茶渣的综合利用研究进展
2020-04-23李志威
李志威
摘要 中国是茶叶生产与消费大国,每年产生大量茶渣,不但污染环境,而且造成了生物资源的巨大浪费。本文从利用途径出发,介绍了茶渣在饲料、肥料、吸附剂和日常生活等方面的研究进展,并对利用过程中存在的问题进行讨论。
关键词 茶渣;综合利用;饲料;肥料;吸附剂;日常生活
中图分类号 TS272 文献标识码 A
文章编号 1007-5739(2020)06-0219-02 开放科学(资源服务)标识码(OSID)
饮茶文化在中国历史悠久,饮茶已经成为我国国民日常生活的重要部分。在茶叶加工和消费过程中,会产生大量茶渣。随着速溶茶、茶饮料及茶多酚等深加工产品的大量开发,茶渣处理已成为一个重要的生态环境问题。因此,对茶渣的合理化利用,已成为茶行业及相关行业广泛关注的热点问题。
茶渣中含有纤维素、木质素、茶多酚、氨基酸、维生素、微量元素等大量有用成分,其在农牧业、工业、食品、医药和环保等领域具有广阔的应用前景。本文综述了茶渣综合利用的研究进展,以期为促进茶渣综合利用技术的发展提供一定借鉴。
1 茶渣作为饲料应用
茶渣中含有蛋白质、氨基酸、维生素、茶多酚、VE、β-胡萝卜素。其中,含有的脂溶性成分可有效补充家禽对脂溶性维生素的需求;茶多酚具有抗菌、抗氧化作用,再加上其他营养成分的协同作用,进一步提高了家禽的抗病、抗氧化能力[1]。
1.1 茶渣直接添加到饲料中
张小琴等[1]研究发现,使用茶渣作为饲料喂鸡,不但能够改善肉鸡品质、增加产肉量,而且对产蛋鸡的产蛋量和蛋品质也有一定的促进作用。在饲料中添加3%的茶渣,能够提高肉鸡体内VA和胡萝卜素的含量,使肉鸡的皮肤颜色加深呈现深红色,使肉质更鲜嫩;在饲料中添加1%茶渣,可以防止蛋鸡盛产期的缺铁性贫血,显著提高鸡蛋产量,而且由于蛋黄中的VE和VA含量的增加,也提高了鸡蛋的营养价值。
张小琴等[1]还发现,在牛饲料中添加茶渣,不仅能保护瘤胃蛋白,还能保留大量有益微生物,提供充足营养,提高牛的抗病能力。从小牛7日龄开始至分娩前,以35 g/d的添加量添加绿茶提取物,牛胃中的细菌数量无显著变化,而乳酸菌、双岐菌等有益菌群增加,育成期缩短51 d,产奶量也有所提高。
1.2 茶渣酶解产物添加到饲料中
茶渣中含有大量的蛋白成分,这些蛋白能够被酶水解成多肽。相关研究证明,这些多肽不仅能够被直接吸收利用,而且还具有增强动物营养、提高动物免疫活性和促进机体代谢调节等多项功能。周绍迁等[2]用碱溶酸沉法提取蛋白,再用风味蛋白酶酶解茶渣蛋白,将酶解产物添加到小猪饲料中,研究其对猪的生长性能和营养物质表观消化率的影响。结果表明,其能够有效提高猪的生长性能,改善猪的机体免疫能力以及提高胰脏和十二指肠中消化酶的活性。将添加茶渣酶解产物的组别称为试验组,未添加茶渣酶解产物的组别称为对照组。在日增重与日采食量方面,试验组的数值均高于对照组,说明饲料中添加茶渣酶解产物能促进猪的生长。通过对比猪血液指标,发现试验组小猪血液中白蛋白、总蛋白以及免疫球蛋白IgG的含量有一定提高,从而提高了小猪的免疫力。通过对比十二指肠的胰蛋白酶活性、胰糜蛋白酶活性和淀粉酶活性,发现试验组比对照组均有显著提高。
2 茶渣作为生物有机肥的原料
利用环境生物技术原理将茶渣转化为有机肥,不但能变废为宝,而且还能为企业带来新的利润增长点,具有显著的环境效应和经济效益。周菁清等[3]优化茶渣发酵参数,将废弃茶渣发酵作为有机肥应用于油冬儿菜和玉米的种植中,结果表明,茶渣有机肥可以明显改善油冬儿菜的生长状况,其生长速度和生物量显著高于未加肥料的对照组。油冬儿菜的叶色随着有机肥添加量的增加而变得更翠绿,过氧化氢酶活性上升。添加茶渣有机肥对玉米的生长有显著的增强作用,玉米苗的单株直径、高度和生物量随茶渣有机肥含量的增加而上升。
3 将茶渣作为吸附剂材料
