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      茶油精制工藝及應(yīng)用研究進展

      2012-09-12 00:24:58黃振聰盧鳳來李典鵬
      關(guān)鍵詞:脫膠茶油油脂

      黃振聰,盧鳳來,李典鵬*

      1廣西植物功能物質(zhì)研究與利用重點實驗室,廣西植物研究所,桂林 541006;2廣西中醫(yī)藥大學,南寧 530001

      茶油是從山茶科油茶樹種子中獲得,又名茶籽油、山茶油,是我國特有的木本油脂。我國油茶資源豐富,油茶林面積約占木本食用油料面積的80%以上,廣泛分布于南方17個省的丘陵地區(qū),尤以廣西、湖南、江西、云南等地為最多[1]。茶油是一種優(yōu)質(zhì)的食用油,可與目前世界上公認的保健油——橄欖油媲美,有“東方橄欖油”與“油中珍品”之稱[2]。

      茶油色澤金黃,味香可口,營養(yǎng)豐富,且易被人體吸收,能降低血清膽固醇含量、血脂等,具有預(yù)防和治療高血壓和常見心血管疾病等功效。目前,我國的茶油加工業(yè)相對比較落后,主要以生產(chǎn)食用油為主,但隨著人們對茶油營養(yǎng)保健價值、經(jīng)濟價值的進一步認識和茶油系列產(chǎn)品的深度研究,開發(fā)生產(chǎn)高附加的茶油化妝品和醫(yī)藥系列產(chǎn)品具有巨大潛力[3,4]。本文就近十幾年來茶油的成分組成、提取精制工藝、藥理作用以及茶油的應(yīng)用進行一綜述。

      1 茶油的成分組成及其理化性質(zhì)

      1.1 脂肪酸組成

      茶油主要由油酸、亞油酸、亞麻酸和部分飽和脂肪酸組成,其中不飽和脂肪酸——油酸、亞油酸和亞麻酸的含量在83%以上。茶油中脂肪酸的組成見表1。

      表1 茶油中脂肪酸的組成Table 1 composition of fatty acid of tea seed oil

      從表1可看出,茶油中的單不飽和脂肪酸——油酸含量豐富,達75%以上,而油酸是一種優(yōu)質(zhì)的安全脂肪酸,容易被人體吸收,不易氧化沉積于體內(nèi),其抗氧化的效果比多不飽和脂肪酸更好,不會引起人體血液中膽固醇(TC)濃度的增加,且和多不飽和脂肪酸一樣能夠減少血液中低密度脂蛋白膽固醇(LDL—L),但不降低甚至提高血液中高密度脂蛋白膽固醇(HDL—C),可有效預(yù)防和治療冠心病和高血壓等心血管疾?。?]。

      茶油還富含生理活性物質(zhì)甾醇、生育酚、角鯊烯等,這些物質(zhì)能夠調(diào)節(jié)免疫活性細胞,增強免疫功能,對提高人體抗病能力,延緩人體衰老有著重要作用;此外,茶油還含有橄欖油所沒有的特定活性物質(zhì)山茶苷、山茶皂素、茶多酚等[6]。其中山茶苷有強心作用,山茶皂苷有溶血栓作用,而茶多酚具有降低膽固醇、化學預(yù)防等多種作用,因此,我們可以說茶油是一種安全,保健及營養(yǎng)價值高的食品。

      1.2 茶油的理化性質(zhì)

      橄欖油被譽為世界上公認的保健油,與橄欖油相比,茶油有著自己獨特的理化性質(zhì),如表2.

