CN105032282A

CN105032282A - 一种高纯度皂荚天然表面活性剂的制备方法

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Publication number: CN105032282A
Application number: CN201510352669.1A
Authority: CN
Inventors: 陈琳仁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2015-11-11

Abstract

本发明公开一种高纯度皂荚天然表面活性剂的制备方法，将皂荚果皮以超声波辅助萃取，再加入生物酶进行酶解，然后经过滤得到皂荚萃取液；再在50℃下减压浓缩至稠膏状，再经干燥，即得到皂荚总皂苷提取物；所得皂荚总皂苷提取物经纯化后即为皂荚天然表面活性剂。本发明提高了皂荚天然表面活性剂的提取率和纯度，采用超声波辅助生物酶萃取，所得皂荚总皂苷提取物中总皂苷含量达50～80%，苷元纯度达80～95%。本发明的制备过程无有毒有害试剂，所得皂荚天然表面活性剂可作为药品、化妆品和日用品的添加剂使用。

Description

一种高纯度皂荚天然表面活性剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高纯度皂荚天然表面活性剂的制备方法，属于生物提取加工技术领域。

背景技术

皂荚，别名皂角，系豆科、皂荚属(GleditisiasinensisLam.)。我国皂荚资源丰富，主要分布于云南、四川、贵州等地。皂荚荚果中含有30%以上的皂苷，是已发现的皂苷含量最高的木本植物资源。滇皂荚产昆明、嵩明、大姚、禄丰、宾川、漾濞、会泽、永胜、维西、贡山、文山、砚山、蒙自、建水、屏边、景东等地。滇皂荚木材较坚实，心材红褐色，边材淡黄褐色，供建筑、家具及农具用。荚果煎汁用于代皂洗涤。外胚乳含丰富多糖，胶质半透明，加热膨胀，俗称皂仁，为宴会甜食佳品，仅产云南，入药，有祛痰、利尿之效。

皂荚中特别是滇皂荚壳中含活性三萜皂甙，其结构中具有糖体、配基、有机酸等亲水性大极性基团，而甙元分子结构大，极性低，具有亲脂性，在分子结构上有类似表面活性剂的结构特点，其水溶液振摇后能产生持久类似肥皂溶液的泡沫，是一种非离子型表面活性剂，具有良好的去污能力，可代肥皂用，洗涤丝织品，不损光泽，加入洗发产品中有一定的去屑止痒功效。

皂荚天然表面活性剂的提取方法一般是水煎煮提取和回流提取法，这两种方法的提取率差不多为30%左右，采用超声波-水提取效率较前二者高，为35%左右，水煎煮提取法的提取温度较高，为95℃，且提取液不容易浓缩；回流提取消耗的总溶剂量相对也较高，提取时间也较长。

发明内容

为解决现有皂荚天然表面活性剂的提取率和纯度不高等问题，本发明提供一种高纯度皂荚天然表面活性剂的制备方法。

本发明通过下列技术方案实现：一种高纯度皂荚天然表面活性剂的制备方法，经过下列各步骤：

（1）将皂荚果皮干燥后粉碎至20～40目，再浸没于30～50倍质量的溶剂中，以超声波辅助萃取20～60min，然后按总体积的0.5%加入生物酶，再在30～50℃、pH为7～8的条件下进行酶解2～5h，过滤得到滤液和滤渣；

（2）将所得滤渣重复步骤（1）的操作3～5次，合并滤液，即得到皂荚萃取液；

（3）将步骤（2）所得皂荚萃取液在50℃下减压浓缩至稠膏状，再经干燥，即得到皂荚总皂苷提取物；其中总皂苷含量为50～80%，提取率为30～45%；

（4）在步骤（3）所得皂荚总皂苷提取物中加入质量浓度为0.5～1.0%硫酸溶液，再经加热回流5～6h，经过滤后，将滤液静置24h，析出棕色固体，然后用乙醚溶解棕色固体，再经减压浓缩，得到黄色固体，然后用甲醇溶解黄色固体后，经重结晶，析出结晶，即为皂荚天然表面活性剂。皂荚皂苷的纯度达80～95%。

