一种从茶枯饼中提纯茶皂素的方法

摘要

本发明公开了一种从茶枯饼中提纯茶皂素的方法。本发明以比色法之一的硫酸‑香草醛法作为浓度检测手段，确定了茶皂素的标准曲线，线性相关度良好，可作浓度检测；进行单因素实验和正交试验，在考虑工业化的前提下确定最佳提取参数；采用正丁醇和大孔树脂进行了茶皂素的纯化，最终确定由AB‑8大孔树脂纯化并优化相关参数。本发明的有益效果主要体现在：本发明采用液相色谱和质谱、紫外‑可见光分光光度、红外等分析手段确定所得的茶皂素产品纯度达90％，总回收率为49.3％。

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种从茶枯饼中提纯茶皂素的方法。

(二)背景技术

油茶是一种多年生木本植物，属山茶科山茶属，是我国特有的木本食用油料树种。油茶枯饼中的成分包含水分、脂肪、蛋白质、粗纤维、糖类、茶皂素等，其中茶皂素含量很高，约12.8％。随着油茶加工企业对茶枯饼进行精深加工，原来被林农仅作肥田的油茶枯饼价格节节升高，油茶枯饼价格会随着茶皂素的进一步精加工和整个茶皂素产业的发展进一步增长。综合利用好油茶枯饼能让广大林农增收；油茶枯饼综合产业的发展也能推动我国植物食用油的木本化，为我国的粮油安全、耕地安全助理，是一件利国利民的好事。

近年来，茶皂素作为表面活性剂在水环境和土壤修复方面具有较大应用潜力。此外茶皂素在日化及食品、农药、医药、建筑、印染及环保行业等领域也有广泛的应用。

目前，茶皂素的提取方法有水提法、有机溶剂法、超声波辅助提取法、超临界萃取法等。有机溶剂法利用茶皂素易溶于含水甲醇、含水乙醇等有机溶剂的性质提取茶皂素。由于甲醇毒性的限制，大多选用乙醇等作为浸提剂。有机溶剂法能耗较小，溶解杂质少，产品颜色浅，提取率高，纯度高，便于生产粉剂，易进一步纯化，采用此法获得的产品可直接用作生化试剂和医药原料。大孔树脂纯化法可以获得极高纯度的茶皂素，回收率也较高，且大孔树脂能再生恢复、重复利用，故而大孔树脂法是一种好的适合工业化操作的方法。

(三)发明内容

针对实际的需求，本发明的目的在于探索从油茶枯饼中提取及纯化茶皂素的工艺流程，优化工艺参数，提供一种从茶枯饼中提纯茶皂素的方法。

本发明采用的技术方案是：

一种从茶枯饼中提纯茶皂素的方法，所述方法包括：

(1)茶枯饼预处理：将茶枯饼暴晒2～3天后，粉碎至50～100目；

(2)醇提及抽滤：步骤(1)茶枯饼粉按照料液比1：4～20加入体积浓度70～90％的乙醇溶液60～80℃回流浸提60～135min，浸提液冷却后抽滤得到茶皂素醇提液；

(3)大孔树脂纯化：茶皂素粗提液经旋蒸除醇后，用去离子水配制成5～20g/L的茶皂素粗提物水溶液，将AB-8大孔吸附树脂装柱，茶皂素粗提物水溶液以2/3～10/3BV/h流速上样过柱，待吸附饱和后，依次用去离子水、20％乙醇和80％乙醇分别洗脱，收集80％乙醇洗脱液，旋蒸、烘干，得到纯化后的茶皂素。

本发明以比色法之一的硫酸-香草醛法作为浓度检测手段，确定了茶皂素的标准曲线，线性相关度良好，可作浓度检测。进行单因素实验和正交试验，在考虑工业化的前提下确定最佳提取参数。采用正丁醇和大孔树脂进行了茶皂素的纯化，最终确定由AB-8大孔树脂纯化并优化相关参数。

