一種提取油茶餅粕中茶皂素的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油茶餅柏中茶皂素的化學(xué)提取方法，尤其涉及一種新型堿溶酸沉法提取油茶餅柏中茶皂素的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是目前世界上生產(chǎn)油茶籽最多的國家，總共約有367萬公頃的油茶資源，每年全國可以生產(chǎn)出64.5萬噸成熟的油茶籽。油茶籽機械壓榨提取脂肪油剩余的片狀或塊狀殘渣即為油茶餅柏。油茶餅柏中一般含水量約為10%、油份約占7%~10%、蛋白質(zhì)5%左右、糖類15%~20%、灰份3%左右、茶皂素15%~20%、單寧約為2%、咖啡堿約占0.95%、其他不溶性成分約占30%。其中，茶皂素含量最多，經(jīng)濟價值最大。茶皂素是一種天然的非離子型表面活性劑，在乳化、發(fā)泡、分散、潤滑、穩(wěn)泡和去污等方面有良好的活性，已拓展應(yīng)用到輕工、化工、建材、紡織、農(nóng)業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖，以及醫(yī)藥保健等行業(yè)。但是在過去很長一段時間里，我國對油茶餅柏的利用很少，大部分被用作清塘劑、肥料、燃料，甚至廢棄，造成了資源的極大浪費。
[0003]茶皂素的提取方法很多，其中包括堿溶酸沉法。采用堿溶酸沉法提取茶皂素的實驗原理為:茶皂素是由脂溶性的五環(huán)三萜皂甙單元通過碳氧鍵與水溶性的糖結(jié)構(gòu)單元結(jié)合而成的五環(huán)三萜皂甙類物質(zhì)，茶皂素水溶液呈酸性，因此茶皂素中的酸性物質(zhì)如單寧等在稀堿液中能夠完全溶解，過濾后得到的溶液用鹽酸酸沉，當溶液的酸度達到一定值時，含有酯溶性五環(huán)三萜皂甙單元的茶皂素會從具有較大極性的溶液中析出。此法能夠有效地提高產(chǎn)品得率，具有工藝簡單，操作方便，產(chǎn)品安全，不使用有機溶劑，無環(huán)境污染，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。
[0004]申請公布號為CN102603857A的發(fā)明專利，公開了一種從油茶餅中提取茶皂素的方法，其以氫氧化鈉水溶液、碳酸鈉水溶液、碳酸氫鈉水溶液或碳酸鉀水溶液為溶劑，用酸調(diào)節(jié)提取液的PH < 2，攪拌，靜置，抽濾，收集濾餅，濾餅經(jīng)大孔樹脂柱吸附，洗脫液濃縮后重結(jié)晶得到高純度茶皂素。該技術(shù)方案中使用堿液提取后直接加酸沉淀茶皂素，沉淀中含有大量蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，十分粘稠難以分離，且在茶皂素提純時先經(jīng)過大孔樹脂柱吸附再進行重結(jié)晶，工藝過程比較復(fù)雜，對設(shè)備要求較高，生產(chǎn)周期長。
[0005]近年來，超聲波法輔助提取茶皂素由于時間短、能耗低且提純效率高于水提法和乙醇溶液浸提法，在茶皂素提純中得到廣泛的采用。但是常規(guī)的超聲波法是將茶柏采用乙醇浸泡后超聲粉碎，其存在以下缺陷:
(I)乙醇浸提茶皂素的工藝步驟比較復(fù)雜，主要包括乙醇浸提、絮凝除雜、浸提液濃縮、回收乙醇、茶皂素干燥等，各步驟均需加熱，能耗較高。
[0006](2)乙醇浸提時，乙醇易揮發(fā)，需增加回流裝置，對設(shè)備要求較高，盡管乙醇可以回收利用，但乙醇回收率不高，損失較大，導(dǎo)致生產(chǎn)投資較大。
[0007](3)乙醇浸提浸提過程中大量乙醇蒸汽揮發(fā)，對環(huán)境和操作產(chǎn)生極大負面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡潔的油茶餅柏中茶皂素的提取工藝。
[0009]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種提取油茶餅柏中茶皂素的工藝，其包括以下步驟:
O油茶餅柏的預(yù)處理:將油茶餅柏粉碎、烘干后去油，得到去油茶柏；
