油茶皂苷的制备及提纯工艺研究

张向杰　陈塨　李晴川　傅晓东

摘要：为研究油茶皂苷的制备及提纯工艺，为中试化生产提供科学的技术支撑，通过正交试验得到最佳工艺为乙醇体积分数75%，料液比1∶2，提取时间120 min，提取温度60 ℃，得到纯度为55.65%的油茶皂苷粗品，得率16.12%。油茶皂苷粗品配置成质量分数3%水溶液，加入10%体积的1%壳聚糖絮凝剂絮，经凝沉、淀除去杂质，澄清液经AB-8型大孔树脂吸附90 min，用质量分数2%氢氧化钠溶液洗脱杂质，再用体积分数70%乙醇溶液洗脱油茶皂苷，将洗脱液旋转蒸发，除去乙醇并烘干，即得到纯度85.36%的油茶皂苷。

关键词：油茶皂苷;茶粕浸提;壳聚糖絮凝剂;AB-8型树脂吸附

中图分类号：TQ461      文献标志码：A    doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2020.02.042

Abstract：In order to study the preparation and purification technology of Camellia saponin and provide scientific technical support for production. Through orthogonal test，the best technology was obtained as follows：ethanol concentration 75%，ratio of material to liquid 1∶2，extraction time 120 min，extraction temperature 60 ℃. The purity of crude Camellia saponin 55.65%，and the yield 16.12%. The crude product of Camellia saponin was prepared into 3% aqueous solution，10% volume of 1% chitosan flocculant was added to flocculate and precipitate to remove impurities. The clarification solution was adsorbed by AB-8 macroporous resin for 90 min，eluted with 2% sodium hydroxide solution，eluted with 70% ethanol solution，and the eluent was rotated and evaporated to remove ethanol and dried to obtain 85.36% Camellia saponin.

Key words：Camellia saponin;extraction of tea seed meal;chitosan flocculant;AB-8 resin adsorption

0   引言

油茶（Camellia oleifera Abel）属于山茶科（Thea- ceae）山茶属（Camellia）植物，是我国特有的木本食用油料树种。油茶皂苷（即茶皂素）是从油茶饼粕中提取的五环三萜类化合物，其基本结构是皂苷元、糖体及有机酸，具有优良的乳化性、发泡性、持泡性，同时也具有抗菌、抗炎、溶血等生物活性，可用于日用化工、建材、水产养殖、医药等行业[1-5]。

由于油茶饼粕中成分复杂，除含有丰富的油茶皂苷外，还含有大量的蛋白质、黄酮、单宁、多糖、色素等物质，这给油茶皂苷的提取和纯化造成了较大的困难，传统工艺制取的油茶皂苷产品往往纯度较低，颜色深，溶于水时易产生糊状，严重限制了其应用范围[6-7]。因此，研究可行的油茶皂苷的制备及提纯工艺，以期为中试化生产提供科学的技术支撑。

1   材料与方法

1.1   材料与仪器

油茶饼粕，江西久晟油茶发展有限公司提供;油茶皂苷标准品，上海晶纯实业有限公司提供;壳聚糖絮凝剂，国药集团化学试剂有限公司提供;AB-8型大孔吸附树脂，上海昕沪实验设备有限公司提供;无水乙醇、浓硫酸、香草醛、氫氧化钠，均为分析纯。

索氏提取器，浙江赛因科学仪器有限公司产品;紫外-可见分光光度计，上海分析仪器厂产品;旋转蒸发仪，浙江蓝箭仪器有限公司产品。

1.2   试验方法

1.2.1   油茶皂苷制备及提纯工艺流程

将压榨后的油茶饼粕粉碎，用乙醇溶液加热回流浸提烘干得油茶皂苷粗品，油茶皂苷粗品配置成水溶液，加入壳聚糖絮凝剂絮凝沉淀除去杂质，将提纯后的澄清液经AB-8型大孔树脂吸附，用氢氧化钠溶液洗脱杂质，再用乙醇溶液洗脱油茶皂苷，将洗脱液旋转蒸发除去乙醇并烘干，即得到高纯度油茶皂苷。

1.2.2   油茶皂苷含量测定

试验采用香草醛-浓硫酸比色法[8-11]。准确称  取油茶皂苷标准品100.0 mg，用80%乙醇溶液溶于50 mL容量瓶中，定容、摇匀，即得标准溶液。分别取油茶皂苷标准溶液0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 mL，加甲醇定容至0.5 mL，加入8%香草醛溶液0.5 mL，于冰水浴中加入质量分数77%硫酸溶液4 mL，以试剂为空白，摇匀，于60 ℃下加热15 min，置于冰水浴中冷却10 min，取出放置室温下，于波长452 nm处测定吸光度，并以吸光度对浓度值绘制标准曲线。

油茶皂苷试样的测定：分别称取试样50.0 mg左右，用体积分数80%乙醇定容至25 mL，取1.0 mL。测定吸光度，代入相应回归方程，根据标准曲线计算皂苷质量分数。

