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    茶皂素

    茶皂素, , 結構式
    茶皂素
    CAS號:
    英文名稱:
    Tea saponin
    英文同義詞:
    Tea Saponin;Tea sapogenin
    中文名稱:
    茶皂素
    中文同義詞:
    茶皂;茶皂角甙;茶籽提取物;茶皂素 65% ?
    CBNumber:
    CB0546418
    分子式:
    C57H90O26
    分子量:
    1123.54
    MOL File:
    Mol file

    茶皂素化學性質

    安全信息

    茶皂素性質、用途與生產工藝

    概述

    茶皂素又名茶皂甙,通常有茶葉皂素、茶籽皂素之分,是從山茶科(Theaceac)植物(如茶 、山茶 、油茶)中提取出來的一類皂甙化合物,由七種配基(C30H6O6)(Sapgening)、四種配糖體(Aglyevn)和二種有機酸構成的一種五環三萜類茶皂素,同時是一種純天然非離子型表面活性劑,分子中有親水性的糖體和疏水性的配基團。因此,具有乳化、分散、潤濕、去污、發泡、穩泡等多種表面活性,尤其具有很強的發泡能力, 且產生的泡沫穩定, 不受水質硬度的影響。此外,還具有顯著的祛痰、消炎、止咳、鎮痛、抗滲透、殺菌、殺蟲、溶血、魚毒、抑制酒精吸收、殺滅釘螺及促進植物生長等作用,因而廣泛應用于日用化工、農藥、醫藥、食品及建材、冶金和金屬材料加工等許多領域。

    理化性質

    茶皂素為無色微細柱狀結晶體,味苦而辛辣,水溶液呈茶褐色,無不溶物。pH為5.0~6.0,表面張力為 47~51N,熔點為223~224℃,能起泡,有溶血作用,刺激鼻粘膜引起噴嚏,吸濕性強,對甲基紅明顯酸性,難溶于冷水、無水甲醇、無水乙醇,不溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚等有機溶劑,稍溶于溫水、二硫化碳和醋酸乙酯,易溶于含水甲醇、含水乙醇、正丁醇及冰醋酸、醋酐和吡啶。茶皂素溶液中加入鹽酸時,皂甙就沉淀。
    茶皂素
    水溶液能被醋酸鉛、鹽基性醋酸鉛和氫氧化鋇所沉淀,析出云狀物;而對氯化鋇和氯化鐵不能產生沉淀;加入95%乙醇與濃硫酸等量混合,最初呈淡黃色,迅速變為紫色。

    光譜特性

    有機酸部分的當歸酸含有αβ共軛雙鍵,從而紫外(uv)215nm 處有最大吸收峰,而又由于茶葉皂素含具有苯核的肉桂酸,因此除215nm外在280nm 處也有很大的吸收峰,以及紅外光譜(IR)。

