茶葉籽淀粉的研究現狀與展望

張芳芳 Giorgi Rtveladze 林 敏 李 雪 白新鵬

(海南大學食品學院1，海口 570228)

(海南思香源食品有限公司2，海口 571921)

茶葉籽是山茶科植物茶(Camellia Sinensis O.Ktze)的果實，即茶葉樹的果實，為茶葉生產的副產物，與油茶籽(Camellia seed，別名山茶籽，是油茶樹的果實)不是同一種產品。茶葉籽作為多年生木本油料作物，主要用作食用油的生產，也可作為傳統藥物［1］。茶葉籽作為我國傳統的油料樹種之一，已有悠久的種植歷史，我國現有茶園種植面積286萬hm2，每年潛在的茶葉籽資源約214.5萬 t，茶葉籽中含有豐富的營養物質，如脂質、淀粉、蛋白質、茶皂素和纖維素等［2］。目前，只有少部分茶葉籽被用作油料的生產，出油率不到15%［3，6］，大部分的茶葉籽被棄之不用，造成茶葉籽資源的極大浪費。

茶葉籽中含有質量分數約15%～20%的淀粉，由此看出茶葉籽中淀粉含量是相當可觀的［7］，以淀粉為原料，采用生物技術可直接生產各種類型的淀粉糖，如:葡萄糖漿、結晶葡萄糖、麥芽糊精等。也可將淀粉應用于食品工業和醫藥工業等領域，可作為增稠劑、填充劑、賦形劑使用。我國茶葉籽資源豐富，充分利用這些資源，對提高茶葉籽生產深加工和產品附加值，都具有重大的意義［8－9］。

油茶籽及油茶籽粕的綜合利用的研究由來已久，現階段對油茶籽及油茶籽粕的研究開發利用多用于對茶皂素、殘留油、多糖的提取，作為綠色農藥、抑菌劑等綜合利用［10，13］。最近幾年，國內外關于茶葉籽及茶葉籽粕的綜合研究較少，尤其是對茶葉籽淀粉的研究還處于初步階段，其中對茶葉籽的研究，也只是停留在理論階段［14－15］。為此，本文對國內外已報道的茶葉籽淀粉的提取工藝、理化特性、組成成分及保健功能等進行總結分析，以便讀者能更好地了解茶葉籽淀粉的研究現狀，為茶葉籽淀粉的開發利用提供參考。

1 茶葉籽淀粉的提取工藝研究

目前，國內外關于可食性淀粉的提取工藝，主要有稀堿法、生物發酵法、水劑法、超聲波輔助水提法等。國內外學者對于茶葉籽淀粉的提取研究，以上各種方法均有涉及到。

韋思慶等［16］采用稀堿提取法提取茶葉籽淀粉，以蒸餾水作為溶劑，在液料比6∶1(V/m)，pH 10.0，浸泡時間5 h，提取溫度50℃的條件下，得到的淀粉提取率為83.87%，測得透光率比玉米淀粉和小麥淀粉低;析水率為36.28%，凍融穩定性比玉米淀粉和小麥淀粉好;膨脹度為12.38%，膨脹度比玉米淀粉和小麥淀粉低;凝沉性比玉米淀粉和小麥淀粉低。

肖龍艷等［17］采用響應面法優化了茶葉籽淀粉超聲波輔助水提法工藝，發現當原料粉碎度60～80目，液料比為6.9∶1(V/m)，浸提溫度48℃、浸提時間3.7 h、兌漿水pH為9、超聲時間40 min時，茶葉籽淀粉的提取率可達81.93%。同時，粗淀粉中淀粉含量可達到84.53%，蛋白質質量分數為2.17%，粗脂肪質量分數為2.10%。由于蛋白質與脂肪的存在會對淀粉的性質產生一定影響，從而限制淀粉的應用，因此，尚需在茶葉籽淀粉的精制方面做進一步研究。

姜金仲等［18］采用水漿靜置發酵分層法生產茶葉籽油及淀粉，茶葉籽仁水漿靜置發酵分層現象表現為:茶葉籽仁在適宜溫度條件下充分自然發酵后，發酵液自然分離為3層;上層為茶葉籽油脂體、中層為茶皂甙溶液、底層為茶葉籽淀粉;經過兩次發酵，上層茶葉籽油脂體的純度可達到95%。將純化的茶葉籽油脂體進行加熱處理，可以生產出高質量的茶葉籽毛油。利用茶葉籽仁水漿靜置發酵分層法可使茶葉籽毛油產率達16% 、淀粉產率達8%;分離出的茶葉籽淀粉經反復水洗，可以得到茶葉籽淀粉的初級產品。

茶葉籽仁水漿靜置發酵分層現象的研究完成了從茶葉籽到茶葉籽油及淀粉分離的全過程，但對該過程中每一個具體環節的作用機理尚未開展深入研究，特別是茶葉籽仁水漿靜置發酵分層現象的發生機理。

茶葉籽淀粉提取過程中，以蒸餾水作為其提取溶劑，這不僅大大降低了茶葉籽淀粉的提取成本，而且茶葉籽淀粉的提取率較高，從而達到經濟效應和生態效益的同步發展，實現茶葉籽廢棄物的資源化。