2)超聲堿溶:將去油茶柏按料液比1:5?1:20的比例溶解于pH值為7?12的硼砂和氫氧化鈉混合溶液中，得到棕褐色溶液；而后將棕褐色溶液放置到超聲反應(yīng)器中，50?80°C超聲反應(yīng)2?120min，超聲功率密度0.01?0.5W/mL，冷卻后離心分離去除固體雜質(zhì)；由于pH>12會帶出大量蛋白質(zhì)，且酸沉的沉淀粘稠造成分離困難，大大減少茶皂素得率，故適宜的硼砂和氫氧化鈉混合溶液PH值為7?12 ;超聲波功率的增加，提取率不斷上升，但是過大的超聲波功率會增加機械破碎強度，可能會破壞茶皂素性質(zhì)；
3)酸沉，分為兩步進行:
3.1)取經(jīng)步驟2)得到的離心液滴加酸性溶液調(diào)節(jié)pH為5.5，使混合液中的蛋白質(zhì)充分沉淀后去除蛋白質(zhì)，得到濾液；
3.2)濾液繼續(xù)加酸調(diào)節(jié)pH為2?4，茶皂素沉淀，離心或抽濾得到白色茶皂素粗品，并將其真空干燥或冷凍干燥；PH>4時溶液酸度太低不利于茶皂素的大量析出；pH〈 2時溶液酸度過高使茶皂素發(fā)生分解，生成茶皂草精醇、糖和有機酸；
(4)茶皂素粗品提純。
[0010]進一步地，所述步驟I)中去油的方法為索氏提取方法，以石油醚作浸提溶劑，控制固液比為1:5?1:20，提取浸提液I?4h后得到粗去油茶柏，再將粗去油茶柏置于80?120°C的真空干燥箱中，烘干處理5?1h至恒重，得到去油茶柏。提取方法中各參數(shù)范圍數(shù)值過低造成油茶餅柏中的油脂提取不凈，嚴重影響后續(xù)茶皂素的提?。粩?shù)值過高也會導(dǎo)致去油效果不佳，且增加不必要的能耗。
[0011]進一步地，所述步驟4)茶皂素粗品提純采用重結(jié)晶提純:將經(jīng)步驟3)得到的茶皂素粗品溶解到水或乙腈水溶液或乙醇水溶液或甲醇水溶液等溶劑中，室溫下靜置一段時間，析出白色茶皂素晶體，將白色結(jié)晶經(jīng)微孔濾膜過濾，干燥，得到高純茶皂素。茶皂素提純采用改進的重結(jié)晶法提純，其與常規(guī)離心或抽濾等方式分離茶皂素結(jié)晶相比，顯著提高茶皂素重結(jié)晶的收率。
[0012]本發(fā)明還將經(jīng)由索氏提取方法取出的浸提液在40?60°C溫度中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，回收石油醚并得到清澈透明、淡黃色茶油；充分回收未榨出茶油，增加工藝附加經(jīng)濟效益。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
1、由于油茶餅柏中含有的脂肪易與堿液反應(yīng)，包裹茶甘，影響茶皂素的提取，在預(yù)處理階段增加去油環(huán)節(jié)，結(jié)合后續(xù)的工藝以保證工藝的提純率。
[0014]2、超聲堿溶過程使用堿和硼砂溶液配制混合溶液進行浸提，堿溶時加入硼砂，起緩沖溶液作用，保護皂苷不被堿液破壞，另外可以防止未除盡的脂肪包裹皂苷，使皂苷更易溶解，保證茶皂素收率。
[0015]另外，與乙醇浸提相比，硼砂和氫氧化鈉溶解工藝只有堿溶過程和茶皂素干燥需要加熱，能耗較低；硼砂和氫氧化鈉價格較乙醇低，節(jié)約了生產(chǎn)成本；且硼砂和氫氧化鈉溶解茶柏過程除產(chǎn)生水蒸氣外不會產(chǎn)生其他有毒物質(zhì)，不會污染環(huán)境。
[0016]3、酸沉階段創(chuàng)新性的采用兩步酸沉法，第一步調(diào)節(jié)溶液pH值在蛋白質(zhì)等電點附近，沉淀堿溶步驟溶解的蛋白質(zhì)雜質(zhì)；第二步繼續(xù)調(diào)節(jié)PH值，使茶皂素沉淀，干燥得茶皂素粗品。兩步酸沉排除蛋白質(zhì)的干擾，提高茶皂素粗品純度，保證后續(xù)重結(jié)晶提純效率。
[0017]4、堿溶酸沉過程簡單易行，設(shè)備要求較低，生產(chǎn)投資低。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合較佳實施例對本發(fā)明做進一步描述。
[0019]實施例1:
一種提取油茶餅柏中茶皂素的工藝，其包括以下步驟:
I)油茶餅柏預(yù)處理:對油茶餅柏進行粉碎、烘干后置入索氏提取器中，以石油醚作浸提溶劑，固液比為1: 5，提取lh，去油茶柏置于80°C