    提取方法

    1.水提法
    (1)熱水提取
    茶皂素熱水提取流程圖
    圖1為茶皂素熱水提取流程圖
    (2)水提沉淀法
    水提沉淀法是采用熱水作為提取劑,得到的皂素液中加入氧化鈣,生成皂素鈣沉淀下來,與雜質分離開來,再將皂素鈣溶解在離子轉化劑中,釋放出茶皂素。
    茶皂素水提沉淀提取流程圖
    圖2為茶皂素水提沉淀提取流程圖
    (3)水提醇沉法
    水提醇沉法主要是利用茶皂素的理化性質,茶皂素很容易溶于熱水和乙醇,卻不溶于冷水。先用熱水提取茶皂素,得到粗品,再通過絮凝除雜,乙醇沉淀來提純茶皂素。
    茶皂素水提醇沉提取流程圖
    圖3為茶皂素水提醇沉提取流程圖
    利用熱水從茶餅中提取茶皂素,得到的茶皂素純度不高,色澤深,質量也不好,且生產能耗大,導致生產成本也加大。故而需采用一些輔助手段來提純茶皂素,可以結合膜、大孔樹脂或者是多種手段聯合的方式來操作,從而解決水提茶皂素純度、色澤、質量等問題。利用水提法提取茶皂素仍有待于進一步研究,找到突破口,從而實現水提茶皂素的工業化,降低生產成本,讓資源最大化利用。
    2.有機溶劑法
    (1)甲醇提取法 茶皂素能溶解于醇中,而甲醇價格便宜,沸點低,優先考慮以甲醇為茶皂素的提取劑,結果發現具有良好的提取效果,并在此基礎上發展的其他提取工藝。
    茶皂素甲醇提取流程圖
    圖4為茶皂素甲醇提取流程圖
    (2)乙醇提取法
    采用乙醇作為提取劑,相對于甲醇具有無毒,生產成本低等優勢,并且茶皂素的收率和純度也較高。
    茶皂素乙醇提取流程圖
    圖5為茶皂素乙醇提取流程圖
    (3)正丙醇提取法
    有機溶劑提取法主要是醇提法,通常都是采用甲醇或是乙醇。由于甲醇有毒,乙醇易揮發,兩者易燃易爆,安全要求高,學者通過采用正丙醇來提取茶皂素也獲得較好的效果,得到的茶皂素純度高、色澤好。其提取工藝流程見圖7所示。
    茶皂素正丙醇提取流程圖
    圖6為茶皂素正丙醇提取流程圖
    (4)正丁醇提取法
    茶皂素易溶于醇中,采用正丁醇提取茶皂素,其工藝流程見圖8所示。
    茶皂素正丁醇提取流程圖
    圖7為茶皂素正丁醇提取流程圖
    采用有機試劑來提取茶皂素,得到的粗茶皂素純度、色澤、質量都要比水提取法好。但是有機試劑提取也存在不足之處:①生產設備需要密閉性好,整個生產工藝要比水提復雜的多,工藝流程長,勢必導致投資大,生產成本要高等不利因素。②有些有機萃取劑具有一定的毒性,除了乙醇,如甲醇、正丙醇、正丁醇等有機試劑都具有一定的毒性。③正丙醇和正丁醇的價格遠比甲醇和乙醇高,生產成本也會提高。④有機溶劑用量大勢必導致溶劑回收難度加大,能耗也會加大。
    3.輔助法
    (1)超聲波輔助法
    利用超聲波技術可有效地提高萃取時間,節約成本。使
    茶皂素超聲波提取流程圖
    圖8為茶皂素超聲波提取流程圖
    (2)微波輔助法 微波在萃取過程中,可以有效的縮短時間,萃取速度快。其工藝流程見圖10所示。
    茶皂素微波提取流程圖
    圖9為茶皂素微波提取流程圖
    (3)膜精制法
    其工藝流程見圖11所示。
    茶皂素膜提取流程圖
    圖10為茶皂素膜提取流程圖
    (4)大孔樹脂法
    大孔樹脂是一類是通過吸附對有機物具有濃縮、分離作用的高分子聚合物,通過物理吸附有選擇地從溶液中吸附有機物質,它不溶于酸堿、對有機物選擇性好、不受低分子物質和無機鹽的影響。茶皂素提取過程中會提取出單寧等一些酚類物質,大大的影響了茶皂素的色澤和純度,大孔樹脂對物質進行精制具有良好的效果,提取出的茶皂素色澤和純度都有明顯的提高。在茶皂素提取方面工藝見圖12所示。
    茶皂素大孔樹脂提取流程圖
    圖11為茶皂素大孔樹脂提取流程圖
    (5)超臨界流體法
    所謂超臨界流體是指某一流體的壓力和溫度均超過其相應的臨界點時,流體的密度和液體相似,且黏度也很低。用超臨界CO2來提取茶餅中的茶皂素,整個萃取工藝流程見圖13所示。
    茶皂素超臨界提取流程圖
    圖12為茶皂素超臨界提取流程圖
    (6)閃式提取法
    閃式提取,是利用閃式提取器來提取物質的某些有效成分,物質在提取器內的各種外力(負壓、高速碰撞、高速剪切)作用下被萃取劑包圍、溶解,最后迅速進入萃取劑中,達到溶解平衡,整個提取過程在很短的時間內完成。采用閃式提取器來提取茶餅中的茶皂素。其工藝流程見圖14所示。
    茶皂素閃式提取流程圖
    圖13為茶皂素閃式提取流程圖
    以上介紹的幾種輔助手段,雖然在不同程度上提高茶皂素的純度、色澤、質量,同時也能縮短提取時間,但是也存在以下不足之處。①超聲波和微波提取就存在許多問題,比如提取罐大了,或是提取罐壁厚了都會使超聲波或是微波作用大大的降低,達不到快速提取的效果。②水提或是有機提都使得皂素液含有大量雜質,故使用膜提純容易造成膜堵塞等問題,生產成本高。③大孔樹脂提取茶皂素,預處理難度大,提純后有機物殘留高,并且樹脂使用壽命不長。④超臨界萃取技術雖然提取率高,但是對設備要求高,需在高壓密閉容器內進行,生產成本也會加大,很難在工業中推廣。

