专利名称：一种高纯度茶皂素的制备方法
技术领域：
本发明属于农、林副产品深加工领域，涉及油茶皂素的纯化技术，具体涉及从茶皂素粗品制备高纯度茶皂素的技术。
背景技术：
茶皂素是山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)植物皂素的统称，是一类结构相近的齐墩果烷型五环三萜类皂甙的混合物，其基本结构由皂甙元、糖体、有机酸三部分组成。茶皂素是一种纯天然的非离子型表面活性剂，具有乳化、发泡、溶血、抗渗消炎、抗菌等性能，广泛应用于日用化工业、建筑业、纺织业、食品业以及医药行业等。油茶饼中含有 11%-13%的茶皂素，含量非常高，工业上常用有机溶剂进行油茶皂素的提取，其纯化方法主要有沉淀法、萃取法、大孔树脂层析法、膜法等，但目前茶皂素产品纯度均较低，价格便宜， 含有较多量的蛋白质、色素、糖类等杂质，颜色深，溶于水时易产生糊状，严重限制了其应用范围，因此提高茶皂素的纯度显得更为重要。目前，多数专利报道的是茶皂素的提取技术，如专利201010525233. 5用乙醇从油茶籽粕中浸提茶皂素，然后加入乙醚得絮状沉淀；专利200910021714. X用石油醚脱脂，乙醇浸提，丙酮沉淀得到淡黄色粗皂素，这些工艺均使用了大量有机溶剂，并且产品纯度不高。有些专利也报道了茶皂素的精制技术，如专利200810220573. X用聚丙烯酰胺作为絮凝剂除去杂质，然后用大孔树脂进行纯化，此工艺絮凝剂成本较高，产品纯度仅为93% ；专利 201010589881. 7用壳聚糖作为絮凝剂除杂，然后用大孔树脂纯化，纯化后的茶皂素洗脱液用双氧水脱色，此工艺用了大量双氧水，易造成污染，并且茶皂素的性质易受此影响；专利 201110026766. 3用高速逆流色谱纯化茶皂素，选择出了合适的溶剂系统，得到纯度95%以上的样品，但不适合工业化开发。有些文献报道了茶皂素的纯化方法，金月庆等(2008)利用大孔树脂对茶皂素进行纯化，得到了最佳工艺条件，但纯度仅为85% ；刘尧刚等(2009)用絮凝-沉淀法纯化茶皂素，工艺中使用了大量的壳聚糖絮凝剂，不易回收，并且杂质去除率仅为34. 33%，产品纯度不高；涂云飞等(2011)通过碱性水饱和正丁醇对粗品茶皂素进行脱色与提纯，再结合大孔树脂进行纯化，产品纯度达到91%，此工艺需要使用大量化学试剂。以上工艺产品纯度较低， 并使用了一些有毒化学试剂，不宜工业化开发。膜分离作为一种新型的分离方法，与传统过滤的不同在于膜可以在分子范围内进行分离，具有能耗低、单级分离效率高、设备简单、无相变、无污染等优点，因此，目前膜分离技术广泛应用到化工、食品、医药医疗、生物、石油、电子、饮用水制备、三废处理等领域。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同(或称为截留分子量)，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。树脂吸附法是七十年代发展起来的分离纯化天然产物的新型方法， 在物质提取、浓缩、纯化、分离、脱色等单元上有着广泛的应用，具有高效、设备简单、操作方便、易于自动化、减少三废，有利于保护环境等优点。
发明内容
本发明的任务是提供一种改进的油茶皂素精制技术，以制备出高纯度的茶皂素。实现本发明的技术方案是
将纯度为30 40%茶皂素粗品溶液，经过0. 1 0. 2 μ m陶瓷膜除杂、10000 20000 的超滤膜纯化、3500 5000的纳滤膜浓缩、AB-8大孔树脂反复吸附洗脱、喷雾干燥后，得到纯度在95%以上的茶皂素纯品，得率为25 30%。一种高纯度茶皂素的制备方法，包括以下操作步骤
1)、茶皂素粗品溶液的配制将市售纯度为30 40%的茶皂素粗品在常温下完全溶解于水中，配制成浓度3 5%的茶皂素水溶液；
2)、陶瓷膜除杂用孔径为0.1 0. 2 μ m的陶瓷膜过滤茶皂素水溶液，中间加水透析一次；收集透过液A，除去绝大多数蛋白质、多糖、果胶杂质；
3)、超滤膜纯化用截留分子量为10000 20000的超滤膜纯化透过液A，中间加水透析一次；收集透过液B，进一步除去蛋白质、色素、多糖杂质；
4)、纳滤膜浓缩用截留分子量为3500 5000的纳滤膜浓缩透过液B，收集浓缩液，去除水、黄酮类物质和小分子糖类物质；
5)、吸附将浓缩液上AB-8大孔树脂；
