一種高純度皂莢天然表面活性劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高純度皂莢天然表面活性劑的制備方法，屬于生物提取加工技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 阜莢，另Ij名阜角，系豆科、阜莢屬（Lam.)。我國阜莢資源 豐富，主要分布于云南、四川、貴州等地。皂莢莢果中含有30%以上的皂苷，是已發(fā)現(xiàn)的皂苷 含量最高的木本植物資源。滇皂莢產(chǎn)昆明、嵩明、大姚、祿豐、賓川、漾濞、會(huì)澤、永勝、維西、 貢山、文山、硯山、蒙自、建水、屏邊、景東等地。滇皂莢木材較堅(jiān)實(shí)，心材紅褐色，邊材淡黃褐 色，供建筑、家具及農(nóng)具用。莢果煎汁用于代皂洗滌。外胚乳含豐富多糖，膠質(zhì)半透明，加熱 膨脹，俗稱皂仁，為宴會(huì)甜食佳品，僅產(chǎn)云南，入藥，有祛痰、利尿之效。
[0003] 皂莢中特別是滇皂莢殼中含活性三萜皂甙，其結(jié)構(gòu)中具有糖體、配基、有機(jī)酸等親 水性大極性基團(tuán)，而甙元分子結(jié)構(gòu)大，極性低，具有親脂性，在分子結(jié)構(gòu)上有類似表面活性 劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其水溶液振搖后能產(chǎn)生持久類似肥皂溶液的泡沫，是一種非離子型表面活 性劑，具有良好的去污能力，可代肥皂用，洗滌絲織品，不損光澤，加入洗發(fā)產(chǎn)品中有一定的 去肩止癢功效。
[0004] 皂莢天然表面活性劑的提取方法一般是水煎煮提取和回流提取法，這兩種方法的 提取率差不多為30%左右，采用超聲波-水提取效率較前二者高，為35%左右，水煎煮提取 法的提取溫度較高，為95°C，且提取液不容易濃縮；回流提取消耗的總?cè)軇┝肯鄬?duì)也較高， 提取時(shí)間也較長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有皂莢天然表面活性劑的提取率和純度不高等問題，本發(fā)明提供一種高 純度皂莢天然表面活性劑的制備方法。
[0006] 本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種高純度皂莢天然表面活性劑的制備方法，經(jīng) 過下列各步驟： (1) 將皂莢果皮干燥后粉碎至20~40目，再浸沒于30~50倍質(zhì)量的溶劑中，以超聲 波輔助萃取20~60min，然后按總體積的0. 5%加入生物酶，再在30~50°C、pH為7~8的 條件下進(jìn)行酶解2~5h，過濾得到濾液和濾渣； (2) 將所得濾渣重復(fù)步驟（1)的操作3~5次，合并濾液，即得到皂莢萃取液； (3) 將步驟（2)所得皂莢萃取液在50°C下減壓濃縮至稠膏狀，再經(jīng)干燥，即得到皂莢總 皂苷提取物；其中總皂苷含量為50~80%，提取率為30~45% ; (4) 在步驟（3)所得皂莢總皂苷提取物中加入質(zhì)量濃度為0. 5~1. 0%硫酸溶液，再經(jīng) 加熱回流5~6h，經(jīng)過濾后，將濾液靜置24h，析出棕色固體，然后用乙醚溶解棕色固體，再 經(jīng)減壓濃縮，得到黃色固體，然后用甲醇溶解黃色固體后，經(jīng)重結(jié)晶，析出結(jié)晶，即為皂莢天 然表面活性劑。皂莢皂苷的純度達(dá)80~95%。
[0007] 所述步驟（I)的溶劑為蒸餾水或體積濃度為50~70%的乙醇。
[0008] 所述步驟（1)的萃取是在超聲波功率為2000~6000w下進(jìn)行。
[0009] 所述步驟（1)的生物酶為中性蛋白酶、纖維素酶和果膠酶按等體積配比的混合物。
[0010] 所述步驟（4)的硫酸溶液的加入量為皂莢總皂苷提取物質(zhì)量的20~30倍。
[0011] 超聲波提取法降低了提取的溫度，縮短了提取時(shí)間，產(chǎn)物生物活性高，從而大大降 低了能耗。因此，超聲波提取法最佳，能夠安全、快速、簡(jiǎn)便地提取皂莢總皂苷，且避免了皂 苷的破壞。但考慮到植物的有效成分大多被細(xì)胞壁包裹，而細(xì)胞壁的成分主要為纖維素、半 纖維素、果膠質(zhì)、結(jié)構(gòu)蛋白等，利用復(fù)合酶處理，可改變植物細(xì)胞壁的通透性，有利于更有效 地提取有效成分，本發(fā)明運(yùn)用復(fù)合酶輔助提取法，提高皂莢總皂苷提取率，提高皂莢資源的 利用率。
