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茶籽油的精炼技术及其在化妆品中的应用进展

2018-01-24,,,

中国野生植物资源 2018年6期
关键词:脱酸酸价脱胶

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(南京野生植物综合利用研究院,江苏 南京211111)

油茶属于山茶科山茶属植物,狭义上指普通油茶,是我国独有的极具营养、健康及经济、社会价值的特色木本油料资源[1]。茶籽油是从油茶树成熟种子中提取得到,不饱和脂肪酸含量高达90%以上,还含有茶多酚、茶皂素等多种活性成分,具有保湿、防辐射、抗衰老、护发等功效,在化妆品应用领域越来越受关注。本文就茶籽油的精炼技术及其在化妆品中的应用加以综述,旨在充分利用茶籽油这一天然的纯植物油脂,开发其在化妆品行业中的应用,提高茶油的附加值。

1 茶籽油的精炼技术

油茶籽毛油色泽深,带有收敛性的苦涩味,这与油中含有少量的茶皂素及其他杂质有关,并且毛油酸价高,因此必须经过精炼加工才适用于食品、化妆品、医药等各个行业。

1.1 传统精炼工艺

毛油的精炼工艺一般包括脱胶,脱酸,脱色及脱臭等工序。

(1)脱胶

在植物油的精炼中,脱胶是一个极为关键的过程,脱胶的主要目的是除去磷脂、微量重金属、蛋白质、糖类和一些热敏性色素。脱胶不完全会导致精炼损失大,加重后段脱色、脱酸、脱臭的负担,对设备影响也很大。钟海雁等[2]研究了6中茶油水化脱胶工艺的效果及该工艺对茶油品质的影响,分别为常规水化脱胶、干法水化脱胶、湿法水化脱胶、Unilever超级脱胶、特殊脱胶、完全脱胶,结果显示,上述6个工艺脱胶后茶油的酸价和碘值影响较小,过氧化值较水化前升高了一倍多,其中干法脱胶得率较低,超级脱胶酸价和过氧化值上升最多,较好的脱胶方式为常规水化脱胶和湿法脱胶工艺。张卫国等[3]采用酶法脱胶,通过新型磷酸酶对毛茶油进行脱胶研究,确定了最佳工艺条件,酶法脱胶是一种经济节约、高效稳定、绿色环保的具有国际领先水平的脱胶方法。

(2)脱酸

脱酸是通过加碱来中和茶油中游离脂肪酸的过程,是油脂精炼过程中最关键的工艺。吴建宝等[4]以冷榨油茶籽油为原料,进行碱炼脱酸工艺研究,在单因素试验基础上,采用Box-Behnken设计响应面法优化碱炼脱酸工艺条件,结果表明碱液质量分数为13%,超碱量0.15%,反应时间25 min,温度60 ℃的条件下,油茶籽油的酸价可达到0.204 mg KOH/g。为改进茶籽油脱酸工艺,王未君等[5]以微晶纤维素和氢氧化钠为原料,采用固相合成的方法制成一种碱性微晶纤维素,考察了其对低温压榨茶籽油中游离脂肪酸的吸附效果,并通过单因素和正交试验得出了最优的脱酸工艺条件,在时间为2 h,碱性微晶纤维素添加量为2.5%,温度为45 ℃的条件下,脱酸效果最好,茶籽油的酸价降低了3.15 mg KOH/g。

(3)脱色

脱色是油脂精炼必不可少的环节,除了脱除油中色素外,还能起到降低磷脂含量、过氧化值、含皂量以及金属离子含量的作用,改善油品色泽,提高氧化稳定性。钟海雁等[6]利用活性白土吸附法对茶油进行脱色研究,通过正交试验法确定了最佳脱色条件,结果显示,在脱色过程中,伴随有对磷脂的脱除,且随着白土用量的增加,时间的延长和温度的升高,会提高油脂的酸值和羰基值。白土脱色工艺中产生的废弃物、废水对环境污染大,陈珊等[7]采用硅胶柱层析法脱除茶油中的色素,得到了清亮透明无色的茶油,并将茶油中油酸的含量提高到了83.63%。

(4)脱臭

脱臭主要是脱除油脂中的臭味物质,引起油脂臭味的主要组分油低级醛、酮、游离脂肪酸、不饱和碳氢化合物等。庞文胜等[8]研究茶油精炼工艺,采用在真空状态下通过汽提脱臭,清除油中白土等杂质的异味,恢复茶油固有的清香。将净油箱内油泵入脱臭锅,升温的同时拉真空,升温至175~180 ℃,真空-0.092 MPa保持1 h左右,可得出一级精炼茶油;升温至240 ℃,破真空维持6602 MPa,保持2~3 h可得出高烹油。