    活性

    1.表面活性
    在其分子結構中,糖體一端為親水基團,通過醚鍵與另一端疏水基相連接,疏水基團有以酯鍵形式相連接的甙元與有機酸構成,因而具備了能起表面活性作用的條件。茶皂素具有乳化、分散、潤濕、去污、發泡、穩泡等多種表面活性,是一種性能優良的天然表面活性劑。茶皂素的臨界膠束濃度(CMC)為0.5%左右,其起泡力強,比油茶皂素、皂莢皂素都強,且幾乎不受水質硬度而改變。在酸度pH4~10范圍內發泡正常且穩定性好,泡沫穩定性相當持久,具有良好的濕潤性,濃度為1%以上時,接觸角 0°<θ<90°,為浸漬濕潤;對固體微粒分散作用明顯,對石蠟的乳化性能及乳化液穩定性均優于油酸銨和油酸鈉;茶皂素還有良好的去污性能,特別是對于蛋白質纖維素的絲、毛織物,洗滌后有較好的光澤及手感,毛織物不縮絨。
    2.生物活性
    (1)溶血作用 茶皂素對魚有毒性作用而對對蝦無毒性作用。其溶血機理據認為是茶皂素引起含膽固醇細胞膜的通透性改變所致,最初是破壞細胞膜,進而導致細胞膜外滲,最終使整個紅細胞解體。發生溶血作用的前提是茶皂素與血液接觸,因此在人畜口服時是無毒的。
    (2)魚毒作用 茶皂素對魚類毒性較大,即使濃度很低時,也同樣有毒,其半致死劑量3.8mg/L。水質的鹽度能促進茶皂素的魚毒活性,隨水溫的升高,茶皂素的魚毒活性也增強;由于茶皂素在堿性條件下會水解,并失去活性,所以茶皂素在微堿性的海水中 48小時后自然降解而不會污染海水。茶皂素魚毒作用的機理:一是破壞血鰓組織;二是由鰓進入微血管,從而引起溶血,造成魚中毒死亡。茶皂素對以鰓呼吸的對蝦無毒,主要因為:一方面對蝦鰓結構表皮成分為幾丁質和蛋白質,與魚鰓不同;另一方面魚血液中攜氧載體為血紅素,其核心為Fe2+,而對蝦為血蘭素,其核心為Cu2+。
    (3)抗滲消炎及藥理作用 茶皂素通過在炎癥初起階段,使受障礙的毛細血管透過性正?;?,因此具有明顯的抗滲消炎作用。茶皂素可刺激動物體內激素的分泌,如腎上腺及質激素 (皮質甾酮),由于皮質甾酮對糖代謝作用很強,可促進糖元異生和葡萄糖新生,抑制血糖的利用,因此能使血糖暫時增加。茶皂素能降低肝及血清中的膽固醇水平,因而有降血脂作用。
    (4)抑制酒精的吸收 可抑制肝對酒精的吸收,降低血液中酒精的含量,而且可促進血液中酒精的消化,具有保護肝臟的作用。
    (5)抗菌作用 對白色念珠菌、大腸桿菌均有抑制作用;對淺層真菌感染具有治療效果;對多種皮膚病、瘙癢有抑制作用。
    (6)類生物激素作用 用茶皂素處理茶苗,能刺激其生長,還可以促進茶葉增產。茶皂素還可以促進動物生長,表現在茶皂素能促進對蝦生長,主要是促進其蛻皮。
    (7)其他作用 還有滅螺、殺滅蚯蚓及化痰、止咳、鎮痛等作用。

