油茶(Camelliaoleifera)属茶科山茶属木本油料植物的果实，广泛分布于赣、湘、黔、桂、浙和皖等省的丘陵山地。榨取山茶油(食用油)后得到茶枯饼，每年枯饼产量约50余万t。枯饼中约含12%~15%的油茶皂素。茶皂素是一种优良的天然非离子表面活性剂，其溶液振荡后产生持久泡沫，起泡力优于上等肥皂，去污力强，且几乎不受水的硬度影响。

 

    茶皂素为几种三菇皂贰元与结构糖、结构酸所形成的复杂化合物的混合物。较纯的固体茶皂素，熔点223℃一224℃，无色微细柱状结晶，平均分子式C57H90O26，相对分子质量范围1200~2800，水解后皂甙元碳原子数为C30，如茶皂甙元A的皂角分子结构见图1。

    皂贰配基SaPgenins有7种，分别与四种配糖体aglycon和两种有机酸组合成多种化合物.分子中糖部分表现出受热能焦糖化，能与γ一萘酚发生莫力许(Molish)反应而生成紫色物质，甙链表现出能被酸、碱或酶水解生成糖与皂甙元，由于带经基而显弱酸性，水溶液pH值=5.7.茶皂素结晶易溶于含水的甲醇、乙醇、正丁醇及冰醋酸中，能溶于水、热醇，难溶于冷水、无水乙醇，不溶于****、氯仿、石油醚及苯等。茶皂素味苦辛辣，易吸潮，有强溶血作用，溶血指数为5×l05↑。

 

    工艺流程：茶枯饼→粉碎→80℃热水浸提三次→粗过滤→加澄清剂除杂→虹吸和过滤→脱盐→浓缩→脱色→再澄清过滤→包装(40%茶皂素)或喷雾干燥成浅黄色粉末。

    该工艺的缺陷在于:

    (1) 由于浸提中产生大量大分子物质(多糖类、蛋白质、多肤、单宁和果胶等)，使溶液呈胶体状，极难过滤，只能粗滤，使滤液中残存大量可溶性大分子杂质，这也是后序浓缩中产生浑浊的主要原因。

    (2) 加入大量无机澄清剂，必须脱盐，用离子交换柱，则皂素损失也较大，显著降低得率。

    (3) 耗热耗电巨大，浓缩成本占生产成本的近30%。

    (4) 浓缩过程中，溶液会再次变浑浊，故需再次澄清和过滤，得率大大降低。

    (5) 浓缩过程中，因受热迈德拉反应，颜色加深，脱色成本加大。

    (6) 产品得率约13%，粉末纯度60%~66%(太低)，实际纯皂素收率仅8.45%。

    (7) 质量严重不稳定，液体皂素产品一般只能浓缩到30%含量，否则再浓缩会变浑;粉末状产品则不能重新溶于水，故而只能做为珠光香波原料使用;产品刺激性太大，为了充分脱色，使用了大量H2O2，使产品刺激性大。

    (8) 用水剂法生产茶皂素，应该说很难得到合格产品，成本也达到了9000元八(液皂)以上，是没有生命力的。目前国内大多中小工厂为此技术，除极少数用以生产极粗糙农药用乳化剂外，其余已关门停业。

 

    液体皂素也可喷雾干燥得粉末，粉状产品得率10.5%，纯度仅75%，实际纯皂素得率7%左右。一般用70%乙醇溶液提取。工艺耗能小，产品质量高，但也存在:(1)设备投资大，工艺复杂，生产现场管理要求高，危险性大，易燃易爆。(2)由于色素易溶于乙醇，因而脱色成本较高。(3)溶剂消耗大，控制溶耗需较高的技术和管理要求，目前生产一吨40%液皂，溶剂消耗往往也达1t，产品中还残存较多乙醇、甲醇等，刺激性大，不是绿色产品，且产品透明度不稳定，常变浑浊。(4)成本高达10000元八(4。%液皂)，远高于相似性能的合成活性剂AES，故也没有市场，也无利可图。目前仅个别厂家用此法生产，产品全部出口。

 