[0012] 本發(fā)明具備的優(yōu)點(diǎn)及效果：本發(fā)明提高了皂莢天然表面活性劑的提取率和純度， 采用超聲波輔助生物酶萃取，提取率高，比常規(guī)方法提取高1. 5倍以上，為30~45%，所得皂 莢總皂苷提取物中總皂苷含量達(dá)50~80%，純化后皂苷純度達(dá)80~95%，pH為7~8。本 發(fā)明最終產(chǎn)品皂莢天然表面活性劑比市場(chǎng)上銷售的皂莢產(chǎn)品相比，純度高2~3倍，基本脫 色，呈淡黃色至無色粉末狀，作為添加劑不會(huì)改變產(chǎn)品的顏色，無特殊氣味，本發(fā)明的制備 過程無有毒有害試劑，所得皂莢天然表面活性劑可作為藥品、化妝品和日用品的添加劑使 用。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0014] 實(shí)施例1 (1) 將皂莢果皮干燥后粉碎至30目，再浸沒于40倍質(zhì)量的蒸餾水中，在功率為4000W 下以超聲波輔助萃取50min，然后按總體積的0. 5%加入生物酶（中性蛋白酶、纖維素酶和果 膠酶按等體積配比的混合物)，再在50°C、pH為7的條件下進(jìn)行酶解4h，然后經(jīng)過濾得到濾 液和濾渣； (2) 將所得濾渣重復(fù)步驟（1)的操作5次，合并濾液，即得到皂莢萃取液； (3) 將步驟（2)所得皂莢萃取液在50°C下減壓濃縮至稠膏狀，再經(jīng)干燥，即得到皂莢總 皂苷提取物；提取率為43%，其中總皂苷含量為68. 2% ; (4) 在步驟（3)所得皂莢總皂苷提取物中加入30質(zhì)量倍的質(zhì)量濃度為1. 0%的硫酸溶 液，再經(jīng)加熱回流6h，然后經(jīng)過濾后將濾液靜置24h，析出棕色固體，然后用乙醚溶解棕色 固體，再經(jīng)減壓濃縮，得到黃色固體，然后用甲醇溶解黃色固體后，經(jīng)重結(jié)晶，析出無色片狀 結(jié)晶，為皂莢純?cè)碥?，即為皂莢天然表面活性劑。皂莢純?cè)碥占兌冗_(dá)88. 9%，pH=7。
[0015] 實(shí)施例2 (1) 將皂莢果皮干燥后粉碎至20目，再浸沒于50倍質(zhì)量的體積濃度為50%的乙醇中， 在功率為6000w下以超聲波輔助萃取20min，然后按總體積的0. 5%加入生物酶（中性蛋白 酶、纖維素酶和果膠酶按等體積配比的混合物)，再在40°C、pH為8的條件下進(jìn)行酶解2h， 然后經(jīng)過濾得到濾液和濾渣； (2) 將所得濾渣重復(fù)步驟（1)的操作4次，合并濾液，即得到皂莢萃取液； (3) 將步驟（2)所得皂莢萃取液在50°C下減壓濃縮至稠膏狀，再經(jīng)干燥，即得到皂莢總 皂苷提取物；提取率為38. 5%，其中總皂苷含量為75. 3% ; (4)在步驟（3)所得皂莢總皂苷提取物中加入20質(zhì)量倍的質(zhì)量濃度為0. 5%的硫酸溶 液，再經(jīng)加熱回流5h，然后經(jīng)過濾后將濾液靜置24h，析出棕色固體，然后用乙醚溶解棕色 固體，再經(jīng)減壓濃縮，得到黃色固體，然后用甲醇溶解黃色固體后，經(jīng)重結(jié)晶，析出無色片狀 結(jié)晶，為皂莢純?cè)碥?，即為皂莢天然表面活性劑。皂莢純?cè)碥占兌冗_(dá)91. 7%，pH=7。
[0016] 實(shí)施例3 (1) 將皂莢果皮干燥后粉碎至40目，再浸沒于30倍質(zhì)量的體積濃度為70%的乙醇中， 在功率為2000w下以超聲波輔助萃取60min，然后按總體積的0. 5%加入生物酶（中性蛋白 酶、纖維素酶和果膠酶按等體積配比的混合物)，再在30°C、pH為7的條件下進(jìn)行酶解5h， 然后經(jīng)過濾得到濾液和濾渣； (2) 將所得濾渣重復(fù)步驟（1)的操作3次，合并濾液，即得到皂莢萃取液； (3) 將步驟（2)所得皂莢萃取液在50°C下減壓濃縮至稠膏狀，再經(jīng)干燥，即得到皂莢總 皂苷提取物；提取率為32%，其中總皂苷含量為80. 1% ; (4) 在步驟（3)所得皂莢總皂苷提取物中加入25質(zhì)量倍的質(zhì)量濃度為0. 8%的硫酸溶 液，再經(jīng)加熱回流5. 5h，然后經(jīng)過濾后將濾液靜置24h，析出棕色固體，然后用乙醚溶解棕 色固體，再經(jīng)減壓濃縮，得到黃色固體，然后用甲醇溶解黃色固體后，經(jīng)重結(jié)晶，析出無色片 狀結(jié)晶，為皂莢純?cè)碥?，即為皂莢天然表面活性劑。皂莢純?cè)碥占兌冗_(dá)95%，pH=7。
[0017] 上述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或 變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
[0018] 對(duì)比例1 :同實(shí)施例1，僅將生物酶替換為α -淀粉酶。
[0019] 對(duì)比例2 :同實(shí)施例1，僅將生物酶替換為中性蛋白酶。
[0020] 對(duì)比例3 :同實(shí)施例1，僅將生物酶替換為堿性蛋白酶。
[0021] 對(duì)比例4 :同實(shí)施例1，僅將生物酶替換為果膠酶。
[0022] 對(duì)比例5 :同實(shí)施例1，僅將生物酶替換為纖維素酶。
