茶皂素及其在日用洗护品中的应用 张颂培王华黄文飞 （北京３－商大学化学与环境工程学院，１０００４８） 摘要：概述了茶皂素的来源与提取工艺、结构和特性，主要介绍了茶皂素在日用洗护品中的应用。作为基质成分，茶 皂素可用于洗发香波、天然草本洗发露、防晒消炎润肤膏、沐浴液等，它不仅具有良好的乳化、发泡、分散、渗透、润滑等活性 作用，而且还具有消炎、镇痛、杀菌、止痒等药理作用。同时介绍了茶皂素在日用洗护品、医药和农药等方面的应用前景。 关键词：茶皂素；提取；性质；日用洗护品；应用 茶皂素是从茶籽饼中提取的一种五环三萜类化合物， 由糖体、甙元及有机酸组成，它是一种性能优良的天然非 离子表面活性剂，不仅具有良好的乳化、发泡、分散、渗透、 润滑等活性作用，而且还具有消炎、镇痛、杀菌、止痒等药 理作用。随着茶皂素应用研究工作的不断深入，茶皂素既 可以作为基质成分用于洗发香波、防晒消炎润肤膏、沐浴 液等洗护用品中，还可广泛应用于纺织品洗涤、医药和农 药等行业。 茶皂素的工业化提取方法研究始于２０世纪７０年代。现 已有水提法、有机溶剂浸提法、无机物吸附法、树脂分离法等 多种提取方法，制造出各种不同质量的产品，但综合考虑水 提一醇萃法最具应用前景。水提一醇萃法是在综合了水提法、 有机溶剂法、水提一沉淀法三者优点的基础上，根据茶皂素易 溶于热水和乙醇，不溶于冷水的性质，用热水作为浸提剂，而 图１茶皂素结构式 于乙醚、丙酮、苯、石油醚等有机溶剂，易溶于热水、含水甲 后于浸提液中加入一定比例的絮凝剂ＡＩ （ＳＯ ），，沉淀除杂 醇、含水乙醇以及冰醋酸、醋酐、吡啶等。茶皂素溶液呈茶褐 色，无不溶物，当加入盐酸时，皂甙就沉淀。 茶皂素具有良好的乳化、分散、发泡、渗透等能力，其性 质柔和，水溶液呈微酸性，因而复配后的茶皂素洗涤剂特别 冷却后，再用质量分数为９５％的乙醇转萃提纯的一种方法…， 用该法生产茶皂素的得率为１５％～１６％，纯度为９５％，提取工 艺流程如下： 茶籽饼粕一粉碎一热水提取一絮凝剂沉降一９５％乙醇 适合于洗涤含天然蛋白质的丝、毛、发、羽绒等物。茶皂素还 具有抗渗、消炎、镇痛等方面的药理性能。 转萃提纯一活性炭脱色一浓缩（回收乙醇）一真空干燥一茶 皂素一产品 二、茶皂素应用特性 、茶皂素的结构和性质 １．茶皂素能降低溶液的表面张力 茶皂素属于五环三萜类皂甙，由糖体和配基及有机酸构 成，其化学结构口 Ｉ见图１。从图ｌ基本结构式来看，茶皂素是 茶皂素能显著降低溶液的表面张力，并随浓度的增加而 逐渐下降。实验表明，当茶皂素浓度为０．５％左右时，水溶液 表面张力降至最低，为３２．８６ｍＮ／ｍ，之后浓度再增加，表面张 力也不再降低，呈现出表面活性剂特有的“胶束形成现象”。 茶皂素的临界胶束浓度（ＣＭＣ）为０．５％左右。 ２．茶皂素的ＨＬＢ值 ＨＬＢ值即亲水亲油平衡值，一般表面活性剂介于Ｏ～２０ 之间，它是表面活性剂的重要参数，可用来判断表面活性剂 的可能用途。茶皂素的ＨＬＢ值为ｌ６。根据ＨＬＢ值与应用的 种非离子型表面活性剂，其亲水基团由强电负性的含氧基 团组成，这些含氧基团集中在茶皂素的糖类配体、有机酸配 体及与皂甙配基的连接部位，构成亲水部分；其配基由非极 性的碳氢环链构成，在水溶液中呈现憎水的倾向，成为亲油 的主体。 