茶叶是一种多孔性的含碳物质,具有高度发达的孔隙构造,质地疏松而分散。茶叶具有错综复杂的内表面微孔结构,为其提供了大量的表面积,能与杂质充分接触,而且孔壁上大量的分子可以产生强大的引力,从而将杂质吸引到孔径中。茶渣中含有不少柔水胶体,比如淀粉和蛋白质,很容易吸附水分等液体。同时,茶渣中的一些物质(例如茶多酚、咖啡碱)能够与其他物质(例如甲醛)发生反应,起到吸附作用。
3.1 茶渣吸附甲醛
茶渣中有一定的茶多酚和咖啡碱,它们可以和甲醛反应。酚类物质有酚羟基,容易和甲醛发生酚醛缩合,而咖啡碱的杂环中含有活泼的α-H,容易发生曼尼希反应,达到去除甲醛的效果。卢绮静等[4]研究发现,茶渣對甲醛有着较好的吸附效果。利用茶叶渣可以在一定程度上去除空气中的甲醛,净化空气。
3.2 茶渣吸附废水中的重金属
生活废水以及各种采矿废水中含有大量有害重金属。目前,传统的重金属废水处理方法包括化学沉淀法、离子交换法、电解法等,它们存在严重的二次污染问题,有时也受工艺和经济条件的限制。相比而言,生物吸附法处理废水中重金属具有节能、处理效率高、重金属容易分离、吸附剂容易再生利用等优点。台湾义守大学土木与生态工程系教授发现,茶渣是很好的吸附剂。将茶渣中的有机酸去除,再烘干磨成粉,用来处理废水,发现其可有效吸附污水中的六价铬等重金属,较“还原沉淀法”减少了污泥产生,较活性碳廉价、易得,容易加工。
4 茶渣在日常生活中的利用
4.1 杀菌
茶叶中含有大量单宁酸物质,具有较强的杀菌作用,可将茶渣收集晒干用于泡脚,对杀灭脚气的丝状菌非常有效[5]。对于冻疮患者,用茶渣加些姜片和醋煮水泡脚,并用姜片裹着茶渣来回搽冻疮,能够起到很好的止痒效果。
4.2 安神
选取干净的茶渣,放到簸箕上晒干后干燥灭菌,制作成枕芯,装进枕头套里,具有安神助眠的功效。
4.3 去油污
用茶渣洗锅,能很好地去油腻,不用担心化学残留,不会伤手。
4.4 煮茶叶蛋
很多人喝茶只喝头道茶,所以茶渣味道还很浓,这种茶渣可用来煮茶叶蛋。
5 结语
综上所述,茶渣的用途比较广。一是作为鸡、牛、猪等动物的饲料,能够改善肉质,增加肉中的维生素、氨基酸等营养物质含量,增强抗病能力;鸡蛋中维生素含量增加,营养价值提高;保护牛的瘤胃蛋白,促进牛生长,增加产奶量;提高猪只血液中白蛋白、总蛋白以及免疫球蛋白IgG的含量,增强免疫力,提高提高胰脏和十二指肠中消化酶的活性。二是利用环境生物技术原理将茶渣转化为有机肥,能够促进植物生长。用于油冬儿菜和玉米后,发现油冬儿菜的生长速度和生物量显著提高,玉米的单株直径、高度和生物量也有提高。三是茶叶因具有错综复杂的内表面微孔结构,能够将杂质吸入到孔径中;茶渣含有不少的柔水胶体,容易吸附水分等液体;茶渣中的一些物质(例如茶多酚、咖啡碱)能够与其他物质(例如甲醛)发生反应。这使茶渣能作为吸附剂材料,用于吸附甲醛、重金属等物质。四是在日常生活中,茶渣有杀菌作用,可以用来泡脚;可以作为枕芯制成枕头,具有安神作用;可以用来洗锅,去油污;茶渣味道浓时,可以煮茶叶蛋。
目前,对一些茶渣利用技术的机理还缺乏清晰的认识,距工业化应用有不小差距。而且茶渣在利用过程中也可能会带来其他的问题,例如作为饲料添加,茶渣中的残留农药是否会通过动物富集,进而进入人体。因此,不仅要完善现有技术,还要拓宽其应用范围,为茶渣的综合利用提供技术支撑。
6 參考文献
[1] 张小琴,黄昭密,郑思芳.茶渣之再利用研究[J].福建茶业,2012(6):14-15.
[2] 周绍迁,徐焱,郭洪涛,等.茶渣蛋白的提取、酶解及其作为饲料添加剂的应用研究[J].饮料工业,2011,14(12):10-14.
[3] 周菁清,郑小龙,周璐萍,等.茶渣有机肥及其对植物生长的影响[J].云南化工,2010,37(5):17-19.
[4] 卢绮静,何志昌,梁奇峰.废弃茶叶渣吸附甲醛的研究[J].广州化工,2011,39(14):130-132.
[5] 生活百科.茶渣和烟头的妙用[J].今日科苑,2004(4):49-50.