[0023] 對(duì)比例6 :同實(shí)施例1，僅將生物酶省略。
[0024] 將上述各對(duì)比例做實(shí)施例1的相同操作，對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)定，所得結(jié)果見下表 1 ： 表1不同生物酶對(duì)皂莢天然表面活性劑的影響
由表1可知，中性蛋白酶、纖維素酶和果膠酶為提取皂莢天然表面活性劑比較合適的 酶。且三者搭配后能顯著提高皂莢天然表面活性劑的提取率和純度。
[0025] 對(duì)比例7 :同實(shí)施例1，僅將酶解時(shí)的pH替換為3~4。
[0026] 對(duì)比例8 :同實(shí)施例1，僅將酶解時(shí)的pH替換為4~5。
[0027] 對(duì)比例9 :同實(shí)施例1，僅將酶解時(shí)的pH替換為9~10。
[0028] 將上述各對(duì)比例做實(shí)施例1的相同操作，對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)定，所得結(jié)果見下表 2 ： 表2不同pH對(duì)皂莢天然表面活性劑的影響
對(duì)比例10 :常規(guī)的水煎煮提取法獲得皂莢天然表面活性劑。
[0029] 對(duì)比例11 :常規(guī)的回流提取法獲得皂莢天然表面活性劑。
[0030] 對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)定，所得結(jié)果見下表3 : 表3不同提取方法對(duì)皂莢天然表面活性劑的影響
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高純度皂莢天然表面活性劑的制備方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟： (1) 將皂莢果皮干燥后粉碎至20~40目，再浸沒于30~50倍質(zhì)量的溶劑中，以超聲 波萃取20~60min，然后按總體積的0. 5%加入生物酶，再在30~50°C、pH為7~8的條 件下進(jìn)行酶解2~5h，過濾得到濾液和濾渣； (2) 將所得濾渣重復(fù)步驟（1)的操作3~5次，合并濾液，即得到皂莢萃取液； (3) 將步驟（2)所得皂莢萃取液在50°C下減壓濃縮至稠膏狀，再經(jīng)干燥，即得到皂莢總 皂苷提取物； (4) 在步驟（3)所得皂莢總皂苷提取物中加入質(zhì)量濃度為0. 5~1. 0%硫酸溶液，再經(jīng) 加熱回流5~6h，經(jīng)過濾后，將濾液靜置24h，析出棕色固體，然后用乙醚溶解棕色固體，再 經(jīng)減壓濃縮，得到黃色固體，然后用甲醇溶解黃色固體后，經(jīng)重結(jié)晶，析出無色結(jié)晶，即為皂 莢天然表面活性劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1)的溶劑為蒸餾水或體積 濃度為50~70%的乙醇。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1)的萃取是在超聲波功率 為2000~6000w下進(jìn)行。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（1)的生物酶為中性蛋白 酶、纖維素酶和果膠酶按等體積配比的混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（4)的硫酸溶液的加入量為 皂莢總皂苷提取物質(zhì)量的20~30倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高純度皂莢天然表面活性劑的制備方法，將皂莢果皮以超聲波輔助萃取，再加入生物酶進(jìn)行酶解，然后經(jīng)過濾得到皂莢萃取液；再在50℃下減壓濃縮至稠膏狀，再經(jīng)干燥，即得到皂莢總皂苷提取物；所得皂莢總皂苷提取物經(jīng)純化后即為皂莢天然表面活性劑。本發(fā)明提高了皂莢天然表面活性劑的提取率和純度，采用超聲波輔助生物酶萃取，所得皂莢總皂苷提取物中總皂苷含量達(dá)50～80%，苷元純度達(dá)80～95%。本發(fā)明的制備過程無有毒有害試劑，所得皂莢天然表面活性劑可作為藥品、化妝品和日用品的添加劑使用。
【IPC分類】B01F17/56, A61K8/60, C11D1/66, A61Q19/10, A61K8/97
【公開號(hào)】CN105032282
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510352669
【發(fā)明人】陳琳仁
【申請(qǐng)人】陳琳仁
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年6月24日