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茶皂素提取工艺的研究及应用前景
 
      摘 要:本文综述了茶皂素的性质、用途、应用前景,着重探讨了利用醇水溶液法,从油茶籽饼中提取茶皂素的方法,通过实验发现,与水溶法及有机溶剂法相比较而言,本方法具有工艺简单,成本较低,所得产品颜色浅,含量及得率较高等优点。能完全适用于工厂生产操作。
关键词:茶皂素;油茶籽饼;醇水溶液法
中图分类号:TQ450    文献标识码:A    文章编号:1009-4725(2003)11-0011-03
Study on Production Technology and Application Prospect of Tea Saponin UANG Dong-mei1,XU Hong2, LI Qing1, SHEN Xiao-sheng1(1.East Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fisheries Sciences, Shanghai 20090, China; 2.China National Quality Supervision & Test Center for Furniture, Shanghai 20090, China )  Abstract:This paper reviews the property, usage and prospect, describes the method of how to extract the Tea Saponin from tea-seed pancake by alcohol-water dissolving. Through experiment, comparing with alcohol dissolving and water dissolving methods, we found that this method has much more advantages, such as, this method is simpler, the cost is lower, the final products’ color is lighter, the effective content and yields are higher etc. This method can be used in factory. Keywords:Tea Saponin; tea-seed pancake; alcohol-water dissolving。
1  概述
      茶皂素是从油茶籽饼中提取的一种五环三萜类化合物,由糖体、甙元及有机酸组成,它是一种性能优良的天然非离子表面活性剂,不仅具有良好的乳化、发泡、分散、渗透、润滑等活性作用,而且还具有消炎、镇痛、杀菌、止痒等药理作用。随着茶皂素应用研究工作的不断深入,其应用范围越来越广,可广泛应用于日化、轻纺、医药和农药等行业中。
      我国盛产茶油,每年都有大量榨油后剩下的油茶饼,由于油茶饼味苦、有毒,目前基本上被废弃,这样就造成了一种很大的资源浪费。据有关文献报道,油茶饼中各成份含量:水份14%、脂肪5%、蛋白质15%、粗纤维6%、糖类40%、灰份6%、皂素10%~14%、丹宁2%、咖啡碱0.95%,如何从油茶饼中提取这部份皂素对综合利用资源,开发新产品,具有显著的经济效益和社会效益。
2  茶皂素的性质、用途
2.1  茶皂素的性质
      茶皂素(Tea Saponin)属于五环三甙萜类皂甙,茶皂素分子中由亲水性的糖体和疏水性的配位基及有机酸构成,分子式C57H90O26,分子量1191.28,熔点:224 ℃。茶皂素具有苦辛辣味,纯品为白色微细柱状晶体,吸湿性强,对甲基红明显酸性,难溶于无水甲醇、乙醇、不溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚等有机溶剂,易溶于含水甲醇,含水乙醇以及冰醋酸、醋酐、吡啶等。茶皂素溶液中加入盐酸时,皂甙就沉淀。
2.2  茶皂素的用途
2.2.1  在农业保护方面的应用
     以茶皂素(TS-2050)为主体精制而成的环保型农药助剂可广泛地应用于杀虫剂、杀菌剂、除草剂等达到增效、增溶、减毒之目的。同时由于茶皂的驱避和生物激素作用其本身也是一种很好的生物农药,还能刺激作物生长。地下害虫是很难防治的虫害,以茶皂素为主剂研制的专用杀虫剂,不但能有效地杀死地老虎、蚯蚓、线虫等,而且不会造成土壤污染,有利于环境保护。茶皂素还对钩虫卵及蚴虫、血吸虫的中间宿主钉螺等具有良好的毒杀活性。
2.2.2  在医药方面的应用
      茶皂素(TS-2106)具有明显的抗渗漏与抗炎症特征,在炎症初级阶段,能使受障碍的毛细血管透过性正常化,并刺激动物体内激素分泌,调节血糖含量,还可降低胆固醇含量,预防心血管疾病。具化痰止咳功效,可治疗老年去气管炎和各类水肿;茶皂素还有抗菌作用,对白色念珠菌、大肠杆菌均有抑制作用,可治疗一些皮肤病。茶皂素能抑制酒精的吸收,加速酒精的分解,故可用于醒酒。
2.2.3  在养殖业上的应用
