1、北京林業大學本科畢業論文文獻綜述封面模板，正文樣式參見論文撰寫規范本科畢業論文(設計)文獻綜述學生姓名學號專業班級指導教師超聲輔助提油茶皂甙的初步研究生物技術02-1 劉英健指導教師 王建中摘要油茶(Camellia oleifera)是我國南方丘陵地區的一種重要油料植物。我國是世界上油茶籽產量最高、分布最廣、品種最多的國家，年產油茶籽約5498萬噸，油茶籽副產品 油茶餅粕的年平均產量約為3971萬噸。經檢測分析，油茶餅粕中富含蛋白質、脂肪、淀粉、茶皂素、粗纖維和灰分等。茶籽蛋白質含有18種氨基酸成分，其中8種是人體必需的氨基酸。因此，油茶餅粕是一種營養價值較高的潛在飼料來源。然而，由于油茶餅

2、粕中含有1015左右的溶血性茶皂素(Thea saponin)，對魚類等水生生物毒害性很強，茶皂素的存在又使飼料味苦且辛辣，因而限制了茶籽餅粕在飼料工業中的應用，造成巨大的資源浪費。鑒于油茶資源的巨大浪費，本文從油茶餅粕中茶皂素的提取純化著手，旨在實現茶皂素提取方法的改進和新方法的探索。1.經過測定，試驗用油茶種子的含水量為6.5%、出仁率為70.57%、出油率為25.05%，基本符合理論值。2.通過正交試驗得出利用超聲波提取皂甙的最佳優化方法為：提取溫度60，提取時間1h，料液比1：10，超聲波功率60w，利用該工藝油茶皂素的提取量為7.9565g。此試驗結果降低了提取溫度、減少了提取時間和

3、試劑的耗費，初步解決了皂甙大規模生產的問題。關鍵詞：油茶，超聲波，皂甙21Ultrasonic support to tea-oil tree soapNetwork preliminary study Biotechnology 02-1 LiuSupervisorAbstract South Hills is one of our important oil plants. China is the highest in the world apply paint to growing production and distribution of the broadest, most va

4、rieties, growing oil output of about 549,800 tons, growing by-product of oil-tea-oil tree Bingpo the annual average output of about 397,100 tons. Upon detection analysis, tea-oil tree Bingpo protein, protein, fat, starch, tea Zaosu, crude fibre and ash content. Growing protein containing 18 types of

5、 amino acid composition, which is eight essential amino acids the human body. Therefore, the higher the nutritional value of a tea-oil tree Bingpo potential feed sources. However, the tea-oil tree Bingpo contains 10%15% hemolysis of tea Zaosu (Thea saponin), the fish and other aquatic noxious strong

6、, and the existence of tea Zaosu feed and spicy taste, thus limiting growing Bingpo feed industry in the application, resulting in tremendous waste of resources. Given the tea-oil tree enormous waste of resources, this article from the tea-oil tree Bingpo Chinese tea Zaosu extraction to refining and

7、 extraction methods to achieve tea Zaosu improvements and new methods to explore. 1.After measuring, testing the water content in tea-oil tree seeds to 6.5%, a rate of 70.57% Yan, a rate of 25.05% oil, consistent with the basic theory of value.2. Derived from the use of ultrasound tests by orthogona

8、l best soap Network optimization methods : extraction temperature of 60 degrees, from time 1h, Liu fluid than 1:10, ultrasound power 60w, using the techniques of extraction for the tea-oil tree Zaosu 7.9565gThis results from lower temperature, reduce the time and reagents from the time, the prelimin

9、ary settlement of the large-scale production of soap Network. Keyword: Tea-oil tree, ultrasound, soap Network 目錄1 前言1.1油茶粕的成分1.2油茶皂甙的性質1.3油茶皂甙的用途 1.3.1油茶皂甙用作洗滌劑 1.3.2油茶皂甙用作發泡劑 1.3.3油茶皂甙用作乳化劑1.3.4油茶皂甙用作粘膠劑1.3.5油茶皂甙用作植物殺蟲劑1.3.6油茶皂甙在醫藥上的應用1.3.7油茶皂甙用作生物試劑1.3.8 油茶皂甙在食品工業中的應用 1.4油茶皂甙的提取1.5油茶皂甙的純化 1.5.1正丁醇

10、萃取法 1.5.2重結晶法 1.5.3吸附法 1.5.4聚酰胺柱層析法 1.5.5硅膠柱層析1.5.6離子交換樹脂法1.5.7絮凝劑法1.5.8超濾膜法2 材料和方法2.1實驗材料以及實驗儀器2.2實驗方法 2.2.1油茶油的提取 2.2.2油茶皂甙的提取3 結果分析與討論 3.1實驗結果與分析 3.1.1油茶籽的水分測定 3.1.2油茶出殼率的測定 3.1.3油茶含油量的測定 3.1.4超聲波提取油茶皂甙 3.1.5超聲波提取油茶皂甙的正交試驗結果的直觀分析 3.1.6正交試驗的方差分析3.2討論4 結論致謝參考文獻1 前言油茶（Camelliaoleifera）茶科茶屬常綠小喬木，因其種子