茶皂素分子式为ｃ Ｈ ，分子量ｌ１９１．２８，熔点为 ２２４％，表面张力为４７￣５１ｍＮ／ｍ，活性物含量≥６０％时，ｐＨ值 为５．０－６．５。茶皂素具有苦辛辣昧，提纯后为白色微细柱状晶 体，吸湿性强，对甲基红显酸性，难溶于无水甲醇、乙醇，不溶 ４关系，茶皂素在分散、发泡、去污等方面均有较好的性能，是 制备水包油型（Ｏ／Ｗ）乳液的良好乳化剂。当浓度在ｌ％～ · １０％Ｈ￣，荼皂素水溶液属浸渍湿润，作为表面活性剂其湿润 性能优良。 使用时，将本品涂抹在人体需防晒部位，不仅具有防护 太阳紫外线的功能，同时还具有驱虫、消炎、镇痛的功效。 ４．茶皂素洗涤剂 我国江西、湖南一带民间早有使用茶籽饼粕泡水洗衣、 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，以茶皂素为表面活性剂配 ３．茶皂素的起泡性和稳泡作用 茶皂素具有较强的发泡、乳化、分散、湿润作用，且几乎 不受水质硬度变化的影响。浙江大学刘传芳等曾对茶皂素 起泡和泡沫稳定性作过详细研究，他们用罗氏泡沫仪测试 了０．１％茶皂素溶液的起泡、稳泡性能，结果表明，泡沫高度 为１９．５ｃｍ，样品放置３０ｒａｉｎ后泡沫高度仅降低４．２ｅｒａ，说明 油茶籽皂素的稳泡性能好，是一种优良的起泡和稳泡剂 。据 报道，０．０５％茶皂素水溶液，振荡后产生的泡沫可以保持 ３０ｒａｉｎ而不消散，而优等肥皂０．０６％的水溶液振荡后产生的 泡沫在ｌｇｍｉｎ内就消散了。茶皂素的去污能力不受水质硬度 的影响ｉ 。 成的洗涤剂，其起泡力优于上等肥皂或合成洗涤剂［９１，是毛纺 品、丝织品、棉纺品的优良洗涤剂。丝绸、毛料专用洗涤剂基 础配方为：茶皂素２％一３％、６５０１ ６％～８％、ＡＥＳ ７％一９％、烷 基苯磺酸钠５％～６％、ＣＭＣ ｌ％、香精和去离子水适量。 四、应用前景 １．我国是世界油茶和茶树产量最高，栽培面积最大，品种 最丰富的国家。据不完全统计，全国每年产茶籽约６ＯＯＯ万ｔ， 榨油后的茶籽饼在３５００万ｔ以上。过去多用作燃料或肥 料，也有部分废弃丢掉。据分析，茶籽饼的主要成分为残留 茶油５％～８％、茶皂素１０％一１２％、蛋白质１２．２％，其他如纤 ４．茶皂素的抗渗、消炎特性 茶皂素具有的抗渗消炎力，主要表现在炎症初始阶段使 堵塞的毛细血管透过性正常化 ｊ。茶籽中所含的茶皂素，具有 祛痰、止咳功效，更在明代李时珍的《本草纲目》中即有记 载：“茶子，苦寒有毒，主治喘急咳嗽、去痰垢”： 维素、矿物质盐等。利用茶籽饼提取皂素，原料丰富、成本 茶皂素在洗护用品中的应用 １．洗发香波 低，既使茶籽饼得到再利用，又能制得价值较高的皂素。目 前茶籽饼１８００元／ｔ，提取茶皂素后料渣仍可以１６００元／ｔ 的价格出售，用作牲畜的饲料和有机肥料等，经济效益显 著。 以茶皂素为基质成分开发的洗发香波含茶皂素２％～ ３％，另外配以一定量的茶油、甘油、柠檬酸、香精等。用该洗 发香波洗发后，头发有光泽、顺滑，留有淡淡的山茶油固有香 ２．