茶皂素系由多種配基、糖體和有機(jī)酸組成五環(huán)三賭類皂貳類混合物，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300M300 GHz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-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-52A低速離心機(jī)。
1.3實驗方法
1.3)工藝流程
茶籽殼→粉碎過篩→微波浸提→離心分離→收集液體→大孔樹脂純化→真空濃縮→干燥→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250 ml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0.5 ml，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0.09474 g于100 ml容量瓶中，加80%乙醇至刻度，分別移取標(biāo)準(zhǔn)溶液0 m1,0.1 m1,0.2 m1,0.3 m1,0.4 ml,0.5 ml，置于外有冰水浴的10 ml具塞試管中，精密加入8%香草醛和77%硫酸5 ml o混合物于60℃水浴加熱顯色20 min后再置于冰水浴10 min，以試劑空白為參比，于545 nm處測定吸光度。以茶皂素含量(wg)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 ( ug)回歸方程為:A = 0.869x+0.0124(相關(guān)系數(shù)RZ= 0.9992 )。
測定茶皂素含量:吸取樣品溶液0.3 ml，用香草醛一濃硫酸顯色法，以試劑空白為參比，545 nm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450 W，反應(yīng)時間7 min，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7 min，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(kuò)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500 W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500 W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500 W，時間7 min,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S00 W，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6 min后大幅增加，在8 min時達(dá)最大值，之后又逐漸減少。因此，微波萃取時間以選8 min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 34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正交試驗設(shè)計方案及結(jié)果
表1為正交設(shè)計因子和水平表，表2為L9<34)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SO%、微波功率400 W、固液比1:3、反應(yīng)時間8 min。此條件下茶皂素產(chǎn)率為12.16%。
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202 min,142 min，產(chǎn)率分別高29.0%,17.7%。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400 W、固液比1:3,反應(yīng)時間8 min，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。
