[发明专利]一种水法制备的高纯度茶皂素及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水法制备高纯度茶皂素及其制备方法，步骤是：⑴粉碎过筛、浸泡与除铁：脱脂茶籽粕经粉碎过筛、浸泡和除铁，得混合液A；⑵脱除水溶性杂质：混合液A经酸化、降温提取和离心分离，得脱除水溶性杂质的酸化沉淀；⑶热水提取：脱除水溶性杂质的酸化沉淀经等电点下的加热提取，得茶皂素酸钠提取液；⑷脱色与钙沉：茶皂素酸钠提取液经氧化脱色与增溶、钙沉淀茶皂素和水洗，得茶皂素酸钙沉淀；⑸加热酸化、降温沉淀、洗涤与干燥：茶皂素酸钙沉淀经加热酸化、降温沉淀、洗涤与干燥，即得高纯度的茶皂素产品；该产品纯度高，颜色浅，产品附加值高；其制备方法不用有机溶剂，具有成本低、操作方便、设备投资少、可机械化的优点。

技术领域

本发明属于油料粕综合利用技术领域，具体涉及一种水法制备的高纯度茶皂素及其制备方法。

背景技术

茶皂素，属于典型的糖苷类物质，是多种糖苷成分的混合物。茶皂素由有机酸、苷元和糖体三个部分构成，结构中的有机酸为当归酸、醋酸和惕各酸；苷元为β-香树素(β-amyrin)衍生物，其基本碳架为齐墩果烷；有机酸与苷元中E 环上的C-21或者C-22位上的羟基通过酯键连接，形成复合苷元；糖体部分由阿拉伯糖、半乳糖、木糖和葡萄糖醛酸组成，四个单糖之间通过糖苷键链接形成四糖，四糖中葡萄糖醛酸C-1上的羟基与复合苷元C-1上的羟基通过脱水生成糖苷键链接而形成茶皂素。由于茶皂素分子结构中具有葡萄糖醛酸的羧基(－ COOH)，所以茶皂素具有酸性，茶皂素又可以称为茶皂素酸，茶皂素的结构见下式。

不同苷元和不同有机酸的连接，以及连接方式的各异造就了一系列结构类似、种类繁多的茶皂素单体。日本学者青山新次郎从茶树种子中首次分离得到了茶皂素，并通过水解实验得到了苷元和糖体从而确定了茶皂素的化学式。1952 年，日本东京大学学者石馆守山和上田阳第一次从茶籽中分离出茶皂素结晶并确定其熔点为224-225℃，并明确了茶皂素的分子式为C₅₇H₉₀O₂₆。

茶皂素纯品为乳白色或浅黄色粉末，具有很强的吸湿性，其水溶液对甲基红反应呈酸性(茶皂素酸)。酸性的茶皂素难溶于冷水、无水乙醇、无水甲醇，不溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚等有机溶剂，在温水、醋酸乙酯、二硫化碳中有少许的溶解，在热水、碱性水溶液、含水乙醇、含水甲醇、正丁醇、冰醋酸、吡啶和醋干中溶解性能良好，可以通过这些介质对茶皂素进行提取。在pH﹥pK(茶皂素中的葡萄糖醛酸的羧基的离解常数)的条件下，茶皂素酸可以转化为茶皂素酸盐，茶皂素酸钠和茶皂素酸钾，在水中的溶解度比较大，可以利用此原理提取茶籽粕中的茶皂素；而茶皂素酸与通常的二价金属离子和三价金属离子生成的盐，如茶皂素酸钙、茶皂素酸镁、茶皂素酸亚铁和茶皂素酸铁，则为不溶于水的白色云状物的沉淀。因此，螯合和沉淀茶籽粕中固有和外来污染的二价金属离子和三价金属离子，有助于提高茶皂素的得率。申请人通过反复的资料分析和实验比对，发现绝大多数的研究者混淆了茶皂素、茶皂素酸和茶皂素酸盐的根本区别。

由于分子结构中同时具有亲水性的糖体和疏水性的苷元，茶皂素具有良好的表面活性，是天然的表面活性剂。据研究，茶皂素的HLB值为9.2，适合形成水包油型的乳化液。因此，茶皂素可以作为高档洗涤液的原料，用于生产果蔬清洗剂、洗发精、沐浴露、洗手液、洗脚液。茶皂素对多种微生物都有抑制作用。据研究，茶皂素对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌均有较明显的抑制作用，对白色念珠菌有一定的抑制作用，可以部分抑制一些导致食品变质的霉菌繁殖，被抑制的菌中既有革兰氏阳性菌又有革兰氏阴性菌，既有球菌又有杆菌，可见茶皂素有着广谱的抑菌作用，因此具有防腐剂的应用前景。茶皂素还具有类生物激素样的作用，对动植物生长都有促进作用。此外，茶皂素也具有抑制酒精吸收、保护胃肠道、抗高血压、抗渗消炎等生理活性。因此，市场对高纯度的茶皂素类产品的需求很大。