11、可榨油(茶油)供食用，故名。茶油色清味香，營養豐富，耐貯藏，是優質食用油；也可作為潤滑油、防銹油用于工業。茶餅既是農藥，又是肥料，可提高農田蓄水能力和防治稻田害蟲；果皮是提制栲膠的原料。葉部含有花黃素、茶堿等，是醫藥工業的原料；木材可做小型農具。 油茶分布區的北界在淮河-秦嶺一線；南界大致在北回歸線附近；東界為東南海岸和臺灣；西界是云南的怒江流域和青藏高原的東緣。垂直分布在東部地區一般在海拔800m以下，西部地區可達海拔2000m。 油茶樹高達46m，一般23m。樹皮淡褐色，光滑。單葉互生，革質，橢圓形或卵狀橢圓形，邊緣有細鋸齒。花頂生或腋生，兩性花，白色。蒴果球形、扁圓形、橄欖形等。種子茶褐

12、色或黑色，三角狀，有光澤1。油茶喜溫暖，怕寒冷，要求年平均氣溫1618，花期平均氣溫為1213。突然的低溫或晚霜會造成落花、落果。要求有較充足的陽光，否則只長枝葉，結果少，含油率低。要求水分充足，年降水量一般在1000mm以上，但花期連續降雨，影響授粉。要求在坡度和緩、侵蝕作用弱的地方栽植，對土壤要求不甚嚴格，一般適宜土層深厚的酸性土，而不適于石塊多和土質堅硬的地方。油茶是我國特有的南方重要木本油料樹種，有2300余年的栽培歷史。據統計，全國現有油茶林面積為400萬hm2 ，分布于南方16個省(區)1100多個縣，年產茶油1.5億kg，占我國木本食用油料樹種栽培面積的80%以上。油茶經濟價值高

13、、用途廣、適應性強，綜合開發利用價值潛力大，是南方丘陵崗地重要的經濟林樹種，被林民稱為“鐵桿莊稼”、“綠色油庫”。油茶在我國國民經濟建設中起到了重要的作用。面對目前我國油茶生產呈現的機遇和強大的發展勢頭，回顧建國以來我國油茶的發展進程和成就，綜合分析當前社會、經濟和技術等各要素，找出油茶生產存在的問題和差距，是非常必要和及時的2-4。我國自20世紀70年代之后，大力發展和推廣浸出法工藝，發展較快，生產水平、產品質量以及主要技術經濟指標逐年提高，已接近國際先進水平。油茶皂苷的加工、提取工藝先后經歷了水、含水乙醇、含水甲醇等溶劑提取法，同時采取多種精制工藝，使油茶皂甙產品的加工成本、質量都有了較大

14、程度的改善。油茶皂甙作為優良的非離子型表面活性劑在日用化工、醫藥、木工、建材和農藥等領域的應用展開了較為系統的研究，取得了一定的成績。我國在茶皂甙(包括油茶皂甙)表面活性的理論體系的建立并指導應用于實踐是一大創舉5。1.1油茶粕的成分茶籽餅粕的成分6見表1.1。表1.1油茶粕的成分成分粗脂肪粗蛋白粗纖維粗皂甙灰分無氮浸出物鞣質油茶粕3.8516.3620.3222.466.3629.381.37去皂苷油茶粕3.6519.6226.381.487.9339.581.36從上表可看出，去皂苷茶籽餅可以作為一種能量飼料資源加以利用，但作為能量飼料而言，茶籽餅粕中蛋白質水平較高，無氮浸出物含量偏低，粗

15、皂甙含量偏高，要提高茶籽餅粕的飼用價值，就必須提高茶籽皂甙的提取率。油茶籽餅中的氨基酸含量如表1.2。表1.2油茶粕中氨基酸的含量氨基酸含量（w%）氨基酸含量（w%）氨基酸含量（w%）賴氨酸1.03 *纈氨酸0.77 *酪氨酸0.52色氨酸0.60 *苯丙氨酸0.78 *天冬氨酸1.57蛋氨酸0.45 *蘇氨酸0.68 *絲氨酸0.82亮氨酸1.52 *精氨酸2.06谷氨酸5.03組氨酸0.28甘氨酸0.81脯氨酸0.76異亮氨酸0.74 *胱氨酸0.55丙氨酸1.02從上表1.2可知，油菜籽餅中含有18種氨基酸，動物必需氨基酸（表中加*的氨基酸）含量較高， 尤其是賴氨酸和含硫氨基酸含量高于一

