CN109369767A - 一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法 - Google Patents

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徐胜国
朱兴奇
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Abstract

本发明提供一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，涉及生物提取技术领域。包括以下步骤：原料预处理、水提、醇沉、精制、除杂提纯、茶皂素的制备。本发明克服了现有技术的不足，能有效提取出油茶饼粕中的茶皂素，从而提高茶皂素的提取率，提取效果好，产量高，效益好，同时能有效去除油茶饼粕上残留的油脂，并且有效去除茶皂素中的蛋白质，从而有效提高茶皂素的纯度，减少杂质，适宜推广。

Description

一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法
技术领域
本发明涉及生物提取技术领域，具体涉及一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法。
背景技术
茶皂素又名茶皂甙，是由茶树种子(茶籽、茶叶籽)中提取出来的一类糖苷化合物，是一种性能良好的天然表面活性剂，它可广泛应用于轻工、化工、农药、饲料、养殖、纺织、采油、采矿、建材与高速公路建设等领域。
目前，茶皂素从油茶饼粕中的提取方法最为常见。由于油茶饼粕内还含有较高含量的蛋白质，传统的提取方法通常难以将蛋白质去除，从而导致提取的茶皂素纯度较低，且提取率较低，给工作人员带来了较大的麻烦。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，本发明克服了现有技术的不足，能有效提取出油茶饼粕中的茶皂素，从而提高茶皂素的提取率，提取效果好，产量高，效益好，同时能有效去除油茶饼粕上残留的油脂，并且有效去除茶皂素中的蛋白质，从而有效提高茶皂素的纯度，减少杂质，适宜推广。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将油茶饼粕打碎后加入4-6倍体积的异丙烷，升温至60-80℃，搅拌并回流脱脂1-2h后烘干，烘干后再将其投入研磨机中研磨得处理茶粕备用；
(2)水提：将上述步骤(1)中的处理茶粕溶解于8-12倍体积的去离子水中，再将其混合溶液倒入超声震荡仪中，升温至50-70℃进行水提处理，超声震荡1.5-2.5h后过滤得滤渣和滤液，再将滤渣重复水提1-2次，将所得滤液合并后蒸发浓缩得水提液备用；
(3)醇沉：将上述步骤(2)中的水提液溶于3-5倍体积的乙醇溶液中，升温至70-80℃进行醇沉，静置醇沉后过滤，所得滤渣和滤液分别收集备用；
(4)精制：将上述步骤(3)中的滤液蒸馏后加入乙醚和苯的混合液中，升温至50-70℃，搅拌5-10min后静置1-2h，再将其混合溶液过滤，所得滤渣与上述步骤(3)中的滤渣合并得茶皂素粗品备用；
(5)除杂提纯：将上述步骤(4)中的茶皂素粗品溶解于4-6倍体积的去离子水中，并加入NaOH溶液调节pH至弱碱性进行萃取，取下层液经离心后，向所得滤液中加入适量Na2SO3溶液，调节pH至中性，边搅拌边加入HCL溶液，调节pH至酸性，此时蛋白质在等电点开始沉淀，静置20-30min后过滤，得茶皂素原液备用；
(6)茶皂素的制备：向所得滤液中继续滴加HCL溶液，茶皂素开始沉淀，滴加至不再产生沉淀后过滤，将所得滤渣洗涤2-3次后烘干得到产品。
优选的，步骤(1)中以100-200r/min的速度进行搅拌，烘干温度为80-100℃，烘干时间为30-40min，且油茶饼粕研磨至过100-200目筛。
优选的，步骤(2)中超声震荡仪的超声频率为20-30kHz，超声声强为0.5W·cm-2，且蒸发温度为70-90℃，蒸发时间为1-2h。
优选的，步骤(3)中乙醇溶液的浓度为85-95％，静置醇沉时间为2-3h。