所述步骤（1）的溶剂为蒸馏水或体积浓度为50～70%的乙醇。

所述步骤（1）的萃取是在超声波功率为2000～6000w下进行。

所述步骤（1）的生物酶为中性蛋白酶、纤维素酶和果胶酶按等体积配比的混合物。

所述步骤（4）的硫酸溶液的加入量为皂荚总皂苷提取物质量的20～30倍。

超声波提取法降低了提取的温度，缩短了提取时间，产物生物活性高，从而大大降低了能耗。因此，超声波提取法最佳，能够安全、快速、简便地提取皂荚总皂苷，且避免了皂苷的破坏。但考虑到植物的有效成分大多被细胞壁包裹，而细胞壁的成分主要为纤维素、半纤维素、果胶质、结构蛋白等，利用复合酶处理，可改变植物细胞壁的通透性，有利于更有效地提取有效成分，本发明运用复合酶辅助提取法，提高皂荚总皂苷提取率，提高皂荚资源的利用率。

本发明具备的优点及效果：本发明提高了皂荚天然表面活性剂的提取率和纯度，采用超声波辅助生物酶萃取，提取率高，比常规方法提取高1.5倍以上，为30～45%，所得皂荚总皂苷提取物中总皂苷含量达50～80%，纯化后皂苷纯度达80～95%，pH为7～8。本发明最终产品皂荚天然表面活性剂比市场上销售的皂荚产品相比，纯度高2～3倍，基本脱色，呈淡黄色至无色粉末状，作为添加剂不会改变产品的颜色，无特殊气味，本发明的制备过程无有毒有害试剂，所得皂荚天然表面活性剂可作为药品、化妆品和日用品的添加剂使用。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

（1）将皂荚果皮干燥后粉碎至30目，再浸没于40倍质量的蒸馏水中，在功率为4000w下以超声波辅助萃取50min，然后按总体积的0.5%加入生物酶（中性蛋白酶、纤维素酶和果胶酶按等体积配比的混合物），再在50℃、pH为7的条件下进行酶解4h，然后经过滤得到滤液和滤渣；

（2）将所得滤渣重复步骤（1）的操作5次，合并滤液，即得到皂荚萃取液；

（3）将步骤（2）所得皂荚萃取液在50℃下减压浓缩至稠膏状，再经干燥，即得到皂荚总皂苷提取物；提取率为43%，其中总皂苷含量为68.2%；

（4）在步骤（3）所得皂荚总皂苷提取物中加入30质量倍的质量浓度为1.0%的硫酸溶液，再经加热回流6h，然后经过滤后将滤液静置24h，析出棕色固体，然后用乙醚溶解棕色固体，再经减压浓缩，得到黄色固体，然后用甲醇溶解黄色固体后，经重结晶，析出无色片状结晶，为皂荚纯皂苷，即为皂荚天然表面活性剂。皂荚纯皂苷纯度达88.9%，pH=7。

实施例2

（1）将皂荚果皮干燥后粉碎至20目，再浸没于50倍质量的体积浓度为50%的乙醇中，在功率为6000w下以超声波辅助萃取20min，然后按总体积的0.5%加入生物酶（中性蛋白酶、纤维素酶和果胶酶按等体积配比的混合物），再在40℃、pH为8的条件下进行酶解2h，然后经过滤得到滤液和滤渣；

（2）将所得滤渣重复步骤（1）的操作4次，合并滤液，即得到皂荚萃取液；

（3）将步骤（2）所得皂荚萃取液在50℃下减压浓缩至稠膏状，再经干燥，即得到皂荚总皂苷提取物；提取率为38.5%，其中总皂苷含量为75.3%；

（4）在步骤（3）所得皂荚总皂苷提取物中加入20质量倍的质量浓度为0.5%的硫酸溶液，再经加热回流5h，然后经过滤后将滤液静置24h，析出棕色固体，然后用乙醚溶解棕色固体，再经减压浓缩，得到黄色固体，然后用甲醇溶解黄色固体后，经重结晶，析出无色片状结晶，为皂荚纯皂苷，即为皂荚天然表面活性剂。皂荚纯皂苷纯度达91.7%，pH=7。

