基于冷榨毛茶油制备无色化妆品用油脱色工艺研究

王 挥 杨晓雯 龚吉军，3，4 杨迎洁 张娜娜 章颖逸 唐 静

（国家林业局生物乙醇研究中心1，长沙 410004）

（中南林业科技大学食品科学与工程学院2，长沙 410004）

（稻谷及副产物深加工国家工程实验室3，长沙 410004）

（经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室4，长沙 410004）

基于冷榨毛茶油制备无色化妆品用油脱色工艺研究

王 挥1杨晓雯2龚吉军2，3，4杨迎洁2张娜娜2章颖逸2唐 静2

（国家林业局生物乙醇研究中心1，长沙 410004）

（中南林业科技大学食品科学与工程学院2，长沙 410004）

（稻谷及副产物深加工国家工程实验室3，长沙 410004）

（经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室4，长沙 410004）

以冷榨（≤65℃）毛茶油为原料，通过单因素和正交试验，对制备无色化妆品用茶油的脱色工艺进行了优化。最佳脱色工艺条件为：复合脱色剂用量为3.5%（m／m），竹炭和活性白土的比例为2∶1（m／m），温度为60℃，时间为30min，最大脱色率达（98.2±0.1）%（n＝4），其中复合脱色剂添加量对脱色效果的影响达到极显著水平（P＜0.01）。常温见光与常温不见光条件下，在存放后期会轻度返色，但在低温见光与低温不见光条件下，无色冷榨茶油的色泽值在整个试验期（90 d）没有变化（Y0R0）。与文献报道的化妆品用茶油和医用茶油相比，本研究制得的无色冷榨茶油样品品质更佳。所建立工艺的脱色效率高，且在低温下进行，可最大限度保护冷榨茶油中生物活性成分免遭破坏。为保证无色冷榨茶油品质的稳定，应低温避光保存。所制得无色冷榨茶油是制备护肤美容品的极佳原料。

竹炭／活性白土 复合脱色剂 冷榨 毛茶油 无色化妆品用油

以传统热榨法制得的茶油色深且生理活性物质破坏严重，而冷榨避免了高温加工时有害物质的产生，又可保护茶油中如维生素E、γ-亚麻酸、角鲨烯等生理活性物质免遭破坏，使其尽可能保持纯天然特性，因而是制备高档化妆品用油的良好原料［1］。在日本，每年用于化妆品中的茶油高达数百吨；而在我国，茶油却很少应用于化妆品。随着人们生活水平的提高，崇尚天然、注重健康渐成热潮，茶油在化妆品中的应用必将越来越广泛［2］。冷榨茶油仅含有少量磷脂和游离脂肪酸，无需精炼即达食用标准［3］。但冷榨毛茶油中仍含有一定量色素，未达到无色化妆品用油的色泽标准［4］。

目前，油脂脱色的方法很多，工业上应用最为广泛的是吸附脱色法［5］。常用的吸附剂有活性炭［6］、活性白土［7］和凹凸棒［8-9］等。

要制备基于冷榨毛茶油的高质量无色化妆品用油，关键是低温条件下的脱色。探明最佳的低温脱色工艺条件，使其既能最大限度保护冷榨毛茶油中的生物活性成分，同时又达到无色状态。目前，有关基于冷榨毛茶油制备无色化妆品用油的研究鲜见报道。基于此，本试验以冷榨毛茶油为原料，对脱色剂进行筛选，探讨低温（≤65℃）脱色关键技术及其脱色后的稳定性，以期为基于冷榨毛茶油制备无色化妆品用油的工业化生产提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料

冷榨毛茶油：郴州邦尔泰苏仙油脂有限公司；竹炭：AR级；活性白土：天津市大茂化学试剂厂，AR级；凹凸棒（复配5%活性炭）：无锡市欧佰特吸附材料有限公司；活性炭：承德宏伟活性炭公司；硅藻土：浙江嵊州市华力硅藻土制品有限公司。