16、般能量飼料，所以，雖然油茶籽餅中粗蛋白含量只有16.36%，但因有效賴氨酸和含硫氨基酸含量高，實際蛋白水平己達22.89%，其蛋白質的營養價值要明顯高于玉米、小麥、米糠和麥麩，有很好的利用前景7。綜上所述，可以看出改進皂甙提取方法顯得尤為重要。本試驗從改進皂甙提取方法入手，利用超聲波的破碎原理，改變以前費時、費料的提取方法，增加提取方法在工業上應用的可能性，將油茶的資源盡可能的開發出來。1.2油茶皂甙的性質1.2.1油茶皂甙的物化性質油茶皂苷屬于五環三甙萜類皂甙（結構如圖1.1、1.2），油茶皂甙分子中由親水性的糖體和疏水性的配位基及有機酸構成，分子式C57H90O26，分子量1191.28，

17、熔點：224 。油茶皂甙具有苦辛味，純品為白色微細柱狀晶體。吸濕性強，對甲基紅顯酸性，難溶于無水甲醇、乙醇、不溶于乙醚、丙酮、苯、石油醚等有機溶劑，易溶于含水甲醇，含水乙醇以及冰醋酸、醋酐、吡啶等。茶皂甙溶液中加入鹽酸時，皂甙就沉淀。圖1.1皂甙的結構圖1圖1.2皂甙的結構圖21.2.2 茶皂甙的表面性質茶皂甙具有乳化、分散、濕潤、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。茶皂甙與水振蕩后產生峰窩狀泡沫，起泡力強，泡沫具有持久性，且不受水質硬度的影響。據稱，0.05茶皂甙水溶液振蕩后產生的泡沫經過30min而不消散，而優等肥皂0.06的水溶液振蕩后產生的泡沫14min就消

18、散了。茶皂甙作為表面活性劑，它的親水親油平衡值(HLB值)為10.6。因此是制備水包油型(OW)乳液的良好乳化劑8。據報道，以茶籽皂甙軟化石蠟，其乳化力強，分散性良好，乳液顆粒度在1.54m左右，穩定性好，能在室溫下長時間存放不分層，在40恒溫條件下存放24h以上(10濃度)，其表面結皮厚度為0.5mm，下層析水度為1.5 ，且乳液的穩定性和乳化效果幾乎不受水質硬度影響9。1.2.3 茶皂甙的生理活性茶籽皂甙還具有多種生理活性，溶血性是其中之一。經測定，他對家兔血液的溶血指數為100000。溶血作用也是茶籽皂甙的毒性，據推測，可能是由于它與血液中的大分子醇(如膽固醇等)結合成復鹽所致。它對冷血

19、動物毒性很大，但對高等動物口服無毒。茶籽皂甙的生理功效，許多方面與瓜參素G，海參素A、B、C、七葉素及馬粟草素等植物皂甙的功能性質相近，它們具有明顯的抗炎和抗滲透能力。茶皂甙有抑制霉菌生長的作用，但對革蘭氏陰、陽菌的生長無影響。它對某些細胞的RNA生物合成也有明顯影響。此外，它還具有去痰消炎、止咳鎮痛、殺菌殺蟲及促進植物生長等多種功效10。1.3油茶皂甙的用途油茶皂甙是一種天然非離子表面活性劑，具有良好的乳化、分散、發泡、膠粘、潤濕等作用，同時還具有消炎、怯痰、抗滲透、鎮痛、健胃等藥理，廣泛應用于毛織、針織、日用化工、醫藥、農藥方面11，具體性質及應用如下:1.3.1油茶皂素用作洗滌劑油茶皂甙

20、是天然活性劑，易酶解為無毒化合物，不會對環境產生污染。利用油茶皂甙作為洗滌劑洗滌絲綢、毛料以及棉麻織物，既能延長毛絲織物的使用壽命，不使織物產生縮絨現象，又能保持織物艷麗的色彩，不損害織物上染料色素。尤其是作為一種純天然原料，它對皮膚不會產生刺激、過敏、加深色素和毒素積累等現象12。1.3.2 油茶皂甙用作發泡劑油茶皂甙的起泡能力優于上等肥皂，且起泡性質和穩泡性都相當好。由于其具有較強的吸收二氧化碳的能力，在橡膠工業上可用作泡沫橡膠的發泡劑，在消防上用作泡沫滅火器的發泡劑，同時還可以代替其它化工原料，作為穩定泡沫劑生產加氣混凝土，大大降低了生產成本13。1.3.3油茶皂甙用作乳化劑油茶皂甙形成

21、的石蠟乳化液性能好，乳液顆粒度小，分布均勻，穩定性好，可用于地板光蠟液和藥品乳化劑。石蠟乳化劑、油茶皂甙泡花板、油茶皂甙熒石選礦劑產品。目前市面上己有油茶皂甙、新型纖微板防水材料等14。1.3.4 油茶皂甙用作粘膠劑油茶皂甙是一種復雜的化合物可用作煙草薄片的粘膠，其薄片具有良好的拉力、耐破度，含有豐富的有機糖，完全能滿足切絲卷煙要求；同時該粘膠劑具有吸潮保潤性，不需再加糖作保潤劑，可大大降低成本15。1.3.5 油茶皂甙用作植物殺蟲劑油茶皂甙的水溶液對動物血液的紅細胞會有溶血作用，據報道，皂甙的溶血作用是通過它與紅細胞膜上的膽固醇相互作用而造成細胞破裂，而對白細胞和蝦血紅細胞卻無此作用，而溶血

