油籽茶饼提取出的茶皂素其应用研究和用法

  茶皂素是从油籽茶饼中提取出的产品，它是一种天然优良的非离子型表面活性剂。

  具有乳化、发泡、润湿等性能，能够被加工成许多种类的高的附加价值产品，但是当前生产出的茶皂素存在纯度低、色泽差等问题。

  详细的综述了国内外对茶皂素的提取方法，介绍了水提法、有机溶剂法、辅助法等提取技术的研究进展。

  最后探讨了今后茶皂素提取方法的研究方向，同时指出了茶皂素未来发展的新趋势，为茶饼资源开发利用提供了科学性指导。

  茶皂素又称茶皂甙，其基本结构是由有机酸糖体和配基组成的，属于五环三类皂类，其甙元是B-香树素的衍生物。

  目前已经鉴定出了茶叶皂素的4种元，茶籽皂素的7种甙元。其中有机酸主要有肉桂酸、当归酸、乙酸等。糖体主要有木糖、阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖醛酸等。

  茶皂素是一种混合物，但是它具有皂甙的通性，具有苦味和辛辣，茶皂素的理化性质见表1和表2。

  国内对茶皂素的提取从20世纪50代开始研究，当时提取的茶皂素都会存在纯度低、色泽深、质量差等问题.

  直到80年代才有较大的突破，并且开始投入实际生产。经过几十年的持续不断的发展，对于茶皂素的提取工艺已经有了较深认识.

  热水提取茶皂素的工艺相对于有机溶剂提取简单，水资源获取方便，经过简易地处理便可拿来使用，并且水能循环使用，节省本金，水提工艺对环境污染小，生产所带来的成本低。

  但是用热水提取茶皂素也存在以下的不足之处:热水处理量大，长时间热水提取还会把蛋白、多糖淀粉、单宁、残余油脂等都溶解于热水当中，会出现淀粉糊化，蛋白质胶体化等问题。

  大量的杂质使得产品分离困难，后续处理复杂，并且在后续过程中皂素液浓缩困难，大幅度的提升了能耗。

  因此后来在水提法的基础上进行了一定的改进，发展成一系列的以水为主的茶皂素提取工艺，有效地提高了茶皂素的纯度、色泽、质量等。

  水提沉淀法是采用热水作为提取剂，得到的皂素液中加入氧化钙，生成皂素钙沉淀下来，与杂质分离开来。

  通过实验，利用氧化钙和碳酸氢铁提取茶皂素，实验中氧化钙加入量为茶籽饼的16%，室温条件下提取时间为3h。

  释放条件为:按化学平衡提取率50%加碳酸氢，提取时间为2.5h，提取温度为70C，最后得到的茶皂素杂质少，纯度较好。

  水提醇沉法主要是利用茶皂素的理化性质，茶皂素很容易溶于热水和乙醇，却不于冷水。

  通过实验，用热水提和么醇提纯联合提取茶皂素，实验中先用热水在提取温度为60C，固液比为1:10(g/mL)，提取次数为3h，提取时间为2h条件进行茶皂素的初提取。

  再使用乙醇来提纯，提纯条件为:90%含水乙醇，提取温度为75C，提取时间为25h，乙醇与浓缩液的体积比为4:1，茶皂素收率为95.2%，茶皂素的纯度为69.9%综上可知，利用热水从茶饼中提取茶皂素。

  得到的茶皂素纯度不高，色泽深，质最也不好，且生产能耗大，导致生产所带来的成本也加大。

  故而需采用一些辅助手段来提纯茶皂素，能结合膜、大孔树脂或者是多种手段联合的方式来操作，从而解决水提茶皂素纯度、色泽、质量等问题。

  利用水提法提取茶皂素仍有待于进一步研究，找到突破口，以此来实现水提茶皂素的工业化，降低生产所带来的成本，让资源最大化利用。

  随着茶皂素提取工艺的不断深入，学者们根据茶皂素的性质采用有机试剂来提取茶皂素。

  利用茶皂素溶于醇的性质来提取茶皂素，而茶籽粕中的其他杂质则在醇中解度小。

  因此该类方法工艺相对简单，具有操作容易、萃取速度快、效率高、选择性好、容量大、产品易分离、有机试剂再生容易、试剂回收率高、回收溶剂能耗低、操作安全的特点。

  得到的茶皂素产品收率也比水提法要高，产品色泽好、纯度高、质量好。但是用有机试剂萃取也存在不足之处。

  生产设备需要密闭性好，提取工艺复杂，设备投资大，生产所带来的成本要比水提取法高得多，并且有些有机萃取剂具有一定的毒性，有机溶剂用量大等不利因素。

  甲醇提取法中，茶皂素能溶解于醇中，而甲醇价格实惠公道，沸点低，第一先考虑以甲醇为茶皂素的提取剂。

  结果发现具备良好的提取效果，并在此基础上发展的其他提取工艺，有机溶剂提取法主要是醇提法，通常都是采开甲醇或是乙醇，由于甲醇有毒，乙醇易挥发，两者易燃易爆，安全要求高。