    作用機制

    1.對有害生物的活性機制
    茶皂素對血紅細胞具有溶血功能,故其對于蚯蚓有較強的毒性。茶皂素對動物紅血細胞具有溶血作用是其毒性的一個原因。 而昆蟲無紅血細胞,這可能是茶皂素對昆蟲的直接毒殺作用不高的原因之一。 此外,茶皂素由于黏附性強,可能對生物體表氣門具有堵塞作用,因此而使之窒息死亡。茶皂素還可破壞蟲體內解毒代謝酶的活性,使某些昆蟲具有拒食和影響生長發育的作用。多功能氧化酶是昆蟲體內主要的解毒酶系之一,茶皂素對其環氧化活性有一定的抑制作用,這可能也是造成茶皂素致毒菜青蟲的機制之一。
    2.增效作用機制
    茶皂素是一種天然的非離子型表面活性劑,加入到農藥中使用,能明顯改善農藥藥液的理化性質。 從茶皂素對草甘膦、殺蟲雙、樂果、苯丁錫等農藥藥液表面張力、接觸角、沉積量等性質的影響的研究中,可以得出茶皂素能明顯降低藥液的表面張力,減小液滴在靶標體表的接觸角,提高藥劑在靶體上有效沉積量,使之利于在靶體生物上濕潤、展布,從而有助于農藥藥效的充分發揮,因此使用效果可得到提高。 對殺菌劑增效作用機制研究發現:茶皂素本身具有一定程度的抑制菌絲生長的作用,不具有明顯抑制孢子萌發的作用,但是有明顯的延遲孢子萌發作用,混用后能提高藥效。本信息是由Chemicalbook的丁紅編輯整理。(2015-09-18)

