，但是废次烟叶的利用率较低，在处理废弃烟叶时，通常采用焚烧、填埋等方式，不仅污染了环境，也浪费了资源。烟叶中的烟碱在医药、农业、化工等方面带给人类的作用是相当大的，因此合理利用废弃烟叶，变废为宝，是当前研究的重点。利用微波强化作用来辅助提取烟草中的烟碱，可以得到更好的提取率，而且对环境的污染更少。研究表明，提取效果取决于微波的强度、频率和作用时间，但目前预处理技术不尽人意，存在得率低、技术工艺复杂、需用有机溶剂易污染等问题。该文以废次烟叶为原料，以蒸馏水为溶剂，对微波辅助提取烟碱的工艺进行了较深入的研究。通过采用单因素及正交试验，探讨了微波时间、功率、固液比等因素对烟碱提取的影响，并采用紫外分光光度法测定烟碱含量，优化得出最佳工艺条件。结果显示，该方法只需将烟叶粉碎，加水浸没，常压下微波作用，即可快速提高提取烟碱的速率，使废次烟叶作为资源开发将完全可能。且该方法为物理作用，无需任何有机溶剂，水为传声媒质，可循环使用，无“三废”排放，无环境污染。该方法操作简单，成本低，适用范围广，为环境友好过程，有产业化前景[1-8]。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验原理
　　1.1.1 微波强化提取烟碱的原理。烟叶细胞壁富含纤维素、半纤维素和木质素，其组成的结晶结构阻碍了烟碱的有效溶出。微波可以快速有效地将细胞破碎，使烟叶中的大部分烟碱呈游离态游离出来，然后通过水蒸汽蒸馏法分离提取，即可获得烟碱产品[9-10]。
　　1.1.2 紫外分光光度计法的原理。烟碱在259 nm波段的紫外光具有最大吸收能力，其吸光度与烟碱含量成正比，因此可建立起在紫外光区的检测体系。紫外分光度法测定烟碱存在干扰物质，但是这些干扰物质在230～290 nm范围内的吸光度基本呈线性，因此可以在259 nm前后等距离选取2点测定吸光度而将干扰吸收扣除，最后确定在259 nm前后各23 nm，即236 nm和282 nm测定吸光度扣除干扰吸收。校正吸光度即为259 nm处的吸光度测定值[11-12]。
　　1.2 试验方法和步骤
　　1.2.1 烟叶预处理。烟叶原料经自然风干后，充分粉碎，在室温条件下保藏可密封的塑料袋，备用。
　　1.2.2 烟碱的提取。准确称取1.0 g烟末于干净的烧杯中，加入蒸馏水并充分搅拌，经过不同的功率、时间、料液比和温度的微波辅助提取作用后，将烟末置于圆底烧瓶并加入1 g NaOH和2 g NaCl试剂，用水蒸汽蒸馏法提取烟碱，最后用0.05 mol/L HCl溶液接收，即可得到烟碱。
　　1.2.3 烟碱含量分析。用移液管准确移取4 mL用HCl溶液接收的烟碱液于100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容到100 mL，待测。烟碱的测定如下：打开紫外分光光度计，待其连接好稳定后，设定测定波长，用空白样（把1 mL样品换成1 mL蒸馏水，其余条件与制取样品一样）调零后测量溶液吸光度。

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