油茶皂苷的制備及提純工藝研究

張向杰　陳塨　李晴川　傅曉東

摘要：為研究油茶皂苷的制備及提純工藝，為中試化生產(chǎn)提供科學的技術支撐，通過正交試驗得到最佳工藝為乙醇體積分數(shù)75%，料液比1∶2，提取時間120 min，提取溫度60 ℃，得到純度為55.65%的油茶皂苷粗品，得率16.12%。油茶皂苷粗品配置成質(zhì)量分數(shù)3%水溶液，加入10%體積的1%殼聚糖絮凝劑絮，經(jīng)凝沉、淀除去雜質(zhì)，澄清液經(jīng)AB-8型大孔樹脂吸附90 min，用質(zhì)量分數(shù)2%氫氧化鈉溶液洗脫雜質(zhì)，再用體積分數(shù)70%乙醇溶液洗脫油茶皂苷，將洗脫液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，除去乙醇并烘干，即得到純度85.36%的油茶皂苷。

關鍵詞：油茶皂苷;茶粕浸提;殼聚糖絮凝劑;AB-8型樹脂吸附

中圖分類號：TQ461? ? ? 文獻標志碼：A? ? doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2020.02.042

Abstract：In order to study the preparation and purification technology of Camellia saponin and provide scientific technical support for production. Through orthogonal test，the best technology was obtained as follows：ethanol concentration 75%，ratio of material to liquid 1∶2，extraction time 120 min，extraction temperature 60 ℃. The purity of crude Camellia saponin 55.65%，and the yield 16.12%. The crude product of Camellia saponin was prepared into 3% aqueous solution，10% volume of 1% chitosan flocculant was added to flocculate and precipitate to remove impurities. The clarification solution was adsorbed by AB-8 macroporous resin for 90 min，eluted with 2% sodium hydroxide solution，eluted with 70% ethanol solution，and the eluent was rotated and evaporated to remove ethanol and dried to obtain 85.36% Camellia saponin.

Key words：Camellia saponin;extraction of tea seed meal;chitosan flocculant;AB-8 resin adsorption

0? ?引言

油茶（Camellia oleifera Abel）屬于山茶科（Thea- ceae）山茶屬（Camellia）植物，是我國特有的木本食用油料樹種。油茶皂苷（即茶皂素）是從油茶餅粕中提取的五環(huán)三萜類化合物，其基本結(jié)構(gòu)是皂苷元、糖體及有機酸，具有優(yōu)良的乳化性、發(fā)泡性、持泡性，同時也具有抗菌、抗炎、溶血等生物活性，可用于日用化工、建材、水產(chǎn)養(yǎng)殖、醫(yī)藥等行業(yè)[1-5]。

由于油茶餅粕中成分復雜，除含有豐富的油茶皂苷外，還含有大量的蛋白質(zhì)、黃酮、單寧、多糖、色素等物質(zhì)，這給油茶皂苷的提取和純化造成了較大的困難，傳統(tǒng)工藝制取的油茶皂苷產(chǎn)品往往純度較低，顏色深，溶于水時易產(chǎn)生糊狀，嚴重限制了其應用范圍[6-7]。因此，研究可行的油茶皂苷的制備及提純工藝，以期為中試化生產(chǎn)提供科學的技術支撐。

1? ?材料與方法

1.1? ?材料與儀器

油茶餅粕，江西久晟油茶發(fā)展有限公司提供;油茶皂苷標準品，上海晶純實業(yè)有限公司提供;殼聚糖絮凝劑，國藥集團化學試劑有限公司提供;AB-8型大孔吸附樹脂，上海昕滬實驗設備有限公司提供;無水乙醇、濃硫酸、香草醛、氫氧化鈉，均為分析純。

索氏提取器，浙江賽因科學儀器有限公司產(chǎn)品;紫外-可見分光光度計，上海分析儀器廠產(chǎn)品;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，浙江藍箭儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2? ?試驗方法

1.2.1? ?油茶皂苷制備及提純工藝流程

將壓榨后的油茶餅粕粉碎，用乙醇溶液加熱回流浸提烘干得油茶皂苷粗品，油茶皂苷粗品配置成水溶液，加入殼聚糖絮凝劑絮凝沉淀除去雜質(zhì)，將提純后的澄清液經(jīng)AB-8型大孔樹脂吸附，用氫氧化鈉溶液洗脫雜質(zhì)，再用乙醇溶液洗脫油茶皂苷，將洗脫液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇并烘干，即得到高純度油茶皂苷。

1.2.2? ?油茶皂苷含量測定

試驗采用香草醛-濃硫酸比色法[8-11]。準確稱? 取油茶皂苷標準品100.0 mg，用80%乙醇溶液溶于50 mL容量瓶中，定容、搖勻，即得標準溶液。分別取油茶皂苷標準溶液0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 mL，加甲醇定容至0.5 mL，加入8%香草醛溶液0.5 mL，于冰水浴中加入質(zhì)量分數(shù)77%硫酸溶液4 mL，以試劑為空白，搖勻，于60 ℃下加熱15 min，置于冰水浴中冷卻10 min，取出放置室溫下，于波長452 nm處測定吸光度，并以吸光度對濃度值繪制標準曲線。

油茶皂苷試樣的測定：分別稱取試樣50.0 mg左右，用體積分數(shù)80%乙醇定容至25 mL，取1.0 mL。測定吸光度，代入相應回歸方程，根據(jù)標準曲線計算皂苷質(zhì)量分數(shù)。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?油茶皂苷標準曲線繪制

