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《重庆工商大学》 2012年
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油茶饼粕中茶皂素的抑菌乳化特性研究及在洗涤剂产品的应用

冉咏兰  
【摘要】:近年来,我国油茶经济发展迅速,油茶种植面积日益扩大,目前对油茶的加工开发利用主要主要集中在茶籽油上,而榨油后留下的油茶饼粕多作为废弃物,因此,油茶饼粕资源丰富,对油茶饼粕中茶皂素的研究,并使其应用于各个相关行业,把油茶饼粕这种废弃物回收再利用以达到变废为宝的目的,不仅可以保护环境,还可以带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益。本论文利用乙醇对油茶饼粕中的茶皂素进行粗提取,分析浸提温度、浸提时间、乙醇体积分数、料液比对茶皂素得率的影响,再利用沉淀法和吸附树脂法对茶皂素进展纯化,找出适合工业生产茶皂素的方法。并系统的研究了茶皂素对几种不同的细菌和真菌的抑菌能力,还研究了茶皂素的乳化特征,分析了茶皂素的起泡力、表面张力和接触角。最后,文章还研究了不同配方的洗涤产品,通过在洗油率和残油脂萃取方面的比较,挑选出符合生产的洗涤剂配方,为以后的研究开发奠定基础。 论文的主要研究内容和成果如下: (1)采用有机浸提法,用乙醇对茶皂素进行粗提取。利用单因素实验考察了浸提过程中的乙醇体积分数、浸提时间、浸提温度、料液比对茶皂素得率的影响,通过正交实验对茶皂素的浸提进行工艺优化,得出最优浸提方案。结果表明:浸提过程中的乙醇体积分数、浸提时间、浸提温度、料液比对茶皂素得率都有影响,乙醇的体积分数对茶皂素的得率影响最大,其次是浸提时间和浸提温度,而料液比的影响最小。提取茶皂素的最佳工艺为A1B2C1D2,即乙醇体积分数为80%,浸提时间为2小时,浸提温度为75℃,料液比为1:10,得率为16.78%。 (2)绘制出茶皂素的标准曲线,通过沉淀法和大孔吸附树脂法纯化茶皂素样品,计算出纯化样品的茶皂素含量。结果表明:不同的大孔吸附树脂对茶皂素的吸附率不同,在25℃,吸附时间为8小时的条件下,AB-8大孔吸附树脂对茶皂素的吸附率最高,为76.79%,DM-301的吸附率为66.21%,而NKA-Ⅱ的吸附率较低,为53.47%。用AB-8大孔吸附树脂对茶皂素进行纯化,吸附条件为:上样液中茶皂素浓度,吸附温度25℃,吸附时间100min。脱附条件为:脱附温度25℃,洗脱液乙醇浓度80%,洗脱液与上样液体积比1:4,脱附时间80min。洗脱后样品中茶皂素的含量为80.55%,用沉淀法对茶皂素进行纯化,样品中茶皂素的含量为73.59%。由于大孔吸附树脂具有可再生性,所以可以用于工业化生产,降低成本。 (3)利用滤纸片法抑菌实验研究茶皂素对大肠杆菌、黑曲霉、酵母菌的抑制作用。结果表明:茶皂素对不同的微生物有着不同程度的抑制作用,不同质量浓度茶皂素溶液的抑制效果有明显的规律,随着茶皂素溶液质量浓度的升高,抑菌圈直径有递增趋势,并呈现明显的浓度依赖性。茶皂素对单细胞真菌酵母菌的抑菌活性最强;对产孢子的霉菌抑制能力最弱,只能起到一定程度的抑制作用,且浓度依赖性不明显。 (4)利用对茶皂素的起泡力实验、表面张力实验、接触角实验来研究茶皂素的表面活性和乳化特征。结果表明:茶皂素可以明显增加啤酒的起泡时间,并随着茶皂素浓度的增加,茶皂素对啤酒的起泡力也明显增大。茶皂素能显著降低表面活性,并随着浓度的增加而下降。当浓度在0.05g/ml时,表面活性最低。其后再增加浓度,活性也不再降低。呈现出表面活性剂特有的胶束形成现象。茶皂素可以明显降低水的接触角,并随着茶皂素浓度的增加而减小,并且接触角θ﹤90°。接触角通常能反映表面活性剂的湿润性。接触角越小,湿润性越好。说明茶皂素可以作为一种优良的表面活性剂来应用。 (5)配制不同配方的洗涤剂样品,对不同样品进行洗油率测定(QBT2117-1995通用水基金属净洗剂)、洗毛实验和残油脂萃取试验(GB6977-86洗净羊毛油,灰,土杂试验方法),测定不同配方的洗涤剂的洗涤效果,了解含有茶皂素的洗涤剂的优缺点。结果表明:在洗涤剂的洗油率测定的实验中,对于菜籽油,茶皂素的洗油率不是很高,但是对于机械油,茶皂素的洗油率好,而复配后洗油率效果均好,洗油率上升。在洗涤剂的残油脂萃取实验中,茶皂素在与烷基苯磺酸钠经复配后,对羊毛的洗涤效果与当前使用的含有的OP-10乳化剂的洗毛剂相比效果相当,但是茶皂素是天然绿色环保产品,其在原毛洗涤方面代替OP-10乳化剂的应用前景良好。
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