1.2 试验仪器

UV-1600紫外可见分光光度计：北京瑞利仪器公司；F／C型通用罗维朋比色计：英国Tintometer公司。

1.3 工艺流程

1.3.1 冷榨茶油的制油工艺

茶油籽→除杂→壳仁分离→低温压榨→冷榨毛茶油→粗滤→低温结晶养晶→复合脱色剂（竹炭+活性白土）脱色→低温过滤→无色化妆品用茶油

操作要点：

1）冷榨毛茶油制备：采用≤65℃的温度进行压榨制油。

2）低温结晶养晶：置于9～10℃的冰箱中，结晶养晶48 h去除饱和脂肪酸酯。

3）复合脱色剂（竹炭／活性白土）脱色：温度60℃，脱色剂添加量3.5%，采用竹炭／活性白土（质量比2∶1）进行脱色处理至无色。

1.3.2 热榨茶油的制取工艺

茶油籽→清理除杂→脱壳→破碎→蒸炒→压榨毛茶油→粗过滤→精过滤→脱胶→脱酸→水洗→脱水→脱色→脱臭→热榨茶油。

1.4 试验方法

1.4.1 主要测定指标

茶油色泽的测定：参照 GB／T 22460—2008《动植物油脂罗维朋的测定》；酸值与过氧化值的测定：参照GB／T 5530—2005《动植物油脂酸值和酸度的测定》；脂肪酸组成的测定：参考文献［10］的方法。

1.4.2 单因素试验

1.4.2.1 复合脱色剂中竹炭与活性白土比例对茶油脱色效果的影响

称取50.00 g茶油7份。设定脱色温度为65℃，脱色时间为30 min，脱色剂添加量为3.0%，竹炭／活性白土（m／m）比例分别为 4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4。重复试验 3次，结果取平均值。测定茶油脱色率以确定适宜的竹炭／活性白土比例。

1.4.2.2 脱色剂添加量对茶油脱色效果的影响

准确称取50.00 g茶油9份。设定竹炭与活性白土的比例为2∶1（m／m），脱色时间为30 min，脱色温度为65℃。脱色剂添加量分别设置为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%。重复试验3次，结果取平均值。测定茶油脱色率以确定适宜的脱色剂添加量。

1.4.2.3 脱色温度对茶油脱色效果的影响

准确称取50.00 g茶油7份。设定竹炭与活性白土的比例为2∶1（m／m），脱色时间为30 min，脱色剂添加量为3.0%。脱色温度分别为40、45、50、55、60、65、70℃。重复试验3次，结果取平均值。测定茶油脱色率以确定适宜的脱色温度。

1.4.2.4 脱色时间对茶油脱色效果的影响

准确称取50.00 g茶油7份。设定竹炭与活性白土的比例为2∶1（m／m），脱色温度为65℃，脱色剂添加量为3.0%。脱色时间分别设置为10、15、20、25、30、35、40 min。重复试验 3次，结果取平均值。测定茶油脱色率以确定适宜的脱色时间。

1.4.3 脱色正交试验

冷榨茶油脱色正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素与水平

1.4.4 茶油脱色率的测定

［11］的方法。脱色前和脱色后的油样在480 nm下用1 cm比色槽在UV-1 600紫外可见分光光度计上测其吸光度，以蒸馏水作参比液。用百分数表示。

1.5 数据处理

采用PASW Statistics软件（T检验法）对结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 冷榨毛茶油与化妆品用茶油的品质差异

表2结果表明，冷榨毛茶油的色泽值为Y30，R1.0，好于胡健华等［12］通过脱壳冷榨制得的油茶籽油（Y35，R1.5，罗维朋133.4 mm比色槽）；与李川山等［13］采用二氧化碳超临界萃取制得茶油的色泽（Y20～25，R3.0，罗维朋133.4 mm比色槽）相比，黄色值稍高，但红色值要低。本研究制得的未脱色冷榨毛茶油酸值为 0.21 mg／g，与谢蓝华等［3］报道的精制冷榨茶油酸值（≤0.2）基本一致，稍低于文献报道的化妆品用茶油（表2）［10］。另外，冷榨茶油的碘值和过氧化值均已达到化妆品用油的标准（表2）。因此，以冷榨毛茶油为原料制备化妆品用油，其关键在于低温脱色。

表2 未脱色冷榨茶油与化妆品用茶油主要指标的对比

2.2 不同脱色剂的脱色效果比较

不同脱色剂的脱色效果见图1。图1的结果表明，活性白土与竹炭单独使用的脱色率分别为89.8%和85.7%，具有较佳的脱色效果，与活性碳、凹凸棒石和硅藻土相比，差异显著（P＜0.05）。王亚萍等［14］的研究表明，竹炭对山茶籽油具有良好的脱色效果，这与本研究结果基本一致。相对于活性白土，凹凸棒的金属离子（铜离子、铁离子等）含量较少，以其作为脱色剂对油脂脱色后不易返色［9］，但其对茶油的脱色效果仅介于活性炭与硅藻土之间。硅藻土是油脂脱色中常用的助滤剂［15］，具有一定的脱色作用，但单独使用效果不佳。

