茶皂素的应用及其研究进展.docx

    茶皂素的应用及其研究进展    【摘要】茶皂素是从油茶茶籽提取出来的物质成分，其具有特殊的表面活性与生物活性，我国是一个产茶大国，但是由于茶皂素具有强烈的刺激性与鱼毒性，因此大量的茶粕被丢弃，造成大量的资源浪费，近年来，由于茶皂素的特有的起泡性能，对于茶皂素在日用化工方面上的广泛应用已经得到了大量实践，另外，茶皂素在医药、农药、抗菌、杀虫、建材等各个领域的应用中都有了广泛的尝试，依据大量报道茶皂素在这些领域中的实际利用价值是不菲的，事实证明具有广阔的应用前景关键词】茶皂素；表面活性；生物活性；应用；综述TQ423.2A2096-0867（2016）17-184-03油茶皂素为油茶的重要组成部分，经过精制含量在60%以上油茶皂素是优良的表面活性剂，其中在洗涤剂中、香波、洗浴净、建材方面建材方面、食品、农药等方面有许多实际用途与潜力依据茶皂素的化学组成成分，它还有其特有的生物活性，具有溶血性、鱼毒性、类生物激素样等广泛的药理作用，并且在医药、抗高血压、养殖畜牧业、抗菌、杀虫、抑制酒精吸收等方面存在可观的使用价值因此合理开发利用油茶资源,特别是不要再随意丢弃油茶茶粕,变废为宝，可为抗恶性肿瘤、抗生育等药物的研制提供资源保证。

1.茶皂素的性质1.1茶皂素的理化性质油茶皂素，又名油茶皂苷是油茶籽中所含的特有物质成分，也是酪苷类化合物，属于五环三苷萜类皂苷，其分子式是：C57H90O26，分子量为1191.28，熔点为224℃茶皂素具有皂苷的通性，有苦辛辣味，同时具有刺激鼻粘膜特性；结晶的茶皂素为无色微细柱状结晶体，在冷水中难溶，而在热水中易溶，在稀碱性水溶液中溶解度显著增加；茶皂素还能较好溶解在含水甲醇、含水乙醇，正丁醇及冰醋酸中，但不溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯、石油醚等溶剂1.2茶皂素的表面活性它具有乳化、分散、润湿、去污、发泡、稳泡等多种表面活性,尤其具有很强的发泡能力,且产生的泡沫稳定，不受水质硬度的影响，是一种优良的表面活性剂因此茶皂素可广泛应用于日用冶金和金属材料加工等领域1.3茶皂素的生物活性茶皂素是一种五环三苷类皂苷，由配基、糖体和有机酸三部分组成[1]已有研究表明，茶皂素的配基有7种分，见表1表1茶皂素的配基组成茶皂素的生物活性的强弱与其化学结构密切相关且经多项实验证实，茶皂素具有显著的祛痰、消炎、止咳、镇痛、抗渗透、杀菌、杀虫及促进植物生长等作用，因而广泛应用于农药、医药等许多领域2.茶皂素的应用2.1茶皂素的表面活性及应用2.1.1日用工业化茶皂素是一类性能良好、非离子型的天然表面活性剂，其性能优异，其水溶液振荡后能产生持久的泡沫，其起泡能力几乎不受水质硬度的影响，而肥皂类阴离子表面活性剂却受水质硬度的制约，在水质硬度偏高的情况下，起泡力很小，甚至无泡沫产生。

茶皂素的起泡能力与浓度有关，低浓度时随浓度提高，起泡力增强茶皂素还有良好的去污性能，可用作日化工业的清洁剂和洗涤剂，特别是对于蛋白质纤维素的丝、毛织物，洗涤后有较好的手感，而且毛织物不缩绒2.1.1.1茶皂素在洗涤剂中的应用茶皂素具有泡沫低、酸性弱、扩散快、易清洗、易挥发等特点易使生物降解且不会污染环境，是日用化工行业难得的表面活性剂原料民间早有使用茶饼粕泡水洗衣、洗发的习惯，这就是茶皂素去污洗涤性能的具体应用茶皂素性能柔和，其水溶液呈微酸性，且茶皂素中的亲油基团比较容易结合烃类化合物，而对植物油脂的结合率较差利用适宜的茶皂素纯度能够达到良好的洗涤效果，据卓先振[2]等人的研究发现以茶皂素为表面活性剂配成的洗涤剂其起泡力优于上等肥皂或合成洗涤剂,在茶皂素与洗洁精在质量比1:9的复配下，对菜籽油和机械油的去油率分别为97.1%和98.9%，结果证明茶皂素是毛纺品、丝织品、棉纺品的优良洗涤剂程志斌,肖意中[3~4]等通过实验证实用茶皂素配制的洗涤剂，符合毛纺织物的洗涤要求，且洗涤后的织物在色泽鲜艳性等方面优于国产合成毛纺洗涤剂其优良的去污、起泡、稳泡等功能，使其对毛、丝、羽绒等洗涤方面充分发挥优越性，如剥色能力小，不使织物产生缩绒现象，又能保持织物艳丽的色彩，既能延长毛丝织物的使用寿命，还不损坏织物上的染料色素等。