6)、除杂用纯水洗脱AB-8大孔树脂，除去糖类及残留上样液；
7)、洗脱用30%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂，除去大部分色素、蛋白质，再用70%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂，收集70%的洗脱液；
8)、低温真空浓缩将70%的洗脱液在温度50°C条件下真空除去乙醇，得到茶皂素浓缩
液；
9)、再上样洗脱将茶皂素浓缩液上AB-8大孔树脂，用60%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂， 除去色素、蛋白质，再用80%的乙醇洗脱，收集80%的洗脱液；
10)、喷雾干燥将80%的洗脱液在温度50°C条件下真空除去乙醇，喷雾干燥，得到白色粉末状茶皂素；所得茶皂素易溶于水，起泡丰富，泡沫致密持久；其纯度在95%以上，得率为 25 30%ο本发明的有益技术效果体现在以下方面
1、选择陶瓷膜-有机膜组合在分子级别上进行分离纯化，提高了分离效率，并结合大孔树脂进一步纯化，分离材料均可重复利用，降低了生产成本；
2、所用试剂仅为乙醇，可以回收使用，环保高效，符合低碳经济的要求；
3、工艺简便易行，降低能耗；
4、得到的高纯度的茶皂素，呈白色粉末状，发泡性、持泡性增强，得到纯度在95%以上的茶皂素纯品，得率为25 30% ；更适宜高档洗化用品、化工产品及药剂的开发。
图1粗品与纯化后油茶皂素产品图。图2粗品与纯化后油茶皂素泡沫实验图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地描述。实施例1
一种高纯度茶皂素的制备方法的具体操作步骤如下
1)茶皂素粗品溶液的配制称取1.5kg市售纯度为40%的茶皂素粗品在常温下完全溶解于50kg水中，配制成浓度为3%的茶皂素水溶液；
2)陶瓷膜除杂将茶皂素水溶液经孔径为0.2 μ m陶瓷膜微滤，中间加IOkg水透析一次；收集透过液A，除去绝大多数蛋白质、多糖、果胶杂质；
3)超滤膜纯化用截留分子量为20000的超滤膜纯化透过液A，中间加20kg水透析一次，使茶皂素尽量透过，而杂质被截留，收集透过液B ；
4)纳滤膜浓缩将透过液B用截留分子量为3500的纳滤膜透析，将小分子杂质透析出去，收集到澄清透明浓缩液20. 9kg，其固形物含量为2. 6% ；
5)吸附称取^OgAB-8树脂，用95%的乙醇浸泡4h，装入玻璃柱(130cmX5cm i. d.) 中，5倍柱体积的95%乙醇冲柱，然后用蒸馏水冲至无醇味，将浓缩液上AB-8大孔树脂；
6)除杂上样完毕后用4倍柱体积的纯水洗脱AB-8大孔树脂，除去糖类及残留上样
液；
7)洗脱用4倍柱体积的30%乙醇洗脱AB-8大孔树脂，除去大部分色素、蛋白质，再用 4倍柱体积的70%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂，收集70%的洗脱液；
8)低温真空浓缩将70%的洗脱液在温度50°C条件下真空回收乙醇，得到茶皂素浓缩
液；
9)再上样洗脱将茶皂素浓缩液上AB-8大孔树脂(玻璃柱IOOcmX3. 5cm i. d.)，用1 倍柱体积的60%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂，除去色素、蛋白质，用3倍柱体积的80%的乙醇洗脱，收集80%的洗脱液；
10)喷雾干燥将80%的洗脱液在温度50°C条件下真空回收乙醇，进样口温度140°C、 出样口温度85°C条件下喷雾干燥，得到白色粉末状茶皂素，收集称重计算其得率为27. 1%， 纯化后的茶皂素见图1中右侧玻璃瓶，左侧为纯度为40%的茶皂素粗品；所得茶皂素易溶于水，起泡、持泡性能均优于粗品，见图2中右侧试管，左侧试管为粗品；高效液相色谱-蒸发光散射器(HPLC-ELSD)检测、峰面积归一法计算其纯度为97. 1%。
实施例2
一种高纯度茶皂素的制备方法的具体操作步骤如下
1)茶皂素粗品溶液的配制称取2.5kg市售纯度为35%的茶皂素粗品在常温下完全溶解于50kg水中，配制成浓度为5%的茶皂素水溶液；
