專利名稱：一種高純度茶皂素的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)、林副產(chǎn)品深加工領(lǐng)域，涉及油茶皂素的純化技術(shù)，具體涉及從茶皂素粗品制備高純度茶皂素的技術(shù)。
背景技術(shù)：
茶皂素是山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)植物皂素的統(tǒng)稱，是一類結(jié)構(gòu)相近的齊墩果烷型五環(huán)三萜類皂甙的混合物，其基本結(jié)構(gòu)由皂甙元、糖體、有機(jī)酸三部分組成。茶皂素是一種純天然的非離子型表面活性劑，具有乳化、發(fā)泡、溶血、抗?jié)B消炎、抗菌等性能，廣泛應(yīng)用于日用化工業(yè)、建筑業(yè)、紡織業(yè)、食品業(yè)以及醫(yī)藥行業(yè)等。油茶餅中含有 11%-13%的茶皂素，含量非常高，工業(yè)上常用有機(jī)溶劑進(jìn)行油茶皂素的提取，其純化方法主要有沉淀法、萃取法、大孔樹脂層析法、膜法等，但目前茶皂素產(chǎn)品純度均較低，價(jià)格便宜， 含有較多量的蛋白質(zhì)、色素、糖類等雜質(zhì)，顏色深，溶于水時(shí)易產(chǎn)生糊狀，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用范圍，因此提高茶皂素的純度顯得更為重要。目前，多數(shù)專利報(bào)道的是茶皂素的提取技術(shù)，如專利201010525233. 5用乙醇從油茶籽粕中浸提茶皂素，然后加入乙醚得絮狀沉淀；專利200910021714. X用石油醚脫脂，乙醇浸提，丙酮沉淀得到淡黃色粗皂素，這些工藝均使用了大量有機(jī)溶劑，并且產(chǎn)品純度不高。有些專利也報(bào)道了茶皂素的精制技術(shù)，如專利200810220573. X用聚丙烯酰胺作為絮凝劑除去雜質(zhì)，然后用大孔樹脂進(jìn)行純化，此工藝絮凝劑成本較高，產(chǎn)品純度僅為93% ；專利 201010589881. 7用殼聚糖作為絮凝劑除雜，然后用大孔樹脂純化，純化后的茶皂素洗脫液用雙氧水脫色，此工藝用了大量雙氧水，易造成污染，并且茶皂素的性質(zhì)易受此影響；專利 201110026766. 3用高速逆流色譜純化茶皂素，選擇出了合適的溶劑系統(tǒng)，得到純度95%以上的樣品，但不適合工業(yè)化開發(fā)。有些文獻(xiàn)報(bào)道了茶皂素的純化方法，金月慶等(2008)利用大孔樹脂對(duì)茶皂素進(jìn)行純化，得到了最佳工藝條件，但純度僅為85% ；劉堯剛等(2009)用絮凝-沉淀法純化茶皂素，工藝中使用了大量的殼聚糖絮凝劑，不易回收，并且雜質(zhì)去除率僅為34. 33%，產(chǎn)品純度不高；涂云飛等(2011)通過堿性水飽和正丁醇對(duì)粗品茶皂素進(jìn)行脫色與提純，再結(jié)合大孔樹脂進(jìn)行純化，產(chǎn)品純度達(dá)到91%，此工藝需要使用大量化學(xué)試劑。以上工藝產(chǎn)品純度較低， 并使用了一些有毒化學(xué)試劑，不宜工業(yè)化開發(fā)。膜分離作為一種新型的分離方法，與傳統(tǒng)過濾的不同在于膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，具有能耗低、單級(jí)分離效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、無相變、無污染等優(yōu)點(diǎn)，因此，目前膜分離技術(shù)廣泛應(yīng)用到化工、食品、醫(yī)藥醫(yī)療、生物、石油、電子、飲用水制備、三廢處理等領(lǐng)域。膜的孔徑一般為微米級(jí)，依據(jù)其孔徑的不同(或稱為截留分子量)，可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。樹脂吸附法是七十年代發(fā)展起來的分離純化天然產(chǎn)物的新型方法， 在物質(zhì)提取、濃縮、純化、分離、脫色等單元上有著廣泛的應(yīng)用，具有高效、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、易于自動(dòng)化、減少三廢，有利于保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種改進(jìn)的油茶皂素精制技術(shù)，以制備出高純度的茶皂素。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是
將純度為30 40%茶皂素粗品溶液，經(jīng)過0. 1 0. 2 μ m陶瓷膜除雜、10000 20000 的超濾膜純化、3500 5000的納濾膜濃縮、AB-8大孔樹脂反復(fù)吸附洗脫、噴霧干燥后，得到純度在95%以上的茶皂素純品，得率為25 30%。一種高純度茶皂素的制備方法，包括以下操作步驟
1)、茶皂素粗品溶液的配制將市售純度為30 40%的茶皂素粗品在常溫下完全溶解于水中，配制成濃度3 5%的茶皂素水溶液；