      表2 茶油與橄欖油的理化特征參數(shù)Table 2 Physiochemical indexes of tea seed oil and olive oil

      由表2可知,茶油的理化特性與橄欖油極為相似,但茶油碘值較低,相對于其他植物油不易氧化,且有較低的凝固點,在0℃還能保持液體狀態(tài),不皂化物含量很少,食用后易消化吸收。茶油中還含有豐富的VE,對維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng),維持骨骼肌的結(jié)構(gòu)與功能,促進生育機能,增強機體的免疫功能等都有積極作用[7]。

      茶油還有很多優(yōu)于其他植物油的特性,如:①茶油的煙點高,熱穩(wěn)定性好,不易因油溫的升高和重復(fù)使用而產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì),是一種理想的烹飪油;②茶油不含芥酸和三愈酸等難以被人體消化吸收的組分,也不含致癌性很強的黃曲霉毒素;③茶油富含生理活性物質(zhì)甾醇、生育酚和角鯊質(zhì)等,這些物質(zhì)在醫(yī)學上有著特殊的作用:能夠調(diào)節(jié)免疫活性細胞,增強免疫功能,消除人體自由基,促進新陳代謝,對提高人體抗病能力,延緩人體衰老有著重要作用[2]。

      2 茶油的提取精制工藝

      長期以來,我國茶油的粗制主要是壓榨法和浸出法,但近幾年來,超臨界萃取法、水酶法制油在一些高含油的植物油料中也得到了應(yīng)用。鐘海雁等[8]初步研究了超臨界流體萃取茶油的工藝。結(jié)果表明,當萃取時間為3~4 h、壓力35~40 MPa、溫度40~50℃時,即可獲得90%以上的提取率;郭玉寶等[9]研究水代法提取油茶籽中茶油的可行性和工藝條件,確定了水代法提取茶油的最佳工藝條件為:水料比4.5∶1,提取溫度75℃,提取時間150 min,漿液pH 9.0。但由于粗制茶油的色澤、味道等無法達到食用標準,更無法達到化妝品和醫(yī)藥行業(yè)的要求,因此對茶油進行精制非常有必要。

      茶油的精煉工藝一般需經(jīng)過脫膠、脫酸、脫色、脫臭及分提等工序,通過精煉達到各級油脂所需的標準。

      2.1 脫膠

      脫膠的主要目的是清除茶油中的全部膠質(zhì)及生產(chǎn)有價值的副產(chǎn)品,脫膠方法包括酸法脫膠、水化脫膠、生物技術(shù)脫膠等[10]。常用的脫膠方法為水化脫膠、酸法脫膠。鐘海雁等[11]通過對6種水化脫膠工藝進行研究,發(fā)現(xiàn)常規(guī)水化脫膠和濕法脫膠工藝能滿足茶油的脫膠要求,且對茶油的理化性質(zhì)影響較小,脫膠油中磷脂含量為 35.52 mg/kg。陸順忠等[12]通過用幾種酸酸化脫膠,發(fā)現(xiàn)酸化脫膠的效果比水化脫膠效果好,用檸檬酸作脫膠劑效果最好,用量為2%,脫膠油中磷脂含量為38.22 mg/kg。楊繼國等[13]采用酶法對植物油進行脫膠,研究表明,對于初始含磷量為163.9 mg/kg的大豆油,經(jīng)過新型磷脂酶Lecitase Ultra的作用后含量降至5 mg/kg以下,脫膠效果比較好。

      2.2 脫酸

      脫酸是油脂精練過程中最關(guān)鍵的階段,脫酸方法包括堿煉法、膜分離法、酯化脫酸法、超臨界CO2脫酸法等,其中最常用的是堿煉法。油脂堿煉就是用氫氧化物中和游離脂肪酸的方法。張莉等[14]通過比較3種不同濃度的堿液堿煉后產(chǎn)生皂腳的體積和茶油部分皂化的量,最后得出8.78%的NaOH溶液對茶油的脫酸效果最好。

      2.3 脫色

      色澤是茶油的重要品質(zhì)之一,因此脫色是油脂精煉必不可少的環(huán)節(jié)。脫色有吸附法和化學法。鐘海雁等[15]采用正交試驗對活性白藻土用量、脫色溫度和時間對茶油品質(zhì)及色澤的影響進行了研究,結(jié)果表明:當活性白藻土用量為8%,脫色溫度為120℃,脫色時間為20 min時,脫色效果最好。陳珊等[16]報道了用硅膠柱層析法對茶油脫色的研究,得到了無色透明的茶油,且茶油中的油酸含量比普通脫色工藝有了大大提高,是一種有效的脫色方法。色澤是油脂加工、存儲、銷售等過程的一項必檢項目,是產(chǎn)品質(zhì)量好壞的外在表現(xiàn)之一,而目前色澤的測定主要是主觀因素占有較大比例。因此,建立一種檢測茶油色澤的客觀方法非常有必要,從而促進我國茶油工業(yè)的發(fā)展。

