CN102432664A - 一种从茶籽粕中提取茶皂苷的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从茶籽粕中提取茶皂苷的方法，通过酶解、超声提取茶皂苷，其技术要点是：茶籽粕经粉碎、石油醚脱脂后溶于水中，向其中加入单一或复合生物酶进行酶解反应，过滤后滤渣再经超声浸提，合并后的水提液通过絮凝、氧化钙沉淀、乙醇转溶、脱色、干燥而得到纯度较高的茶皂苷。采用本发明有机溶剂消耗少，成本低，提取率高，符合国家清洁生产的要求。
Description
技术领域
本发明属于农林副产品深加工领域，具体涉及一种通过酶解和超声辅助从茶籽中提取茶皂苷的方法。
背景技术
从废弃的茶籽粕中提取出的茶皂苷具有良好的表面性能，在农业、养殖业、日用化工、医药、建材等领域得到了广泛的应用。而传统的有机溶剂提取法(杨坤国，黄明泉，以无水乙醇为提取剂的茶皂素提取方法研究.湖北民族学院学报自然科学版，2000.18(3)：19-21)存在有机溶剂消耗大、成本高、污染严重等问题。近年来，不断有学者对茶皂苷的提取方法进行了改进：中国农业科学院油料作物研究所的刘昌盛等人采用超声波法辅助乙醇浸提茶皂苷(刘昌盛，黄凤洪，夏伏建，等，超声波法提取茶皂素的工艺研究，中国油料作物学报，2006，28(2)：203-206)，缩短了提取时间，得率也有较大提高。但其所用提取溶剂仍为乙醇，成本较高，且存在安全隐患。汪谷奇利用稀氨水提取茶皂苷(汪谷奇.氨法提取茶皂素.天然产生研究与开发，1991，3(4)：94.97)，提取率有较大提高，但氨水有刺激性，同时所得产品中杂质含量较高。
发明内容
本发明的目的在于解决工业上提取茶皂苷过程中存在的有机溶剂消耗大、成本高、污染严重等问题，提出了一种不仅提取率高，而且提取工艺清洁的从茶籽粕中提取茶皂苷的方法。
为达到上述目的，本发明采用的方法如下：
1)取5kg茶籽粕，用粉碎机粉碎至40～60目，干燥后用石油醚除去残余茶油，得到脱油茶籽粕；
2)向脱油茶籽粕中加入40L水，并调节pH值为5.0～5.5后向其中加入50～80g活力为4000u/g的α-淀粉酶、100～200ml活力为105u/ml的糖化酶和10～30g活力为104u/g的纤维素酶中的一种或几种，在40～60℃搅拌酶解2～5h，酶解后将温度升至90℃灭酶5min，过滤得到滤渣和酶解滤液，向滤渣中加入50L水，在50～70℃、15～35kHz超声提取1～2h，过滤后得超声滤液，合并酶解滤液和超声滤液得到水提液；
3)向水提液中加入20～50g硫酸铝，在30～50℃絮凝0.5～2.0h，除去水提液中的水溶性蛋白和鞣质杂质，絮凝后用转速为4000r/min的离心机离心得到澄清的上层水提液；
4)向澄清的上层水提液中加入500～600g氧化钙搅拌均匀，于45℃反应1～3h，生成白色沉淀，过滤后，将沉淀用体积浓度为60～85％的乙醇溶解，过滤得茶皂苷乙醇溶液；
5)向茶皂苷乙醇溶液中加入活性炭，煮沸30min，过滤，将得到的溶液真空浓缩、喷雾干燥得白色茶皂苷粉末。
由于本发明采用水作为溶剂进行提取，对环境造成的影响相对较小。同时采用的淀粉酶能使水溶液粘度降低，纤维素酶、超声作用能破坏茶籽的细胞壁，这些作用均有利于茶皂苷的溶出，使提取率趋于最大化。
具体实施方式
实施例1：
1)取5kg茶籽粕，用粉碎机粉碎至40～60目，干燥后用石油醚除去残余茶油，得到脱油茶籽粕；
2)向脱油茶籽粕中加入40L水，并调节pH值为5.5后向其中加入50g活力为4000u/g的α-淀粉酶和100ml活力为105u/ml的糖化酶，在50℃搅拌酶解2h，酶解后将温度升至90℃灭酶5min，过滤得到滤渣和酶解滤液，向滤渣中加入50L水，在70℃、15kHz超声提取1h，过滤后得超声滤液，合并酶解滤液和超声滤液得到水提液；