2)、陶瓷膜除雜用孔徑為0.1 0. 2 μ m的陶瓷膜過濾茶皂素水溶液，中間加水透析一次；收集透過液A，除去絕大多數(shù)蛋白質(zhì)、多糖、果膠雜質(zhì)；
3)、超濾膜純化用截留分子量為10000 20000的超濾膜純化透過液A，中間加水透析一次；收集透過液B，進(jìn)一步除去蛋白質(zhì)、色素、多糖雜質(zhì)；
4)、納濾膜濃縮用截留分子量為3500 5000的納濾膜濃縮透過液B，收集濃縮液，去除水、黃酮類物質(zhì)和小分子糖類物質(zhì)；
5)、吸附將濃縮液上AB-8大孔樹脂；
6)、除雜用純水洗脫AB-8大孔樹脂，除去糖類及殘留上樣液；
7)、洗脫用30%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，除去大部分色素、蛋白質(zhì)，再用70%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，收集70%的洗脫液；
8)、低溫真空濃縮將70%的洗脫液在溫度50°C條件下真空除去乙醇，得到茶皂素濃縮
液；
9)、再上樣洗脫將茶皂素濃縮液上AB-8大孔樹脂，用60%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂， 除去色素、蛋白質(zhì)，再用80%的乙醇洗脫，收集80%的洗脫液；
10)、噴霧干燥將80%的洗脫液在溫度50°C條件下真空除去乙醇，噴霧干燥，得到白色粉末狀茶皂素；所得茶皂素易溶于水，起泡豐富，泡沫致密持久；其純度在95%以上，得率為 25 30%ο本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面
1、選擇陶瓷膜-有機(jī)膜組合在分子級(jí)別上進(jìn)行分離純化，提高了分離效率，并結(jié)合大孔樹脂進(jìn)一步純化，分離材料均可重復(fù)利用，降低了生產(chǎn)成本；
2、所用試劑僅為乙醇，可以回收使用，環(huán)保高效，符合低碳經(jīng)濟(jì)的要求；
3、工藝簡(jiǎn)便易行，降低能耗；
4、得到的高純度的茶皂素，呈白色粉末狀，發(fā)泡性、持泡性增強(qiáng)，得到純度在95%以上的茶皂素純品，得率為25 30% ；更適宜高檔洗化用品、化工產(chǎn)品及藥劑的開發(fā)。


圖1粗品與純化后油茶皂素產(chǎn)品圖。圖2粗品與純化后油茶皂素泡沫實(shí)驗(yàn)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。實(shí)施例1
一種高純度茶皂素的制備方法的具體操作步驟如下
1)茶皂素粗品溶液的配制稱取1.5kg市售純度為40%的茶皂素粗品在常溫下完全溶解于50kg水中，配制成濃度為3%的茶皂素水溶液；
2)陶瓷膜除雜將茶皂素水溶液經(jīng)孔徑為0.2 μ m陶瓷膜微濾，中間加IOkg水透析一次；收集透過液A，除去絕大多數(shù)蛋白質(zhì)、多糖、果膠雜質(zhì)；
3)超濾膜純化用截留分子量為20000的超濾膜純化透過液A，中間加20kg水透析一次，使茶皂素盡量透過，而雜質(zhì)被截留，收集透過液B ；
4)納濾膜濃縮將透過液B用截留分子量為3500的納濾膜透析，將小分子雜質(zhì)透析出去，收集到澄清透明濃縮液20. 9kg，其固形物含量為2. 6% ；
5)吸附稱取^OgAB-8樹脂，用95%的乙醇浸泡4h，裝入玻璃柱(130cmX5cm i. d.) 中，5倍柱體積的95%乙醇沖柱，然后用蒸餾水沖至無醇味，將濃縮液上AB-8大孔樹脂；
6)除雜上樣完畢后用4倍柱體積的純水洗脫AB-8大孔樹脂，除去糖類及殘留上樣
液；
7)洗脫用4倍柱體積的30%乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，除去大部分色素、蛋白質(zhì)，再用 4倍柱體積的70%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，收集70%的洗脫液；
8)低溫真空濃縮將70%的洗脫液在溫度50°C條件下真空回收乙醇，得到茶皂素濃縮
液；
9)再上樣洗脫將茶皂素濃縮液上AB-8大孔樹脂(玻璃柱IOOcmX3. 5cm i. d.)，用1 倍柱體積的60%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，除去色素、蛋白質(zhì)，用3倍柱體積的80%的乙醇洗脫，收集80%的洗脫液；
10)噴霧干燥將80%的洗脫液在溫度50°C條件下真空回收乙醇，進(jìn)樣口溫度140°C、 出樣口溫度85°C條件下噴霧干燥，得到白色粉末狀茶皂素，收集稱重計(jì)算其得率為27. 1%， 純化后的茶皂素見圖1中右側(cè)玻璃瓶，左側(cè)為純度為40%的茶皂素粗品；所得茶皂素易溶于水，起泡、持泡性能均優(yōu)于粗品，見圖2中右側(cè)試管，左側(cè)試管為粗品；高效液相色譜-蒸發(fā)光散射器(HPLC-ELSD)檢測(cè)、峰面積歸一法計(jì)算其純度為97. 1%。
實(shí)施例2
