茶皂素(Tea Saponin),又名茶皂苷,茶皂甙。是从山茶科植物(如茶、山茶、油茶)的种子中提取的一类天然糖苷化合物,是由七种配基 (C30 H6 O6 ) (Sapgening)、四种配糖体 (Aglyevn)和二种有机酸构成的一种五环三萜类茶皂素,是一种性能优良的天然非离子型表面活性剂。
它不仅具有良好的乳化,发泡,分散,渗透,润湿等活性作用,且几乎不受水质硬度的影响。此外,而且还具有消炎,镇痛,杀菌,止痒的作用。五环三萜化合物,被传统医学用于抗炎药物。茶皂素还有抗菌作用,可治疗一些皮肤病。自从1931年青山新次郎首次分离出茶皂素以来,经过几代人的潜心钻研与实践,茶皂素的应用取得了重大进展。研究证明:茶皂素具有一定的溶血性、抗虫杀菌作用,抗渗、消炎、化痰止咳、镇痛、抗癌等药理功能,此外茶皂素还具有灭螺钉和促进植物生长的作用,同时,茶皂素还是很好的表面活性剂。
茶皂素作为农药助剂的应用说明
根据目前已有研究结果分析,茶皂素在农药工业中应用范围可分四大类:一是在固体型农药中作为湿润剂与悬浮剂;二是在乳油型农药中作为增效剂与展着剂;三是在除草剂类农药或稍溶于水的农药中作为助溶剂;四是直接作为生物农药等。
茶皂素应用于农药工业的作用机理
1、茶皂喜润湿性
湿润性是农药湿润剂的主要技术指标之一,也是可湿性农药型的主要质量标准。夏春华等(1990)采用JY一82型接触角测定仪,并以石蜡板作载体,对茶皂素的湿润性能测试结果表明,茶皂素有湿润作用,作用大小与浓度有关。水的接触角为108度,为附着湿润,随着溶液中茶皂素含量增加,0值逐渐变小,当达到一定浓度时,其0值就不再下降,两者关系如图1所示。当浓度在1%左右时,0下降到90~以下,属浸渍湿润。在测定浓度0 001%~10%范围内,0值与其浓度的对数呈负相关,Y=90.81115—5 897x,r=-0.98042。在此基础上,对荼、油茶及皂荚3种植物皂素的湿润性能,按农药分析所采用的测定湿润速度比较结果,茶皂素的湿润性能优于油荼皂素。
2、茶皂素表面活性
夏春华等(1990)采用拉膜法对茶皂素水溶液的表面张力的测定结果表明,茶皂素能够显著地降低液体的表面张力,说明它具有表面活性作用。 其作用的大小与荼皂素的溶液浓度有关(图2),当浓度在0.001%~1.00%时,表面张力随浓度的增加而逐渐下降,由76.85 mN/m至46.735 mN/m,其中以茶皂素水溶液在0.5%区域内的表面张力最低,其后茶皂素的浓度再增加,表面张力不再降低,反有升高趋势。
表面活性剂呈溶液的这种变化规律,可以说是一种通性,其原因与分子结构上所带的上述二种基团有关。当活性物浓度过低表面不能为表面活性剂所覆盖时,表面张力虽有下降,但不是最低。随着活性物浓度的提高,承表面的活性剂分子增多,表面张力逐渐下降,当增加到液面形成一层单分子膜,此时称定向吸附,液面全部为表面活性剂的疏承基所取代,表面张力达到最低,即使再增加活性物的浓度,表面张力不再下降。这种定向吸附现象同样存在于互不相溶的液体系界面上,降低界面张力。这是一个重要的界限,活性物的浓度在溶液表面已经达到饱和,不能继续增加时,称为临界胶柬浓度,习惯用CMC表示:如果继续提高表面活性剂含量,就会滞留于溶液内部,以“胶柬”状态聚集于一起,即亲水基一端向水,疏水基一端聚集于一处分子不呈分散状态:以临界胶束浓度为界限,溶液的许多物理性质在此处发生显著变化。表面张力、界面张力,密度、导电率以及洗涤性能等均与此有关:此外还有渗透压,冰点下降,粘度、电离作用,增溶性以及光散射等等也及此影响。严格地说,每种表面活性剂功能的临界胶束浓度有一定的幅度,称为临界胶束浓度范围。
采用表面张力测定法测定茶皂素的临界胶束浓度,结果表明,茶皂素的CNC在0.5%左右。为了证实水质硬度对茶皂素的表面活性的影响,采用标准方法配制成不同硬度的0.5%的茶皂素水溶液作比较。水的硬度即极软水到极硬水,测得其表面张力在45 73~47.13之间,差距甚小,可以说茶皂素的表面活性几乎不受水质硬度的影响