-
茶皂素的提取的历史与现状
茶皂素
(Tea saponin)
又
称茶皂苷或茶皂甙,山茶科
(Theacease)
山茶属
p>
(Cameuia )
各种植物中含
量极其
丰富,
主要有油茶
(Camellia oleifera
)
、
茶
(C. sinensis
)
、
茶梅
(ua
)
、
尖叶山茶
(C.
cuspidatd )
等。茶皂素是皂素中的一类,是从山茶
科植物种子或者其种子经榨油后的产物中
提取出来的一种糖甙化合物,
< br>广泛存在于各种茶类植物中,
其基本结构包括配基、
糖体
及有
机酸。茶皂素属于五环三萜类,此类结构的化合物较多,它们具有
< br>β
-
香树素骨架,也可为
齐墩果
烷的衍生物,具有多氢蒎五环。
茶皂素具有良好的乳化、分散
、发泡、湿润等功能,并且具有消炎、镇痛、抗渗透等药理作
用。广泛应用于生物农药、
医药、洗涤剂、食品添加剂、起泡剂、发泡剂、脱脂剂、分散剂
等。
近年来,
各国对茶皂素提取与应用研究越来越重视,
提出各
种不同提取方法及工艺且对
茶皂素生物功能进行深入研究。本文就目前茶皂素提取方法及
其应用研究进展作一综述。
一、茶皂素提取研究进展
(一)水提法
水浸法是较早开发的提
取茶皂素的方法,
主要是将茶麸破碎用
H2O
< br>浸出,
然后澄清,
过滤,
浓缩,
脱色,再浓缩,脱色后烘干得到粉料。其生产工艺与生产设备简单,但生产水处理量
大,
常规分离困难,产品纯度低,能耗大,渣处理困难
[2]
。因此
,在此基础上又改进得到
多种水提法。
1
、稀碱液提取法
< br>冯志明
[3]
研究出:茶壳用
0
.5%
氢氧化钠溶液煮沸半小时,冷却后过滤得滤液和残渣。残渣
用相同方法再浸提
2
次,将
3
次滤液合并得到浸提液
.
。此法的产率为
p>
7%~11%
,而用热水
浸提产率为
p>
5%~9%
。
2
、水提
-
沉淀法
先用热水提取,再过滤,滤液中加入沉淀剂沉淀。此法有
3
种,一是用絮凝剂沉淀除杂:茶
粕∶水
=
1
∶
5
,
水温
30
~
35
℃,浸提
2h
,第二次浸提液用作下一次浸提第一次浸提液。
离
心,上清液中加入絮凝剂配成的水溶液,
加热搅拌至一定温度
后,
静置。二是用乙醇作为沉
淀剂沉淀杂质:
< br>刘铁平等探索的水提醇沉法是水提法和有机溶剂法的改进,
吸取了两者的优
点。水提法杂质多、纯度低、后处理相当困难。有机溶剂法投资大、成本高、工艺复杂。水
p>
提醇沉法克服了两者不足之处,并且在茶皂素提取工艺中首次采用壳聚糖复合絮凝剂除杂,<
/p>
取得了较佳效果。
三是用丙酮沉淀茶皂素:
水提得到的粗皂素
5g
,
再加乙醇<
/p>
10ml
,
萃取后,
再加丙酮
25ml
,沉淀质量
3.
55g
,茶皂素含量
72.4%
。
p>
3
、水提
-
p>
醇萃法
水提
-<
/p>
醇萃法是在综合了水提法、有机溶剂法、水提
-
< br>沉淀法三者优点的基础上,根据茶皂素
易溶于热水和乙醇,
不溶于冷水的性质,
用热水作为浸提剂,
而后于浸提液中加入
一定比例
的絮凝剂
Al2(SO4)3
,沉淀除杂冷却后,再用质量分数为
95%
的乙醇转萃提纯的一
种方法。
用该法生产茶皂素的收率为
15%~ 16%
,纯度为
95%
。而曾韬等采用一种新的提取工
艺
(
一水
二醇
)
法对茶皂素的提取进行了研究,即在水提乙醇萃取的基础上,用正丁醇转萃,制得的<
/p>
茶皂素粗品色泽好、纯度达
85%
以上。
(二)微波辅助提取
微波辅助提取是微波和传统的溶剂提取法相结合后形成的一种新的提取方法。
由于微波具有
很强的穿透力,
可以在反应物内外部分同时均匀、
迅速地加热,
用以提取天然植物有效成分,
具有简便、快速、高效的优点。
彭游等考察茶皂素的微波
光波组合无溶剂提取方法,
发现微波光波提取干法不用溶剂,
仅
用
微量的
DMF
(
N,N-
二甲基甲酰胺)作为能量传递介质,提取速度是传统提取方法的
1800
倍
以上,成本明显降低。利用高倍荧光显
微镜
FM
、
IR
等手段对微波提取机理进行初步研究,
从微波对植物组织结构的影响上阐明次生代谢
产物的微波提取机理。
郭辉力等以油茶饼粕为
原料,研究了用微
波
/
光波预处理辅助提取茶皂素的方法。经与水浸提法和
C2H5OH
溶液浸
提法进行比较,发现微波
/
光波预处理辅助提取茶皂素可大大缩短提取时间,且茶皂素的
提
取率也有一定程度的提高。
彭应兵等以茶籽壳为原料,
在微波辐射条件下,
以
C2H5OH
为溶
剂提取茶皂素,分别考察了
C2H5OH<
/p>
浓度、微波功率、固液比和提取时间等对产率的影响。
经正交试验
优化的工艺条件:
C2H5OH
浓度
5
0%
、微波功率
400W
、固液比
p>
1
:
3
、反应时间
8min
,所得茶皂素产率可达
12.