优选的，步骤(4)中乙醚和苯的体积比为1:3，且乙醚和苯的添加量为蒸馏后滤液体积的2-4倍，且以50-70r/min的速度进行搅拌。
优选的，步骤(5)中去离子水为温度为40-60℃的温水，NaOH溶液的浓度为2-3％，弱碱溶液的PH为8-10，且以100-140r/min的速度进行搅拌。
优选的，步骤(5)中HCL溶液的浓度为3-4％，酸性溶液的PH为4.5。
优选的，步骤(6)中HCL溶液的浓度为3-4％，且烘干温度为100-120℃，烘干时间为40-60min。
本发明提供一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明通过在提取前将油茶饼粕打碎并用异丙烷进行脱脂处理，能有效去除油茶饼粕上残留的油脂，从而有效降低茶皂素提取的难度，提高其纯度，减少工作量，降低成本；
(2)本发明通过依次对油茶饼粕进行水提、醇沉和精制处理，能有效提取出油茶饼粕中的茶皂素，提高茶皂素的溶解率，同时能有效提高茶皂素的提取率，使茶皂素沉淀完全，茶皂素产量高，其中水提时通过超声震荡的方式能有效提取出油茶饼粕的茶皂素，醇沉能够沉淀溶液中大部分的茶皂素，精制处理时利用茶皂素不溶于乙醚和苯的特性将剩余的茶皂素全部沉淀，从而有效提高茶皂素的提取率，提取效果好，效益高；
(3)本发明通过等电点法严格控制茶皂素粗品溶液的酸碱度，并且依次通过萃取、离心、搅拌、沉淀和过滤的方式，有效去除茶皂素粗品溶液中含有的蛋白质，从而有效提高茶皂素的纯度，减少杂质，茶皂素纯度高，适宜推广。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将油茶饼粕打碎后加入4倍体积的异丙烷，升温至60℃，搅拌并回流脱脂2h后烘干，烘干后再将其投入研磨机中研磨得处理茶粕备用；
(2)水提：将上述步骤(1)中的处理茶粕溶解于8倍体积的去离子水中，再将其混合溶液倒入超声震荡仪中，升温至50℃进行水提处理，超声震荡2.5h后过滤得滤渣和滤液，再将滤渣重复水提1次，将所得滤液合并后蒸发浓缩得水提液备用；
(3)醇沉：将上述步骤(2)中的水提液溶于3倍体积的乙醇溶液中，升温至70℃进行醇沉，静置醇沉后过滤，所得滤渣和滤液分别收集备用；
(4)精制：将上述步骤(3)中的滤液蒸馏后加入乙醚和苯的混合液中，升温至50℃，搅拌10min后静置1h，再将其混合溶液过滤，所得滤渣与上述步骤(3)中的滤渣合并得茶皂素粗品备用；
(5)除杂提纯：将上述步骤(4)中的茶皂素粗品溶解于4倍体积的去离子水中，并加入NaOH溶液调节pH至弱碱性进行萃取，取下层液经离心后，向所得滤液中加入适量Na2SO3溶液，调节pH至中性，边搅拌边加入HCL溶液，调节pH至酸性，此时蛋白质在等电点开始沉淀，静置20min后过滤，得茶皂素原液备用；
(6)茶皂素的制备：向所得滤液中继续滴加HCL溶液，茶皂素开始沉淀，滴加至不再产生沉淀后过滤，将所得滤渣洗涤2次后烘干得到产品。
其中，步骤(1)中以100r/min的速度进行搅拌，烘干温度为80℃，烘干时间为40min，且油茶饼粕研磨至过100目筛；步骤(2)中超声震荡仪的超声频率为20kHz，超声声强为0.5W·cm-2，且蒸发温度为70℃，蒸发时间为2h；步骤(3)中乙醇溶液的浓度为85％，静置醇沉时间为3h；步骤(4)中乙醚和苯的体积比为1:3，且乙醚和苯的添加量为蒸馏后滤液体积的2倍，且以50r/min的速度进行搅拌；步骤(5)中去离子水为温度为40℃的温水，NaOH溶液的浓度为2％，弱碱溶液的PH为8，且以100r/min的速度进行搅拌；步骤(5)中HCL溶液的浓度为3％，酸性溶液的PH为4.5；步骤(6)中HCL溶液的浓度为3％，且烘干温度为100℃，烘干时间为60min。
实施例2：
一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将油茶饼粕打碎后加入5倍体积的异丙烷，升温至70℃，搅拌并回流脱脂1.5h后烘干，烘干后再将其投入研磨机中研磨得处理茶粕备用；