22、只限于注射藥，口服不造成溶血，但皂甙由鰓進入微血管中產生溶血作用而毒害冷血動物，而非冷血動物由于在胃腸道的酸或酶的作用下皂甙己經水解斷裂，故毒性己經大大降低，微量的油茶皂甙可以引起血清蛋白的大幅度降低，但并不影響血細胞。因此，以油茶皂甙為主要原料研制的植物殺蟲劑對人畜無害，對植物安全，具有推廣前景16。1.3.6 油茶皂甙在醫藥上的應用油茶皂甙具有較好的抗真菌、抗炎和擴張血管的作用，通過體外抗真菌試驗表明，油茶皂甙對皮膚常見致病真菌都有明顯的抑制作用，其中對白色念球菌抑制作用最強，可用其配制天然癬藥17。同時，油茶皂甙具有消炎、祛痰、健胃和抗炎等藥理作用，能刺激人體氣管粘膜，增加分泌，不但具有

23、止咳祛痰之功效，還可以作為利尿劑18。最近研究還表明，油茶皂甙具有抗突變、抗放射輻射和抗癌作用19-20，還可以影響釘螺生殖腺及肝臟21，可以殺滅血吸蟲卵，體外有殺精子等作用22。1.3.7油茶皂甙用作生物試劑精制的油茶皂甙各項指標達到生物實驗(BR)標準，可應用于生物研究23。1.3.8 油茶皂素在食品工業中的應用茶皂素在食品工業上，因其具有較強的吸收二氧化碳的特性，可用在清涼飲料上如汽水和啤酒中作助泡劑。由上可知，油茶皂甙是一種非離子型的表面活性劑，其來源于天然，刺激性小，去污能力強，本身又具有抑菌的作用，因此，作為人體的洗滌用品和高級衣料的洗滌用品很合適，這與人們生活水平的提高，在吃、穿

24、、用諸方面返樸歸真，回歸大自然的消費心理和消費要求又是十分吻合的。而這類產品開發的關鍵是必須有高質量的皂甙產品，即所得皂甙純度要高，色澤要淺，無不良氣味等。1.4油茶皂甙的提取目前 ， 從油茶餅中提取茶皂甙的方法主要有兩種:一種是水提法，即用熱水多次浸泡脫脂后的餅渣，然后過濾、濃縮、干燥，得到深揭色的皂甙。該方法雖然提取劑易得，價廉且安全，但產品色澤、質量性能較差，這主要是因為茶餅粕中含有較高量的淀粉和糖分，熱水浸泡時，淀粉、糖分等被浸出，造成淀粉糊化，形成一種膠狀粘稠物，使得過濾十分困難，從而影響了茶皂甙提取物的純度和色澤，使其用途受到了一定的限制:另一種是有機溶劑法，用此方法，產品純度雖有

25、提高，但提取劑消耗多，成本較高，工藝也較復雜。實驗證明，用70%左右的乙醇(甲醇)回流，提取效率較高，雜質含量較少，是較好的溶劑提取條件24。本試驗是應用超聲波的破碎原理，提高了皂甙的提取率，而且這種方法具有提取成本低、提取時間短、操作簡便等特點。1.5油茶皂甙的純化油茶皂甙色澤深、氣味刺鼻、含量低，是限制其開發利用的主要質量原因，有報道顯示：氣味并不是皂甙所固有的，完全可以除去。顯然，采用合適的純化方法用于生產意義重大。經典的純化方法往往需要多次工序“對癥下藥”，例如針對皂甙的脫色大多采用H2O2 氧化破壞色素、離子交換樹脂或二者相結合的方法等。皂甙的純化，常見的有醇一醚沉淀法、正丁醇萃取法

26、、硅膠或聚酰胺柱層析法、明礬、殼聚糖等絮凝劑法和離子交換樹脂法等。1.5.1 正丁醇萃取法：將粗皂甙用少量水溶解，水溶液用正丁醇萃取，即可得到正丁醇層，濃縮至干，得到棕紅色粘稠固體。此法得到的皂甙顏色太深，且雜質較多1.5.2重結晶法：將粗皂甙加入熱乙醇中，溶后過濾，重復操作23次，合并濾液后加入鹽酸，放置冷卻使其結晶析出，如果顏色不合要求，再用乙醇重結晶，即可得到高純度的茶皂甙。但此法油荼皂甙得率較低，且不適用于工業生產。1.5.3吸附法：在粗皂甙的水溶液中，加入新煅制的氧化鎂粉，然后向蒸發至干的粉末中加入乙醇，使吸附在氧化鎂上的皂甙溶解出來，放冷后，皂甙析出，得到純品，得率大約為粗皂甙的5

