油茶饼粕中茶皂素的抑菌乳化特性研究及在洗涤剂产品的应用

摘要

近年来,我国油茶经济发展迅速,油茶种植面积日益扩大,目前对油茶的加工开发利用主要主要集中在茶籽油上,而榨油后留下的油茶饼粕多作为废弃物,因此,油茶饼粕资源丰富,对油茶饼粕中茶皂素的研究,并使其应用于各个相关行业,把油茶饼粕这种废弃物回收再利用以达到变废为宝的目的,不仅可以保护环境,还可以带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益。本论文利用乙醇对油茶饼粕中的茶皂素进行粗提取,分析浸提温度、浸提时间、乙醇体积分数、料液比对茶皂素得率的影响,再利用沉淀法和吸附树脂法对茶皂素进展纯化,找出适合工业生产茶皂素的方法。并系统的研究了茶皂素对几种不同的细菌和真菌的抑菌能力,还研究了茶皂素的乳化特征,分析了茶皂素的起泡力、表面张力和接触角。最后,文章还研究了不同配方的洗涤产品,通过在洗油率和残油脂萃取方面的比较,挑选出符合生产的洗涤剂配方,为以后的研究开发奠定基础。　　 论文的主要研究内容和成果如下:　　 (1)采用有机浸提法,用乙醇对茶皂素进行粗提取。利用单因素实验考察了浸提过程中的乙醇体积分数、浸提时间、浸提温度、料液比对茶皂素得率的影响,通过正交实验对茶皂素的浸提进行工艺优化,得出最优浸提方案。结果表明:浸提过程中的乙醇体积分数、浸提时间、浸提温度、料液比对茶皂素得率都有影响,乙醇的体积分数对茶皂素的得率影响最大,其次是浸提时间和浸提温度,而料液比的影响最小。提取茶皂素的最佳工艺为A,B2C1D2,即乙醇体积分数为80％,浸提时间为2小时,浸提温度为75℃,料液比为1:10,得率为16.78％。　　 (2)绘制出茶皂素的标准曲线,通过沉淀法和大孔吸附树脂法纯化茶皂素样品,计算出纯化样品的茶皂素含量。结果表明:不同的大孔吸附树脂对茶皂素的吸附率不同,在25℃,吸附时间为8小时的条件下,AB-8大孔吸附树脂对茶皂素的吸附率最高,为76.79％,DM-301的吸附率为66.21％,而NKA-Ⅱ的吸附率较低,为5"3.47％。用AB-8大孔吸附树脂对茶皂素进行纯化,吸附条件为:上样液中茶皂素浓度,吸附温度25℃,吸附时间100min。脱附条件为:脱附温度25℃,洗脱液乙醇浓度80％,洗脱液与上样液体积比1:4,脱附时间80min。洗脱后样品中茶皂素的含量为80.55％,用沉淀法对茶皂素进行纯化,样品中茶皂素的含量为73.59％。由于大孔吸附树脂具有可再生性,所以可以用于工业化生产,降低成本。　　 (3)利用滤纸片法抑菌实验研究茶皂素对大肠杆菌、黑曲霉、酵母菌的抑制作用。结果表明:茶皂素对不同的微生物有着不同程度的抑制作用,不同质量浓度茶皂素溶液的抑制效果有明显的规律,随着茶皂素溶液质量浓度的升高,抑菌圈直径有递增趋势,并呈现明显的浓度依赖性。茶皂素对单细胞真菌酵母菌的抑菌活性最强:对产孢子的霉菌抑制能力最弱,只能起到一定程度的抑制作用,且浓度依赖性不明显。　　 (4)利用对茶皂素的起泡力实验、表面张力实验、接触角实验来研究茶皂素的表面活性和乳化特征。结果表明:茶皂素可以明显增加啤酒的起泡时间,并随着茶皂素浓度的增加,茶皂素对啤酒的起泡力也明显增大。茶皂素能显著降低表面活性,并随着浓度的增加而下降。当浓度在0.05g/ml时,表面活性最低。其后再增加浓度,活性也不再降低。呈现出表面活性剂特有的胶束形成现象。茶皂素可以明显降低水的接触角,并随着茶皂素浓度的增加而减小,并且接触角θ＜900。接触角通常能反映表面活性剂的湿润性。接触角越小,湿润性越好。说明茶皂素可以作为一种优良的表面活性剂来应用。　　 (5)配制不同配方的洗涤剂样品,对不同样品进行洗油率测定(QBT2117-1995通用水基金属净洗剂)、洗毛实验和残油脂萃取试验（GB6977-86洗净羊毛油,灰,土杂试验方法）,测定不同配方的洗涤剂的洗涤效果,了解含有茶皂素的洗涤剂的优缺点。结果表明:在洗涤剂的洗油率测定的实验中,对于菜籽油,茶皂素的洗油率不是很高,但是对于机械油,茶皂素的洗油率好,而复配后洗油率效果均好,洗油率上升。在洗涤剂的残油脂萃取实验中,茶皂素在与烷基苯磺酸钠经复配后,对羊毛的洗涤效果与当前使用的含有的0P-10乳化剂的洗毛剂相比效果相当,但是茶皂素是天然绿色环保产品,其在原毛洗涤方面代替0P-10乳化剂的应用前景良好。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 皂素的概况