      2.4 脫臭

      脫臭主要是脫除油脂中的臭味物質(zhì),其原理是借助油脂中的臭味物質(zhì)和甘油三酸酯的揮發(fā)度差異,在高溫真空條件下,借助水蒸氣脫除臭味物質(zhì)的工藝過程。脫臭不但能脫除油脂中的臭味物質(zhì),改善食品風味,還能提高油脂的煙點。陸順忠等[12]通過對真空度,溫度及蒸汽的消耗量對茶油脫臭效果進行了研究,結(jié)果表明:在真空度為260 Pa,溫度200℃,蒸汽耗量為茶油重量的3% ~8%時,脫臭效果最好。

      2.5 分提工藝

      為了提高茶油中油酸等不飽和脂肪酸含量,減少飽和脂肪酸特別是硬脂肪酸含量,除去油脂中的蠟質(zhì)等不良物質(zhì),對茶油進行分提是非常有必要的。陸順忠等[12]報道了茶油分提工藝的研究試驗,結(jié)果表明:在常壓狀態(tài),分提溫度為-5~+5℃下,可使茶油油酸含量提高5~12個百分點。

      2.6 冬化

      茶油的冬化主要是除去甘油三酸酯蠟質(zhì)及其他雜質(zhì),使茶油在低溫條件下能長期存放而沒有懸浮成分析出,使茶油的透明度降低,提高茶油的檔次,因此在茶籽油的精煉過程中增加冬化處理工序非常有必要。周建平等[17]研究茶油的冬化處理工藝,結(jié)果表明:養(yǎng)晶時間為18 h,結(jié)晶溫度為4℃,前期降溫速率為2.0/h,后期降溫速率為0.3/h時,茶油冬化效果較好。

      3 茶油的藥理作用

      3.1 茶油的殺菌作用

      茶油中含有茶皂素,因此其殺菌作用比較明顯。茶皂素屬于三萜類皂甙,是一種優(yōu)良的天然表面活性劑,具有高效的乳化、分散、潤濕等表面活性作用,廣泛用于殺蟲劑、殺菌劑及臨床預(yù)防治療細菌、真菌感染引起的皮膚病[18]。蔣玲艷等[19]通過研究茶油的抑菌性能及其對常見微生物的抑制效果實驗得出:茶油對細菌、霉菌和酵母均具有很好的抑菌作用,其抑菌效果與100 μg/mL的氨芐青霉素效果相當,茶油在pH值為4~9的范圍內(nèi)具有明顯的抑菌作用,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):茶油溶液經(jīng)80、100、121℃加熱處理20 min后,仍保持良好的抑菌效果。

      3.2 茶油對皮膚的保護作用

      茶多酚在茶油中含量較高,而茶多酚是兒茶素(catechin S)、黃酮醇(flavonol)、酚酸和縮酚酸類以及其他多酚類的混合物,其中兒茶素約占80%。劉林剛等[20]研究證實:茶多酚對酪氨酸酶具有明顯的抑制作用。而茶多酚對普通變形桿菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、變形鏈球菌、肉毒桿菌、乳酸桿菌、霍亂弧菌等許多致病菌具有不同程度的抑制和殺傷作用,可有效防止耐抗生素的葡萄球菌感染,抑制溶血素活性[21-23]。此外,茶多酚對能引起人體皮膚病的病原真菌,也具有很強的抑制作用[24];可防護修復(fù)治療電離輻射對造血和免疫系統(tǒng)的損傷[25];可以促進皮膚角朊細胞生長,維持細胞的增殖周期,對正常皮膚角朊細胞凋亡發(fā)生具有抑制作用[26]。從茶多酚的藥理作用可以解釋茶多酚對皮膚所具有的獨特的保護和治療作用,可有效防止紫外線對皮膚的損傷,防衰去皺、美白,防止水腫和抗過敏。如隋麗華等[27]用1%茶多酚酊劑治療尋常型痤瘡50例,療效顯著,且不良反應(yīng)輕微,總有效率與維A酸乳膏相當(P>0.05),但其痊愈率卻明顯高于維A酸乳膏(P<0.01)。因此,茶油在對人體皮膚保護方面還是有著非常重要的作用的。