27、0%，且純度不高。1.5.4聚酰胺柱層析法：將粗皂甙進行聚酰胺柱層析，分別用水，不同濃度的乙醇水溶液依次洗脫，在某一合適濃度即可得到皂甙組分。此法得到的皂甙純度不高，且聚酰胺柱回收不易，不適合工業生產。1.5.5硅膠柱層析：硅膠柱采用干法上柱，干法上樣。用飽和的正丁醇洗脫，收集皂甙部分，直至洗脫液在薄層上無皂甙點出現，減壓濃縮至干，得純化皂甙。干法裝柱既可以省時，也可以節約溶劑而且干柱在分離條件上更接近薄層層析，這樣就更容易找到合適的分離條件，此方法得到的皂甙較好，但不適用于工業生產。1.5.6離子交換樹脂法：將粗皂甙利用離子交換樹脂可去除濾液中的可溶性鹽類。陰、陽離子交換樹脂的型號，可選用磺

28、酸型陽離子交換樹脂(732型)和季銨鹽型陰離子交換樹脂(717型)。此方法純化效果不佳，可與其它方法配合使用。1.5.7絮凝劑法：本法是采用絮凝劑對水提取液的雜質進行沉淀，沉淀劑主要有兩類：一類為沉淀雜質，另一類為沉淀油茶皂甙。第一類沉淀劑主要有：乙醇，硫酸鋁鉀，聚丙烯乙酰胺(PAM)，聚三氯化鐵(PAC)以及硫酸鋁鉀(活性三氯化鐵)+可溶性甲殼素等；第二類沉淀劑主要有鉛鹽，丙酮，明礬，乙醚等。據報道，用硫酸鋁鉀(活性三氯化鐵)+可溶性甲殼素的方法，沉淀速度快，對皂甙無影響，價格便宜，和用乙醇處理過的濾液效果相當，且比乙醇更安全，效果更好。如能找到合適的絮凝劑，則此法適合于工業生產。1.5.8

29、超濾膜法：此技術是在水提技術的基礎上，使用超濾膜分離技術，通過水溶液中物質分子量的差別而使糖類、鹽類、色素等雜質被分離除去，從而達到濃縮、精制及脫色的目的。其基本工藝路線如下：粗皂甙一級分離二級分離脫色干燥精制皂甙據報道，此法提取的皂甙的得率高，一般在90%左右，且工藝路線由于不使用有機溶劑，大大降低了生產投資和運行成本，并提高了生產的安全性。精制皂甙具有理想的色澤，有利于產品的進一步開發，故此技術適用于工業生產。本試驗是用水進行提取皂素的，而且乙醇沉淀法比較安全，所以采用的是乙醇沉淀法和陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑法相結合來進行純化的。2 材料和方法2.1試驗材料及儀器2.1.1材料未脫殼的油茶

30、籽2.1.2儀器及試劑儀器：秤、天平、烘箱、液壓榨油機、水浴鍋、分液漏斗（400ml）、量筒（10ml、100ml）、燒杯（200ml、400ml）、pH試紙、離心機、旋轉蒸發儀、紅外燈烘箱、超聲波儀試劑：氨水、95%乙醇、陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑、活性炭、乙醚2.2試驗方法2.2.1油茶油的提取（1）取100g未脫殼的油茶籽放入紅外燈烘箱中，105下進行脫水處理，待油茶恒重，稱其重量測含水量。（2）將剩余的油茶籽進行烘干，烘干后的油茶籽進行脫殼，稱其重量G1。（3）將脫殼的油茶籽放入液壓榨油機中，60MPa壓榨至恒重。另取1kg單獨壓榨，測油茶的出油率。2.2.2油茶皂甙的提取（1）將油茶粕

31、用粉碎機粉碎，然后放入乙醚中浸泡24h，去除剩余油脂。（2）取9份浸提過的油茶餅，每份50g，然后按溫度、時間、超聲波功率、料液比四個因素進行正交試驗。正交表L9（34）如下：表2.1 影響因素與水平設計表123A.溫度（）607080B.時間（h）0.51.01.5C.料液比（w/v）1：61：81：10D.功率（w）406080表2.2 L9（34）正交試驗設計表列 號影 響 因 素ABCD試驗號111112122231333421235223262311731328321393321（3）超聲波處理以后，用氨水調pH值為10，使浸提液的蛋白質、樹脂、有機酸、色素等雜質形成沉淀，離心分離沉

32、淀。上清液按1:0.5的比例加入95%的乙醇，攪拌均勻，靜置2h，離心取上清液。（4）利用旋轉蒸發儀將上清液濃縮，回收乙醇。（5）濃縮液冷卻后加入陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑，攪拌均勻，靜置2h，得粘稠液體。（6）用紗布過濾后，烘箱烘干，稱產品重量，計算提取量。3 結果與討論3.1試驗結果與分析3.1.1油茶籽的水分測定未烘烤油茶籽重=100g，2h后油茶籽恒重94.5g油茶籽的含水量=（100-94.5）/100*100%=6.5%。3.1.2油茶出仁率的測定未脫殼的油茶籽G=4152g，脫殼后的油茶籽重G1=2930g油茶籽的出仁率= G1/G=2930/4152*100%=70.57%。3.

