一種天然非離子表面活性劑茶皂素的制備與應用

張俊雯

一種天然非離子表面活性劑茶皂素的制備與應用

張俊雯

（溫州大學， 浙江 溫州 325000）

茶皂素是一種從山茶科植物中發現的天然非離子性表面活性劑，大部分茶皂素是從油茶餅中提取的，采用水提或者超聲輔助乙醇結合丙酮沉淀法來進行茶皂素的工業化的提取和純化。茶皂素不僅能解吸污染土壤中的重金屬，還能在彩妝方面、醫藥行業有很大的應用

茶皂素；提取；純化；應用

茶皂素又名茶皂苷，主要存在于山茶科植物中，例如茶花的莖、葉、花和種子中。其中茶花油（茶籽油）提取物中的副產物油茶餅是茶皂素的主要來源，特別是茶籽皂素。茶皂素分子結構中含有疏水基和親水基，由于這樣可以作為乳化劑進行使用，不僅如此茶皂素還具有很多優異的性能，它具有抗菌、消炎、抗氧化激活等優點，還可以抑制酒精吸收，因此可以應用到化妝品、藥物、土壤修復等方面，這可以減輕茶葉產量的相對過剩等問題。

1 研究內容

本文不僅對茶皂素的來源進行了研究，而且還對其制備和作用進行了研究，這對于充分利用山茶植物資源、提高茶皂素的應用具有重要意義。因此本文對茶皂素從制備到應用的研究現狀進行了綜述。

1.1 茶皂素的制備

現有研究表明，山茶科植物的各個器官都含有茶皂素，但經過調查茶花油提取的副產品油茶餅是茶皂素的主要來源。茶樹的葉和花有潛力成為茶皂素的新來源，從而擴大了茶皂素的來源并減少了茶樹產量的相對過剩[1]。為了獲得相對較高純度的茶皂素粉末，通常需要以下4個步驟：提取、濃縮、純化（粗制和精制）和干燥。

1.1.1 提取

考慮到茶皂素的溶解特性（茶皂素的晶體不溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯和石油醚，幾乎不溶于冷水、無水乙醇和無水甲醇，微溶于溫水、二硫化碳和乙酸乙酯，溶于乙醇、甲醇、正丁醇和冰醋酸水溶液），茶皂素的提取有多種方式：用水萃取、有機溶劑萃取、混合溶劑萃取、微波輔助萃取、超聲輔助萃取、超臨界萃取等各種萃取方法。水提取和醇提取是基本的提取方法，但其中水提法得到的產物復雜，不利于后續的純化[2]。乙醇提取能提供更高的產率，產物純度更高，并且可以采用微波、超聲波這兩種提取方法來增加茶皂素的產量，但提取到的茶皂素含有其他多酚類化合物雜質，因此還需要進一步的純化。

1.1.2 純化

茶皂素的純化分為粗提純和精制提純。通常使用水進行粗純化，以氧化鈣或明礬為沉淀劑。另一種獲得粗制茶皂素粉的方法是離心，在低溫下或在真空爐中干燥茶皂素溶液，然后蒸發提取。在可操作性、儀器和試劑的成本以及茶皂素的純度方面，丙酮沉淀是最簡單最方便的精制純化方法。通過優化純化參數，可以通過丙酮沉淀獲得純度超過90％的茶皂素粉[3]。

1.2 茶皂素的應用

1.2.1 茶皂素在土壤修復中的作用

表面活性劑，特別是天然的表面活性劑，能大大提高土壤污染物生物有效性。山茶科植物的根、莖、葉和種子中都含有大量的茶皂素，茶皂素是一種天然的非離子表面活性劑。已經證實，茶皂素有助于提高超積累植物和微生物對污染土壤中Cd、Pb、PAHs和多氯聯苯(PCBs)的生物有效性。茶皂素在土壤修復中的應用主要有淋洗修復、植物修復和微生物修復3個方面。重金屬Pb、Cd、Zn、Cu、Cr、Mn、Ni和有機污染物芘、多環芳烴、多氯聯苯、多溴聯苯醚、單苯基錫、二苯基錫和三苯基錫是研究人員研究的主要污染物。