16%
。与常规提取法比较,本法提取用时短,产率高。
p>
目前微波辅助提取茶皂素是研究热点,
也取得了一系列的研究成果。
微波提取具有简便、
快
速、高效的优点
。由于目前存在设备的放大,
投资成本降低等亟待解决的问题,因此这项技
术并未完全进入工业化阶段。
(三)超声波提取
超声波法是利用超
声波的空化效应,
强大的压力造成生物细胞壁的破坏,
同时超声
波产生的
振动加强了细胞内物质的释放、扩散及溶解,被浸提的物质在被破碎时生物活性
保持不变,
同时提高破碎速率和提取率。
但是超声波的强大作用
力使得大量杂质溶出,
影响产品的纯度
和后处理,
并且高频率的超声波能够使人出现恶心、
胸闷等不适反应,
< br>影响其在工业化中的
利用。
李
静等采用超声波法提取茶皂素,
C2H5OH
浓度
80
%、料液比
1
∶
4
、提取温度
40
℃
、超声
波功率
320W
、超声波作用时
间
60min
。茶皂素粗品得率为
18
.54
%,茶皂素含量
60.3
%。
聂芸等以油茶饼为原料,
CH3OH
为提取剂,采用二次通用
旋转组合设计试验,对超声波辅
助提取工艺进行优化,在单因素基础上,
选定料液比、提取温度和提取时间为试验因素,以
茶皂素提取效率为目标建立回
归数学模型,
通过对试验结果进行方差分析及对数学模型进行
优
化得到茶皂素的优化提取条件:
料液比
1
∶
4
(
g/ mL
< br>)
、
超声温度
50
℃、
超声提取时间
57min
,
茶皂素提取效率达
80.89%
。
(四)超临界
超临界
CO2
萃取技术以液态
CO
2
为溶剂进行提取,是一种不同于传统提取的新工艺。其提
取率
与提取温度、
压力、
CO2
消耗量等因
素有关。
超临界流体萃取技术的主要特点是提取率
高、产品不含
有害物质、无污染。但由于超临界提取设备价格昂贵,生产成本高,目前仍不
能进行规模
化生产。
吕晓玲等研究了
CO2
p>
超临界流体萃取油茶皂苷的工艺
:
压力<
/p>
25MPa
、温度
50
< br>℃、体积分数
65
%
C2H5O
H
为夹带剂,
CO2
流量
25-30L/min
,
萃取时间
< br>3h
。
在最佳萃取条件下油茶皂苷的
收率为
15.23
%,纯度
78.
65
%。
(五)闪式提取
朱兴一等
[15]
研究了闪式提取油茶枯饼中茶皂素的工艺,
在单因素试验基础上,
选取
C2H5OH
体积分数、提取时间、液料比
3
个因素,利用
Box-Benhnken
中心组合试验和响应面分析法
< br>对提取工艺进行优化。
结果表明,
闪式提取茶皂素的较佳
工艺条件:
C2H5OH
体积分数
78
%
、
提取时间
40s
< br>、液料比
20
(
mL/g
)
。在此条件下,茶皂素得率为
21.09%
±
0.26%
,与模型预
测值基本相符。与传统
C2H5OH
热回流提取方法
相比,闪式提取法的提取时间由
6h
缩短为
40s
,提取温度由
70
℃降到<
/p>
20~25
℃,该方法是一种较为理想的茶皂素提取方法。
二、茶皂素的应用研究进展
(一)在日用化工中的应用
在日用化
学品中,
茶皂素可用于配制高档洗发香波,
它集洗发、
护发、
去屑多重功效于一体,