油茶饼粕中茶皂素的提取及固体发酵的初步研究

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1、正文前言我国是世界油茶产量最高，栽培面积最大，品种最丰富的国家，主要分布在湖南、湖北、广东、广西、福建、江西等省。我国现有油茶面积40000km2，据不完全统计，全国每年产茶籽约650kt，榨油后的茶籽饼在400kt，以上。过去多用作燃料或肥料，也有作废弃物弃掉。据分析，茶籽饼的主要成分为残留茶油5%—8%，茶皂素约10.6%，蛋白质约10.2%[1]。茶皂素本身是一种有多种用途的化工和医药原料。利用茶籽饼提取皂素，原料丰富便宜，既提高了茶籽饼的再利用性，又能得到价值较高的茶皂素，有很好的经济效益。茶皂素是一类齐墩果烷型

2、五环三菇类皂苷化合物，基本结构由三萜皂苷、结构糖、结构酸组成。茶皂素的提取方法有水浸法、水提取—沉淀法、水提—醇萃法、吸附树脂分离法、超声波法和微波辐射法等提取方法。本文通过大量的文献来分析比较各种茶皂素的提取方法来选择最优的提取方法，以利于生产实践的需要，获得以最小的代价获得纯度实用性更高的成品，以及原材料的充分应用。油茶粕中含有10%左右的粗蛋白。具有一定的开发利用价值。但作为饲料，其能值低，营养不平衡。且有一定毒性。利用微生物发酵，可以提高蛋白质的含量，Noltc等人早在1940年代就对柑桔果皮进行了发酵培养研究，

3、但早期主要采用液态培养，一直到1970年代才有人利用固态堆积发酵法，以后对玉米渣、白酒渣、甜菜渣等进行了固态发酵，并取得了一定成果。本文在脱毒的基础上，对油茶饼粕固态发酵的菌种进行了选择，对发酵工艺进行了研究，目的在于为进一步利用油茶饼粕提供科学依据。1.油茶饼粕中茶皂素的理化特性和用途1.1茶皂素的理化特性茶皂素（图1）属于三萜类皂角甙，具有苦辛辣味，刺激鼻腔粘膜引起喷嚏，纯品为白色微细柱状晶体，吸湿性强，对甲基红呈酸性，难溶于无水甲醇、乙醇，不溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚等有机溶剂，易溶于含水甲醇、含水乙醇、以及冰醋酸

4、、醋酐、吡啶等。茶皂甙溶液中加入盐酸，酸性时，皂甙就沉淀[2]。熔点：223—224℃。其基本结构包括配基、糖体及有机酸。茶皂素属于五环三萜类，此类结构的化合物较多，他们具有β-17正文香树素骨架，也可为齐墩果烷的衍生物，具有多氢聚五环。茶皂素配基与有机酸的结合形式是配基环上的羰基与有机酸结合，包括与当归酸、醋酸等结合成酯。茶皂素的糖体部分包括葡萄糖醛酸，阿拉伯糖，木糖和半乳糖，它与配基上的羰基则以甙键形式相结合。提纯后的茶皂素是一种无色微细状晶体，分子式C57H90O26，分子量为1032，元素分析值C：59.93%，

5、H：7.09%，水溶液呈茶褐色，无不溶物。1.2茶皂素的用途茶皂素是从山茶科植物的种子中提取的一种糖式化合物，它属皂素类，是一种天然非离子型表面活性剂。经检测，茶皂素具有良好的乳化、分散、发泡、湿润等功能，并且具有消炎、镇痛，抗渗透等药理作用[3]。茶皂素产品为淡黄色的微细粉末，广泛应用于洗涤，毛纺、针织、医药、日用化工行业等生产[4]。在固体型农药中作为湿润剂和悬浮剂，在乳油型农药中作为增效剂与展着剂，也可直接作为生物药。　　茶皂素作为农药湿润剂可提高可湿性粉剂的湿润性能和悬浮率(≥75%)，作为一种天然的非离子型表面

6、活性剂，加入到农药中使用，明显改善农药药液的理化性质，提高药剂在靶标上有效积量，使之有助于农药药效的充分发挥，因此，使用效果可得到提高[7]。作为农药湿润剂突出优点是湿润速度快，分散性能强，pH5.5-6.5，中性偏酸，不会引起农药分解，有利于农药的贮存。这些都是合成表面活性剂所无法与之相比的。目前，茶皂素已广泛用于多效唑、异丙威、乙磷铝、三环唑等农药的湿润剂。茶皂素是水剂或可溶性粉剂农药的优良助剂，能改善农药的物理性能，提高药液在生物或植物体表的附着力，起到对农药的增效作用[5,6]17正文。茶皂素能自动降解，无毒害，

7、它在分离过程中，不会对农药的化学性能产生影响，有利于农药的贮存。茶皂素已大量用于除草剂草甘膦、杀虫剂杀虫双上，特别是用在草甘膦上，充分发挥了草甘膦的优良性能，提高其在植物上的附着力和吸湿性，提高药液的渗透力，而且由于茶皂素的良好生物活性，还能提高草甘膦的生物活性。茶皂素由于有良好的生物活性，与杀虫单、马拉硫磷、灭多威、功夫菊酯、尼索朗、速螨酮、烟碱、乐果、鱼藤酮混配分别对防治菜缢管蚜、小菜蛾、柑桔全爪螨等，有明显的增效作用。茶皂素对菜青虫具有一定胃毒和较强的忌避作用，且浓度越高，忌避越强，对防治菜青虫危害包心菜有一定效果

8、。在园林花卉上用作杀虫剂防治地下害虫，如地老虎、线虫等害虫。还对危害水稻的福寿螺和蜗牛、钉螺等均有良好的毒杀效果。2.油茶饼粕中茶皂素的各种提取方法2.1　水提法我国在20世纪50年代就有人开始水提法的研究，传统的水提法基本工艺:茶饼粕用6号汽油溶剂脱脂后，用热水浸泡得浸提液，分离除去粗渣，加入沉淀剂除去细渣，真空蒸