一種高純度茶皂素的制備方法的具體操作步驟如下
1)茶皂素粗品溶液的配制稱取2.5kg市售純度為35%的茶皂素粗品在常溫下完全溶解于50kg水中，配制成濃度為5%的茶皂素水溶液；
2)陶瓷膜除雜將茶皂素水溶液經(jīng)孔徑為0.1 μ m陶瓷膜微濾，中間加IOkg水透析一次；收集透過液A，除去絕大多數(shù)蛋白質(zhì)、多糖、果膠雜質(zhì)；
3)超濾膜純化用截留分子量為10000的超濾膜純化透過液A，中間加20kg水透析一次，使茶皂素盡量透過，而雜質(zhì)被截留，收集透過液B ；
4)納濾膜濃縮將透過液B用截留分子量為5000的納濾膜透析，將小分子雜質(zhì)透析出去，收集到澄清透明濃縮液18. Wcg，其固形物含量為3. 9% ；
5)吸附稱取^OgAB-8樹脂，用95%的乙醇浸泡4h，裝入玻璃柱(130cmX5cm i. d.) 中，5倍柱體積的95%乙醇沖柱，然后用蒸餾水沖至無醇味，將濃縮液上AB-8大孔樹脂；6)除雜上樣完畢后用4倍柱體積的純水洗脫AB-8大孔樹脂，除去糖類及殘留上樣
液；
7)洗脫用4倍柱體積的30%乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，除去大部分色素、蛋白質(zhì)，再用 4倍柱體積的70%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，收集70%的洗脫液；
8)低溫真空濃縮將70%的洗脫液在溫度50°C條件下真空回收乙醇，得到茶皂素濃縮
液；
9)再上樣洗脫將茶皂素濃縮液上AB-8大孔樹脂(玻璃柱IOOcmX3. 5cm i. d.)，用1 倍柱體積的60%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，除去色素、蛋白質(zhì)，用3倍柱體積的80%的乙醇洗脫，收集80%的洗脫液；
10)噴霧干燥將80%的洗脫液在溫度50°C條件下真空回收乙醇，噴霧干燥，得到白色粉末狀茶皂素，其純度為95. 8%，得率為25. 4%。
權(quán)利要求
1. 一種高純度茶皂素的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟1)、茶皂素粗品溶液的配制將市售純度為30 40%的茶皂素粗品在常溫下完全溶解于水中，配制成濃度3 5%的茶皂素水溶液；2)、陶瓷膜除雜用孔徑為0.1 0. 2 μ m的陶瓷膜過濾茶皂素水溶液，中間加水透析一次；收集透過液A，除去絕大多數(shù)蛋白質(zhì)、多糖、果膠雜質(zhì)；3)、超濾膜純化用截留分子量為10000 20000的超濾膜純化透過液A，中間加水透析一次；收集透過液B，進(jìn)一步除去蛋白質(zhì)、色素、多糖雜質(zhì)；4)、納濾膜濃縮用截留分子量為3500 5000的納濾膜濃縮透過液B，收集濃縮液，去除水、黃酮類物質(zhì)和小分子糖類物質(zhì)；5)、吸附將濃縮液上AB-8大孔樹脂；6)、除雜用純水洗脫AB-8大孔樹脂，除去糖類及殘留上樣液；7)、洗脫用30%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，除去大部分色素、蛋白質(zhì)，再用70%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂，收集70%的洗脫液；8)、低溫真空濃縮將70%的洗脫液在溫度50°C條件下真空除去乙醇，得到茶皂素濃縮液；9)、再上樣洗脫將茶皂素濃縮液上AB-8大孔樹脂，用60%的乙醇洗脫AB-8大孔樹脂， 除去色素、蛋白質(zhì)，再用80%的乙醇洗脫，收集80%的洗脫液；10)、噴霧干燥將80%的洗脫液在溫度50°C條件下真空除去乙醇，噴霧干燥，得到白色粉末狀茶皂素；所得茶皂素易溶于水，起泡豐富，泡沫致密持久；其純度在95%以上，得率為 25 30%ο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高純度茶皂素的制備方法。該方法包括以下步驟1、配制茶皂素粗品溶液，2、陶瓷膜除雜，3、超濾膜純化，4、納濾膜濃縮，5、大孔樹脂吸附，6、水洗除雜，7、70%乙醇洗脫，8、低溫真空濃縮，9、再上樣洗脫，10、噴霧干燥，得到純度在95%以上的白色粉末狀茶皂素，得率為25～30%。本發(fā)明選擇陶瓷膜-有機(jī)納濾膜組合在分子級(jí)別上進(jìn)行分離純化，提高了分離效率，并結(jié)合大孔樹脂進(jìn)一步純化，分離材料均可重復(fù)利用，降低了生產(chǎn)成本；所用試劑僅為乙醇，可以回收使用，環(huán)保高效，符合低碳經(jīng)濟(jì)的要求；工藝簡(jiǎn)便易行，降低能耗，更適宜高檔洗化用品、化工產(chǎn)品及藥劑的開發(fā)。
文檔編號(hào)C07H1/06GK102351938SQ20111025755
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者夏濤, 張新富, 杜先鋒 申請(qǐng)人:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)