油茶皂苷標準品在紫外-可見分光光度計上掃描所得的最大吸收波長為452 nm。在452 nm處測定不同質(zhì)量濃度標準溶液的吸光度，以油茶皂苷質(zhì)量濃度（X）為橫坐標，吸光度（Y）為縱坐標繪制標準曲線，建立回歸方程Y=6.495X+0.035 1，R2=0.998 9。

油茶皂苷標準曲線見圖1。

2.2? ?油茶皂苷提取工藝的優(yōu)化

油茶皂苷粗品是將油茶餅粕粉碎，用乙醇溶液加熱回流浸提干燥所得[12-14]。考慮到各個因素之間的相互影響，試驗以乙醇體積分數(shù)、料液比、浸出時間、浸出溫度為因素，以油茶皂苷得率為指標，在單因素試驗的基礎上，設計L9（34）正交試驗，考查油茶皂苷提取的最佳工藝條件。

正交試驗因素與水平設計見表1，正交試驗設計及結(jié)果見表2。

從表2可以看出，在所考查的試驗范圍內(nèi)，各因素對油茶皂苷得率影響主次順序為乙醇體積分數(shù)>提取時間>料液比>提取溫度，浸提的乙醇體積分數(shù)對油茶皂苷得率影響最大。根據(jù)正交試驗，油茶皂苷提取的最佳工藝條件為A2B2C3D3，即乙醇體積分數(shù)為75%，料液比為1∶2，提取時間為120 min，提取溫度為60 ℃。最優(yōu)工藝條件下重復試驗3次，油茶皂苷得率16.12%，純度55.65%。

2.3? ?油茶皂苷提純工藝的優(yōu)化

油茶皂苷粗品含有大量的蛋白質(zhì)、黃酮、單寧、多糖、色素等物質(zhì)，影響產(chǎn)品的外觀、品質(zhì)和應用領域。試驗對傳統(tǒng)的油茶皂苷純化工藝進行改進，采用絮凝沉淀和樹脂吸附方法，研究適合油茶皂苷工業(yè)化提純的途徑。

2.3.1? ?絮凝除雜

殼聚搪是一種高分子絮凝劑，此步驟主要吸附油茶皂苷中的重金屬、蛋白質(zhì)、單寧等大分子物質(zhì)[15-16]。

試驗中，油茶皂苷粗品加水配置成質(zhì)量分數(shù)3%水溶液，水溶液中加入10%體積的1%殼聚糖絮凝劑，水浴溫度60 ℃，靜置時間3 h，過濾。重復試驗多次，雜質(zhì)去除率為30%～40%，油茶皂苷損失率為6%～10%。

2.3.2? ?樹脂吸附條件的分析

采用AB-8型大孔樹脂對油茶皂苷溶液進行吸附純化。AB-8型樹脂物理化學性能穩(wěn)定，不溶于酸、堿及有機溶劑，加熱不熔，可在150 ℃以下使用。外觀顏色淡白，給處理操作帶來方便[17-20]。

試驗中，將前步驟溶液上樣，使用AB-8型大孔樹脂進行吸附，控制上樣速度為1.0 mL/min，選擇合適吸附時間，用質(zhì)量分數(shù)0.2%氫氧化鈉溶液洗脫被吸附的雜質(zhì)和色素，待洗出液變澄清后，用去離子水洗至中性。再用乙醇溶液進行洗脫，洗脫3個柱體積，收集此部分洗脫液。將洗脫液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇并烘干得到高純度油茶皂苷。

（1）大孔樹脂靜態(tài)吸附試驗。取6份2.2.1過濾后溶液，同時使用AB-8型大孔樹脂進行吸附，每30 min取出一份測定溶液中油茶皂苷含量，計算吸附率。

AB-8型大孔樹脂靜態(tài)吸附曲線見圖2。

從圖2可以看出，隨著吸附時間的延長，AB-8 型大孔樹脂的吸附容量在增加，前60 min吸附容量增加迅速，吸附90 min基本達到平衡狀態(tài)，說明AB-8型大孔樹脂對油茶皂苷具有良好的吸附效果，但吸附時間應不少于90 min。

（2）洗脫劑體積分數(shù)的選擇。分別用體積分數(shù)40%，50%，60%，70%，80%，90%的乙醇對吸附樹脂進行洗脫。

不同體積分數(shù)乙醇對油茶皂苷洗脫率的影響見圖3。

從圖3可以看出，隨著乙醇體積分數(shù)的增加，油茶皂苷的洗脫率也隨之增加，70%乙醇與80%乙醇對油茶皂苷的洗脫率相當，考慮到實際使用成本，可以選擇70%乙醇作為合適洗脫劑。

按2.3方法進行3次重復試驗，按1.2.2方法進行檢測，得到純度85.36%，得率57.32%。

3? ?結(jié)論

（1）油茶皂苷提取試驗中可以看到，在40～? ? 60 ℃區(qū)間內(nèi)，提取溫度對油茶皂苷得率影響較小，實際生產(chǎn)中，考慮到能耗要求，可對浸提溫度具體調(diào)整。另外，提取時間的設置也要考慮到平轉(zhuǎn)浸出器的轉(zhuǎn)速等因素。

（2）實際生產(chǎn)可行的高純度油茶皂苷制備路線為油茶餅粕→乙醇浸提→殼聚糖絮凝沉淀→AB-8型大孔樹脂吸附→0.2%氫氧化鈉溶液洗脫→70%乙醇溶液洗脫→噴霧干燥。工藝簡便環(huán)保，產(chǎn)品純度為80%以上，可廣泛用于日用化工、食品工業(yè)、動物飼料等領域。

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