在上述工艺过程中，

优选的，步骤(2)中乙醇浓度为80％，料液比为1：12。

优选的，步骤(2)中回流提取温度为65℃，提取时间90min。

优选的，步骤(4)中茶皂素粗提物水溶液浓度为15g/L，上样流速2BV/h。

优选的，步骤(4)中去离子水洗脱流速为3BV/h，20％(v/v)乙醇洗脱的流速为3BV/h，80％(v/v)乙醇洗脱的流速为3BV/h。

本发明的有意效果主要体现在：本发明采用液相色谱和质谱、紫外-可见光分光光度、红外等分析手段确定所得的茶皂素产品纯度达90％，总回收率为49.3％。

(四)附图说明

图1为本发明具体实施方式的工艺流程图。

图2为硫酸-香草醛法确定的茶皂素标准曲线图。

图3为大孔树脂对茶皂素的静态吸附、脱附图。

图4为大孔树脂的静态吸附曲线。

(五)具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合具体实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例1：

(1)将茶枯饼经太阳暴晒3天，粉碎后筛选得到60目茶枯饼粉末。

(2)称取10g茶皂素粉末，以1:4的料液比向油茶枯饼粉末中加入体积浓度为80％的乙醇在80℃下进行热回流提取120分钟，pH值为10，待提取液冷却后抽滤得到茶皂素粗提液。

(3)将提取液以80％(v/v)乙醇稀释至适当浓度，采用硫酸-香草醛法显色并测定吸光度，根据标准曲线计算滤液中茶皂素浓度，再计算提取液中茶皂素的含量，并计算提取率。

实施例2：

(1)将茶枯饼经太阳暴晒3天，粉碎后筛选得到60目茶枯饼粉末。

(2)称取10g茶皂素粉末，以1:12的料液比向油茶枯饼粉末中加入体积浓度为70％的乙醇在80℃下进行热回流提取120分钟，pH值为10，待提取液冷却后抽滤得到茶皂素粗提液。

(3)将提取液以80％乙醇稀释至适当浓度，采用硫酸-香草醛法显色并测定吸光度，根据标准曲线计算滤液中茶皂素浓度，再计算提取液中茶皂素的含量，得出粗提取率。

实施例3：

(1)将茶枯饼经太阳暴晒3天，粉碎后筛选得到60目茶枯饼粉末。

(2)称取10g茶皂素粉末，以1:12的料液比向油茶枯饼粉末中加入体积浓度为80％的乙醇在60℃下进行热回流提取120分钟，pH值为10，待提取液冷却后抽滤得到茶皂素粗提液。

(3)将提取液以80％乙醇稀释至适当浓度，采用硫酸-香草醛法显色并测定吸光度，根据标准曲线计算滤液中茶皂素浓度，再计算提取液中茶皂素的含量，并计算提取率。

实施例4：

(1)将茶枯饼经太阳暴晒3天，粉碎后筛选得到60目茶枯饼粉末。

(2)称取10g茶皂素粉末，以1:12的料液比向油茶枯饼粉末中加入体积浓度为80％的乙醇在80℃下进行热回流提取60分钟，pH值为10，待提取液冷却后抽滤得到茶皂素粗提液，量得液体体积。

(3)将提取液以80％乙醇稀释至适当浓度，采用硫酸-香草醛法显色并测定吸光度，根据标准曲线计算滤液中茶皂素浓度，再计算提取液中茶皂素的含量，并计算提取率。

实施例5：

(1)将茶枯饼经太阳暴晒3天，粉碎后筛选得到60目茶枯饼粉末。

(2)称取10g茶皂素粉末，以1:12的料液比向油茶枯饼粉末中加入体积浓度为80％的乙醇在80℃下进行热回流提取120分钟，pH值为7，待提取液冷却后抽滤得到茶皂素粗提液，量得液体体积。

