云南大叶种茶籽油脂肪酸组分分析
2020-04-10张正艳蒋宾马奔刘明丽姚启萍陈立佼马燕王兴华赵明
张正艳 ,蒋宾 ,马奔 ,刘明丽 ,姚启萍 ,陈立佼 ,马燕 ,王兴华 ,赵明 *
(1.云南农业大学龙润普洱茶学院,云南昆明650201;2.云南农业大学云南省药用植物生物学重点实验室,云南昆明650201;3.云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心,云南昆明650201;
4.普洱市茶叶科学研究所,云南普洱 665000)
茶树(Camellia sinensis(L.)O.Ktze.)为山 茶科(Theaceae)、山茶属(Camellia)的重要经济作物。根据中国茶叶流通协会统计,2019年我国茶园总面积为306万公顷,茶叶产量279万吨,居世界首位。茶树通常9月至10月下旬开花,次年10月至11月结籽。据调查,依据茶树品种及管理措施不同,每亩茶园年产鲜果数十到数百千克。浙江大学开发的叶果两用型茶园,产茶果可达1.5吨。因此,茶籽是一种资源量巨大,具有重要开发潜力的茶副产品[1]。
茶籽由茶籽仁和茶籽壳两部分构成[2-3]。其中,茶籽仁富含茶籽油和茶皂素,主要用于茶籽油和茶皂素的提取。茶籽油是指茶籽经传统压制和现代物理精炼技术所得到的木本食用油。2009年12月22日,中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会发布公告,将其列为新资源食品[4]。李梅等[5]的研究发现茶籽油不仅含有角鲨烯、生育酚等降低胆固醇和预防高血压的功能组分,还含有丰富的油酸、亚油酸和亚麻酸等不饱和脂肪酸,其中以油酸的含量最高,鉴于油酸具有降低血清甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)、调节免疫、预防高血压等功能,亚麻酸有防治糖尿病、改善眼疾等作用,茶籽油在医药保健等行业也具有广泛的应用潜力[6-10];马力等[11]研究表明茶籽油不仅具有吸收对人体有害的短波紫外线和长波紫外线,从而避免皮肤晒伤现象产生的特性,还含有能清除自由基和延缓衰老的茶多酚和维生素E,具有开发成化妆品原料的潜力。此外,茶籽油色泽好,除了保质期长,适于食品的煎炸与烘焙外,还可以用作其他食品的加工原料[11]。由此可见,茶籽油在化妆品、医药及食品等方面均具有广阔的应用前景。随着茶园面积的扩大,以及人们对健康食用油的追求,茶籽油具有良好的开发价值。
云南省作为茶叶的原产地之一,根据中国茶叶流通协会统计,2019年茶园种植面积达46.67万公顷,其中多数为大叶种(Camellia sinensis var.assamica)。普洱市、西双版纳洲、临沧市现有茶园面积分别为10.49万公顷、5.84万公顷和9.03万公顷,大叶种茶树的茶籽年产量分别为7.9万吨、4.4万吨和6.8万吨,可见茶籽资源非常丰富。目前多采用压榨法制备茶籽油[10,13]。茶籽油中油酸含量很高,且还含有30种挥发性成分[14-15]。综合来看,虽然云南大叶种茶籽资源丰富,但相关研究较少,也缺乏实际产品,茶籽资源未能充分利用。文章以云南大叶种茶树的茶籽为原料,提取精制了茶籽油,并测定了脂肪酸组分,为云南大叶种茶籽的利用提供技术参考,以提高茶园综合经济效益。
1 材料和方法
1.1 试验材料
茶籽于2017年11月采摘自云南省普洱市普洱茶树良种场,均为栽培型云南大叶种的茶籽。
实验所用试剂为:氢氧化钠、活性炭、乙醇、乙醚、酚酞、氢氧化钾、氯仿、冰乙酸、碘化钾、硫代硫酸钠、淀粉、盐酸、石油醚、丙酮、甲醇,试剂均为国产分析纯;实验仪器:榨油机。
1.2 试验方法
1.2.1 茶籽初制油制备
初制工艺:茶果→脱壳→茶籽→脱种皮→茶籽仁→清洗→晒干脱水→磨粉→机械热榨 (温度65℃)→初制油。
提油率计算方法为:
其中:m1为毛油重,m2为干茶籽仁重。
1.2.2 茶籽油精制工艺
制定精制工艺[12-14]:初制油→水化脱胶→化学碱炼→水洗→吸附脱色→过滤→脱臭→精炼油。
初制油加热至95℃,加入预热的2%柠檬酸混匀,搅拌10 min,恒温静置,待分层后,上层油即为脱胶油。脱胶油加热至70℃。根据下列公式,称取碱量制液,将碱液与加热的脱胶油混匀,油中产生杂质颗粒和油水分离线后恒温静止,离心分离后得脱酸油。脱酸油加热至100~105℃脱除水分,待油清澈透亮时加入2 g活性炭,并维持油温在95~100℃。持续操作20 min后,用滤纸过滤得脱色油。脱色油加热到180℃,持续进行2 h后停止操作。待油温降到常温后过滤,得茶籽精制油。