实施例3

（1）将皂荚果皮干燥后粉碎至40目，再浸没于30倍质量的体积浓度为70%的乙醇中，在功率为2000w下以超声波辅助萃取60min，然后按总体积的0.5%加入生物酶（中性蛋白酶、纤维素酶和果胶酶按等体积配比的混合物），再在30℃、pH为7的条件下进行酶解5h，然后经过滤得到滤液和滤渣；

（2）将所得滤渣重复步骤（1）的操作3次，合并滤液，即得到皂荚萃取液；

（3）将步骤（2）所得皂荚萃取液在50℃下减压浓缩至稠膏状，再经干燥，即得到皂荚总皂苷提取物；提取率为32%，其中总皂苷含量为80.1%；

（4）在步骤（3）所得皂荚总皂苷提取物中加入25质量倍的质量浓度为0.8%的硫酸溶液，再经加热回流5.5h，然后经过滤后将滤液静置24h，析出棕色固体，然后用乙醚溶解棕色固体，再经减压浓缩，得到黄色固体，然后用甲醇溶解黄色固体后，经重结晶，析出无色片状结晶，为皂荚纯皂苷，即为皂荚天然表面活性剂。皂荚纯皂苷纯度达95%，pH=7。

上述实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。

对比例1：同实施例1，仅将生物酶替换为α-淀粉酶。

对比例2：同实施例1，仅将生物酶替换为中性蛋白酶。

对比例3：同实施例1，仅将生物酶替换为碱性蛋白酶。

对比例4：同实施例1，仅将生物酶替换为果胶酶。

对比例5：同实施例1，仅将生物酶替换为纤维素酶。

对比例6：同实施例1，仅将生物酶省略。

将上述各对比例做实施例1的相同操作，对所得产物进行测定，所得结果见下表1：

表1不同生物酶对皂荚天然表面活性剂的影响

由表1可知，中性蛋白酶、纤维素酶和果胶酶为提取皂荚天然表面活性剂比较合适的酶。且三者搭配后能显著提高皂荚天然表面活性剂的提取率和纯度。

对比例7：同实施例1，仅将酶解时的pH替换为3～4。

对比例8：同实施例1，仅将酶解时的pH替换为4～5。

对比例9：同实施例1，仅将酶解时的pH替换为9～10。

将上述各对比例做实施例1的相同操作，对所得产物进行测定，所得结果见下表2：

表2不同pH对皂荚天然表面活性剂的影响

对比例10：常规的水煎煮提取法获得皂荚天然表面活性剂。

对比例11：常规的回流提取法获得皂荚天然表面活性剂。

对所得产物进行测定，所得结果见下表3：

表3不同提取方法对皂荚天然表面活性剂的影响

Claims

1.一种高纯度皂荚天然表面活性剂的制备方法，其特征在于经过下列各步骤：

（1）将皂荚果皮干燥后粉碎至20～40目，再浸没于30～50倍质量的溶剂中，以超声波萃取20～60min，然后按总体积的0.5%加入生物酶，再在30～50℃、pH为7～8的条件下进行酶解2～5h，过滤得到滤液和滤渣；

（3）将步骤（2）所得皂荚萃取液在50℃下减压浓缩至稠膏状，再经干燥，即得到皂荚总皂苷提取物；

（4）在步骤（3）所得皂荚总皂苷提取物中加入质量浓度为0.5～1.0%硫酸溶液，再经加热回流5～6h，经过滤后，将滤液静置24h，析出棕色固体，然后用乙醚溶解棕色固体，再经减压浓缩，得到黄色固体，然后用甲醇溶解黄色固体后，经重结晶，析出无色结晶，即为皂荚天然表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的溶剂为蒸馏水或体积浓度为50～70%的乙醇。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的萃取是在超声波功率为2000～6000w下进行。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的生物酶为中性蛋白酶、纤维素酶和果胶酶按等体积配比的混合物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）的硫酸溶液的加入量为皂荚总皂苷提取物质量的20～30倍。