茶叶籽淀粉的研究现状与展望

张芳芳 Giorgi Rtveladze 林 敏 李 雪 白新鹏

(海南大学食品学院1，海口 570228)

(海南思香源食品有限公司2，海口 571921)

茶叶籽是山茶科植物茶(Camellia Sinensis O.Ktze)的果实，即茶叶树的果实，为茶叶生产的副产物，与油茶籽(Camellia seed，别名山茶籽，是油茶树的果实)不是同一种产品。茶叶籽作为多年生木本油料作物，主要用作食用油的生产，也可作为传统药物［1］。茶叶籽作为我国传统的油料树种之一，已有悠久的种植历史，我国现有茶园种植面积286万hm2，每年潜在的茶叶籽资源约214.5万 t，茶叶籽中含有丰富的营养物质，如脂质、淀粉、蛋白质、茶皂素和纤维素等［2］。目前，只有少部分茶叶籽被用作油料的生产，出油率不到15%［3，6］，大部分的茶叶籽被弃之不用，造成茶叶籽资源的极大浪费。

茶叶籽中含有质量分数约15%～20%的淀粉，由此看出茶叶籽中淀粉含量是相当可观的［7］，以淀粉为原料，采用生物技术可直接生产各种类型的淀粉糖，如:葡萄糖浆、结晶葡萄糖、麦芽糊精等。也可将淀粉应用于食品工业和医药工业等领域，可作为增稠剂、填充剂、赋形剂使用。我国茶叶籽资源丰富，充分利用这些资源，对提高茶叶籽生产深加工和产品附加值，都具有重大的意义［8－9］。

油茶籽及油茶籽粕的综合利用的研究由来已久，现阶段对油茶籽及油茶籽粕的研究开发利用多用于对茶皂素、残留油、多糖的提取，作为绿色农药、抑菌剂等综合利用［10，13］。最近几年，国内外关于茶叶籽及茶叶籽粕的综合研究较少，尤其是对茶叶籽淀粉的研究还处于初步阶段，其中对茶叶籽的研究，也只是停留在理论阶段［14－15］。为此，本文对国内外已报道的茶叶籽淀粉的提取工艺、理化特性、组成成分及保健功能等进行总结分析，以便读者能更好地了解茶叶籽淀粉的研究现状，为茶叶籽淀粉的开发利用提供参考。

1 茶叶籽淀粉的提取工艺研究

目前，国内外关于可食性淀粉的提取工艺，主要有稀碱法、生物发酵法、水剂法、超声波辅助水提法等。国内外学者对于茶叶籽淀粉的提取研究，以上各种方法均有涉及到。

韦思庆等［16］采用稀碱提取法提取茶叶籽淀粉，以蒸馏水作为溶剂，在液料比6∶1(V/m)，pH 10.0，浸泡时间5 h，提取温度50℃的条件下，得到的淀粉提取率为83.87%，测得透光率比玉米淀粉和小麦淀粉低;析水率为36.28%，冻融稳定性比玉米淀粉和小麦淀粉好;膨胀度为12.38%，膨胀度比玉米淀粉和小麦淀粉低;凝沉性比玉米淀粉和小麦淀粉低。

肖龙艳等［17］采用响应面法优化了茶叶籽淀粉超声波辅助水提法工艺，发现当原料粉碎度60～80目，液料比为6.9∶1(V/m)，浸提温度48℃、浸提时间3.7 h、兑浆水pH为9、超声时间40 min时，茶叶籽淀粉的提取率可达81.93%。同时，粗淀粉中淀粉含量可达到84.53%，蛋白质质量分数为2.17%，粗脂肪质量分数为2.10%。由于蛋白质与脂肪的存在会对淀粉的性质产生一定影响，从而限制淀粉的应用，因此，尚需在茶叶籽淀粉的精制方面做进一步研究。

姜金仲等［18］采用水浆静置发酵分层法生产茶叶籽油及淀粉，茶叶籽仁水浆静置发酵分层现象表现为:茶叶籽仁在适宜温度条件下充分自然发酵后，发酵液自然分离为3层;上层为茶叶籽油脂体、中层为茶皂甙溶液、底层为茶叶籽淀粉;经过两次发酵，上层茶叶籽油脂体的纯度可达到95%。将纯化的茶叶籽油脂体进行加热处理，可以生产出高质量的茶叶籽毛油。利用茶叶籽仁水浆静置发酵分层法可使茶叶籽毛油产率达16% 、淀粉产率达8%;分离出的茶叶籽淀粉经反复水洗，可以得到茶叶籽淀粉的初级产品。

茶叶籽仁水浆静置发酵分层现象的研究完成了从茶叶籽到茶叶籽油及淀粉分离的全过程，但对该过程中每一个具体环节的作用机理尚未开展深入研究，特别是茶叶籽仁水浆静置发酵分层现象的发生机理。

茶叶籽淀粉提取过程中，以蒸馏水作为其提取溶剂，这不仅大大降低了茶叶籽淀粉的提取成本，而且茶叶籽淀粉的提取率较高，从而达到经济效应和生态效益的同步发展，实现茶叶籽废弃物的资源化。