3)向水提液中加入20g硫酸铝，在30℃絮凝0.5h，除去水提液中的水溶性蛋白和鞣质杂质，絮凝后用转速为4000r/min的离心机离心得到澄清的上层水提液；
4)向澄清的上层水提液中加入580g氧化钙搅拌均匀，于45℃反应1h，生成白色沉淀，过滤后，将沉淀用体积浓度为70％的乙醇溶解，过滤得茶皂苷乙醇溶液；
5)向茶皂苷乙醇溶液中加入活性炭，煮沸30min，过滤，将得到的溶液真空浓缩、喷雾干燥得842g白色茶皂苷粉末。
实施例2：
1)取5kg茶籽粕，用粉碎机粉碎至40～60目，干燥后用石油醚除去残余茶油，得到脱油茶籽粕；
2)向脱油茶籽粕中加入40L水，并调节pH值为5.0后向其中加入25g活力为104u/g的纤维素酶，在45℃搅拌酶解5h，酶解后将温度升至90℃灭酶5min，过滤得到滤渣和酶解滤液，向滤渣中加入50L水，在70℃、20kHz超声提取2h，过滤后得超声滤液，合并酶解滤液和超声滤液得到水提液；
3)向水提液中加入30g硫酸铝，在40℃絮凝1h，除去水提液中的水溶性蛋白和鞣质杂质，絮凝后用转速为4000r/min的离心机离心得到澄清的上层水提液；
4)向澄清的上层水提液中加入520g氧化钙搅拌均匀，于45℃反应1h，生成白色沉淀，过滤后，将沉淀用体积浓度为75％的乙醇溶解，过滤得茶皂苷乙醇溶液；
5)向茶皂苷乙醇溶液中加入活性炭，煮沸30min，过滤，将得到的溶液真空浓缩、喷雾干燥得698g白色茶皂苷粉末。
实施例3：
1)取5kg茶籽粕，用粉碎机粉碎至40～60目，干燥后用石油醚除去残余茶油，得到脱油茶籽粕；
2)向脱油茶籽粕中加入40L水，并调节pH值为5.3后向其中加入60g活力为4000u/g的α-淀粉酶、150ml活力为105u/ml的糖化酶和10g活力为104u/g的纤维素酶中的一种或几种，在50℃搅拌酶解4h，酶解后将温度升至90℃灭酶5min，过滤得到滤渣和酶解滤液，向滤渣中加入50L水，在65℃、30kHz超声提取2h，过滤后得超声滤液，合并酶解滤液和超声滤液得到水提液；
3)向水提液中加入50g硫酸铝，在45℃絮凝1.5h，除去水提液中的水溶性蛋白和鞣质杂质，絮凝后用转速为4000r/min的离心机离心得到澄清的上层水提液；
4)向澄清的上层水提液中加入600g氧化钙搅拌均匀，于45℃反应3h，生成白色沉淀，过滤后，将沉淀用体积浓度为85％的乙醇溶解，过滤得茶皂苷乙醇溶液；
5)向茶皂苷乙醇溶液中加入活性炭，煮沸30min，过滤，将得到的溶液真空浓缩、喷雾干燥得822g白色茶皂苷粉末。
实施例4：
1)取5kg茶籽粕，用粉碎机粉碎至40～60目，干燥后用石油醚除去残余茶油，得到脱油茶籽粕；
2)向脱油茶籽粕中加入40L水，并调节pH值为5.4后向其中加入80g活力为4000u/g的α-淀粉酶，在60℃搅拌酶解5h，酶解后将温度升至90℃灭酶5min，过滤得到滤渣和酶解滤液，向滤渣中加入50L水，在50℃、35kHz超声提取1h，过滤后得超声滤液，合并酶解滤液和超声滤液得到水提液；
3)向水提液中加入40g硫酸铝，在50℃絮凝1h，除去水提液中的水溶性蛋白和鞣质杂质，絮凝后用转速为4000r/min的离心机离心得到澄清的上层水提液；
4)向澄清的上层水提液中加入540g氧化钙搅拌均匀，于45℃反应2.5h，生成白色沉淀，过滤后，将沉淀用体积浓度为80％的乙醇溶解，过滤得茶皂苷乙醇溶液；
5)向茶皂苷乙醇溶液中加入活性炭，煮沸30min，过滤，将得到的溶液真空浓缩、喷雾干燥得795g白色茶皂苷粉末。
实施例5：
1)取5kg茶籽粕，用粉碎机粉碎至40～60目，干燥后用石油醚除去残余茶油，得到脱油茶籽粕；