(3)将提取液以80％乙醇稀释至适当浓度，采用硫酸-香草醛法显色并测定吸光度，根据标准曲线计算滤液中茶皂素浓度，再计算提取液中茶皂素的含量，并计算提取率。

对比例1：

与实施例1相比，除了步骤(2)的料液比改为1:8外，其他条件与实施例1相同。

对比例2：

与实施例1相比，除了步骤(2)的料液比改为1:12外，其他条件与实施例1相同。

对比例3：

与实施例1相比，除了步骤(2)的料液比改为1:16外，其他条件与实施例1相同。

对比例4：

与实施例1相比，除了步骤(2)的料液比改为1:20外，其他条件与实施例1相同。

对比例5：

与实施例2相比，除了步骤(2)的乙醇体积浓度改为75％外，其他条件与实施例2相同。

对比例6：

与实施例2相比，除了步骤(2)的乙醇体积浓度改为85％外，其他条件与实施例2相同。

对比例7：

与实施例2相比，除了步骤(2)的乙醇体积浓度改为90％外，其他条件与实施例2相同。

对比例8：

与实施例3相比，除了步骤(2)的热回流温度改为65℃外，其他条件与实施例3相同。

对比例9：

与实施例3相比，除了步骤(2)的热回流温度改为70℃外，其他条件与实施例3相同。

对比例10：

与实施例3相比，除了步骤(2)的热回流温度改为75℃外，其他条件与实施例3相同。

对比例11：

与实施例4相比，除了步骤(2)的热回流时间改为90分钟外，其他条件与实施例4相同。

对比例12：

与实施例4相比，除了步骤(2)的热回流时间改为105分钟外，其他条件与实施例4相同。

对比例13：

与实施例4相比，除了步骤(2)的热回流时间改为135分钟外，其他条件与实施例4相同。

对比例14：

与实施例5相比，除了步骤(2)的pH值改为7外，其他条件与实施例5相同。

对比例15

与实施例5相比，除了步骤(2)的pH值改为8外，其他条件与实施例5相同。

对比例16：

与实施例5相比，除了步骤(2)的pH值改为9外，其他条件与实施例5相同。

对比例17：

与实施例5相比，除了步骤(2)的pH值改为11外，其他条件与实施例5相同。

根据各提取因素设定正交实验因素表，采用(L

表1：正交实验因素表

根据正交实验因素表设计各因素的L

表2

表2实验结果表明序号为6的试验组合获得的茶皂素得率最大，为33.0％，茶树油粕中茶皂素的最佳提取工艺为固液比1:12，乙醇浓度79％，温度61℃，时间90min，茶皂素的粗提取率达到33.0％左右。

实施例6：大孔树脂纯化和茶皂素的制备

大孔树脂对茶皂素的静态吸附、脱附实验：取50mL 12.5g/L的粗茶皂素水溶液(浓度记为C

大孔树脂的静态吸附实验：将50mL水溶液置于锥形瓶，加入5g已预处理好的大孔树脂，不时振荡，前5.5h每半小时(或一小时)吸取少量茶皂素水溶液，待24h后，亦吸取少量茶皂素水溶液，待吸取溶液适当稀释，测定浓度，计算吸附率，其结果见附图4。此段曲线可以较好地指导大孔树脂的动态吸附，并设计动态吸附实验。

大孔树脂纯化和茶皂素的制备：

将实施例1所得茶皂素粗提液直接经旋蒸回收粗提液中的乙醇，再经去离子水配置成浓度为15g/L的茶皂素水溶液。采用直径为1.8cm的层析柱，装入30mL(20.3g)大孔树脂，以2BV/h的流速、2.22BV体积的粗茶皂素水溶液通过树脂；依次以去离子水、20％的乙醇和80％的乙醇分别洗脱，去离子水、20％的乙醇流速为3BV/h，80％的乙醇流速为3BV/h，洗脱液体积为3BV，收集80％乙醇洗脱液，旋蒸，烘干，得淡黄色固体粉末0.493g，测得茶皂素纯度约为91.7％，茶皂素总回收率达83.5％以上。