    應用

    1.農業上的應用
    (1)直接作為生物農藥 殺蟲劑 對多種害蟲均具有一定的防治效果且作用方式多樣。 其中,對菜青蟲兼有胃毒和忌避的作用,對菜粉蝶低齡幼蟲具有一定殺傷作用。另外,茶皂素己在園林花卉上用作殺蟲劑防治高爾夫球場、草坪等地下害蟲。
    殺菌劑 早期茶枯水(主要活性成分為茶皂素)曾作為“土農藥”用于防治稻瘟病和稻紋枯病,具有一定的效果。利用茶皂素對柑橘青霉病菌、柑橘綠霉病菌、柑橘酸腐病菌等多種水果采后病原菌良好的防治作用將其用于采后水果的防腐保鮮。
    殺螨劑 農藥“克螨凈”的主要成分是茶皂素。
    殺其他有害生物 茶皂素作為一種生物農藥對為害蔬菜的細鉆螺、為害水稻的福壽螺、為害蔬菜的蝸牛等多種有害動物均具有良好的毒殺活性。在較低質量濃度下茶皂素即對福壽螺幼螺有很好的浸殺作用,對福壽螺的卵和成螺也有一定控制作用。 茶皂素對家蠅幼蟲的也具有較高的生物活性。用茶皂素殺蚯蚓亦可用于高爾夫球場的草坪保護。皂素不育劑具有較強體外殺精活性和體內抗生育功能,可進一步開發成體外殺精避孕藥和環境友好型鼠類抗生育藥劑。
    (2)作為農藥助劑 作為農藥制備助劑:茶皂素作為農藥制備助劑應用范圍包括:固體型農藥中的濕潤劑與懸浮劑;乳油型農藥中作為增效劑與展著劑;除草劑類農藥或稍溶于水的農藥中作為助溶劑等。
    作為農藥增效劑:作為一種極有前途的環保型農藥增效劑與農藥復配使用,可以改善藥液的理化性能、降低原藥的用量,使毒性降低,特別有利于延緩有害生物抗性的發展。茶皂素可提高勝紅薊素、殺蟲單、滅多威、三氟氯氰菊酯、尼索朗和噠螨靈、魚藤酮和樂果、B.t.、苯霜靈、速克靈等農藥的防治效果。
    (3)用于養殖業 茶皂素作為清灑劑應用于對蝦養殖可除去魚類;利用茶皂素的溶血作用和魚毒作用,殺死有害魚類,可用作清池劑,但對對蝦無影響,可以防治對蝦黑鰓病的發生及控制寄生蟲,且可促進其蛻皮和生長。茶皂素在畜牧業養殖上可防治畜禽體表及體內的寄生蟲,可降低動物體內的膽固醇水平,開發低膽固醇的動物制品,可望開發出低膽固醇的動物肉制品。利用茶皂素配制而成的飼料添加劑能有效地替代抗生素,減少人畜共患的疾病。
    (4)還具有刺激植物生長的作用 用茶皂素噴灑修剪復壯茶樹可增產;用于處理茶種子可促進發芽。
    2.工業上的開發應用
    (1)建材方面 茶皂素石蠟乳化劑在纖維板行業中得到應用,效果很好;以茶皂素為主劑配制而成的TW-301在加氣混凝土生產中可用作發泡劑和穩泡劑,它具有脫脂作用,能提高鋁粉分散懸浮性,提高料漿澆注的穩定性,改善氣孔結構,使產品更牢固可靠。其效果明顯優于皂莢粉、拉開粉等。利用其強的乳化性能和分散性,制成的石蠟乳化劑,已成功用于纖維板生產中的施膠工藝,明顯降低產品的吸水率,增強了防水性能,提高纖維板的質量。
    (2)日用化工方面 作為天然產物是日化行業難得的表面活性劑材料。利用茶皂素的表面活性作用,可用來作洗發劑,洗理香波等,不僅使頭發有光澤,手感良好,而且屬實際無毒,使用安全,具有養發護膚功效,且消炎止癢,去頭屑效果等藥理功能。茶皂素還可用于衣物的洗滌。
    (3)紡織行業的應用 茶皂素的天然性和對蛋白質、纖維素的無損性,使茶皂素在毛、絲、羽絨等洗滌方面具有無比的優越性,如剝色能力小,不會產生縮絨,織品不會失去光澤等。將茶皂素用于紡織品印染的前期處理中,還可以大大提高棉纖維的前吸水能力。
    (4)食品行業的應用 用茶皂素作為發泡—— 穩泡劑在啤酒生產中也得到了應用,由于茶皂素可抑制酒精吸收,可望據此開發醒酒茶。
    (5)醫藥上的應用 具有化痰止咳的效果,可治療老年性氣管炎和各類水腫,其止咳效果優于中藥竹節人參皂甙,開發的茶籽糖漿用于治療老年性慢性氣管炎效果明顯;茶皂素具有明顯的抗滲漏與抗炎癥特征,在炎癥初起階段,能使受障礙的毛細血管透過性正?;?,并刺激動物體內激素分泌,調節血糖含量,還可降低膽固醇含量,預防心血管疾??;茶皂素還有抗菌作用,對白色念珠菌、大腸桿菌均有抑制作用,對某些皮膚病有顯著療效;茶皂素能刺激腎上腺皮質機能,還有調節血糖水平;茶皂素能抑制酒精的吸收,加速酒精的分解,故可用于醒酒。
    (6)采油、采礦行業的應用 茶皂素是一種天然的表面活性劑,用作分離烴類化合物時具有良好的效果,茶皂素通過科學的處理,專門制作成油田開采的發泡劑,可以有效地提高石油的采油率,并且也可用于消滅病菌、防漏防滲、加固油井等作業中。茶皂素在采礦行業中,可以制作成采礦浮選劑,能夠顯著提高浮選的效果。