2)向脱油茶籽粕中加入40L水，并调节pH值为5.2后向其中加入200ml活力为105u/ml的糖化酶和30g活力为104u/g的纤维素酶，在40℃搅拌酶解5h，酶解后将温度升至90℃灭酶5min，过滤得到滤渣和酶解滤液，向滤渣中加入50L水，在70℃、30kHz超声提取2h，过滤后得超声滤液，合并酶解滤液和超声滤液得到水提液；
3)向水提液中加入35g硫酸铝，在30℃絮凝1.5h，除去水提液中的水溶性蛋白和鞣质杂质，絮凝后用转速为4000r/min的离心机离心得到澄清的上层水提液；
4)向澄清的上层水提液中加入545g氧化钙搅拌均匀，于45℃反应1h，生成白色沉淀，过滤后，将沉淀用体积浓度为65％的乙醇溶解，过滤得茶皂苷乙醇溶液；
5)向茶皂苷乙醇溶液中加入活性炭，煮沸30min，过滤，将得到的溶液真空浓缩、喷雾干燥得772g白色茶皂苷粉末。
实施例6：
1)取5kg茶籽粕，用粉碎机粉碎至40～60目，干燥后用石油醚除去残余茶油，得到脱油茶籽粕；
2)向脱油茶籽粕中加入40L水，并调节pH值为5.1后向其中加入180ml活力为105u/ml的糖化酶，在60℃搅拌酶解4.5h，酶解后将温度升至90℃灭酶5min，过滤得到滤渣和酶解滤液，向滤渣中加入50L水，在60℃、20kHz超声提取2h，过滤后得超声滤液，合并酶解滤液和超声滤液得到水提液；
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4)向澄清的上层水提液中加入500g氧化钙搅拌均匀，于45℃反应2h，生成白色沉淀，过滤后，将沉淀用体积浓度为60％的乙醇溶解，过滤得茶皂苷乙醇溶液；
5)向茶皂苷乙醇溶液中加入活性炭，煮沸30min，过滤，将得到的溶液真空浓缩、喷雾干燥得748g白色茶皂苷粉末。
为了验证本发明的可行性，进行了以下实验：
1.取等量脱油茶籽粕，分别用传统的乙醇溶液提取法及本发明的方法进行实验，发现本发明的方法不仅提取率较醇提法高15～20％，纯度也有较大提高，同时避免了大量消耗有机溶剂，从根本上减轻了污染。
2.将传统的乙醇溶液提取法及本发明的方法所得到的茶皂苷产品进行结构检测，发现两者成分基本一致，说明提取过程中茶皂苷结构未被破坏，同时茶皂苷所具有的众多表面活性也得到了保持。
由此可见，本发明在降低生产成本的同时，还进一步提高了茶皂苷的提取率，减轻了污染，可用于工业化生产。
Claims (1)
1.一种从茶籽粕中提取茶皂苷的方法，其特征在于：
1)取5kg茶籽粕，用粉碎机粉碎至40～60目，干燥后用石油醚除去残余茶油，得到脱油茶籽粕；
2)向脱油茶籽粕中加入40L水，并调节pH值为5.0～5.5后向其中加入50～80g活力为4000u/g的α-淀粉酶、100～200ml活力为105u/ml的糖化酶和10～30g活力为104u/g的纤维素酶中的一种或几种，在40～60℃搅拌酶解2～5h，酶解后将温度升至90℃灭酶5min，过滤得到滤渣和酶解滤液，向滤渣中加入50L水，在50～70℃、15～35kHz超声提取1～2h，过滤后得超声滤液，合并酶解滤液和超声滤液得到水提液；
3)向水提液中加入20～50g硫酸铝，在30～50℃絮凝0.5～2.0h，除去水提液中的水溶性蛋白和鞣质杂质，絮凝后用转速为4000r/min的离心机离心得到澄清的上层水提液；
4)向澄清的上层水提液中加入500～600g氧化钙搅拌均匀，于45℃反应1～3h，生成白色沉淀，过滤后，将沉淀用体积浓度为60～85％的乙醇溶解，过滤得茶皂苷乙醇溶液；
5)向茶皂苷乙醇溶液中加入活性炭，煮沸30min，过滤，将得到的溶液真空浓缩、喷雾干燥得白色茶皂苷粉末。
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