2   结果与分析

2.1   油茶皂苷標准曲线绘制

油茶皂苷标准品在紫外-可见分光光度计上扫描所得的最大吸收波长为452 nm。在452 nm处测定不同质量浓度标准溶液的吸光度，以油茶皂苷质量浓度（X）为横坐标，吸光度（Y）为纵坐标绘制标准曲线，建立回归方程Y=6.495X+0.035 1，R2=0.998 9。

油茶皂苷标准曲线见图1。

2.2   油茶皂苷提取工艺的优化

油茶皂苷粗品是将油茶饼粕粉碎，用乙醇溶液加热回流浸提干燥所得[12-14]。考虑到各个因素之间的相互影响，试验以乙醇体积分数、料液比、浸出时间、浸出温度为因素，以油茶皂苷得率为指标，在单因素试验的基础上，设计L9（34）正交试验，考查油茶皂苷提取的最佳工艺条件。

正交试验因素与水平设计见表1，正交试验设计及结果见表2。

从表2可以看出，在所考查的试验范围内，各因素对油茶皂苷得率影响主次顺序为乙醇体积分数>提取时间>料液比>提取温度，浸提的乙醇体积分数对油茶皂苷得率影响最大。根据正交试验，油茶皂苷提取的最佳工艺条件为A2B2C3D3，即乙醇体积分数为75%，料液比为1∶2，提取时间为120 min，提取温度为60 ℃。最优工艺条件下重复试验3次，油茶皂苷得率16.12%，纯度55.65%。

2.3   油茶皂苷提纯工艺的优化

油茶皂苷粗品含有大量的蛋白质、黄酮、单宁、多糖、色素等物质，影响产品的外观、品质和应用领域。试验对传统的油茶皂苷纯化工艺进行改进，采用絮凝沉淀和树脂吸附方法，研究适合油茶皂苷工业化提纯的途径。

2.3.1   絮凝除杂

壳聚搪是一种高分子絮凝剂，此步骤主要吸附油茶皂苷中的重金属、蛋白质、单宁等大分子物质[15-16]。

试验中，油茶皂苷粗品加水配置成质量分数3%水溶液，水溶液中加入10%体积的1%壳聚糖絮凝剂，水浴温度60 ℃，静置时间3 h，过滤。重复试验多次，杂质去除率为30%～40%，油茶皂苷损失率为6%～10%。

2.3.2   树脂吸附条件的分析

采用AB-8型大孔树脂对油茶皂苷溶液进行吸附纯化。AB-8型树脂物理化学性能稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂，加热不熔，可在150 ℃以下使用。外观颜色淡白，给处理操作带来方便[17-20]。

试验中，将前步骤溶液上样，使用AB-8型大孔树脂进行吸附，控制上样速度为1.0 mL/min，选择合适吸附时间，用质量分数0.2%氢氧化钠溶液洗脱被吸附的杂质和色素，待洗出液变澄清后，用去离子水洗至中性。再用乙醇溶液进行洗脱，洗脱3个柱体积，收集此部分洗脱液。将洗脱液旋转蒸发除去乙醇并烘干得到高纯度油茶皂苷。

（1）大孔树脂静态吸附试验。取6份2.2.1过滤后溶液，同时使用AB-8型大孔树脂进行吸附，每30 min取出一份测定溶液中油茶皂苷含量，计算吸附率。

AB-8型大孔树脂静态吸附曲线见图2。

从图2可以看出，随着吸附时间的延长，AB-8 型大孔树脂的吸附容量在增加，前60 min吸附容量增加迅速，吸附90 min基本达到平衡状态，说明AB-8型大孔树脂对油茶皂苷具有良好的吸附效果，但吸附时间应不少于90 min。

（2）洗脱剂体积分数的选择。分别用体积分数40%，50%，60%，70%，80%，90%的乙醇对吸附树脂进行洗脱。

不同体积分数乙醇对油茶皂苷洗脱率的影响见图3。

从图3可以看出，随着乙醇体积分数的增加，油茶皂苷的洗脱率也随之增加，70%乙醇与80%乙醇对油茶皂苷的洗脱率相当，考虑到实际使用成本，可以选择70%乙醇作为合适洗脱剂。

按2.3方法进行3次重复试验，按1.2.2方法进行检测，得到纯度85.36%，得率57.32%。

3   结论

（1）油茶皂苷提取试验中可以看到，在40～    60 ℃区间内，提取温度对油茶皂苷得率影响较小，实际生产中，考虑到能耗要求，可对浸提温度具体调整。另外，提取时间的设置也要考虑到平转浸出器的转速等因素。

（2）实际生产可行的高纯度油茶皂苷制备路线为油茶饼粕→乙醇浸提→壳聚糖絮凝沉淀→AB-8型大孔树脂吸附→0.2%氢氧化钠溶液洗脱→70%乙醇溶液洗脱→喷雾干燥。工艺简便环保，产品纯度为80%以上，可广泛用于日用化工、食品工业、动物饲料等领域。

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