茶皂素系由多種配基、糖體和有機酸組成五環(huán)三萜類皂甙類混合物，具有良好乳化、分散、濕潤、發(fā)泡、穩(wěn)泡和去污等性能，廣泛應(yīng)用于日用化工、農(nóng)藥、醫(yī)藥、食品、毛紡、針織等行業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)茶皂素目前采用水浸法、溶劑提取法，均存在提取時間長、產(chǎn)率低、工藝復(fù)雜等缺點。
微波是頻率介于300M~300GHz電磁波。微波輔助萃取具有選擇性高、用時短、溶劑消耗少、有效成分利用率高等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于生物活性成分提取。微波技術(shù)用于茶皂素提取，迄今國內(nèi)外尚未見報道。本試驗采用微波輔助乙醇法提取茶皂素，以茶皂素產(chǎn)率為考察指標(biāo)，優(yōu)化工藝條件。
1材料與方法
1.1實驗原料與試劑
茶籽殼：湖南蘇仙油脂有限公司；皂素標(biāo)準(zhǔn)品：上海亭新化工試劑廠；95％乙醇、濃硫酸、香草醛等均為分析純。
1.2主要試驗儀器
LWMC一205可調(diào)功率微波化學(xué)反應(yīng)器，數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋，722S紫外一可見分光光度計，LD一52A低速離心機。
1.3實驗方法
1.3.1工藝流程
茶籽殼一粉碎過篩一微波浸提一離心分離一收集液體一大孔樹脂純化一真空濃縮一干燥一茶皂素。
1.3.2茶皂素提取方法
稱取10g粉碎過篩茶籽殼原料，置于250ml磨口燒瓶中，加入一定體積乙醇溶液，攪拌均勻后裝入微波化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，啟動微波提取裝置，進(jìn)行微波提取，浸提完成后，進(jìn)行離心分離，取上清液0.5ml，定容至100ml。
1.3.3茶皂素含量測定
本實驗采用香草醛一濃硫酸顯色法。具體過程如下：制作茶皂素標(biāo)準(zhǔn)曲線：精密稱取茶皂素標(biāo)準(zhǔn)品0.09474g于100ml容量瓶中，加80％乙醇至刻度，分別移取標(biāo)準(zhǔn)溶液0ml、0.1ml、0.2ml、0.3ml、0.4ml、0.5ml，置于外有冰水浴的l0ml具塞試管中，精密加入8％香草醛和77％硫酸5ml?；旌衔镉?0~C水浴加熱顯色20min后再置于冰水浴10min，以試劑空白為參比，于545nnl處測定吸光度。以茶皂素含量（gg）為橫坐標(biāo)，溶液吸光度為縱坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，所得吸光度（A）與茶皂素含量X（g）回歸方程為：A=0.869x+0.0124（相關(guān)系數(shù)R2=O.9992）。測定茶皂素含量：吸取樣品溶液0.3m1，用香草醛一濃硫酸顯色法，以試劑空白為參比，545nm處進(jìn)行吸光度測定，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算待測液茶皂素含量。
1.3.4試驗設(shè)計
選取不同乙醇濃度、提取功率、固液比和提取時間等因素，進(jìn)行單因素試驗，以單因素試驗結(jié)果為依據(jù)，采用正交試驗確定最佳工藝條件。
2結(jié)果與討論
2.1單因素試驗
2.1.1乙醇濃度對茶皂素產(chǎn)率影響
固定微波功率為450W，反應(yīng)時間7min，固液比為1：4，考察不同乙醇濃度對茶皂素提取影響，結(jié)果見圖1。
圖1乙醇濃度對茶皂素產(chǎn)率影響