1.2 新型精炼工艺

传统的油脂精炼方法工序复杂,操作繁琐,现已有越来越多的新型高效分离技术应用到油茶籽油的精炼工艺中。

(1)改性膨润土无水精炼技术

李琪琳等[9]提出改性膨润土无水精炼油茶籽油工艺,先用活性白土脱色,然后用碱性钙基膨润土脱酸,在脱色及脱酸的同时进行了脱胶,结果表明该工艺能满足油茶籽油的脱色、脱酸、脱胶要求,过氧化值与杂质含量也有一定的下降,极大地简化了油品的精炼工艺,降低了生产成本。

(2)膜分离技术

膜技术应用到油脂精炼中,可使胶质和包括在胶质中的色素物质和一些游离脂肪酸得到脱除,起到脱胶、脱酸和脱色的作用。陈文伟等[10]利用无机陶瓷膜技术精炼茶油,从无极陶瓷膜的截留分子量、压力、温度和混合油浓度研究磷脂、色泽、酸价和膜通量的影响,试验结果显示,经过处理后油茶籽油,磷脂含量降到6.86 mg/kg,色泽为Y5.2(25.4 mm比色槽),酸价为0.63。将膜技术应用到油茶籽油的精炼中,可简化精炼工艺,取代传统的水化脱胶和碱炼两个工序,减少能量消耗,降低生产成本,节省脱色吸附剂的用量,达到脱胶、脱酸和脱色的目的。

(3)分子蒸馏技术

分子蒸馏技术是基于混合物中不同组分质检分子运动平均自由程差异为主体的分离过程,因其在高真空度下进行而特别适用于分离高沸点、热敏性和易氧化的物质。周军等[11]对分子蒸馏技术精制护肤茶油的工艺进行了研究,通过单因素试验考察了加热温度、冷凝温度及刮膜转速对精制茶油品质的影响,并获得了优化工艺条件为加热温度175 ℃、冷凝温度40 ℃以及刮膜转速200 r/s。采用分子蒸馏技术精制的茶油酸值、过氧化值均显著降低,茶油色泽澄清、透明,不饱和脂肪酸含量略有升高。

2 茶籽油在化妆品中的应用

茶油中含有上述多种活性成分,使其具有保湿、抗氧化、美白、促进透皮吸收等多种护肤功效,广泛应用于化妆品行业。

李治章等[12]将茶油添加至护肤霜中,测定受试者使用后皮肤的保湿度和弹性,结果显示茶油在护肤霜配方中的加入可明显提高产品护肤功效,特别是长期使用效果更为明显,1个月的结果表明,茶油的量达到5%时,其护肤效果已达到或超过国内知名品牌产品的水平,当产品配方中含茶油10%时,其短期效果即可与国内知名品牌产品相当,长期效果则更胜一筹。

喻敏等[13]研究开发了含野生茶油的反相胶束结构的自乳化卸妆油配方,设计了无高度滴水滴法,加水研磨法,以及彩妆卸妆方法,用于评估和对比转相能力,自乳化能力以及卸妆能力。试验结果表明,自行设计的配方FM-2在综合能力方面优于配方FM-1,DHC橄榄卸妆油和Innisfree卸妆油产品。张木歆等[14]比较了芦荟油、茶籽油、橄榄油的紫外吸收效果,结果显示三者对紫外光UVB、UVA都具有较好的吸收效果,但茶籽油和橄榄油在波长270~350 nm具有很好的紫外吸收,且茶籽油在350~400 nm处紫外吸收效果优于橄榄油和芦荟油,因此,茶籽油综合紫外吸收效果较好。用茶籽油和甘油按照9∶1的比例容纳10 mg生物活性物质D制成紫外吸收剂,其紫外吸收效果较好。熊春兰等[15]利用精制后的茶油配制防晒霜,产品通过紫外线测定显示茶油防晒霜在紫外光区有较好的吸收性,通过人体临床实验结果显示产品使用后皮肤光滑舒适,润湿无粗糙感,无不良反应,且防晒效果较好。

综上所述,茶籽油是我国特有的木本油脂,活性功效可与橄榄油相媲美,甚至优于橄榄油。橄榄油目前已广泛应用于各类化妆品的功效成分添加,而国内茶籽油在化妆品行业的应用还处于起步阶段,但是随着科技的进步和人们崇尚天然、植物的潮流,开发茶油化妆品将具有很大的市场潜力。

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