目前，大多數學者將茶皂素在土壤修復中的作用歸類為兩個方面：

（1）茶皂素解吸土壤中各種形態的重金屬離子。解吸性能的順序是可交換態>碳酸鹽組分> 鐵錳氧化物>有機組分>殘渣組分，這意味著更多的重金屬離子從結合態轉移到自由態，然后被超積累植物或微生物吸收，從而提高了它們對重金屬離子的利用率。

（2）茶皂素可顯著提高苯基錫的溶解度、膜的通透性、蛋白質的表達量、細胞密度以及Cl+和PO43+的使用。在植物修復中利用茶皂素處于起步階段，研究的唯一重金屬是Cd，有機污染物芘和多氯聯苯也已被研究過。然而，與淋洗修復相比，茶皂素在植物修復中的表現更好。

由于根系是植物吸收水分和養分的主要器官，茶皂素處理超積累植物根系會積累更多的重金屬離子，增加植物對這些重金屬的生物富集。同時，當茶皂素溶液濃度達到一定范圍時，有利于重金屬在積累植物中的遷移，并減少細胞內Na+、NH4+、K+的釋放，從而提高苯基化的生物降解性[4]。

1.2.2 茶皂素在醫藥行業的應用

茶皂素具有很多優良的生物性質，包括抗菌、抗病毒、消炎、抗腫瘤等特性，因此有很多人已經開始研究將茶皂素應用在醫藥方面，童勇等采用二甲苯致小鼠耳廓腫脹模型證明了茶皂素有明顯的抗炎鎮痛作用，能夠有效抑制二甲苯致小鼠耳廓腫脹[5]。提取物中富含茶皂素可增強抗膽固醇的功效，這意味著茶葉皂苷可抑制大鼠飲食引起的高膽固醇血癥，降低抗膽固醇的活性。除了消炎鎮痛、抗膽固醇，其還很多其他醫藥方面的應用，例如調節血脂、口腔潰瘍的治療等。

2 結束語

茶皂素是一種豐富的天然非離子表面活性劑，能從大自然大量的獲取，提取和純化簡單方便，并能在土壤修復中有很大的應用，在浸出修復、植物修復和微生物修復中都能實現重要的作用。但它對土壤修復的作用機理還未明朗，需要進一步的探究。茶皂素在農藥、醫藥行業也做了特別多的貢獻，但現在也都處在起步階段，不僅如此茶皂素也可以應用在彩妝方向，添加了茶皂素的護手霜的抗菌性、保濕性、抗氧化性都較未添加的要好。在未來，相信茶皂素還可以應用在更多方面，這些都需要深入研究。

［1］J L Hu, S P Nie, D F Huang, et al. Extraction of saponin from Camelliaoleifera cake and evaluation of its antioxidant activity[J]., 2012, 47:1676–1687.

［2］尤龍，張營，范傳海，等.國內茶皂素應用研究進展[J].山東化工，2018，47（17）：64-65.

［3］孫萬里.茶皂素提取條件的優化及純化研究[J].生物質化學工程，2019，53（6）：39-44.

［4］Xiao-Lan Y , Yong H . Tea saponins: effective natural surfactants beneficial for soil remediation, from preparation to application[J]., 2018, 43 (8):24312-24321

［5］童勇，李玉山.茶皂素抗炎鎮痛作用的實驗研究[J].臨床合理用藥雜志，2009，2（16）：13-14.

Preparation and Application of Natural Nonionic Surfactant Tea Saponin

(Wenzhou University, Zhejiang Wenzhou 325000, China）

Tea saponin is a natural nonionic surfactant found in camellia plants. Most tea saponins are extracted from camellia tea cakes. Tea saponin is always extracted by water extraction or ultrasound-assisted ethanol and acetone precipitation in industry. Tea saponin can not only desorb heavy metals in contaminated soil, but also be used in cosmetics, pharmaceutical industry.

tea saponin; soil remediation; extraction; application

2020-01-15

張俊雯（1997-），女，研究方向：生物材料的研究與開發

何華成（1985-），男，講師，博士學位，研究方向：生物醫藥材料。

TQ423.2

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1004-0935（2020）05-0481-02