  通过采用正丙醇来提取茶皂素也获得较好的效果，得到的茶皂素纯度高色泽好，茶皂素易溶于醇中，有人尝试采用正丁醇提取茶素，采用有机试剂来提取茶皂素，得到的粗茶皂素纯度、色泽、质量都要比水提取法好。

  正丙醇和正丁醇的价格远比甲醇和乙醇高，生产成本也会提高，有机溶剂用量大势必导致溶剂回收难度加大，能耗也会加大。

  针对以上问题可以综合评价来选择合理试剂，采用大孔树脂或是活性炭等手段来提纯茶皂素，也可以优化有机试剂苯取条件，缩短生产流程来节约成本。

  辅助的方法各式各样，主要有超声波、微波、膜、大孔树脂、超临界流体、闪式提取等技术，这些辅助法在实验中得到快速发展，并且不断的优化。

  但是这些辅助法大都数是在实验室取得较好的效果，到实际工业运用仍然存在许多问题。如设备精密、一次性投资人等问题。

  超声波辅助法超声波技术可以使液体内可产生空化作用，细胞壁在受到强大的压力下破裂，在很短的时间内完成有效成分提取。

  微波技术是一种新型技术，在萃取方面得到了应用。微波在萃取物质的有效成分过程中，，可以有效的缩短时间，萃取速度快，实现分离、净化、提纯的目的。

  通过实验确定陶瓷膜预处理和超滤膜浓缩提纯茶皂素的工艺方法，0.5um的陶瓷膜、浓缩液浓度为46%，茶皂素收率为72%，纯度为93%。

  通过物理吸附有选择地从溶液中吸附有机物质，它不溶于酸碱、对有机物选择性好、不受低分子物质和无机盐的影响茶皂素提取过程中会提取出单宁等一些酚类物质。

  大大的影响了茶皂素的色泽和纯度，大孔树脂对物质进行精制其有良好的效果，提取出的茶皂素色洋和纯度都有明显的提高。

  大孔树脂在物质的分离纯化方面已经得到广泛运用，所谓超临界流体是指某一流体的压力和温度均超过其相应的临界点时，流体的密度和液体相似，且黏度也很低。

  通过实验，采用了超临界流体来萃取油茶皂昔，实验中超临界流体CO2的压力为25MPa提取温度为50C。

  采用含水乙醇为夹带剂，流体的流量为25~30L/h，整个提取时间在3h完成，得到的茶皂素收率为15.23%，纯度为78.65%。

  所谓闪式提取，是利用闪式提取器来提取物质的某些有效成分，物质在提取器内的各种外力(负压、高速碰撞、高剪切)作用下取围溶解，最后迅速进入苯取剂中，达到溶解平衡，整个提取过程在很短的时间内完成。

  由于茶皂素具有弱酸性、扩散速度快、泡沫浓度低、容易清洗等特点，通常用来制作洗涤剂。

  含有茶皂素的洗涤剂拥有非常良好的洗涤效果，去污能力强，持久保持色泽和柔润感，洗涤后对纺织物的色泽，柔软度等均符合标准，并且长时间使用也不会对织物造成脱色、变硬、缩绒等问题。

  茶皂素通常也用于精炼成助剂。在纺织品印染行业通常被用于前处理，能够提高生产效率，降低能耗，减少环境污染。

  茶皂素是一种表面活性剂，可以有效地去除织物中的油脂、果胶质、蜡质等杂物，使得生产出的织物的质量提高。

  茶皂素在农业中的应用，茶皂素是一种天然表面活性剂，具有乳化、润湿和扩散的特点，因此常用于农药生产中，作农药润湿剂、农药增效剂、杀虫剂、杀剂。

  茶皂素在建材行业的应用，具有良好的表面活性作用，常用于建材行业，作稳定剂和发泡剂使用，通过改善物料的气孔结构，能够有效的提高料浆的稳定性，使得建更加稳定。

  利用热水从茶饼中提取茶皂素，得到的茶皂素纯度低，色泽深，质量差，杂质多。

  且茶皂素在水中也会水解，使得收率不高，再加上后续处理浓缩生产能耗大，导致生产所带来的成本也加大。

  辅助技术能够提高茶皂素的纯度、色泽质量，但是运用到工业生产还需进一步的改进。

  我国是农业大国，种植各种茶籽类的植物，这些茶籽类植物产量大，通常在提取油脂后就被焚烧不仅对环境能够造成重大的污染而且也是对资源的浪费。

  目前提取的茶皂素都会存在许多问题，高品质的茶皂素提取还没有正真获得大规模开发，在应用上也缺乏足够的基础理论研究。

  今后的研究可以在现有的提取基础上，通过优化来缩短工艺流程或是采用其他萃取技术提取茶皂素。