      3.3 抗氧化作用

      茶油中含有許多抗氧化作用的成分,如:角鯊烯、茶多酚。角鯊烯是一種多酚類的活性成份,具有較好的富氧能力,可抗缺氧和抗疲勞[28]。單不飽和脂肪酸抗氧化效果比多不飽和脂肪酸更好,張兵等[29]研究了茶油、豆油對WISTAR大鼠組織活性氧及抗氧化酶活性的影響,結(jié)果表明:喂養(yǎng)茶油的大鼠組織活性氧水平明顯低于喂養(yǎng)豆油的大鼠。而葉新民等[30]采用TBA法對茶油抑制小鼠肝臟體外過氧化作用進行了研究,發(fā)現(xiàn)茶油能有效清除激發(fā)態(tài)自由基,對肝脂質(zhì)過氧化有顯著抑制作用。茶多酚是一種天然的抗氧劑,具有顯著的抗氧化作用,可清除自由基,保護細胞膜結(jié)構(gòu),抑制組胺從肥大細胞的釋放和減少細胞因子生成量,從而起到抗過敏和抑制炎癥或減輕炎癥、減緩人體衰老、延長人體壽命和抗腫瘤作用[20]。

      3.4 降低膽固醇含量,防治心血管疾病

      茶油對降低膽固醇含量,防治心血管疾病方面的研究也非常多。紀鋼等[31]報道了把茶油與豬油、大豆油、花生油、菜籽油等常用的具有不同脂肪酸組成的油脂對血脂代謝的影響,通過大量動物試驗發(fā)現(xiàn):茶油具有選擇性降低血脂,防治動脈粥樣硬化的作用。陳梅芳等[32]報道了茶油對動脈粥樣硬化(AS)形成及脂質(zhì)代謝、血栓素B2(TXB2)和脂質(zhì)過氧化物(LPO)的影響,結(jié)果表明:茶油能明顯延緩AS形成。鄧小蓮等[33]選擇常用藥食兼用的中草藥作輔料,在保持茶油原有主要風味的基礎(chǔ)上配制成保健茶油,以Wistar種雄性大白鼠為試驗對象,各試驗組大鼠經(jīng)口灌胃給保健茶油。結(jié)果表明:保健茶油能降低大鼠血清總膽固醇(TC)和血清甘油三酯(TG)的含量,但對大鼠的體重并無明顯影響。

      3.5 茶油對肝臟的保護作用

      經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),茶油具有保護肝臟的作用,也因此,茶油被美國衛(wèi)生研究院營養(yǎng)合作委員會主席西莫奧普勒博士譽為“世界上最好的食用油”。周斌等[34]通過茶油對梗阻性黃疸肝臟保護作用的實驗研究發(fā)現(xiàn):茶油能明顯改善梗阻性黃疸大鼠營養(yǎng)狀況;明顯降低TB、DB、GPT和GOT的水平;增強肝細胞線粒體內(nèi)SDH的活性,證明茶油無論在形態(tài)還是功能上,都對梗阻性黃疸大鼠的心臟有保護作用。

      3.6 提高人體免疫功能的作用

      經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn),茶油具有提高人體免疫功能的作用。馮翔等[35]研究了富含不同種類的不飽和脂肪酸的3種不飽和油脂——茶油、玉米油、魚油對小鼠免疫功能及體內(nèi)脂質(zhì)過氧化物作用的影響,結(jié)果表明,茶油對小鼠正向免疫調(diào)節(jié)作用最強。