2 茶叶籽淀粉理化特性研究

刘亚伟等［19］根据 GB/T 20378—2006《原淀粉淀粉含量的测定旋光法》测定茶叶籽粕原料中淀粉的含量。

在茶叶籽淀粉物理性质研究过程中，得到以下相关的理化指标，为人们对茶叶籽淀粉的研究及工业化生产提供一定的理论基础。国内外众多学者均对其进行了研究报道，研究结果如表 1、表 2、图1所示。表1 茶叶籽淀粉基本成分含量［20－21］

图1 茶叶籽淀粉颗粒的形貌与大小［25］

/%含水量成分 质量分数12.23灰分 0.17蛋白质 0.55粗脂肪 0.51淀粉82.74

表2 茶叶籽淀粉基本理化指标［22－25］

梁怡等［7］通过茶叶籽淀粉颗粒形态观察，测定并计算茶叶籽淀粉的提取率和纯度、白度、透光率、持水性、溶解度和膨胀度、直链和支链淀粉的含量等物理化学指标。结果表明:茶叶籽淀粉颗粒形态的特点为圆形和椭圆形;淀粉的白度为82.3%，基本达到商业淀粉的要求，能够广泛用于食品、纺织、医药、化工、胶粘等行业;茶叶籽淀粉的直链与支链淀粉的比例与根类淀粉的比例相似;其溶解度和膨胀度、透光率较小，淀粉糊呈半透明状;淀粉的出品率和提取率较低，纯度高。

茶叶籽主要用来榨油，但是单独提取淀粉或油脂时，对其他营养物质的提取率会造成一定影响，导致双方提取率很难同时达到理想指标。由于在油脂提取过程中，压榨工艺导致了茶叶籽中淀粉的糊化，造成淀粉的提取率不高。因此，如何在保证油脂提取率的同时，提高淀粉的提取率，将成为一个亟待解决的问题。

肖龙艳等［25］通过研究茶叶籽淀粉颗粒形貌、大小和糊化温度，测定其溶解度和膨胀度、透明度、冻融稳定性、凝沉性及黏度等理化性质，并且与玉米淀粉进行比较。结果表明:茶叶籽淀粉颗粒表面光滑，呈椭圆形或球形;不易发生糊化;溶解度与膨胀度随温度变化程度不大;与玉米淀粉相比，透明度与冻融稳定性不及玉米淀粉糊，但抗老化性稍强，黏度也高于玉米淀粉。从物理性质研究结果可看出，茶叶籽淀粉市场潜力巨大。

3 茶叶籽淀粉开发利用的几点建议

3.1 改性淀粉絮凝剂的应用

茶叶籽淀粉是一种具有优良黏合性的天然淀粉，在环境污染的修复过程中，天然淀粉经过交联后进行黄原酸化反应，得到与多种重金属离子络合的黄原酸酯(ISX)，从而达到清除工业废水中重金属离子的作用［26－27］。

3.2 淀粉胶黏剂的应用

天然淀粉应用于食品增稠剂、纺织上浆液，以及其他各方面，首先要在水中糊化，淀粉糊化后黏度增加，冷却时，由于分子聚集形成交联网络，显示相当的保持形状的力量［28］。淀粉分子中化学性质较为活泼的羟基和α－1，4糖苷键易被各种氧化剂氧化。C2、C3、C6位上的醇羟基很容易被氧化，在不同的条件下羟基被氧化为醛基、酮基、羧基，分子中的糖苷键部分发生断裂，使淀粉分子聚合度降低，氧化后的淀粉是含有醛基和羧基的聚合度较低的改性淀粉混合物。在水氧化剂的作用下这种淀粉经加热发生糊化或室温糊化而生成氧化淀粉胶黏剂［29］。

由于茶叶籽淀粉胶黏剂无毒无味，成膜性能好，具有良好的黏合性能，作为一种绿色环保型产品具有广阔的发展前景。随着淀粉胶黏剂研究的深入，各种新的天然淀粉将会不断涌现，品种和性能将会不断增加和提高。

3.3 淀粉基可降解塑料的应用

降解塑料是一中新型产业，茶叶籽淀粉可应用于生物降解塑料。淀粉以它特有的性能在世界各国均有研究，GRIFFIN首次获得淀粉表面改性填充塑料的专利［30－31］。以 GRIFFIN 的专利为背景，一些国家开发出淀粉塑料填充型生物降解塑料;加拿大的St.Lawarnce淀粉公司采用此项技术工业化生产出Ecostar可降解塑料母粒;Greizerstein 等［32］对 PE/Econstar Plus共混物制成的塑料袋进行堆肥实验;日本谷类淀粉公司与美国密歇根州兰辛的一家开发公司(GRT)已经开始在一家合资企业研制并生产一种以淀粉为主要成分的、能生物降解的塑料［33］。

4 展望

目前，关于茶叶籽淀粉的研究重点主要放在提取工艺优化等方面，国内外对其理化性质及功能应用研究较少，对茶叶籽淀粉的分析研究仍处于起步阶段，茶叶籽淀粉生理功能的研究国内外也鲜见报道，有待进一步深入研究。

还需从各个指标着手对茶叶籽淀粉的研究，例如，在茶叶籽淀粉的分类上进行细分，明确不同来源的同类茶叶籽淀粉的差异及生理功能;在茶叶籽淀粉的生产上，降低成本，提高茶叶籽淀粉在食用、加工过程中抗性性能的稳定性;在茶叶籽淀粉理化指标的分析测定上，完善测定方法，另外，还需从分子水平上阐明茶叶籽淀粉的功能作用机理。