33、1.3油茶含油量的測定 未壓榨的油茶籽重=1000g，壓榨后的油茶重=749.5g 油茶籽的含油量=（1000-749.5）/1000*100%=25.05%。3.1.4超聲波提取油茶皂甙 9份油茶粕，每份50g，分別按照表2.2 L9（34）正交表進行試驗，得數據填入下表。表3.1皂素的提取量（g）試驗號123456789皂素產量9.000010.00011.18156.56717.95655.21966.68084.48811.65873.1.5超聲波輔助提取油茶皂甙的正交試驗結果分析見表3.2表3.2正交試驗結果的直觀分析列 號影 響 因 素皂素產量（g）ABCD試驗號111119.00

34、002122210.0003133311.1815421236.5671522327.9565623115.2196731326.6808832134.4881933211.6587T130.181522.247918.707715.8783T=62.7523T219.743222.444618.225824.6373T312.827618.059825.818822.2367X110.06057.41606.23595.2928X26.58117.48156.07538.2124X34.27596.01998.60637.4122R5.78461.46162.53102.9196從表3.2可

35、以看出，溫度和超聲波的功率的極差分居第一、二位，是影響皂素提取的關鍵因素，其次是料液比，超聲波提取時間的影響程度最小。根據各試驗因子的總計數或平均數可以看出：A取A1，B取B2，C取C3，D取D2為好，即皂素提取的優化方案是A1、B2、C3、D2的組合。3.1.6正交試驗的方差分析(1)平方和與自由度C=（x）2/n=62.75232/9=437.539SST=x2-C=9.00002+10.0002+11.18152+6.56712+7.95652+5.21962+6.68082+4.48812+1.65872-437.539=69.6913SSA=x2/3-C =488.4214-437.

36、539=50.8824SSB=x2/3-C =441.6285-437.539=4.08948SSC=x2/3-C =449.5894-437.539=12.0504SSD=x2/3-C =451.1959-437.539=13.6569因為此正交表是四因素三水平的L9（34），表中的任意兩列的互作作用出現在另外兩列，所以做以下組合分析,列方差分析表進行F檢驗：（2）考慮A、B因素，C作為A*B的互作SSe=SST-SSA-SSB-SSC=2.6690dfT=9-1=8dfA=dfB=dfC=3-1=2dfe=dfT-dfA-dfB-dfC=8-2-2-2=2表3.3溫度和時間兩因素正交方差分

37、析影響因素dfSSx2FF0.05F0.01溫度A250.882450.882419.064219.0099.00時間B24.089484.089481.532219.0099.00影響因素dfSSx2FF0.05F0.01溫度*時間C212.050412.05044.514519.0099.00試驗誤差22.66902.6690總誤差869.6913由3.3可知，溫度的F值顯著，而溫度與時間的互作作用不是很明顯。(3)考慮A、D因素，B作為A*D的互作SSe=SST-SSA-SSB-SSD=1.0625dfT=9-1=8dfA=dfB=dfD=3-1=2dfe=dfT-dfA-dfB-dfD

38、=8-2-2-2=2表3.4溫度和功率兩因素正交方差分析影響因素dfSSx2FF0.05F0.01溫度A250.882450.882419.064219.0099.00功率D213.656913.65695.116919.0099.00溫度*功率B24.089484.089481.532219.0099.00試驗誤差22.66902.6690總誤差869.6913由表3.4可知，溫度的F值最高，溫度與功率的互作作用也不是很明顯。(4)考慮B、D因素，C作為B*D的互作SSe=SST-SSB-SSC-SSD=39.8945dfT=9-1=8dfD=dfB=dfC=3-1=2dfe=dfT-dfD

39、-dfB-dfC=8-2-2-2=2表3.5時間和功率兩因素正交方差分析影響因素dfSSx2FF0.05F0.01時間B24.089484.089481.532219.0099.00功率D213.656913.65695.116919.0099.00時間*功率C 212.050412.05044.514519.0099.00試驗誤差22.66902.6690總誤差869.6913由表3.5可知，功率的F值最高，而功率和時間的互作作用也很明顯。由于功率較為顯著，浸提時間作用不明顯，時間*功率互作顯著，功率和時間的最優水平應根據時間*功率互作而定，即在D2確定為最優水平后，在D2水平上比較B，確定

40、時間的最優水平。D2B1 的平均數=6.6808D2B2的平均數=(10.0000+7.9565)/2=8.97825因此，時間B還是B2水平較好；溫度A取A1水平較好；料液比水平差異不顯著，取哪個都可以，所以最佳組合方案是：A1B2C1D2或A1B2C2D2 或A1B2C3D2，符合直觀分析中得出結論，既皂素提取的優化方案是A1、B2、C3、D2的組合。3.2討論3.2.1在茶餅浸提過程中，如果只用水來浸提，得到的茶皂甙顏色深，含量和得率低，但如果在增加一道乙醇浸提過程，則得到的茶皂素相對來所顏色淺，含量和得率亦高。而如果只用乙醇作為浸提液，雖然得到的產品質量尚可，但要消耗大量有機溶劑(乙醇

