(3)茶素的表面活性及其功能特性
凡能够显著降低液体表面或界面张力的物质,一般具有表面活性作用。凡是表面活性剂的分子上均存在有两种不同基团,即亲水性基团和亲油性基团(也称疏水基团)。关于茶皂素的分子结构,如前所述,属三萜类皂素,是由糖体和配基及有机酸组成的。糖体为亲水性基团,通过醚键与另一端疏水基团相连接,疏水基团是由酯键形式连接的甙元(即配基)和有机酸所构成,因而具备了能起表面活性作用的条件。在表面活性剂的分类上,从茶皂素分子结构可以看出,它属非离子型的表面活性剂。
茶皂素在水中呈胶束,能显著地降低水的表面张力,其作用大小与其浓度有关。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,茶皂素的临界胶束浓度范围在0.5%左右。
茶皂素的这种表面活性作用,几乎不受水质硬度的影响。在水质硬度范围0-28.7°d间,即从软水——中等硬水——硬水——极硬水范围内,配制成0.5%茶皂素水溶液,其测定结果说明,不同硬度水质条件下,表面张力差距甚小,其绝对值最高与最低仅差1.42达因
茶皂素具有很强的起泡力是它的明显特征之一。用罗氏泡沫仪,以标准方法对茶皂素、油茶皂素及皂荚皂素起泡能力进行比较,茶皂素浓度从0.001%到10%范围内,呈抛物线形,以0.5%时为最强,这与茶皂素的临界胶束浓度测定结果相一致。三种植物皂素的起泡力为茶>油茶>皂荚。
茶皂素不但起泡力强,而且泡沫稳定性好,以0.5%浓度为材料进行稳定性测定,经24小时,其泡沫层高度仅下降28%,说明茶皂素的泡沫稳定性相当持久。
茶皂素这种起泡力,作为功能性质应用于实践,还将考虑如温度、酸碱度、水质硬度等外界条件的影响。据研究,茶皂素起泡力与温度的关系甚为密切,在20-90℃范围内,起泡力呈直线上升;水质硬度对其影响不大,从0°d—30°d这样宽的范围内几乎不受水质硬度的影响,而同为表面活性剂的脂肪酸盐类(如肥皂)就不同,以0.1%肥皂水溶液为例,在水质硬度7.5°d时,已很少产生泡沫,超过15°d甚至无泡沫产生;酸碱度的影响方面,在pH4-10范围内起泡稳定,只有在<4、>10时有些影响。
茶皂素的另一个特性就是它的湿润性。固体表面被液体覆盖称之谓湿润,通过接触角测定法表示湿润性程度。以石蜡板作载体,水的接触角θ为108°,在一定范围内,随着茶皂素浓度增加,其θ也逐渐变小,当超过一定浓度时,θ不再继续下降。
θ角的大小可以估计湿润程度和湿润力。θ角愈小,说明湿润性能愈好。当茶皂素的浓度在0.5-1%时,其θ角下降至90°以下,即0°<θ<90°,从分级来说,它属于浸渍湿润。与油茶皂素及皂荚皂素相比较,它的湿润性能介于油茶皂素与皂荚皂素之间,油茶皂素的湿润性不及茶皂素和皂荚皂素。
茶皂素的表面活性的功能特性,除了上述起泡力、湿润性等之外,还有去污、乳化及分散多方面的特性。