    用途 

    廣泛用于日化、毛紡及紡織工業、機械行業、醫藥行業等

    茶皂素 上下游產品信息

    上游原料

    下游產品


    茶皂素 生產廠家

    全球有 71家供應商   茶皂素國內生產廠家
    供應商聯系電話傳真電子郵件國家產品數優勢度
    陜西新陽禾生物科技有限公司 17395623579  157982576@qq.com中國 523 58
    陜西帕尼爾生物科技有限公司 13720616393 029-84385017-8003 029-84385017sales@pioneerbiotech.com中國 976 56
    上海昕凱醫藥科技有限公司 18016477331 021-61984905-1  synchempharma@aliyun.com中國 6015 55
    湖北遠成賽創科技有限公司 18062666868/13048470578 QQ2355779403/2355880551 023-60363599,027-68886696andy@ycgmp.com;2355880551@qq.com;2355779403@qq.com中國 5053 58
    湖北興銀河化工有限公司 027-83856981 158071747451498703467@qq.com中國 244 58
    深圳市森迪生物科技有限公司 WX:18124570582 TEL:0755-23574479 QQ: 2355327139 0755-23229476 QQ: 2355327139siliao02@yccreate.com中國 6128 58
    西安博聯特化工有限公司 17719597442 -3570451756@qq.com中國 449 58
    武漢市恒沃科技有限公司 15372409258 0571-87069506 0571-87069506chemicala@163.com中國 5006 58
    陜西帕尼爾生物科技有限公司 18202932191 029-86629612  sales3@pioneerbiotech.com中國 356 55
    湖北興銀河化工有限公司 13308658309 027-833250201527436479@qq.com中國 170 58
    湖北興銀河化工有限公司 13307112120  1506207717@qq.com;1506207717@qq.com中國 631 58
    武漢吉業升化工有限公司 13545234822  3118302547@qq.com中國 666 58
    湖北興銀河化工有限公司 15971506874 027-83325337  xyhhgchem@163.com中國 507 58
    Baoji Guokang Healthchem co.,ltd 09178656283  cngksw@aliyun.com中國 9484 58
    湖北啟步新材料科技有限公司 18062324989 0715-8890696  2284979616@qq.com中國 629 58
    成都埃法生物科技有限公司 19983342022 028-85142057 028-851420573005359975@qq.com中國 2008 58
    湖北興銀河化工有限公司 13437271305  1961141534@qq.com中國 644 58
    南京百慕達生物科技有限公司 17340521416 173405214161757224788@qq.com;1757224788@qq.com中國 2011 58
    陜西新天域生物科技有限公司 17749282610  3002817800@qq.com中國 913 58
    陜西新天域生物科技有限公司 17791023282  943175747@qq.com中國 989 58
    武漢吉業升化工有限公司 13545274181 027-833250002186555900@qq.com中國 368 58
    武漢鵬壘生物科技有限公司 13554168242  445014292@qq.com中國 593 58
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    武漢拉那白醫藥化工有限公司 027-81819291 QQ-23556802355680@qq.com中國 7573 58
    西安康諾化工有限公司 15891391030 029-84385017-8006  info@konochemical.com中國 808 58
    三原天域生物制品有限公司 13109610671  1053528223@qq.com中國 678 58
    陜西帕尼爾生物科技有限公司 13259417953 029-86621125  sales@pioneerbiotech.com中國 499 58
    泰安嘉岳生物化工有限公司 15318151873  285424065@qq.com中國 4540 58
    陜西帕尼爾生物科技有限公司 18629309720 29-84385017-8010  sales@pioneerbiotech.com中國 321 58
    陜西帕尼爾生物科技有限公司 15353537425 029-86107037-8021  sales@pioneerbiotech.com中國 637 58
    陜西帕尼爾生物科技有限公司 17602929471 029-86107037-8007  sales@pioneerbiotech.com中國 686 58
    陜西瑞林帕尼爾生物科技有限公司 15332321378 029-86107037-8019  jeff@pioneer-biotech.com中國 368 58
    帕尼爾(陜西)實業有限公司 15202491660 029-84385017-8011 QQ3502078241sales@pioneerbiotech.com中國 498 58
    武漢鵬壘生物科技有限公司 18672616696  229092275@qq.com中國 595 58
     

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