    研究中发现，少数微生物菌种能够在茶枯饼的水提取液中生长和形成菌球，并将各类可溶性大分子杂质分解和吸收。由此，经努力终于筛选出了两株协生菌株，它们在茶枯饼的水浸提物中生长有以下特点:

    (1)协同生长，互为促进，强烈抑制庞大的杂菌，因而发酵条件极为粗放，无须高温灭菌处理。

    (2)在发酵过程中，对茶皂素分子毫无影响，相反，它们能迅速将溶液中大分子杂质分解，并吸收同化，形成硬性菌球(2mm直径)，换句话说，它们将可溶性的杂质富集起来，并形成可见的小球，而这些可溶性杂质的去除正是传统水剂法深感头痛的间题。当然，发酵中不排除菌种对茶皂素分子进行轻微化学修饰作用的可能。

    (3)发酵需要的空气量极少，只需1比0.3(体积比)，同时，无须过滤除菌处理。

    (4)通过特殊的强烈促酵处理，菌种生长旺盛，在8小时内可形成大菌球。

    (5)耐受42℃的发酵温度，有效缩短发酵时间。

    (6)在发酵生长中，不仅富集可溶性杂质，而且使溶液逐渐变清，少数情况下可达到完全透明。

    该项研究目前主要在实验室阶段，协生复合菌种生产工艺:

    使用前，用强促酵溶液于42℃下活化5h，主体工艺流程如下:

    该工艺的优点是:

     (1)工艺较为简单，现场管理也较文明，岗位较清洁。因为每道过滤工序均很畅顺，第一次过滤允许很粗糙，用纱布即可。正因为如此，可采用充分浸提的方法，以提高得率，而无须象传统水剂法那样担心充分浸提造成过滤太困难。

    (2)发酵后的溶液中胶体物质明显减少，变得易于过滤除杂，但起泡性能不减。

    (3)精过滤后，溶液清亮透明，由于胶体大分子已不存在，故而在脱盐过程中的得率损失较小。

    (4)浓缩过程中从未出现过再次浑浊的现象，另据实验，浓缩后的浓缩液，放入托盘中，于110℃烘干成粉状，再溶于水，水溶液依然清亮透明，而前述两种工艺得到的粉状产品均不能再溶于水呈透明液，而呈浑浊。

    (5)粉状产品呈浅黄色，含皂素纯度92.5%，得率n%，实际茶皂素纯收率10.18%是三种工艺中最高的，茶皂素提取率85%(以含皂12%茶枯饼计)。

    (6)几乎无须脱色，若需进一步脱色，其成本也低，产品较缓和无刺激，是绿色产品。

    (7)总生产成本估计为6200八(40%皂液)。产品可售价为10500元八左右。

    (8)由于精滤后的清亮提取液中，由以下物质组成;茶皂素、氨基酸、单糖、二肤、二糖、可溶性单宁、果胶酸、糖醛酸、乳酸、酮酸、无机盐离子和小分子代谢物。不难看出，从相对分子质量上看，茶皂素为平均2000(1200一2800)，除二肤、二糖外，其它均在80一190之间，所以茶皂素与杂质的分子量相差10倍左右，故可采用超滤膜浓缩技术，从而免去了脱盐工序，大大降低能耗和成本，并提高得率。

    由于条件所限，尚只是设想，若设想成功则预测40%液皂生产成本仅为4500元/吨。利润极为丰厚。

 

    用生物技术和膜技术结合，提取茶皂素，产品纯度可达95%以上，粉状产品可再次溶于水而透明，生产40%液皂产品成本仅450。元/t，产品柔和无刺激性，为绿色产品，生产上安全文明，投资少。为充分有效地开发这一丰富的绿色资源(茶枯饼)，宜大力发展该项技术。并进行中试试验验证。

 

1李佐贵.我省油茶资源状况及利用前景.江西林业科技，1989(5):30~33

2庄瑞林.中国油茶.中国林业出版社，1998.46。~498

3夏春华等.茶皂素研究进展.国外农学一茶叶，1982(2):1~10

4姜勤等.茶皂素定t方法的研究.日用化学工业，1989(4):41~43

5林少韩等.中国油茶生产现状与发展策略.世界林业研究，”89，2(4):71