茶皂素系由多種配基、糖體和有機酸組成五環(huán)三萜類(lèi)皂甙類(lèi)混合物，具有良好乳化、分散、濕潤、發(fā)泡、穩泡和去污等性能，廣泛應用于日用化工、農藥、醫藥、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(shí)間長(cháng)、產(chǎn)率低、工藝復雜等缺點(diǎn)。
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(shí)短、溶劑消耗少、有效成分利用率高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應用于生物活性成分提取。微波技術(shù)用于茶皂素提取，迄今國內外尚未見(jiàn)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，優(yōu)化工藝條件。
1材料與方法
1.1實(shí)驗原料與試劑
茶籽殼：湖南蘇仙油脂有限公司；皂素標準品：上海亭新化工試劑廠(chǎng)；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可調功率微波化學(xué)反應器，數顯式電熱恒溫水浴鍋，722S紫外一可見(jiàn)分光光度計，LD一52A低速離心機。
1.3實(shí)驗方法
1.3.1工藝流程
茶籽殼一粉碎過(guò)篩一微波浸提一離心分離一收集液體一大孔樹(shù)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(chēng)取10g粉碎過(guò)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)反應器內，啟動(dòng)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(shí)驗采用香草醛一濃硫酸顯色法。具體過(guò)程如下：制作茶皂素標準曲線(xiàn)：精密稱(chēng)取茶皂素標準品0.09474g于100ml容量瓶中，加80％乙醇至刻度，分別移取標準溶液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，溶液吸光度為縱坐標，制作標準曲線(xiàn)，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，再根據標準曲線(xiàn)計算待測液茶皂素含量。
1.3.4試驗設計
選取不同乙醇濃度、提取功率、固液比和提取時(shí)間等因素，進(jìn)行單因素試驗，以單因素試驗結果為依據，采用正交試驗確定最佳工藝條件。
2結果與討論
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，反應時(shí)間7min，固液比為1：4，考察不同乙醇濃度對茶皂素提取影響，結果見(jiàn)圖1。
圖1乙醇濃度對茶皂素產(chǎn)率影響
由圖1可見(jiàn)，當乙醇濃度低于50％時(shí)，茶皂素產(chǎn)率隨乙醇濃度升高而升高，乙醇濃度為50％時(shí)，茶皂素產(chǎn)率達到峰值8.04％；乙醇濃度高于50％后，曲線(xiàn)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(shí)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)行后續正交試驗設計。
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(shí)間7min，采用不同微波功率進(jìn)行茶皂素提取，結果如圖2所示。
圖2微波功率對茶皂素產(chǎn)率影響
由圖2可看出，當微波萃取時(shí)間一定時(shí)，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(shí)驗發(fā)現，當微波功率為500W以上時(shí)，提取體系沸騰太劇烈，乙醇揮發(fā)太快，甚至出現乙醇從冷卻系統中溢出現象，導致茶皂素產(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(shí)間7min，在不同固液比下進(jìn)行提取，結果如圖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。當固液比從1：2增加至1：3時(shí)，茶皂素產(chǎn)率增加；固液比為1：3時(shí)，產(chǎn)率達7.40％。盡管高固液比可加快浸取速度，但圖3結果表明，隨固液比繼續增加，茶皂素產(chǎn)率反而下降。這是因萃取液體積太多，萃取時(shí)容器內壓力太大，會(huì )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(shí)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(shí)間對茶皂素產(chǎn)率影響，結果如圖4所示。
圖4提取時(shí)間對茶皂素影響
從圖4可看出，隨著(zhù)萃取時(shí)間延長(cháng)，產(chǎn)率呈極平緩增大趨勢。微波萃取6min后大幅增加，在8min時(shí)達最大值，之后又逐漸減少。因此，微波萃取時(shí)間以選8min為宜。
2.2茶皂素提取工藝正交試驗
根據上述單因素試驗結果，進(jìn)行L9（3⒋）正交試驗，結果如表1，表2。
表1正交設計因子和水平表
表2正交實(shí)驗設計方案和結果
表l為正交設計因子和水平表，表2為L(cháng)9（3⒋）正交試驗設計方案及結果，由兩表可看出，運用微波輔助提取茶皂素過(guò)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(shí)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、反應時(shí)間8min。此條件下茶皂素產(chǎn)率為l2.16％。
2.3微波輔助法與常規提取法比較
將微波提取法與常規水提取法、常規乙醇提取法進(jìn)行比較。由表3可看出，本提取法用時(shí)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微波輔助法與常規提取法比較
3結論
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(shí)間對提取效果影響，并通過(guò)正交試驗優(yōu)化工藝參數：乙醇濃度50％、微波功率400W、固液比1：3、反應時(shí)間8min，產(chǎn)率達12.16％。與常規提取法相比，本法用時(shí)顯著(zhù)縮短，產(chǎn)率明顯提高。