41、)，成本高，工藝復雜，所以采用醇水溶液法較為可行。3.2.2本試驗中過濾所得的濾渣經脫毒處理，絕大部分的有毒物質可以除掉，因而可以作為生畜的飼料。 3.2.3本試驗中采用陽離子型聚丙酰胺作為絮凝劑，因為陽離子型聚丙烯酰胺的分子中含有大量正電荷，能吸附雜質微粒，起到電性中和作用，而它的長碳鏈又可以起到架橋作用，所以用它作絮凝劑可以形成大而連續的絮團，加速沉降速度，縮短過濾時間，提高溶液澄清度。3.2.4采用本工藝可以從原來被廢棄的油茶籽餅中得到多用途的化工原料茶皂素和家畜與生畜的飼料，真正做到了變廢為寶，對提高經濟效益和社會效益具有重要作用。3.2.5試驗中存在的問題（1）油茶種子的質量是影響試

42、驗的一個關鍵因素，如果種子的質量很差，出仁率較低，提取的皂素含量就會受到影響。（2）在進行壓榨之前，應控制種子的含水量，含有過多的水會對壓榨有一定的影響，從而給后面的試驗帶來不必要的麻煩，也可能會對皂素的產量有影響。（3）對種子中茶油的提取也是關鍵的一步，壓榨得不好就會在茶粕中含有一定的油脂，再進行皂素的提取時，就會影響皂素的提取量，操作也會很繁瑣。（4）在提取皂素的過程中，分離產物也是很重要的，由于試驗條件的限制，僅能用紗布過濾，這樣操作會使一部分皂素損失，所以應改進分離技術，提高皂素的提取率。3.2.6問題的解決方法（1）油茶種子質量的好壞，主要取決于品種的優劣，優良品種的產量高，種子質量

43、好，所以改良油茶品種也是解決油茶開發的一個問題。現在有很多科技人員開始著手進行研究，將生物技術應用于改良品種是很好的方法。油茶常規育種是在自然林分中選育出優良品系，能夠盡快獲得增益的育種方法。傳統上油茶多采用實生繁殖。明朝徐光啟的農政全書對油茶選種、貯藏、育苗、整地和造林等作了記載：種楂法(秋間收籽時，簡取大者，掘地作一小窖，勿令及泉，用沙土和了置窖中。至次年春分取出畦種，秋分后分栽，三年結實，屬于較早的自然選種了。而進入生物時代后，育種就應從組織培養、分子標記、基因表達等方面進行研究25-28。油茶組織培養29 油茶與山茶屬其它植物一樣，細胞不易誘導分化產生再生植株，導致油茶組織培養的難度較

44、大。飲料茶葉和觀賞茶花的組織培養在國內外已有報道，但對油料用的普通油茶方面報道還很少。最早是廣西自治區林科所于1980年報道通過油茶組織培養誘導出胚狀體；他們從1979年開始研究油茶胚狀體、假珠芽成苗過程及腋生枝快速繁殖等再生方式，建立了油茶組織培養及其上山造林的技術，給油茶無性系繁育工廠化開辟了新的途徑。1981年與1982年，湖南省邵陽地區林科所隆振雄和盧天玲先后分別通過油茶未成熟的子葉幼胚離體培養獲得了完整的再生小植株，隨后油茶組織培養基本停滯。2002年，中南林學院張智俊、畢方鋮等通過油茶優良無性系的腋芽培養，誘導出現再生小植株，并篩選出了再生叢芽、子葉形成胚性愈傷組織及其不定芽分化的

45、最適培養基配方；還通過RAPD鑒別，發現分子水平上的變異，為油茶優良無性系組培擴繁和生物技術育種的再生體系建立打下了基礎。油茶分子標記30 對油茶進行分子標記的目的是建立油茶不同品系的分子鑒別體系，并從中篩選與主要經濟性狀相關的特殊基因片段，有利于分子標記輔助選擇育種。首先由中南林學院譚曉風等建立了改良CTAB法提取山茶屬植物總DNA的技術方法，張自俊等在此基礎上進行改良為同時提取DNA與RNA方法，改進了油茶RAPD反應體系。福建林學院張云等也對油茶隨機擴增多態DNA條件作了研究。張自俊等以22個引物對12個油茶優良無性系進行RAPD標記，得到了141條多態性譜帶，并通過引物將優良無性系與自

46、然植株區別開來。雷治國等通過18條引物對90個油茶優良無性系進行RAPD標記，得到569條多態性譜帶，其多態比率達到94.7 ，還找到了32條特異性譜帶。湖南省林業科學院陳永忠等也對油茶“雄性不育”優良無性系進行鑒別標記，為建立比較完備的油茶優良無性系鑒別體系積累了豐富的技術與資料。油茶分子圖譜的構建與基因的分離30 20世紀90年代中后期，中南林學院經濟林育種與栽培國家林業局重點實驗室譚曉風教授等在山茶屬植物分子鑒別的基礎上開展油茶cDNA文庫和EST文庫的構建研究，得到了106庫容量的油茶種子油脂轉化高峰期的從DNA文庫；在所構建的從DNA文庫中挑選了2000多個克隆進行測序分析，從中分離