      利用茶皂素(TS-9905)配制而成的饲料添加剂能有效地替代抗生素,减少人畜共患的疾病,使整个养殖业上一个新台阶,最终使人们吃上放心肉。在对虾的养殖中,茶皂素(TS-8901)可防治对虾黑鳃病的发生及对寄生虫的控制,且可促进其蜕皮和生长。利用茶皂素的溶血作用和鱼毒作用(3 ppm即有很好效果),可杀死有害鱼类,可用作清池剂,但对对虾无影响(安全浓度为20 ppm)。在畜牧养殖中,茶皂素可降低动物体内的胆固醇水平,开发低胆固醇水平,开发低胆固醇的动物制品。
2.2.4  在日用化工中的应用
      利用茶皂素(TS-2106)的表面活性作用,可用来作洗发剂,洗理香波等。不仅洗发护发,且消炎止痒,去头屑效果好。茶皂素还可用于衣物的洗涤,剥色能力小,不会产生缩绒,织品不会失去光泽。
2.2.5  在建材工业中的应用
      以茶皂素为主剂配制而成的TW-301,在加气混凝土生产中可用作发泡剂和稳泡剂,它具有脱脂作用,能提高铝粉分散悬浮性,提高料浆浇注的稳定性,改善气孔结构,使产品更牢固可靠。其效果明显优于皂荚粉、拉开粉等。利用其强的乳化性能和分散性,制成的石蜡乳化剂,已成功用于纤维板生产中的施胶工艺,明显降低产品的吸水率,增强了防水性能,提高纤维板的质量。
2.2.6  在食品工业中的应用
      茶皂素在食品工业上,因其具有较强的吸收二氧化碳的特性,可用在清凉饮料上如汽水和啤酒中作助泡剂。
3  茶皂素的生产工艺
      通常从油茶饼中提取皂素采用水溶法或有机溶剂法,但这两种方法各有利弊。水溶法成本低,工艺简单,但产品颜色深、纯度低;有机溶剂法产品颜色相对较浅,纯度较高,但成本高,工艺复杂。为此,我们采用醇水溶液法。
3.1  工艺流程
3.2  原料准备
      选取无霉变的油茶籽饼,用粉碎机将油茶籽饼粉碎至1~2 mm左右的小颗粒。为了保证产品质量,原料必须干净。
3.3  浸提
      称取已粉碎的干燥的油茶籽饼240 g,置于1000 ml烧瓶杯中,加水600 ml,加热至80 ℃,搅拌1.5 h,过滤得滤液和滤渣,在滤渣中再加300 ml水,同前面一样在80 ℃下搅拌1.5 h,过滤,得滤液和滤渣。滤渣回收用作饲料。合并两次滤液约800 ml。
3.4  除杂:
      在上述滤液中加氨调节PH值为10,使浸提液的蛋白质、树脂、有机酸、色素等杂质形成沉淀,过滤除去,滤渣可用作饲料,收取滤液。
在滤液中加入95%乙醇400 ml,比例(体积比)为1∶0.5,搅拌均匀,静置2 h,过滤,得滤液和滤渣。滤渣中含有树脂、蛋白质等,可回收利用。
3.5  浓缩
      将上述滤液浓缩回收乙醇,为提高产品质量,可采用减压浓缩。
3.6  凝絮
      待浓缩后的滤液冷却后,加入阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂,搅拌均匀,静置2 h,得粘稠状液体。
3.7  脱色
      将所得的粘稠状液体过滤,滤液用活性炭(分批少量加入)脱色至白色或淡黄色,得脱色液。
3.8  干燥
      将脱色液中水份蒸干经红外灯烘箱烘干后,则得白色或淡黄色无定形皂素晶体。
4  结论与讨论
4.1  在茶籽饼浸提过程中所用的浸提液不同,得到的茶皂素的含量和得率亦不同。
表1 不同的浸提液茶皂素含量及得率的测定(缺)
     从表1看出,在茶饼浸提过程中,如果只用水来浸提,得到的茶皂素颜色深,含量和得率低,但如果在增加一道乙醇浸提过程,则得到的茶皂素相对来所颜色浅,含量和得率亦高。而如果只用乙醇作为浸提液,虽然得到的产品质量尚可,但要消耗大量有机溶剂(乙醇),成本高,工艺复杂。所以采用醇水溶液法较为理想。
4.2  本试验中过滤所得的滤渣经脱毒处理,绝大部分的有毒物质可以除掉,因而可以作为生畜的饲料。
4.3  本试验中采用阳离子型聚丙酰胺作为絮凝剂,因为阳离子型聚丙烯酰胺的分子中含有大量正电荷,能吸附杂质微粒,起到电性中和作用,而它的长碳链又可以起到架桥作用,所以用它作絮凝剂可以形成大而连续的絮团,加速沉降速度,缩短过滤时间,提高溶液澄清度。
4.4  采用本工艺可以从原来被废弃的油茶籽饼中得到多用途的化工原料茶皂素和家畜与生畜的饲料,真正做到了变废为宝,对提高经济效益和社会效益具有重要作用。
5  应用情况
      利用茶皂素可做成抗菌、止痒、去屑、乌发多功能香波。我国洗发香波年总产值约100 kt,其中一半需加调理剂,共需调理剂1 kt,如市场占有率达10%,年可销调理剂100 t,年产值450万元。市场前景看好。用低分子有机硅改性茶皂素可以做成低表面活性张力的绿色表面活性剂,可广泛用于护肤化妆品、餐具洗涤剂等,市场更大。
      菌体蛋白饲料是利用提取茶皂素后的茶粕,采用生物工程技术,对其进行混菌固体发酵,从而生产出来,以这种技术生产出来的菌体蛋白饲料可以任意比例添加制成各种预混或浓缩饲料,由于其富含茶多糖和微量茶多酚等抗氧化活性成分,养出的畜禽抗病能力强,肉质优异。提取茶皂素后的茶饼经脱毒、发酵后还可开发为饮料添加物,也可作堆肥。
作者简介:黄冬梅,女,(1975-),毕业于华东理工大学,助理工程师。
参考文献
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