1.2.3 指标测定
提取的茶籽油,委托云南省粮油产品质量监督检验站按国标方法检测折光指数、酸价、脂肪酸等指标,各项指标测定的方法参照表1。
表1 茶籽油检测内容与标准Table 1 Determination index and standards for tea seed oil
2 结果与分析
2.1 茶籽油的提取精制工艺与收率
茶果经脱壳、茶籽脱种皮、清洗、晒干脱水、磨粉等工序后得茶籽仁粉共6.89 kg,通过热榨后得到初制油0.91 kg。经水化脱胶、化学碱炼、吸附脱色、高温脱臭等精制工序得到精制油0.64 kg,提油率为13.20%。水化脱胶后茶籽油油脂粘稠度降低,杂质减少,变得更加清澈。初制油经化学碱炼和高温脱臭后酸价、皂化值、过氧化值分别由7.01 mg KOH/g、196 mg/g、14.38 mmol/kg 下降为 0.81 mg KOH/g、187 mg/g、2.12 mmol/kg,达到贵州省地方标准DB 52/T 575—2009[15]二级油指标。胡立文等[16]研究发现采用压榨法提取茶籽油的提油率为9%。相较而言试验的茶籽油提油率较高,可能是不同茶树品种茶籽含油量不同所致。文章制备的茶籽油酸价、皂化值、过氧化值较高,可能是实验脱酸过程中搅拌不充分,游离脂肪酸未完全反应去除所致。
图1 茶籽油精制过程照片Fig.1 Photos of tea seed oil refining process
2.2 茶籽油脂肪酸组分
委托云南省粮油产品质量监督检验站按国标方法测定各指标,结果如表2所示。在精制油中检测到油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸等脂肪酸,相对含量分别为 59.00%、20.10%、15.40%、3.59%、0.34%。有研究对茶籽油中脂肪酸的含量进行测定,如表2所示,结果显示油酸含量在78.52%~79.97%之间,亚油酸含量在6.54%~8.75%之间,棕榈酸含量在7.88%~9.22%之间,硬脂酸含量在0.76%~2.43%之间,亚麻酸含量在0.31%~0.45%之间[17-19]。分析比较可知,虽然试验所得茶籽油中的油酸含量较低,但亚油酸含量较高。研究制备的茶籽油符合茶油地方标准 (DB 52/T 575—2009)[15]和国家食用油标准(GB 15196—2015)[20]。
检测发现大叶种茶籽油中脂肪酸组分以油酸的含量最高。其次是棕榈酸、亚油酸、亚麻酸和硬脂酸。其中油酸、亚油酸和亚麻酸是不饱和脂肪酸,油酸不仅能降低血清中的甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)、还能对脂代谢和免疫进行调节,对高血压、高血脂等心血管疾病也有预防作用,而亚油酸和亚麻酸作为人体必须脂肪酸不仅具有防治糖尿病、防止不饱和脂肪酸氧化和人体免疫力下降的作用,还能提高智力和改善眼疾[6-8,21-22]。由此可见试验制备的大叶种茶籽油含有人体所需要的生物活性成分,可能在日化、保健或医药产品中应用。棕榈酸和硬脂酸是饱和脂肪酸,试验所得茶籽油中饱和脂肪酸含量较高,这可能是由于加工过程中操作不当和加工工艺不同所致。
3 讨论
文章对云南大叶种茶树茶籽油的制备和脂肪酸组分测定进行了研究,茶籽经压榨制得初制茶籽油,初制茶籽油经精制后进行脂肪酸组分测定,测定到棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸等5种脂肪酸,相对含量分别为15.40%、3.59%、59.00%、20.10%和0.34%。其中不饱和脂肪酸总含量为79.44%,饱和脂肪酸总含量为18.99%。据研究,不饱和脂肪酸具有降低血清中TG和TC、调节脂代谢、预防高血压、高血脂、防治糖尿病、提高人的智力和改善眼疾等作用,而饱和脂肪酸作用则相反。研究所得茶籽油中油酸含量为59%,与前人研究相比含量偏低,这可能是由于加工工艺和茶树品种不同所致,而亚油酸含量与前人研究相比偏高,亚麻酸则无显著差异。
表2 茶籽油检测结果与比较Table 2 Analysis results and comparison of tea seed oil
综上,试验制备的茶籽油含有较高含量的亚油酸和亚麻酸等人体必须脂肪酸,可能在医药、化妆品及食品行业具有广泛的应用。文章初步制备分析了云南种植的大叶种的茶籽油,旨在为云南大叶种茶籽油的开发利用提供参考。