茶皂素是一种天然非离子表面活性剂，其性能优异， 在洗发香波、防晒消炎润肤膏、沐浴液等洗护产品中的应用， 气，该洗发香波还具有一定的保湿效果，对头发有滋润养护 作用。 ２．天然草本洗发露［６１ 有着洗涤与护理等多重功效，应用前景广阔。我国洗发香波 年产量约１０万ｔ，其中一半需加调理剂，共需调理剂ｌＯ００ｔ， 如市场占有率达１０％，年可销茶皂素调理剂１００ｔ以上，市场 胡木明在发明专利中公开了一种祛屑止痒、护发防脱的 草本茶皂素洗发露。其制法为：将仙鹤草２０～４０ｇ、旱莲草２０～ ４０ｇ、川芎１０－２０ｇ、白藓皮１０－２０ｇ、地肤子２０～４０ｇ、石榴皮 １０－２０ｇ，混合制得草本提取液，再以该草本提取液１０％～ ２０％、烷基葡萄糖苷（ＡＰＧ）１０％～２０％、活性肽调制剂１％～ ２％、茶皂素３％～５％、丝肽２％～５％、芦荟提取液２％～５％、硅 油４％－６％、聚季胺盐２％～５％、香精０．３％一０．５％、卡松０．１％， 前景看好。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，广泛用于护肤化妆品、餐具洗涤 剂等，市场更大。另外，茶皂素还可用于混凝土起泡剂、农药 杀虫剂、纺织品洗涤剂等。 参考文献： ［１】张国运，曹丽云，吴建鹏．茶皂素提取工艺及其应用研 究进展［Ｊ１．日用化学工业，２００６，３６（６）：１７４—１７７． 【２】叶雪良．茶皂素的开发与利用［Ｊ】．化工生产与技术， ２００２，９（２）：６—９． 余量添加纯水制成茶皂素洗发露。所得产品具有高效祛屑止 痒、促生发、止脱发、护发、美发等明显功效，无副作用。 另有专利 报道，由天然的皂角浸膏、首乌浸膏、薄荷叶 浸出液、茶皂素水溶液加以少量水溶性香精配合制成天然茶 皂素洗发香波，解决了现有洗发香波都使用化学原料，长期 ［３】刘红，田晶．茶皂甙的化学结构及生物活性最新研究 进展［Ｊ】．食品科技，２００８（５）：１８６—１９０． ［４１刘传芳，林瑞森，方文军，等．从油茶籽饼粕中提取茶 皂素的研究【ｊ１＿现代化工，１９９６（７）：２６—２８． 【５Ｊ江和源，张建勇，高晴晴．茶皂素的性质、制备与应用 ［Ｊ１．中国茶叶，２００７，２９（３）：１４—１５． 使用会引起发梢、发色枯焦、缺乏弹性的缺陷。该产品还 具有杀菌、止痒、减少头屑，使头发富有弹性、乌黑光亮的功 效。 ３．防晒消炎润肤膏 以茶油为润湿剂，茶皂素为驱虫、消炎剂，制成夏令驱虫 防晒油膏，既有一定的防晒功能，又有消炎、镇痛、驱虫的功 【６】胡木明．一种祛屑止痒、护发防脱的草本洗发露：中 国。１９３９２５６［Ｐ］．２００７—０４—０４． 『７】黄宝生．纯天然洗发香渡：中国，１３５１８６５１１３］ ２００２－０６－０５． 效。其基本配方为：白油１２ｇ、十八醇３ｇ、凡士林３５ｇ、基邻氨 基苯甲酸酯４ｇ、硬脂酸钙１２ｇ、羊毛脂６ｇ、甘油４ｇ、滑石粉 【８】宋国强．夏令驱虫防晒油膏：中国，１９２７１５７Ａ［Ｐ］．２００７— ０３—１４． ２６ｇ、茶油３ｇ、苯甲酸０．１ｇ、丁基羟基茴香醚０．１ｇ、茶皂素３ｇ、 香精及色素适量 ＝ ［９】尹忠，廖刚，梁发书．一种高效起泡剂：茶皂素的泡沫 性能与应用【Ｊ】．日用化学品科学，２Ｏｏ４，２７（６）：２５—２７． ５ ·
