茶籽油不同提取工艺的特点分析及研究进展

曾奥陈元堃罗振辉何树苗李春梅林树真卢群

（1.广东药科大学生命科学与生物制药学院，广东 广州510006； 2.广东金妮宝科技发展有限公司，广东 广州511475）

茶油是从山茶科油茶树种子中获得的，又名茶籽油、山茶油，是我国特有的木本油脂，主要分布在湖南、江西、广西、广东、福建等南方省区［1］。 茶油中的不饱和脂肪酸高达90%，其中油酸75%～83%、亚油酸7.4%～13%［2］，不同产地的茶籽油的油酸和亚油酸组分含量相差较大［3］。 不饱和脂肪酸具有调节血脂、维持正常生理机能的作用，如促进神经系统发育、调节脂代谢、调节免疫及凝血过程等［4-5］。 茶籽油中还包括具有降血压、抗动脉粥样硬化、益智抗癌等作用的α-亚麻酸［6］，防止动脉粥样硬化、降低血压、防止血小板凝集的茶多酚［7-8］，具有抗癌、抗氧化、解毒、皮肤保湿和润肤活性的角鲨烯［9］，具有抗氧化性及清除活性氧自由基的能力的茶皂素［9］等成分。 茶油的脂肪酸组成与木本食用植物油橄榄油极为相似，被誉为“东方的橄榄油”［10］。

茶籽油主要由茶籽提取而来，目前较常用的提取工艺有压榨法、浸出法、超声波提取法、水酶法、超临界CO2萃取法（SCFE 法）5 种方法［11］。 本文通过对比各提取工艺的提取原理、出油率、脂肪酸成分、感官评定、提取成本等特点，分析这几种提取方法在工业化产业化过程中的优劣势，为茶籽油提取工艺优化与新工艺的开发提供参考。

1 茶籽油各提取工艺的特点

1.1 压榨法

压榨法指的是利用物理方式将油脂从茶籽中压出来，其主要的工艺为鲜茶果→烘干→脱壳→取出茶籽→烘干→破碎→轧胚→蒸炒→压榨。 此工艺优点是提取工艺简单且不添加任何化学药剂，较好地保留了原料的特有风味，还能保证油脂的品质和安全。 甘秀海等［4］研究显示，压榨法提取得到的茶籽油为浅褐黄色，具有茶油的清香，是一种能较好地保障茶油感官品质的茶油提取方法。 压榨法的缺点是对比其他4 种工艺，此法批量生产成本较高，且提油率低、杂质多、酸值高、过氧化值高、粕中残油率较高（见表1），还需要经过后续的过滤、碱炼、脱色等复杂的精炼处理［12］。 另外，该工艺在前期的蒸炒高温会使油茶籽仁中的蛋白质等物质变性，油品中生育酚、皂苷、茶多酚、角鲨烯等生理活性物质也会因此被分解［13］，后期精炼工艺也会对油的品质产生影响，产生三氯丙醇、脱水甘油酯等对人体有害的物质。 因加热会破坏茶籽中的有效成分，在传统热榨工艺基础上衍生出了冷榨法，但是冷榨法残油率高达12%～20%［14］，对茶籽的质量要求也相对较高［15］，暂时无法取代热榨法。 目前，在我国农村地区还广泛应用压榨工艺进行各种食用油的榨取。

1.2 浸出法

浸出法是利用相似相溶的原理将茶籽仁中的油脂溶解在低沸点的有机溶剂（通常为石油醚或者正己烷）中，再通过蒸馏工艺将混合物进行分离，最后得到油脂的方法。 以石油醚作为溶剂为例，该法具有操作简便、提油率较高、产业化成本低、溶剂可回收利用、残留物中蛋白质等物质不易变性的特点。 然而，石油醚等溶剂易燃易爆、对人体中枢神经系统及运动神经细胞有损伤作用［16］，对环境容易造成危害。 近年来，有报道某产地浸出法提取的茶油检测出苯并芘超标的现象，主要是因为农户在压榨茶油时，为了提高出油率，反复对茶籽进行烘烤、蒸炒所致。 另外，在萃取过程中，苯物质与溶剂易发生高温化学反应，也进一步提高了苯并芘的含量。 浸出法得到的油还存在毛油质量差、酸值偏高、溶剂残留较高、有异常气味与滋味等问题（见表1）。

现代油脂加工过程中，对于一些含油量低的油料作物，比如大豆，采用的是直接浸出的工艺；对于一些含油量高的油料，比如菜籽、花生、茶籽，则采用先压榨后浸出的工艺。 近年来，也有研究显示可以通过油茶籽饼的余香及增香潜力来给浸出法制取的茶油增加食用价值［17］。

1.3 超声波提取法

超声波提取法是利用超声波的“空化”作用激化提取溶剂快速渗透固体物质，溶解油脂并扩散得到多成分混合提取液的提取工艺。 超声波提取法操作简便，运行成本低，具有较好的经济性和广泛的适应性，但该法多数情况下仅作为一种辅助手段［18］，需要与其他萃取技术结合才能发挥最大作用［19］。 曾虹燕等［20］研究显示，超声波法提取所得茶油酸价及过氧化值都较超临界CO2萃取法高，角鲨烯（1.085%）与维生素E（1.400%）也较超临界CO2萃取法所得的3.726%与3.634%低，且加热后油色变深，产生析出物。 胡爱军等［21］研究发现，在提取溶剂、料液比等因素确定的条件下，超声强化提取与其功率及体系的温度等有关，即超声功率越高，达到提取平衡时间越短，平衡时油脂含量越高。 在水酶法提取茶籽油过程中，超声辅助预处理能有效去除皂素，降低乳化，提高游离油回收率［22］。

