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隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)及對(duì)天然茶皂素認(rèn)識(shí)的不斷深入，茶皂素大有替代合成表面活性劑的趨勢(shì)。我國(guó)是產(chǎn)茶大國(guó)，茶資源相當(dāng)豐富，茶籽中含約30％的茶籽油，其不飽和脂肪酸含量大于90％，具有抗氧化、降血壓、降血脂、抑制動(dòng)脈硬化等作用。經(jīng)機(jī)械壓榨提取茶籽油后的茶籽餅，含有18％～25％的茶皂素。本文以丙酮脫脂茶籽粕為原料，以茶皂素得率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用先超聲波預(yù)處理、后浸提技術(shù)，研究各工藝參數(shù)對(duì)乙醇提取茶皂素得率的影響，確定取茶皂素的最適工藝條件。
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1材料與方法
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1．1原料、試劑
茶籽餅：玉溪師范大學(xué)化工實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)丙酮脫脂后得到茶籽粕；茶皂素標(biāo)準(zhǔn)品：西安依科生物技術(shù)有限公司；無(wú)水乙醇、正丁醇、醋酸、丙酮、香草醛、濃硫酸：分析純?cè)噭?/font>
1．2主要儀器、設(shè)備
SC一Ⅲ型多頻聲化學(xué)發(fā)生器，7230G型可見分光光度計(jì)，HH一2型數(shù)顯恒溫水浴鍋，R201L型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，DZF一6050型真空干燥箱。
1．3茶皂素的提取工藝
稱取5g經(jīng)丙酮脫脂的茶籽粕，以一定體積分?jǐn)?shù)的乙醇為提取劑，在不同的料液比、超聲頻率、超聲時(shí)間下進(jìn)行超聲預(yù)處理，再于不同的水浴溫度下浸提不同時(shí)間后抽濾，濾液中加入適量雙氧水，60℃下脫色20rain，蒸發(fā)濃縮烘干至恒重得茶皂素產(chǎn)品。
1．4茶皂素的測(cè)定
1．4．1茶皂素最大吸收波長(zhǎng)的確定
精確稱取茶皂素標(biāo)準(zhǔn)品0．0420g，用75％乙醇溶解，置于50mL容量瓶中定容，配成質(zhì)量濃度為0．84mg／mL的茶皂素標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻備用。采用濃硫酸一香草醛顯色法測(cè)定吸光度(A)。取茶皂素標(biāo)準(zhǔn)溶液0．1mL，加入0．4mL75％的乙醇，再加人80g／L香草醛溶液0．5mL，于冰水浴中加入4mL77％的硫酸，搖勻，于60℃水浴加熱15rain，然后置于冰水浴中冷卻10min，取出恢復(fù)至室溫，以試劑空白為參比，測(cè)定茶皂素的吸光度，得到最大吸收波長(zhǎng)為470nm(見圖1)。
1．4．2茶皂素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
取茶皂素標(biāo)準(zhǔn)溶液0．1、0．2、0．3、0．4、0．5mL于試管中，再加人0．4、0．3、0．2、0．1、0mL的75％乙醇，后按1．4．1的方法操作，在470nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，建立茶皂素質(zhì)量濃度與吸光度的關(guān)系曲線(見圖2)。標(biāo)準(zhǔn)曲線表明，茶皂素質(zhì)量濃度在0．0168～0．0840mg／mL范圍內(nèi)，茶皂素的質(zhì)量濃度(P)與吸光度()呈良好的線性關(guān)系?；貧w方程為：A=8．0298p一0．0023，=0．9935。
1．4．3茶皂素含量的測(cè)定
稱取8mg左右的茶皂素產(chǎn)品，用75％的乙醇溶解定容到10mL容量瓶中，按1．4．1的方法操作，在470Flm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算茶皂素含量，求得茶皂素產(chǎn)品純度和得率。
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2結(jié)果與討論
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2．1超聲波預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)茶皂素得率的影響
2．1．1乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)茶皂素得率的影響