47、出油茶種子中與脂肪酸、蠟合成和代謝有關的主要基因脫酰ACP硫酯酶(FatB1)基因、硬脂酰一ACP脫飽和酶(SAD)基因、油酸脫飽和酶(FAD2)基因、FAD 8基因、ACP基因等；還對中國沙梨自交不親和等位基因進行了分離研究，分離出7個SNase新等位基因，以上這些基因已部分登陸到了GenBank，為油茶轉基因育種與定向培育研究奠定了基礎。油茶功能表達檢測和轉基因育種30 油茶育種的目標是提高產油量，為了從更深層次探索油茶油脂轉化過程中其功能基因的作用情況，湖南省林科院的陳永忠博士利用基因芯片技術對油茶果實的功能基因進行檢測，旨在繪制各功能基因在油茶果實油脂轉化過程中的表達譜，為進一步深入開

48、展高產油量、高含油量和油茶優良的油茶新品種的定向培育作前期探索研究。上述這些方法都能夠很好的用于油茶品系的改良，提高油茶的產量和質量，對工業化的生產有很大的益處。不僅僅是規模的擴大，而且提取的茶油和皂素的產量和質量均得到相應的改進和提高。（2）針對于油茶種子中的含水量的問題，可以從采收、晾曬和加工三方面考慮。對油茶適時的采摘能夠時期的含水量控制在一定的范圍內有利于加工，在進行油茶油提取前，應對其進行蒸烤，使種子的含水量達到一定的水平，這樣就可以保證后續加工的順利進行。（3）本實驗中沒有按照一般的提取方法進行提取茶油，結果是茶粕中含有一定的油脂，所以在進行皂素提取前一定要做好油脂的提取。一般的精

49、煉方法是堿煉、水洗、脫色、濾壓、脫臭和皂角處理幾部分。按照這種方法可以得到較好的茶油，還能夠提高皂素的提取率，所以在以后的研究中也該對茶油的提取方法進行改進。（4）皂甙是易溶于水的，而且在提取的過程中它與糖類、蛋白質等有機物同時存在水溶液中，分離純化皂素是關鍵的一步。本實驗中應用乙醇沉淀法，除去部分糖類、蛋白質，但是在分離的過程中因為它們都是大分子物質，很難用一般的方法過濾除去，所以應用較好的分離純化的方法是很必要的。目前，低壓、中壓、高壓液相色譜以及反相高壓液相色譜(RP-HPLC)己經成為分離皂甙的常用方法。DCCC(Droplet CountercurrentChromatography

50、)是應用于皂甙分離的新的技術31，分離效能高，有時可將結構極為相似的皂素分開。該技術的原理是移動相液滴在通過與之不相容的固定液相的過程中產生連續分配，從而達到分離的目的。層析法是比較經典的分離方法，由于皂甙極性較大，采用分配柱層析來分離的效果要比吸附層析好。常以硅膠為支持劑， 以不同比例的CHCl3(CH2C12)-CH3OH-H20為溶劑系統進行洗脫，也可以用含5%, 10%, 15%CH3OH的水飽和乙酸乙酯等作為洗脫劑，使硅膠柱層析得到了廣泛的應用32。此外，反相硅膠柱層析也得到了重視，通常以反相鍵合相如RP-18(硅膠表面的輕基用含有18個碳的鏈狀化合物鍵合而得)，RP-8或RP-2為

51、填充劑，用CH3OH-H2O( 9:1, 7:3)等比例為洗脫劑。制備薄層層析也己用于皂甙分離，取得了較好的效果。亦可將皂甙進行乙酰化制成乙酰酯，然后用硅膠柱層析分離，常用己烷一乙酸乙酯為洗脫系統。由于各油茶皂甙的結構上差異很小，有時用一種方法往往達不到分離的目的，這時可采用多次反復層析或多種方法結合進行，如用活性炭，三氧化二鐵，葡聚糖凝膠，硅藻土一硅酸鎂等方法33-34。因此，在以后的實驗中可以利用層析法的方法進行分離，可以使實驗的提取率、準確度提高，這是試驗的最終目的。3.2.7試驗過程中查閱了大量的資料，從中了解了油茶的利用用價值和相關技術的發展狀況，據此可以設想一下油茶資源未來的發展趨勢。油茶的開發技術還處于探索階段，我們將進一步研究的是茶油的精煉、皂素的應用以及油茶粕的綜合利用。例如，由于茶油含有大量的不飽和脂肪酸，對人體非常有益，所以大量的開發茶油不僅對人體健康有益，而且可以解決人們的吃油問題，減少疾病的發生