经茶皂素洗涤后的织物柔软、光泽好、白度高、柔软膨松，残脂率和残碱率合格，各项综合性能均能达到冼净剂的标准将质量分数为0.2％茶皂素作为化纤织物的活性染料用于印花漂洗，各项指标均可达到国家标准的规定，在白度和鲜艳度上优于雷米邦A将茶皂素用于制备精炼助剂，可用于纺织品印染的前处理，能大大提高棉纤维素的吸水能力，使精炼后的棉织物均匀性好，脱棉籽壳干净彻底，洁白度高将茶皂素在90℃下于碱性介质中用于纺织助剂，具有良好的润湿性和钙皂分散性茶皂素还能改善染料的吸收作用，常用作染浴中的匀染剂茶皂素还可作为脱脂剂用于纺织业曹机良[5]等人通过实验证实，通过改性的茶皂素（改性茶皂素用量30—40g/L,98℃浸渍处理40min）处理棉织物，处理后棉织物的白度可达94%左右,强力损失约8%2.1.1.2茶皂素在香波、洗浴净上的应用由于茶皂素的表面活性优良，在高温、高盐和广泛的pH值范围内有很好泡沫性能和较强的携水能力对固体微粒表面分散作用明显，还对蛋白质纤维素无损伤，特别对毛、丝、羽洗涤效果良好，因此在洗发香波、天然草本洗发露、防晒消炎润肤膏、沐浴液等产品中的具有广泛有效的应用，而且茶皂素比现场使用的起泡剂有更好的携水能力和更便宜的价格。

并兼具洗涤与护理等多重功效，用低分子有机硅改性茶皂素可以做成低表面活性张力的可降解表面活性剂，可广泛用于护肤化妆品、餐具洗涤剂等，茶皂素根据其优良的性质在油、气田、日用化工等方面有广阔的应用前景[6]目前国内外已经开发了一些利用茶皂素制成的洗涤剂，香波、洗浴净等日用品,刘淑霖[7]等开发的茶皂素洗浴净较一般洗浴净而言效果更加显著，既可以洗头又可以洗浴，具有养发护肤之功效2.1.2建材方面茶皂素可应用在加气混凝土中，田洁华[8]等利用茶皂素的稳泡性研制出加气混凝土工业的稳泡剂和发气剂等专业外加剂盂佑婷，袁兴中[9]等人通过以生物表面活性剂茶皂素离子浮选去除废水中镉离子的能力进行研究，结果表明茶皂素浮选去除废水中的Cd2+取得了良好效果，在CTS/CCd2+=2—3，pH值为6.0—8.0，通气量0.15L?min-1可得到满意的去除效果溶液pH和离子强度对镉去除效率和富集比影响很大，而通气量在一定范围内对浮选去除率的影响较小李光德[10]等采用质量分数为7%茶皂素溶液作淋洗液,其中pH5.0±0.1、土液质量体积比1：4为最佳淋洗修复条件，对潮土重金属污染的淋洗修复作用实验证实茶皂素对土壤中重金属具有一定的去除能力，结果表明，Pb、Cd、Zn、Cu的去除率分别为6.74%、42.38%、13.07%、8.75%，去除率的大小顺序为Cd＞Zn＞Cu＞Pb。

茶皂素淋洗液能有效去除酸溶态和可还原态的重金属，大大降低了重金属的环境风险，说明茶皂素用于土壤重金属污染淋洗修复有较大潜力2.1.3食品等其他方面依据茶皂素特有的表面活性与良好的起泡性能，以及茶皂素还具有强吸收CO2的特性，在食品行业，茶皂素常用在清凉饮料(如汽水和啤酒)中作助泡剂和稳泡剂2.1.4农药方面茶皂素是一种适合农药工业应用的天然表面活性剂从茶皂素的表面张力、接触角和湿润性，证实茶皂素在农药上可以用作杀虫剂，杀菌剂和农药助剂在中国南方水稻产区，20世纪70年代以前曾以茶籽饼配制的“土农药”用于防治水稻纹枯病和白叶枯病等，茶籽饼中的有效成分就是茶皂素研究发现，茶皂素对某些昆虫具有拒食和影响生长发育的作用茶皂素已在园林花卉上用作杀虫剂防治地下害虫茶皂素作为可湿性粉型农药的湿润剂，能使可湿性粉剂农药的湿润性、pH、悬浮率等各项指标都能达到或超过国家规定标准钟军[11]用茶皂素配制15％多效唑可湿性粉剂，代替净洗剂LS，扩散剂NNO等欧晓明等人[12]茶皂素可降低生物体的胆固醇水平，在茶皂素对叶蝉和粘虫体内对杀虫单的增效作用的研究表明，杀虫单：茶皂素为3：1，对叶蝉和粘虫具有显著的杀虫效果。