图1 不同脱色剂对冷榨茶油的脱色效果

2.3 单因素试验

2.3.1 竹炭与活性白土比例对冷榨茶油脱色效果的影响

活性白土是天然漂土经强无机酸酸化处理而成，其对叶绿素及其它胶溶性物质具强吸附力，对碱性原子团和极性原子团吸附能力则更强［15］。但活性白土的大量使用导致油脂风味、色泽及营养成分的劣变，还可能在存放过程中返色［16］，故应控制活性白土的添加量。

竹炭与活性白土比例对冷榨茶油脱色效果的影响见图2。由图2可知，当复合脱色剂中竹炭与活性白土的比例在4∶1～2∶1时，随着活性白土比例的提高，脱色率逐渐上升，当两者比例为2∶1时，脱色率达到92.5%，而活性白土的比例进一步提高时，茶油脱色率仅略有上升。从尽可能减少活性白土用量的角度来考虑，竹炭与活性白土的适宜比例约为2∶1。

图2 竹炭与活性白土比例对茶油脱色效果的影响

2.3.2 复合脱色剂添加量对冷榨茶油脱色效果的影响

复合脱色剂不同添加量对冷榨茶油脱色效果的影响见图3。由图3可见，随着脱色剂添加量不断增加，脱色率也逐渐提高，当添加量为3.5%时，脱色率达到最大值（93.3%），继续提高脱色剂添加量，脱色率反而略有下降。吴丛梅等［17］对文冠果油脱色研究发现，当活性白土和活性碳的用量超过4%以后，脱色率反而有所下降，这与本研究有相似之处。因此，冷榨茶油复合脱色剂的适宜添加量约为3.0%。

图3 不同脱色剂添加量对茶油脱色效果的影响

2.3.3 脱色温度对冷榨茶油脱色效果的影响

不同脱色温度对冷榨茶油脱色效果的影响见图4。由图4可知，随着脱色温度不断升高，脱色率呈快速上升趋势。当脱色温度达到65℃时，脱色率为91.5%，当脱色温度升至70℃时，脱色率小幅提高。提高温度能加快脱色剂与油脂中有色物质接触，进而加速油脂的脱色，如果温度过高，油脂氧化加快，色泽变深，酸值升高，会影响油脂的品质［18-19］。为了减少热敏性生物活性成分的损失，在保证脱色效果的同时，冷榨茶油的脱色温度应尽可能低。因此，冷榨茶油脱色的适宜温度约为65℃。

图4 不同脱色温度对茶油脱色效果的影响

2.3.4 脱色时间对冷榨茶油脱色效果的影响

不同脱色时间对冷榨茶油脱色效果的影响见图5。由图5可见，脱色率随着脱色时间的延长呈逐渐上升的趋势。当脱色时间为30 min时，脱色率为92.6%，再进一步延长脱色时间，脱色率略有提高。脱色过程中，活性白土的存在始终伴随着对油脂的催化氧化，导致油色加深，所以时间过长反而不利于脱色的进行，还可能导致酸值与过氧化值升高［16］。因此，冷榨茶油的适宜脱色时间约为30 min。

图5 不同脱色时间对茶油脱色效果的影响

2.4 正交试验结果与分析

正交试验的结果见表3。直观最优组合为A3B1C3D2，脱色率为98.4%。直观最优组合与极差分析的结果（最优组合为A3B1C1D2）不一致，需进行验证。组合 A3B1C1D2的验证试验结果为（98.2±0.1）%（n＝4），与直观分析结果并无显著差异（P＞0.05），但从尽量降低脱色温度以保护热敏性生物活性成分的角度来考虑，组合A3B1C1D2更为合理。因此，冷榨茶油脱色的最佳条件为：复合脱色剂添加量为3.5%，竹炭和活性白土的比例为2∶1（m／m），温度为60℃，时间为30 min。

方差分析结果表明，复合脱色剂添加量对脱色效果的影响达极显著水平（P＜0.01），而其他三因素的影响不显著。

表3 正交试验结果

表4 方差分析结果

表5 不同存放条件下脱色茶油色泽值的变化

2.5 不同存放条件对化妆品用脱色茶油色泽稳定性的影响

在不同存放条件下，脱色茶油色泽值的变化见表5。在常温见光条件下，存放45 d时，脱色茶油的黄色值由0上升为0.5，其后持续上升，至第90天时，黄色值升至2.0，而红色值则无变化。在常温不见光的条件下，第75天时，黄色值为0.5，此色值一直延续至第90天，而红色值亦无变化。低温见光与低温不见光条件下的结果相同，整个存放过程中，均未出现返色现象。有研究认为，波长为450 nm的可见光可破坏油脂中有色基团而降低油脂的色泽［20］，这一结论在刘鑫等［18］对大豆油脱色特性研究中得到了证实。因脱色过程中类胡萝卜素已被大量脱除，这可能是导致本研究中光照对防止脱色冷榨茶油返色正面影响不明显的原因。因光照会促进油脂氧化酸败，导致过氧化值升高，故化妆品用脱色冷榨茶油最好避光保存。