1.4 水酶法

水酶法是利用机械（超声波）破坏茶籽细胞的细胞壁，然后加入酶来降解油料细胞或脂蛋白、脂多糖等复合体来提取出细胞中的油脂，再利用蛋白和碳水化合物对油和水的溶解度差异分离获得油脂的工艺。 水酶法的优势是在提取油脂的同时能有效回收原料中的蛋白质（或其水解产物）及碳水化合物，且在提油过程中一些油料中的有毒或抗营养因子能被很好地除去。水酶法提取所得油脂酸值较其他方法高，而过氧化值则明显较低（见表1）。 出现以上结果的原因可能是水酶法环境较为温和，对抗氧化物质的损伤程度最低［27］。 李宁等［32］研究显示，与压榨法、浸出法相比，水酶法提取所得维生素E 与β-胡萝卜素质量分数较高，而多酚类物质质量分数较低。 与传统工艺相比，水酶法提油技术设备简单、操作安全、效率高［23］；所得的毛油质量高、色泽浅、易于精炼［24］；处理条件温和，能生产出脱毒的蛋白产品，生产过程相对能耗低［25］。 但油茶籽中茶皂素的起泡能力与乳化能力强，提油过程中会产生大量的乳状液，是水酶法难以用于工业化的重要原因。

1.5 超临界CO2 萃取法

超临界CO2萃取法是利用在超临界状态下超临界流体CO2溶解油脂，而在非超临界状态下降低超临界流体CO2的密度使其对油脂的溶解度降低的这一特性对油脂进行分离的方法。 相比于其他方法，超临界CO2萃取法得到的油气味清香、酸值低、碘值最大、过氧化物值最低、色泽浅、无残留溶剂［26-27］（见表1）；超临界CO2萃取法提取所得的茶籽油中棕榈酸的含量最低，油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸的含量较高（见表2）；另外，超临界CO2萃取法所得茶籽油中角鲨烯含量也仅低于冷榨法（见表3）。

虽然该工艺技术压力大、工程技术要求高和设备昂贵，但是该技术还在不断地改进中，如改变夹带剂的种类及比例［28］，改变CO2流速、提取时间、料液比、提取温度、压力等都能够提高萃取的比例或者提取所需物质的含量［29-30］。

目前，超临界CO2萃取技术已被广泛地应用于油脂的提取，如芡欧鼠尾草油［31］、树番茄油［32］、黑杨树芽油［33］、米糠油［34］等。

表1 不同方法提取茶籽油基本理化指标比较［14，28，30］Table 1 Comparison of basic physicochemical indexes of tea seed oil extracted by different methods

表2 不同方法提取茶籽油主要脂肪酸组成比较［14，30］Table 2 Comparison of the main fatty acids of tea seed oil extracted by different methods w／%

表3 不同方法提取茶籽油中的角鲨烯［14］与VE［14，28］质量分数的比较Table 3 The content of squalene and VE in tea seed oil obtained by different methods （±s） w／（μg·mg-1）

表3 不同方法提取茶籽油中的角鲨烯［14］与VE［14，28］质量分数的比较Table 3 The content of squalene and VE in tea seed oil obtained by different methods （±s） w／（μg·mg-1）

提取工艺 角鲨烯 VE水酶法 0.084 0±0.000 4 0.256 7±0.000 5压榨法 0.113 6±0.000 9 0.012 2±0.000 2浸出法 0.090 2±0.000 4 0.273 9±0.001 3超临界萃取法 0.102 8±0.001 0 0.301 4±0.002 4

1.6 其他提取方法

水代法指的是在一定的压力下，油脂与蛋白质的亲和力小于水与蛋白质的亲和力，以水代油得到脂肪，并利用油脂和水的密度不同，将油脂分离出来的制油方法。 此方法不需要溶剂，是一种绿色健康的加工方法［35］。 但水代法提取时油与水之间易形成乳化层，需要经过破乳处理，并且水分及挥发物含量不能达到GB／T11765-2018《油茶籽油》要求，还需要进一步加工和处理。

亚临界萃取法是在一定压力下，利用亚临界溶剂对油脂的溶解能力，把油料中的油脂萃取到亚临界溶剂中，然后分别蒸发萃取后的液相和固相，液相蒸发后得到油脂产品，固相蒸发后得到浸出粕。 亚临界工艺设备简单易操作、得油率高、油质好、无毒无害、回收率高［36］。 国内亚临界流体设备及技术的研究起步较晚，应用研究报道较少。

水乳化萃取与冷冻破乳化释放组合提取法在近年也有一定进展［37］。 该法以水为溶剂，采用水乳化萃取与破乳化释放组合技术提取茶籽油，具有提取温度低、茶籽蛋白及其他成分不会变性、产品质量有保障、生产成本较低、节能环保等优点，属于高效、绿色提取油脂的工艺技术。

2 展望

我国拥有丰富的茶树资源，茶农使用的传统茶油提取技术（压榨法）比较成熟，但是理论研究较少，该方法提取出来的茶籽油出油率较低，造成了资源浪费。油厂使用的浸出法、超声波法、水酶法等提取技术是近年来的研究热点，但是浸出法容易有溶剂残留，感官评价较差；超声波法提取毛油的品质较差；水酶法提取会产生大量的乳状液。 随着超临界流体萃取技术的进步，企业开始将超临界CO2萃取技术产业化生产茶籽油［38］，该提取方式可以较完整地保留茶籽中的茶多酚、角鲨烯、茶皂素等有效成分，不会影响茶籽油的感官评价。 近年来，随着超临界流体技术的进步，提取率逐步提高，设备成本也稳步降低［34-36］。 因此，从提取率、油的品质、稳定性、感官评价等方面考虑，超临界CO2萃取技术应用在茶籽油提取领域是十分有前景的。