按料液比為1：9向茶籽粕中加入不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇，在25．87kHz下超聲處理10min后，再在70℃水浴浸提120rain，抽濾，后按1．3方法操作，得到茶皂素產(chǎn)品。經(jīng)測(cè)定計(jì)算茶皂素得率，考察乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)茶皂素得率的影響，結(jié)果見圖3。
由圖3可知，用體積分?jǐn)?shù)為80％的乙醇提取茶皂素得率最高。其原因?yàn)椴柙硭氐臉O性介于水和乙醇之間，故最適提取劑為80％乙醇。
2．1．2料液比對(duì)茶皂素得率的影響
以80％乙醇為提取劑，改變料液比，其他按2．1．1操作，考察不同料液比對(duì)茶皂素得率的影響，結(jié)果見圖4。
由圖4可知，隨著料液比的加大，茶皂素得率增加，當(dāng)料液比達(dá)到1：9后，茶皂素得率幾乎不變。從成本考慮，料液比宜選1：9。
2．1．3超聲頻率對(duì)茶皂素得率的影響
以80％乙醇為提取劑，料液比1：9，超聲處理10min，改變超聲頻率，其他按2．1．1操作，考察超聲頻率對(duì)茶皂素得率的影響，結(jié)果見圖5。
由圖5可知，超聲頻率為25．87kHz時(shí)，茶皂素得率最大。這是因?yàn)楫?dāng)超聲頻率與提取液中固體顆粒的振動(dòng)頻率一致時(shí)，此時(shí)的提取效率最高，故以超聲頻率為25．87kHz較宜。
2．1．4超聲時(shí)間對(duì)茶皂素得率的影響
以80％乙醇為提取劑，料液比1：9，超聲頻率25．87kHz，改變超聲時(shí)間，其他按2．1．1操作，考察超聲時(shí)間對(duì)茶皂素得率的影響，結(jié)果見圖6。
由圖6可知，超聲時(shí)間為10min時(shí)，茶皂素得率最大。超聲時(shí)間為10～20min時(shí)，得率基本不變，再增加超聲時(shí)間，超聲產(chǎn)生的熱量會(huì)破壞茶皂素的活性基團(tuán)，使得率降低，所以選擇10min為最佳超聲時(shí)間。
2．2后浸提條件對(duì)茶皂素得率的影響
2．2．1后浸提溫度對(duì)茶皂素得率的影響以80％乙醇為提取劑，在料液比1：9，超聲頻率25．87kHz，超聲時(shí)間10min，后浸提時(shí)間120min條件下，改變后浸提溫度，其他按1．3操作，考察后浸提溫度對(duì)茶皂素得率的影響，結(jié)果見圖7。
由圖7可知，隨著后浸提溫度的升高，茶皂素得率不斷增大。后浸提溫度過(guò)高，浸提液中雜質(zhì)含量升高，顏色變深，溶出的蛋白質(zhì)、膠質(zhì)等受熱變性，茶皂素被包裹在沉淀物中，濾液中茶皂素的含量下降，導(dǎo)致得率下降。故選70℃為后浸提最佳溫度。
2．2．2后浸提時(shí)間對(duì)茶皂素得率的影響
以80％乙醇為萃取劑，在料液比1：9，超聲頻率25．87kHz，超聲時(shí)間10min，后浸提溫度70℃條件下，改變后浸提時(shí)間，其他按1．3操作，考察后浸提時(shí)間對(duì)茶皂素得率的影響，結(jié)果見圖8。
由圖8可知，在后浸提時(shí)間120min前，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，茶皂素得率幾乎直線上升；在120min后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，茶皂素得率有所下降。這是因?yàn)殡S著后浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，浸提出來(lái)的蛋白質(zhì)、膠質(zhì)變性，將茶皂素包裹形成沉淀，從而減少了浸提液中茶皂素的含量，降低了茶皂素的得率。故選120min為后浸提最佳時(shí)間。
2．3驗(yàn)證試驗(yàn)
以單因素試驗(yàn)確定的最佳條件，按1．3操作，可得乳白色的茶皂素產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定其純度為86％，得率為21％，熔點(diǎn)為220～224℃。
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3結(jié)論
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以丙酮脫脂茶籽粕為原料，在超聲頻率25．87kHz，超聲時(shí)間10rain，料液比1-9，乙醇體積分?jǐn)?shù)80％，后浸提溫度70qC，后浸提時(shí)間120min條件下提取，濾液加入適量雙氧水，在60℃下脫色20min，干燥后可得到純度為86％、得率為21％、熔點(diǎn)為220～224oC的乳白色茶皂素產(chǎn)品。超聲波輔助乙醇提取茶皂素工藝，縮短了茶皂素的提取時(shí)間，提高了茶皂素的提取效率，得到了純度、得率較高的茶皂素產(chǎn)品，為茶皂素的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
