CN101830948B - 油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法，包括以下工艺步骤：首先用高浓度的含水甲醇进行萃取，萃取液回收甲醇，制得粗茶皂素浆状液，然后采用三次纯化的方法提纯。第一次用壳聚糖作絮凝剂，过滤去除部分杂质；第二次用氢氧化钙乳浊液作沉淀剂，使茶皂素转化为茶皂素钙沉淀下来与水溶性杂质分离，再用碳酸氢铵将茶皂素钙转化为茶皂素溶于水中，过滤进一步去除杂质，然后用30％的双氧水脱色，经喷雾干燥制得茶皂素成品。萃取后得到的含甲醇固形物，经分离回收甲醇后的固体，可用作家畜饲料。本发明的优点是：茶皂素萃取得率高，能耗低，工艺简单，操作方便，生产的茶皂素成品质量高，应用范围广泛。

Description

油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法

技术领域

本发明属于植物油脂及植物蛋白加工技术领域。具体涉及油茶籽脱脂粕的深度开发利用，特别是一种油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法。

背景技术

我国是世界油茶产量最高、栽培面积最大、品种最丰富的国家，当前油茶籽产量在106万t左右，经压榨浸出制油后的脱脂茶籽粕在55万t以上。且近年来由于国家重视，采取多项扶持政策，3～5年后将会迅猛发展，估计产量是当前的10倍左右。但由于脱脂茶籽粕中含有有毒物质茶皂素，致使油茶籽粕难于应用，成为延伸油茶籽精深加工产业链的症结所在。以往茶籽粕多用作燃料，也有作废弃物弃掉。目前多用作养虾的清塘剂，但使用量有限，造成积压和环境污染。据分析，茶籽粕的主要成分为：脂肪1％～1.5％；茶皂素12％～16％；蛋白质15％左右；糖类40％左右。茶皂素本身是一种有着多种用途的化工和医药原料，提取茶皂素后的脱皂粕又是很好的家畜饲料。利用茶籽粕提取茶皂素，原料丰富便宜，既可得到价值较高的茶皂素，又能为山区的家畜养殖业提供饲料，有巨大的经济价值和社会效益。

茶皂素的制取分为两大部分，即茶皂素的提取和粗茶皂素的纯化。

作为现有技术，茶皂素的提取主要有两种方法，一种是热水提取法，另一种是含水低碳醇提取法。

热水水提法是最早开发提取茶皂素的方法，该法工艺简单，但蒸发量大，能耗高，生产周期长，且提取茶皂素的纯度低，颜色深，质量差，产品多为浆状料，再纯化困难。生产的茶皂素只能用作农药、沥青乳化剂，不能应用于化妆品、增溶剂、胶黏剂、发泡剂、生产试剂等方面。

采用含水甲醇或含水乙醇作为浸提剂，具有能耗小，产品颜色浅，收率高，便于生产粉剂，易于再纯化的优点。且产品可用作生化试剂和医药原料，可供出口。甲醇与乙醇比较，无论是在价格、回收难易程度、能耗方面，还是在产品得率和质量方面，甲醇更具优势。而且含水甲醇作为浸提剂，高浓度(90％左右)比低浓度(70％左右)更好，一是萃取液含杂质少，二是为回收溶剂提供良好条件。因此，从脱脂粕中提取茶皂素选用高浓度的含水甲醇作为工业化连续生产的溶剂是合理的。

提取得到的粗茶皂素因含杂质较高，必须经过纯化方可作为工业品应用。现今纯化的方法较多，有：有机溶剂转萃法、大孔吸附树脂提取法、膜分离提取法、絮凝提取法、沉淀转化提取法等等。这些方法的不足是：分离杂质不完全，能耗高，操作复杂且周期长，有些方法处在实验室研究阶段。工业化生产均存在一定难度。

作为现有发明专利如CN1054788A浸提剂采用的是含水乙醇；CN1872865A浸提剂采用的是无水甲醇；CN1224022A其纯化方法采用的是一元醇萃取；CN101497642A所针对的原料是油菜籽仁；CN101440117A浸提剂采用的是热水。本发明的不同在于：①原料不同，本方法原料为脱脂粕；②浸提用的溶剂不同，包括含水量的多少；③纯化方法和所用的辅料不同。

发明内容

本发明的目的是提供一种茶皂素萃取得率高、能耗低、工艺简单、成品质量高的油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法。

本发明的目的可以通过下述技术措施来实现

一种油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法，其特征在于，它包括以下工艺步骤：

A.用高浓度的含水甲醇脱脂油茶籽粕进行萃取，萃取液经回收甲醇后，制得粗茶皂素浆状液；

B.将步骤A制得的粗茶皂素浆状液用絮凝剂絮凝、过滤除去部分杂质；

C.将上述处理的浆状液加水调整用沉淀剂沉淀，使茶皂素转化为茶皂素钙沉淀下来；

D.将上述获得的茶皂素钙再用转化剂将其转化为茶皂素溶于水中；

E.将步骤D获得的茶皂素用脱色剂脱色，再经干燥制得成品茶皂素。

所述步骤A中的高浓度含水甲醇为80％～95％(v/v)，萃取温度为55～60℃，脱脂粕与含水甲醇(固液比)之比为1∶1～5，萃取次数为2～8次，每次萃取时间为5～20min。