1．1．1 茶籽概述

1．1．2 油茶的应用

1．2 茶皂素的化学结构特征与性质

1．2．1 一般化学性质

1．2．2 茶皂素的光谱特性

1．2．3 茶皂素的活性特征

1．3 茶皂素的应用

1．3．1 建材方面

1．3．2 日用化工的应用

1．3．3 纺织行业的应用

1．3．4 食品行业的应用

1．3．5 在农业方面的应用

1．4 研究意义

1．5 论文结构与研究思路

1．5．1 论文结构

1．5．2 研究思路

参考文献

第二章 茶皂素提取的工艺优化

2．1 主要试剂和仪器

2．1．1 主要试剂

2．1．2 主要仪器

2．2 茶皂素的粗提取

2．2．1 单因素实验

2．2．2 正交实验

2．3 茶皂素的纯化

2．3．1 茶皂素的标准曲线绘制

2．3．2 沉淀法纯化

2．3．3 吸附树脂法纯化

2．4 结果与分析

2．4．1 单因素结果分析

2．4．2 正交实验结果分析

2．4．3 纯化结果分析

2．5 小结

参考文献

第三章 茶皂素的抑菌和乳化特性的研究

3．1 主要试剂和仪器

3．1．1 主要试剂

3．1．2 主要仪器

3．1．3 供试菌种

3．2茶皂素的抑菌实验

3．2．1 培养基的制备

3．2．2 菌种的活化及菌悬液的制备

3．2．3 抑菌实验准备

3．2．4 滤纸片法抑菌实验

3．3 茶皂素的乳化特性

3．3．1 茶皂素的表面张力测定

3．3．2 茶皂素的起泡力测定(国标GB4828—91)

3．3．3 茶皂素的接触角测定

3．4 结果与分析

3．4．1 茶皂素的抑菌实验结果分析

3．4．2 茶皂素的表面张力结果分析

3．4．3 茶皂素的起泡力的结果分析

3．4．4 茶皂素的接触角结果分析

3．5 小结

参考文献

第四章 茶皂素洗涤用品的研究

4．1 主要试剂和仪器

4．1．1 主要试剂

4．1．2 主要仪器

4．2 制备不同配方的茶皂素洗涤剂

4．3 不同配方茶皂素洗涤剂和普通洗涤剂性能的比较

4．3．1 洗油率测定(QBT2117-1995通用水基金属净洗剂)

4．3．2 洗毛实验(五槽洗毛法)

4．3．3 残油脂萃取(GB6977-86洗净羊毛油，灰，土杂试验方法)

4．4 结果与分析

4．4．1 洗油率测定的结果分析

4．4．2 残油脂萃取的结果分析

4．5 小结

参考文献

第五章 研究结论与展望

5．1 研究结论

5．2 论文不足之处及后续研究方向

致谢

在校期间发表论文及参加课题一览表