由圖1可見，當(dāng)乙醇濃度低于50％時，茶皂素產(chǎn)率隨乙醇濃度升高而升高，乙醇濃度為50％時，茶皂素產(chǎn)率達(dá)到峰值8.04％；乙醇濃度高于50％后，曲線下滑，產(chǎn)率呈下降趨勢。這是因茶皂素不溶于純乙醇，只溶于含水乙醇，同時乙醇濃度增加，也加快蛋白質(zhì)、可溶性多糖、單寧等雜質(zhì)凝固，影響微波作用效果，導(dǎo)致產(chǎn)率下降。因此，為得到較理想茶皂素產(chǎn)率，故宜以50％乙醇濃度進(jìn)行后續(xù)正交試驗設(shè)計。
2.1.2微波功率對茶皂素產(chǎn)率影響
以50％濃度乙醇為提取劑，經(jīng)初試選定固液比為1：4，微波加熱提取時間7min，采用不同微波功率進(jìn)行茶皂素提取，結(jié)果如圖2所示。
圖2微波功率對茶皂素產(chǎn)率影響
由圖2可看出，當(dāng)微波萃取時間一定時，功率越高，浸提物系吸收微波能越多，物系升溫越快，固液擴散速度越快，因此萃取效率也就越高，萃取就越完全。但實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)微波功率為500W以上時，提取體系沸騰太劇烈，乙醇揮發(fā)太快，甚至出現(xiàn)乙醇從冷卻系統(tǒng)中溢出現(xiàn)象，導(dǎo)致茶皂素產(chǎn)率呈下降趨勢。故微波功率以選500W左右為宜。
2.1.3固液比對茶皂素產(chǎn)率影響
以乙醇濃度為50％，微波功率500W，時間7min，在不同固液比下進(jìn)行提取，結(jié)果如圖3所示。
圖3固液比對茶皂素產(chǎn)率影響
由圖3可看出，不同固液比對茶皂素產(chǎn)率影響很大。當(dāng)固液比從1：2增加至1：3時，茶皂素產(chǎn)率增加；固液比為1：3時，產(chǎn)率達(dá)7.40％。盡管高固液比可加快浸取速度，但圖3結(jié)果表明，隨固液比繼續(xù)增加，茶皂素產(chǎn)率反而下降。這是因萃取液體積太多，萃取時容器內(nèi)壓力太大，會超出承受壓力，溶液飛濺。所以選擇固液比以1：3為宜。
2.1.4提取時間對茶皂素產(chǎn)率影響
微波功率為500W，乙醇濃度50％，固液比1：3，考察不同萃取時間對茶皂素產(chǎn)率影響，結(jié)果如圖4所示。
圖4提取時間對茶皂素影響
從圖4可看出，隨著萃取時間延長，產(chǎn)率呈極平緩增大趨勢。微波萃取6min后大幅增加，在8min時達(dá)最大值，之后又逐漸減少。因此，微波萃取時間以選8min為宜。
2.2茶皂素提取工藝正交試驗
根據(jù)上述單因素試驗結(jié)果，進(jìn)行L9（3⒋）正交試驗，結(jié)果如表1，表2。
表1正交設(shè)計因子和水平表
表2正交實驗設(shè)計方案和結(jié)果
表l為正交設(shè)計因子和水平表，表2為L9（3⒋）正交試驗設(shè)計方案及結(jié)果，由兩表可看出，運用微波輔助提取茶皂素過程中，影響茶皂素產(chǎn)率因素主次順序為A>C>B>D。乙醇濃度對茶皂素產(chǎn)率影響最大，其次為固液比，微波功率影響再次之，提取時間對茶皂素產(chǎn)率影響最小。最佳因素組合為A2B1C2D2，即乙醇濃度為50％、微波功率400W、固液比1：3、反應(yīng)時間8min。此條件下茶皂素產(chǎn)率為l2.16％。
2.3微波輔助法與常規(guī)提取法比較
將微波提取法與常規(guī)水提取法、常規(guī)乙醇提取法進(jìn)行比較。由表3可看出，本提取法用時分別縮短202min、142min，產(chǎn)率分別高出29.0％、l7.7％。因此，利用微波技術(shù)提取茶皂素是一種快捷、有效方法。
表3微波輔助法與常規(guī)提取法比較
3結(jié)論
以乙醇溶液為提取劑，采用微波輔助法提取茶籽殼中茶皂素，分別考察乙醇濃度、微波功率、固液比、提取時間對提取效果影響，并通過正交試驗優(yōu)化工藝參數(shù)：乙醇濃度50％、微波功率400W、固液比1：3、反應(yīng)時間8min，產(chǎn)率達(dá)12.16％。與常規(guī)提取法相比，本法用時顯著縮短，產(chǎn)率明顯提高。
