摘要:茶皂素是从茶籽粕中提取出来的一类五环三萜类化合物,最早由日本学者分离出来的。茶皂素是一种非离子表面活性剂,因此具有很好的去污、发泡等作用,同时它还具有很多的生物学功能,因此在许多行业中均扮演着重要的角色。但由于提取率低,纯度差等原因影响了其应用与发展,本文阐述了茶皂素不同的提取方法,为茶皂素的提取提供一定的借鉴。
油茶作为多年生木本油料作物,既可以作为传统药物又可以用于食用油的商业生产中,作为我国主要的经济树种之一,已有悠久的种植历史。茶籽中含有很多的可被利用的物质,如油,淀粉,蛋白质,茶皂素和纤维等。茶籽粕是油茶经过物理压榨后得到的副产物,曾一度被认为是没有利用价值的物质从而被扔掉,造成很大的浪费。实际上茶籽粕中含有丰富的茶皂素,茶皂素具有很多生物学功能,如抗菌性、抗病毒、抗炎性、抗氧化性、抗过敏等。茶皂素还是一种非离子表面活性剂,具有很好的去污、发泡、乳化、分散和饱和等作用。
茶皂素在日用化工、食品、医药、农业、橡胶、电影、建筑材料、灭火材料,护发产品等行业中扮演着很重要的角色。本文详细的阐述了茶皂素不同的提取方法。茶皂素从1931年被青山新次郎分离出来后,经过了长时间的发展,其提取工艺也正在不断的改进和发展,茶皂素的提取工艺也有最起始的水提法,逐渐发展出有机溶剂法,辅助提取法和生物法提取等。
1水提法
因为茶皂素具有易溶于热水的特性,它提取时采用的溶剂为水,而水又具有环保,低成本等特点,因此水提取法是最早采用的一种从茶籽粕中提取茶皂素的方法。然而,在水提取的过程中会有很多其它的水溶性物质溶解于其中,从而造成水提取物中茶皂素含量与纯度均过低的现象。为了得到纯度较高的产品,或者使其得到更多的茶皂素,一些学者在水提取的基础上进行了进一步的研究。侯如燕等采用三次浸泡,两次洗涤滤渣的工艺进行茶皂素的提取,结果在产量和纯度上均有一定的提高,产量达到18。92%,纯度达到45。53%。高凯翔等采用了水提醇沉的提取方法,在乙醇浓度90%、乙醇与浓缩液体积比4:1、醇沉温度75℃、醇沉时间2。5h的条件下得到茶皂素的提取率为95。2%,纯度为69。9%,很明显的提高了茶皂素的纯度。LiuYJ等采用碱溶液和酸分离相结合的方法,在提取温度为68℃,碱溶液pH为9。1,酸溶液pH为4。1,液料比为15。9:1的优化条件下的提取率达到76。12%。
2有机溶剂法
有机溶剂提取的方法主要是指利用含水的醇类物质对茶皂素进行提取的方法,其主要原理亦是利用了与水提取法相似的原理-茶皂素易溶解于含水醇类物质的特性。其中的醇类主要包括甲醇、乙醇和丙醇等。因有机溶剂法中含水量较少,所以避免了水溶性物质大量的溶解其中,从而有利于茶皂素的提取,并且能提高茶皂素的纯度,但是由于有机溶剂具有一定的毒性,因此也限制了有机溶剂方法的使用范围。
2.1甲醇提取法
茶皂素易溶解于甲醇水溶液中,根据这样的一个原理,利用含水甲醇进行茶皂素的提取研究。刘尧刚采用含水甲醇的方法提取茶皂素,其采用的条件为甲醇浓度70%、液固比7:1、浸提时间2h、pH10。5、温度55℃,在此条件下得到的茶皂素的提取率为14。45%。但由于甲醇具有很大的毒性,因此其应用受到一定的限制。
2.2乙醇提取法
茶皂素易溶解于乙醇水溶液中,乙醇相较于甲醇毒性降低,生产成本低,并且茶皂素的提取率和纯度也相对较高。全昌云等采用无水乙醇的方法提取茶皂素,其提取的条件为液固比为5∶1,提取温度为75℃,浸提时间为1h,在此条件下得到的茶皂素的提取率为13。87%。赵世光等采用乙醇溶液的方法提取茶皂素,其提取条件为浸提温度75℃,乙醇浓度为85%,料液比1:12,浸提时间为3h,在此条件下得到的茶皂素的提取率为18。13%。
2.3正丙醇提取法
对于茶皂素的有机溶剂提取方法,一般均采用甲醇或乙醇的提取方法,但较各种提取剂对茶皂素的提取情况以及茶皂素的纯度来看,正丙醇提取得到的茶皂素外观颜色较浅,纯度相对较高。于辉等采用正丙醇的方法提取茶皂素,分别从茶皂素得率和茶皂素纯度两个方面进行考察,研究了原料颗粒大小、正丙醇溶液的体积分数、料液比、浸提时间、浸提温度以及浸提液pH值对茶皂素提取的影响。从茶皂素得率方面考虑,其最终提取率为20。13%、纯度为62。78%,从纯度方面考察,其最终提取率为15。31%,纯度为72。06%。
3辅助提取法
辅助提取法是指采用一些辅助的设施来提高茶皂素的提取率、纯度等。主要的是采用超声波和微波等技术辅助有机溶剂的方法提取茶籽粕中的茶皂素。
3.1超声波辅助提取法
超声波辅助技术主要是利用其空化作用的原理,从而使细胞壁在极大的压力下破裂,因此可以在很短的时间内可以提取其中的有效成分,从而节约了成本。任慧璟采用超声波辅助乙醇的方法提取茶皂素,其提取的优化条件为乙醇体积分数82%、固液比1:8。8、浸提时间2。3h、超声功率700W、超声时间15min,在此条件下茶皂素提取率可达到14。89%。
3.2微波辅助提取法
微波辅助技术主要是利用其微波的能量,当被提取物质收到微波能量的辐射时,其细胞内部温度和压力均会增大,从而有利于细胞壁的破裂,从而加快有效成分的萃取,节约了成本。HeJ等采用微波辅助乙醇的方法提取茶皂素,其研究结果表明在微波辅助提取的情况下,提取时间由6h缩短至4min,同时能节省50%的试剂,提取率也由12。88%提高至14。73%。
4生物提取法
生物法提取是指利用酶的作用来提高茶皂素的提取率和纯度。利用酶的作用,加快细胞壁的破裂,加快有效成分的提取,即可以缩短时间来提高提取率,绿色环保,是一种行之有效的提取方法。金月庆等采用水提发酵法提取茶皂素,其试验的条件为固液比1:4,浸提温度80℃,浸提时间4。5h,酶添加量为0。3%,酶b添加量为0。35%,酵母液与待发酵液体体积比为1:10,在此试验条件下得到的结果为提取率9。5%,纯度为73。1%。
总之,水提取法主要是利用了茶皂素易溶于水的性质提取茶皂素;有机溶剂法亦是利用了茶皂素易溶于含水醇类溶液的方法提取茶皂素的;超声波辅助提取法主要是利用了超声波对溶液的空化作用,使细胞壁在强大的压力下破裂,从而使有效成分提取出来;微波辅助提取法是利用微波的能量,使细胞内部的温度和压力增大,从而使细胞壁破裂,能将其中的有效成分很好的释放出来;生物法提取是利用酶的作用将细胞壁破裂,从而加快有效成分的提取,因此可以提高茶皂素的提取率。通过本文对茶皂素提取方法的介绍,能为后续学者研究茶皂素的提取提供一定的借鉴。