胡绍海[13]将其用作农药湿润剂，分散效果理想因此，茶皂素在农业生产上的应用前景是广阔的2.2茶皂素的生物活性2.2.1溶血性[14]通常所说的皂苷毒性，就是指皂苷类成分有溶血作用其溶血机理据认为是茶皂素引起含胆固醇的细胞膜的通透性改变所致，最初是破坏细胞膜，进而导致细胞质外渗，最终使整个红细胞解体茶皂素对动物红血球有破坏作用，产生溶血现象茶皂素仅对血红细胞(包括有核的鱼血、鸡血和无核的人血等红细胞)产生溶血，而对白细胞则无影响因此，茶皂素对鱼有毒性作用，而对虾无毒性作用发生溶血作用的前提是茶皂素必须与血液接触，因此在人畜口服时是无毒的2.2.2鱼毒性茶皂素的鱼毒性是依据他的溶血特性而推出的，茶皂素溶血机理表明它能引起含胆固醇细胞膜通透性改变，使细胞质外渗，从而使红细胞解体茶皂素对鱼类毒性很大，据研究，茶皂素的鱼毒作用机理有：一是破坏鱼鳃组织；二是引起溶血首先是破坏鱼鳃组织，然后由鳃进入微血管，从而引起溶血，导致鱼中毒死亡茶皂素对同样以鳃呼吸的对虾无此作用，其原因在于：虾鳃是由角质层发育而来的角质层区，表皮的主要成分是几丁质和蛋白质，与鱼鳃的结构及成分截然不同；另一方面，鱼的血液中携氧载体为血红素，其核心为Fe，而对虾血液携氧载体为血兰素，其核心为Cu。

茶皂素的鱼毒作用已经应用在水产养殖上作为鱼塘和虾池的清池剂，清除其中的敌害鱼类茶皂素不仅可以作为养殖前的清池剂，而且也可以在养殖过程中用于杀灭敌害鱼类经东海、黄海、渤海三大海域的海岸线数百公顷茶皂素对虾塘应用，均取得了良好的效果2.2.3医药茶皂素在医疗保健方面有很广泛的用途，茶皂素具有消痰镇痛，抗散，抗癌等功效，可用于治疗腹泻、水肿和老年性支气管炎等疾病据《本草纲目》记载：“茶籽?苦寒香寒(皂素)，主治喘急咳嗽，去疾垢…”中医早就利用茶皂素来治疗呼吸系统疾病了；中医实践证实茶皂素具有化痰止咳的功效动物试验也显示，茶皂素的止咳效果强于中药竹节、人参皂苷现已有人尝试开发茶籽糖浆，用于治疗老年性慢性气管炎，临床效果明显茶皂素能刺激支气管黏膜，增加分泌，故有祛痰止咳功效，据报道[15],茶皂素可用于治疗腹泻、水肿和老年性支气管炎等疾病据日本专利报道[16],茶皂素可用作抗流感药此外，亦有日本专利提到，将它改性为δ—糖基茶皂素，可用于多种药物或保健饮料及食品根据茶皂素的化学结构推理，它可能还具有抗癌活性植物皂苷能降低胆固醇的作用已引起医学界的兴趣，可望用于预防心血管疾病2.2.3.1抗高血压Sagesaka[17]等用茶皂素分别对幼稚儿自发性高血压老鼠(SHR)连续给药和一次性给药降压实验，证明茶叶皂素抗高血压作用。

对幼稚SHR连续口服给药5d后，有效抑制幼稚SHR血压上升；对成熟SHR以100mg/kg剂量连续口服给药5d后，血压比对照组低；以50mg/kg剂量一次性给药，实验鼠出现持久性降压效果另外，实验还证实茶叶皂素对血管紧缩素I诱发豚鼠血管收缩有抑制作用，而对血管紧缩素II诱发血管收缩没有作用另一方面，在体外实验中茶叶皂素对合成组胺引起收缩几乎无抑制血管紧缩素I效果，抑制血管紧缩素I转移酶最小浓度IC50大于10mg/mL,这些研究结果有待于进一步证实2.2.4养殖畜牧业的应用在一般家畜动物瘤胃内栖生着大量微生物，主要包括细菌、真菌和原虫，它们对于饲料在瘤胃内的降解起着十分重要的作用在其中占有举足轻重的地位，叶均安[18]等在实验中证实茶皂素对瘤胃原虫具有一定的抑制作用2.2.5抗菌山茶叶皂素作为生物农药已有专利报道茶皂素的抗菌作用已在茶籽饼作为防治某些皮肤病的应用中得到体现其抗菌作用已到临床。