2)陶瓷膜除杂将茶皂素水溶液经孔径为0.1 μ m陶瓷膜微滤，中间加IOkg水透析一次；收集透过液A，除去绝大多数蛋白质、多糖、果胶杂质；
3)超滤膜纯化用截留分子量为10000的超滤膜纯化透过液A，中间加20kg水透析一次，使茶皂素尽量透过，而杂质被截留，收集透过液B ；
4)纳滤膜浓缩将透过液B用截留分子量为5000的纳滤膜透析，将小分子杂质透析出去，收集到澄清透明浓缩液18. Wcg，其固形物含量为3. 9% ；
5)吸附称取^OgAB-8树脂，用95%的乙醇浸泡4h，装入玻璃柱(130cmX5cm i. d.) 中，5倍柱体积的95%乙醇冲柱，然后用蒸馏水冲至无醇味，将浓缩液上AB-8大孔树脂；6)除杂上样完毕后用4倍柱体积的纯水洗脱AB-8大孔树脂，除去糖类及残留上样
液；
7)洗脱用4倍柱体积的30%乙醇洗脱AB-8大孔树脂，除去大部分色素、蛋白质，再用 4倍柱体积的70%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂，收集70%的洗脱液；
8)低温真空浓缩将70%的洗脱液在温度50°C条件下真空回收乙醇，得到茶皂素浓缩
液；
9)再上样洗脱将茶皂素浓缩液上AB-8大孔树脂(玻璃柱IOOcmX3. 5cm i. d.)，用1 倍柱体积的60%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂，除去色素、蛋白质，用3倍柱体积的80%的乙醇洗脱，收集80%的洗脱液；
10)喷雾干燥将80%的洗脱液在温度50°C条件下真空回收乙醇，喷雾干燥，得到白色粉末状茶皂素，其纯度为95. 8%，得率为25. 4%。
权利要求
1. 一种高纯度茶皂素的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤1)、茶皂素粗品溶液的配制将市售纯度为30 40%的茶皂素粗品在常温下完全溶解于水中，配制成浓度3 5%的茶皂素水溶液；2)、陶瓷膜除杂用孔径为0.1 0. 2 μ m的陶瓷膜过滤茶皂素水溶液，中间加水透析一次；收集透过液A，除去绝大多数蛋白质、多糖、果胶杂质；3)、超滤膜纯化用截留分子量为10000 20000的超滤膜纯化透过液A，中间加水透析一次；收集透过液B，进一步除去蛋白质、色素、多糖杂质；4)、纳滤膜浓缩用截留分子量为3500 5000的纳滤膜浓缩透过液B，收集浓缩液，去除水、黄酮类物质和小分子糖类物质；5)、吸附将浓缩液上AB-8大孔树脂；6)、除杂用纯水洗脱AB-8大孔树脂，除去糖类及残留上样液；7)、洗脱用30%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂，除去大部分色素、蛋白质，再用70%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂，收集70%的洗脱液；8)、低温真空浓缩将70%的洗脱液在温度50°C条件下真空除去乙醇，得到茶皂素浓缩液；9)、再上样洗脱将茶皂素浓缩液上AB-8大孔树脂，用60%的乙醇洗脱AB-8大孔树脂， 除去色素、蛋白质，再用80%的乙醇洗脱，收集80%的洗脱液；10)、喷雾干燥将80%的洗脱液在温度50°C条件下真空除去乙醇，喷雾干燥，得到白色粉末状茶皂素；所得茶皂素易溶于水，起泡丰富，泡沫致密持久；其纯度在95%以上，得率为 25 30%ο
全文摘要
本发明涉及一种高纯度茶皂素的制备方法。该方法包括以下步骤1、配制茶皂素粗品溶液，2、陶瓷膜除杂，3、超滤膜纯化，4、纳滤膜浓缩，5、大孔树脂吸附，6、水洗除杂，7、70%乙醇洗脱，8、低温真空浓缩，9、再上样洗脱，10、喷雾干燥，得到纯度在95%以上的白色粉末状茶皂素，得率为25～30%。本发明选择陶瓷膜-有机纳滤膜组合在分子级别上进行分离纯化，提高了分离效率，并结合大孔树脂进一步纯化，分离材料均可重复利用，降低了生产成本；所用试剂仅为乙醇，可以回收使用，环保高效，符合低碳经济的要求；工艺简便易行，降低能耗，更适宜高档洗化用品、化工产品及药剂的开发。
文档编号C07H1/06GK102351938SQ20111025755
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者夏涛, 张新富, 杜先锋 申请人:安徽农业大学