(2)水提：将上述步骤(1)中的处理茶粕溶解于10倍体积的去离子水中，再将其混合溶液倒入超声震荡仪中，升温至60℃进行水提处理，超声震荡2h后过滤得滤渣和滤液，再将滤渣重复水提2次，将所得滤液合并后蒸发浓缩得水提液备用；
(3)醇沉：将上述步骤(2)中的水提液溶于4倍体积的乙醇溶液中，升温至75℃进行醇沉，静置醇沉后过滤，所得滤渣和滤液分别收集备用；
(4)精制：将上述步骤(3)中的滤液蒸馏后加入乙醚和苯的混合液中，升温至60℃，搅拌8min后静置1.5h，再将其混合溶液过滤，所得滤渣与上述步骤(3)中的滤渣合并得茶皂素粗品备用；
(5)除杂提纯：将上述步骤(4)中的茶皂素粗品溶解于5倍体积的去离子水中，并加入NaOH溶液调节pH至弱碱性进行萃取，取下层液经离心后，向所得滤液中加入适量Na2SO3溶液，调节pH至中性，边搅拌边加入HCL溶液，调节pH至酸性，此时蛋白质在等电点开始沉淀，静置25min后过滤，得茶皂素原液备用；
(6)茶皂素的制备：向所得滤液中继续滴加HCL溶液，茶皂素开始沉淀，滴加至不再产生沉淀后过滤，将所得滤渣洗涤3次后烘干得到产品。
其中，步骤(1)中以150r/min的速度进行搅拌，烘干温度为90℃，烘干时间为35min，且油茶饼粕研磨至过200目筛；步骤(2)中超声震荡仪的超声频率为25kHz，超声声强为0.5W·cm-2，且蒸发温度为80℃，蒸发时间为1.5h；步骤(3)中乙醇溶液的浓度为90％，静置醇沉时间为2.5h；步骤(4)中乙醚和苯的体积比为1:3，且乙醚和苯的添加量为蒸馏后滤液体积的3倍，且以60r/min的速度进行搅拌；步骤(5)中去离子水为温度为50℃的温水，NaOH溶液的浓度为2.5％，弱碱溶液的PH为9，且以120r/min的速度进行搅拌；步骤(5)中HCL溶液的浓度为3.5％，酸性溶液的PH为4.5；步骤(6)中HCL溶液的浓度为3.5％，且烘干温度为110℃，烘干时间为50min。
实施例3：
一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将油茶饼粕打碎后加入6倍体积的异丙烷，升温至80℃，搅拌并回流脱脂1h后烘干，烘干后再将其投入研磨机中研磨得处理茶粕备用；
(2)水提：将上述步骤(1)中的处理茶粕溶解于12倍体积的去离子水中，再将其混合溶液倒入超声震荡仪中，升温至70℃进行水提处理，超声震荡1.5h后过滤得滤渣和滤液，再将滤渣重复水提2次，将所得滤液合并后蒸发浓缩得水提液备用；
(3)醇沉：将上述步骤(2)中的水提液溶于5倍体积的乙醇溶液中，升温至80℃进行醇沉，静置醇沉后过滤，所得滤渣和滤液分别收集备用；
(4)精制：将上述步骤(3)中的滤液蒸馏后加入乙醚和苯的混合液中，升温至70℃，搅拌5min后静置2h，再将其混合溶液过滤，所得滤渣与上述步骤(3)中的滤渣合并得茶皂素粗品备用；
(5)除杂提纯：将上述步骤(4)中的茶皂素粗品溶解于6倍体积的去离子水中，并加入NaOH溶液调节pH至弱碱性进行萃取，取下层液经离心后，向所得滤液中加入适量Na2SO3溶液，调节pH至中性，边搅拌边加入HCL溶液，调节pH至酸性，此时蛋白质在等电点开始沉淀，静置30min后过滤，得茶皂素原液备用；
(6)茶皂素的制备：向所得滤液中继续滴加HCL溶液，茶皂素开始沉淀，滴加至不再产生沉淀后过滤，将所得滤渣洗涤3次后烘干得到产品。
其中，步骤(1)中以200r/min的速度进行搅拌，烘干温度为100℃，烘干时间为30min，且油茶饼粕研磨至过200目筛；步骤(2)中超声震荡仪的超声频率为30kHz，超声声强为0.5W·cm-2，且蒸发温度为90℃，蒸发时间为1h；步骤(3)中乙醇溶液的浓度为95％，静置醇沉时间为2h；步骤(4)中乙醚和苯的体积比为1:3，且乙醚和苯的添加量为蒸馏后滤液体积的4倍，且以70r/min的速度进行搅拌；步骤(5)中去离子水为温度为60℃的温水，NaOH溶液的浓度为3％，弱碱溶液的PH为10，且以140r/min的速度进行搅拌；步骤(5)中HCL溶液的浓度为4％，酸性溶液的PH为4.5；步骤(6)中HCL溶液的浓度为4％，且烘干温度为120℃，烘干时间为40min。
实施例4：