      4 茶油的應(yīng)用

      4.1 茶油在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用

      茶油除具有預(yù)防和治療高血壓、冠心病等心血管疾病的功效外,還具有:①傳統(tǒng)功效。茶油具有解毒、消炎、鎮(zhèn)痛等作用,如出現(xiàn)肝火虛旺、咽喉疼痛等癥狀,在睡前喝1~2湯匙茶油,次日即可見效。②外用功效。手腳及身體其他部位撞傷、破皮、唇裂時,用茶油涂于患處,有良好治療功效。醫(yī)學研究證明,茶油的特性使它在醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用極為廣泛,如:①富含不飽和脂肪酸的茶油對心血管疾病有預(yù)防和治療作用,而且其調(diào)節(jié)膽固醇、抑制組織過氧化的作用優(yōu)于富含飽和脂肪酸的油脂;②茶油具有良好的生物膜流動性,能滋養(yǎng)和軟化血管,預(yù)防血管硬化和脆化;③茶油有較強的抗氧化性能,它能激活抗氧化酶SOD,清除自由基,保護免疫系統(tǒng)等[36]。

      4.2 茶油在化妝品中的應(yīng)用

      同橄欖油一樣,茶油是化妝品用植物油之一。由于茶油中含有油酸甘油酯,并含有多種脂溶性維生素,因此其與皮膚能較好地融合,且無刺激,是一種油份補給劑的優(yōu)質(zhì)油。精制的茶油熱穩(wěn)定性好,不易氧化變質(zhì),且安全、無毒副作用。因此,茶油在化妝品中的應(yīng)用也比較廣泛。經(jīng)AOM(ActiveOxygenMethod)法試驗發(fā)現(xiàn),橄欖油的過氧化值達到100時需要55 h,醫(yī)用茶油需59 h,而精制茶油(化妝品用茶油)則需120 h,因此茶油是一種穩(wěn)定性強的油脂,在功能性化妝品中扮演著重要的角色[37,38]。如今,隨著人們對茶油研究的不斷深入,人們已越來越意識到茶油的作用和功效。目前日本已經(jīng)用精制茶油制成了品種繁多的天然高級美容護膚品。陳梅芳等[32]研制的茶油二乙醇酞胺是椰子油酸二乙醇酞胺的良好代用品。目前,我國的茶油主要以粗制茶油為主,其很難達到醫(yī)用和化妝品標準,因此,在醫(yī)用和化妝品方面,我國還是一片空白。因此,我國的精制茶油仍有待進一步提高。

      4.3 茶油在其他方面的應(yīng)用

      與橄欖油相比,茶油有著自己獨特的成分和作用,其廣泛應(yīng)用于我們?nèi)粘I钪械母鱾€方面。茶油還是肥皂、高級機械潤滑油、機械防銹油等工業(yè)產(chǎn)品的原料。在化工、輕工行業(yè),茶油可作為生產(chǎn)助劑和表面活性劑的原料,可以直接磺化,制成磺化油用于絲綢工業(yè)。徐學兵[39]用聚乙烯吡咯烷酮-鎳(PVP-Ni)復(fù)合催化劑對茶油進行了氫化,得到富含三酰甘油化合物(StOS、StOP、StOE、EOE和 POE等)的產(chǎn)品,經(jīng)進一步分提后與分提烏桕脂配合,可以形成與天然可可脂有相似膨脹性的產(chǎn)品。Bayer等[40]用PVP-Ni復(fù)合物作為茶油氫化的催化劑,反應(yīng)得到?;视突衔?StOP和StOSt)較高的產(chǎn)品。除此之外,茶油中的亞油酸還可用于油漆、油墨等產(chǎn)品的催干劑,以及用作化工中的乳化劑、塑料生產(chǎn)的增塑劑。最近還有報道稱茶油烷醇酰胺具有良好的表面活性,用茶油可制取液體洗滌劑和增稠劑[41,42]。

      5 結(jié)語

      茶油是我國特有的木本油脂,具有較高的食用油價值,對人體健康極為有益。茶油以其合理的脂肪酸組成,豐富的營養(yǎng)成分,明顯的保健功能以及廣泛的工業(yè)用途,必將成為我國一個具有特色的產(chǎn)業(yè),在食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)有著巨大的發(fā)展空間。隨著人們生活水平的提高,消費觀念的改變,茶油將具有廣闊的市場前景。但目前我國的茶油工藝還處在一個相對比較落后的階段,茶油精制工藝仍有待改進。

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