表6 不同茶油产品主要指标比较

2.6 脱色冷榨茶油与化妆品用、医用茶油主要指标比较

不同茶油产品主要指标比较见表6。表6的结果表明，与文献报道的化妆品用油、医用茶油以及国家一级压榨精炼茶油相比，本研究制得的无色低温压榨茶油样品的酸价、过氧化值和色泽均明显优于前者，其他指标无显著差异。这一结果说明，本研究制得的无色冷榨茶油样品在护肤美容品应用上具有极佳的品质特性。

3 结论

以冷榨毛茶油制备无色化妆品用油的关键在于低温脱色。竹炭与活性白土是冷榨毛茶油脱色制备无色化妆品用油的最佳复合脱色剂。最佳的脱色工艺条件为：复合脱色剂添加量为3.5%（m／m），竹炭和活性白土的比例为2∶1（m／m），温度为60℃，时间为30 min，脱色率达（98.2±0.1）%（n＝4），其中复合脱色剂添加量对脱色效果的影响达到极显著水平（P＜0.01）。保藏温度是影响无色冷榨茶油色泽稳定性的主要因素，但光照会促进油脂氧化酸败故化妆品用脱色冷榨茶油最好避光低温保存。本研究制得的无色冷榨茶油品质优异，是制备护肤美容品的极佳原料。

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The Decoloring Technology of Colorless Cosmetic Oil Based on Cold-Pressed Crude Camellia Oil

Wang Hui1Yang Xiaowen2Gong Jijun2，3，4Yang Yingjie2Zhang Nana2Zhang Yingyi2Tang Jing2
（Ministry of Forestry Bioethanol Research Center1，Changsha 410004）
（College of Food Science and Engineering，CSUFT2，Changsha 410004）
（National Engineering Laboratory for Rice and Byproducts Processing3，Changsha 410004）
（Key Laboratory of Cultivation and Protection for Non-Wood Forest Trees，Ministry of Education4，Changsha 410004）

This paper is aimed to investigate the decoloring technology of cold-pressed crude camellia oil（COASO）so as to provide basis for preparation of colorless cosmetic oilwith high quality.Take cold-pressed crude camellia oil（≤65℃）asmaterial，decoloring technology was optimized through single factor and orthogonal experiments.The optimum decolorizing conditionswere as follows：the dosage of compound decolorantwas3.5% （m／m），the ratio of bamboo charcoal to activated clay was2∶1（m／m），temperature was60℃，and time was30 min.Under such conditions，themaximum rate of decolorization reached（98.2±0.1）% （n＝4），the effect of the dosage of compound decolorant on the rate of decolorization reached a significant level（P＜0.01）.At the condition of normal temperature with and without light，its color valueswill come back a littlemore，while at the condition of low temperature with and without light，the color values of the colorless cold-pressed camelliae oilwas keptat Y0R0 during the 90 d period.Compared cosmetic andmedical camelliae oil reported in literatureswith one of this study，the quality of our sampleswas better than the formers.The decoloring efficiency of this technology was higher than others.Furthermore，due to the low temperature，the bioactive components in cold-pressed crude camelliae oil can be free from destruction to the utmost.In order to ensure the quality stability of colorless camelliae oil cold-pressed，it should be preserved under condition of low temperature and without light.The samples of colorless cold-pressed camelliae oil made in this study are excellent raw material for preparation of skin-care cosmetics.

bamboo charcoal／activated clay，compound decolorant，cold-pressed，crude camellia oil，colorless cosmetic oil

TS224

A

1003-0174（2015）07-0058-06

湖南省科技计划项目（2012NK3106），地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目（201310538010），湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目（2013-160），中南林业科技大学大学生研究性学习和创新性实验计划项目（2013-29），中南林业科技大学“十二五”专业综合改革试点项目（2013-6）

2014-03-02

王挥，男，1974年出生，博士，助理研究员，林产化工、森林食品

龚吉军，男，1972年出生，教授，森林食品、食品天然保鲜剂、林产化工