检测本发明茶皂素的提取率(％)和纯度(％)，以实施例1-3提取方法所得茶皂素为实验组1-3，市面上普通提取方法所得茶皂素为对照组，结果如下表所示：
组别 实验组1 实验组2 实验组3 对照组
提取率/％ 95.8 99.7 97.2 93.4
纯度/％ 80.9 87.5 82.3 65.2
由上表可知，本发明所得茶皂素的提取率和纯度均远远高于市面上普通提取方法提取的茶皂素，且实施例2所得茶皂素的提取率和纯度最高，适宜推广。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将油茶饼粕打碎后加入4-6倍体积的异丙烷，升温至60-80℃，搅拌并回流脱脂1-2h后烘干，烘干后再将其投入研磨机中研磨得处理茶粕备用；
(2)水提：将上述步骤(1)中的处理茶粕溶解于8-12倍体积的去离子水中，再将其混合溶液倒入超声震荡仪中，升温至50-70℃进行水提处理，超声震荡1.5-2.5h后过滤得滤渣和滤液，再将滤渣重复水提1-2次，将所得滤液合并后蒸发浓缩得水提液备用；
(3)醇沉：将上述步骤(2)中的水提液溶于3-5倍体积的乙醇溶液中，升温至70-80℃进行醇沉，静置醇沉后过滤，所得滤渣和滤液分别收集备用；
(4)精制：将上述步骤(3)中的滤液蒸馏后加入乙醚和苯的混合液中，升温至50-70℃，搅拌5-10min后静置1-2h，再将其混合溶液过滤，所得滤渣与上述步骤(3)中的滤渣合并得茶皂素粗品备用；
(5)除杂提纯：将上述步骤(4)中的茶皂素粗品溶解于4-6倍体积的去离子水中，并加入NaOH溶液调节pH至弱碱性进行萃取，取下层液经离心后，向所得滤液中加入适量Na2SO3溶液，调节pH至中性，边搅拌边加入HCL溶液，调节pH至酸性，此时蛋白质在等电点开始沉淀，静置20-30min后过滤，得茶皂素原液备用；
(6)茶皂素的制备：向所得滤液中继续滴加HCL溶液，茶皂素开始沉淀，滴加至不再产生沉淀后过滤，将所得滤渣洗涤2-3次后烘干得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，其特征在于：步骤(1)中以100-200r/min的速度进行搅拌，烘干温度为80-100℃，烘干时间为30-40min，且油茶饼粕研磨至过100-200目筛。
3.根据权利要求1所述的一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，其特征在于：步骤(2)中超声震荡仪的超声频率为20-30kHz，超声声强为0.5W·cm-2，且蒸发温度为70-90℃，蒸发时间为1-2h。
4.根据权利要求1所述的一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，其特征在于：步骤(3)中乙醇溶液的浓度为85-95％，静置醇沉时间为2-3h。
5.根据权利要求1所述的一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，其特征在于：步骤(4)中乙醚和苯的体积比为1:3，且乙醚和苯的添加量为蒸馏后滤液体积的2-4倍，且以50-70r/min的速度进行搅拌。
6.根据权利要求1所述的一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，其特征在于：步骤(5)中去离子水为温度为40-60℃的温水，NaOH溶液的浓度为2-3％，弱碱溶液的PH为8-10，且以100-140r/min的速度进行搅拌。
7.根据权利要求1所述的一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，其特征在于：步骤(5)中HCL溶液的浓度为3-4％，酸性溶液的PH为4.5。
8.根据权利要求1所述的一种从油茶饼粕中提取高纯茶皂素的方法，其特征在于：步骤(6)中HCL溶液的浓度为3-4％，且烘干温度为100-120℃，烘干时间为40-60min。
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