所述步骤B中的絮凝剂为1％(w/w)壳聚糖溶液，用量为茶皂素的2％～6％。

所述步骤C中的沉淀剂为氢氧化钙乳浊液，沉淀条件为：氢氧化钙乳浊液浓度30％(w/w)，用量为茶皂素量的7％～25％，反应温度为室温。

所述步骤D中的转化剂为碳酸氢铵，转化条件为：碳酸氢铵浓度30％(w/w)，用量为茶皂素钙量的5％～15％，反应温度60℃。

具体地说，采用80％～95％(v/v)的含水甲醇作为萃取溶剂(视脱脂粕的含水量，甲醇含水量可作适当调整)，在萃取温度55℃～60℃、脱脂茶籽粕与溶剂之比(固液比)为1∶1～5、萃取次数2～8次、萃取时间5～20min/次条件下进行；萃取得到的混合液经蒸发汽提回收甲醇得到粗茶皂素，然后采用热水调整，茶皂素的浓度为40％(w/w)，加入1％(w/w)的壳聚糖絮凝剂。用量为粗茶皂素量的2％～6％，絮凝后过滤除去部分杂质。滤清液加沉淀剂氢氧化钙乳浊液，沉淀剂浓度为30％(w/w)，用量为茶皂素量的7％～25％，使茶皂素生成茶皂素钙沉淀出来，去除水分及水溶性杂质，再加入转化剂碳酸氢铵。转化剂浓度为30％(w/w)，用量为茶皂素钙量的5％～25％，将茶皂素钙转化为茶皂素并溶于水中，过滤去除杂质，得到含茶皂素纯度较高的滤清液，然后用浓度为30％的双氧水脱色，用量为茶皂素量的3％～10％，脱色后进行喷雾干燥得到固体茶皂素成品。

本发明所具有的优点：

1.茶皂素萃取得率高，提取茶皂素后的脱皂粕其茶皂素残留量小于1％，可直接作饲料。

2.采用先絮凝后沉淀转化的纯化方法，可确保茶皂素纯度在相当高的水平。

3.能耗低，采用沉淀转化方法可省去稀茶皂素溶液的浓缩过程。既节能又避免了茶皂素浓缩困难(因茶皂素是表面活性剂，浓缩时极易起泡)。

4.工艺简单，操作方便，用氢氧化钙溶液代替固体氧化钙使反应由非均相变为均相，可操作性极强，科学合理。

5.生产的茶皂素产品质量高，为淡黄色结晶，含量在82％以上，应用范围广泛。

附图说明

附图是本发明的工艺流程示意图

具体实施方式

以下结合附图实施例进一步描述本发明

参见附图，油茶籽脱脂粕进入浸出器进行溶剂萃取，溶剂为90％(v/v)的含水甲醇。萃取温度60℃，固液比1∶8，萃取次数6次，每次萃取时间20min左右。萃取后得到的混合液蒸发、汽提回收甲醇，得到粗茶皂素。萃取后得到的含甲醇固形物，经回收甲醇后，得到脱皂粕，即为饲料。

制取的粗茶皂素加热水调整至含茶皂素40％(w/w)的水溶液，加入壳聚糖絮凝剂，壳聚糖的浓度为1％(w/w)，用量为粗茶皂素量的3％，搅拌后沉淀2h，过滤去除固体杂质，得到的液体在搅拌下加入浓度为30％(w/w)的氢氧化钙乳浊液，加入量为茶皂素量的10％左右，以反应溶液的pH值7～7.5为准，使茶皂素生成茶皂素钙沉淀下来。反应温度室温，反应时间3h。反应完成后，将上层水溶液抽出，得到茶皂素钙沉淀，然后在搅拌下加入转化剂碳酸氢铵溶液，碳酸氢铵溶液的浓度为30％(w/w)，加入量以反应溶液的pH值为6.0～6.5为准，反应温度60℃，反应时间2.5h。过滤去除杂质，得到茶皂素溶液。采用双氧水为脱色剂，脱色条件：双氧水浓度为30％，脱色温度60℃，脱色时间90min，双氧水用量为茶皂素量的5％左右。脱色后的茶皂素溶液，经调整罐加热送入喷雾干燥器，即得产品，产品为淡黄色结晶。茶皂素含量大于82％。其收得率为脱脂粕中茶皂素含量的74％左右。

Claims (4)

1.一种油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法，其特征在于，它包括以下工艺步骤：

A、用含水甲醇对脱脂油茶籽粕进行萃取，含水甲醇的甲醇含量体积比95％，萃取温度为55-60℃，脱脂粕与含水甲醇的固液比为1∶1-5，萃取次数为2-8次，每次萃取时间为5-20min，萃取液经回收甲醇后，制得粗茶皂素浆状液；

B、将步骤A制得的粗茶皂素浆状液用絮凝剂絮凝，过滤除去部分杂质；

C、将上述处理的浆状液用沉淀剂沉淀，使茶皂素转化为茶皂素钙沉淀下来；

D、将上述得到的茶皂素钙再用转化剂将其转化为茶皂素溶于水中；

E、将步骤D获得的茶皂素用脱色剂脱色，再经干燥制得成品茶皂素。

2.根据权利要求1所述的一种油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法，其特征在于：所述步骤B中的絮凝剂为质量比1％壳聚糖溶液，用量为茶皂素的2％～6％。

3.根据权利要求1所述的一种油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法，其特征在于：所述步骤C中的沉淀剂为氢氧化钙乳浊液，沉淀条件为：质量比30％的氢氧化钙乳浊液，用量为茶皂素量的7％～25％，反应温度为室温。

4.根据权利要求1所述的一种油茶籽脱脂粕制取茶皂素的方法，其特征在于：所述步骤D中的转化剂为碳酸氢铵，转化条件为：质量比30％的碳酸氢铵，用量为茶皂素钙量的5％～15％，反应温度60℃。

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