2 茶葉籽淀粉理化特性研究

劉亞偉等［19］根據 GB/T 20378—2006《原淀粉淀粉含量的測定旋光法》測定茶葉籽粕原料中淀粉的含量。

在茶葉籽淀粉物理性質研究過程中，得到以下相關的理化指標，為人們對茶葉籽淀粉的研究及工業化生產提供一定的理論基礎。國內外眾多學者均對其進行了研究報道，研究結果如表 1、表 2、圖1所示。表1 茶葉籽淀粉基本成分含量［20－21］

圖1 茶葉籽淀粉顆粒的形貌與大小［25］

/%含水量成分 質量分數12.23灰分 0.17蛋白質 0.55粗脂肪 0.51淀粉82.74

表2 茶葉籽淀粉基本理化指標［22－25］

梁怡等［7］通過茶葉籽淀粉顆粒形態觀察，測定并計算茶葉籽淀粉的提取率和純度、白度、透光率、持水性、溶解度和膨脹度、直鏈和支鏈淀粉的含量等物理化學指標。結果表明:茶葉籽淀粉顆粒形態的特點為圓形和橢圓形;淀粉的白度為82.3%，基本達到商業淀粉的要求，能夠廣泛用于食品、紡織、醫藥、化工、膠粘等行業;茶葉籽淀粉的直鏈與支鏈淀粉的比例與根類淀粉的比例相似;其溶解度和膨脹度、透光率較小，淀粉糊呈半透明狀;淀粉的出品率和提取率較低，純度高。

茶葉籽主要用來榨油，但是單獨提取淀粉或油脂時，對其他營養物質的提取率會造成一定影響，導致雙方提取率很難同時達到理想指標。由于在油脂提取過程中，壓榨工藝導致了茶葉籽中淀粉的糊化，造成淀粉的提取率不高。因此，如何在保證油脂提取率的同時，提高淀粉的提取率，將成為一個亟待解決的問題。

肖龍艷等［25］通過研究茶葉籽淀粉顆粒形貌、大小和糊化溫度，測定其溶解度和膨脹度、透明度、凍融穩定性、凝沉性及黏度等理化性質，并且與玉米淀粉進行比較。結果表明:茶葉籽淀粉顆粒表面光滑，呈橢圓形或球形;不易發生糊化;溶解度與膨脹度隨溫度變化程度不大;與玉米淀粉相比，透明度與凍融穩定性不及玉米淀粉糊，但抗老化性稍強，黏度也高于玉米淀粉。從物理性質研究結果可看出，茶葉籽淀粉市場潛力巨大。

3 茶葉籽淀粉開發利用的幾點建議

3.1 改性淀粉絮凝劑的應用

茶葉籽淀粉是一種具有優良黏合性的天然淀粉，在環境污染的修復過程中，天然淀粉經過交聯后進行黃原酸化反應，得到與多種重金屬離子絡合的黃原酸酯(ISX)，從而達到清除工業廢水中重金屬離子的作用［26－27］。

3.2 淀粉膠黏劑的應用

天然淀粉應用于食品增稠劑、紡織上漿液，以及其他各方面，首先要在水中糊化，淀粉糊化后黏度增加，冷卻時，由于分子聚集形成交聯網絡，顯示相當的保持形狀的力量［28］。淀粉分子中化學性質較為活潑的羥基和α－1，4糖苷鍵易被各種氧化劑氧化。C2、C3、C6位上的醇羥基很容易被氧化，在不同的條件下羥基被氧化為醛基、酮基、羧基，分子中的糖苷鍵部分發生斷裂，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較低的改性淀粉混合物。在水氧化劑的作用下這種淀粉經加熱發生糊化或室溫糊化而生成氧化淀粉膠黏劑［29］。

由于茶葉籽淀粉膠黏劑無毒無味，成膜性能好，具有良好的黏合性能，作為一種綠色環保型產品具有廣闊的發展前景。隨著淀粉膠黏劑研究的深入，各種新的天然淀粉將會不斷涌現，品種和性能將會不斷增加和提高。

3.3 淀粉基可降解塑料的應用

降解塑料是一中新型產業，茶葉籽淀粉可應用于生物降解塑料。淀粉以它特有的性能在世界各國均有研究，GRIFFIN首次獲得淀粉表面改性填充塑料的專利［30－31］。以 GRIFFIN 的專利為背景，一些國家開發出淀粉塑料填充型生物降解塑料;加拿大的St.Lawarnce淀粉公司采用此項技術工業化生產出Ecostar可降解塑料母粒;Greizerstein 等［32］對 PE/Econstar Plus共混物制成的塑料袋進行堆肥實驗;日本谷類淀粉公司與美國密歇根州蘭辛的一家開發公司(GRT)已經開始在一家合資企業研制并生產一種以淀粉為主要成分的、能生物降解的塑料［33］。

4 展望

目前，關于茶葉籽淀粉的研究重點主要放在提取工藝優化等方面，國內外對其理化性質及功能應用研究較少，對茶葉籽淀粉的分析研究仍處于起步階段，茶葉籽淀粉生理功能的研究國內外也鮮見報道，有待進一步深入研究。

還需從各個指標著手對茶葉籽淀粉的研究，例如，在茶葉籽淀粉的分類上進行細分，明確不同來源的同類茶葉籽淀粉的差異及生理功能;在茶葉籽淀粉的生產上，降低成本，提高茶葉籽淀粉在食用、加工過程中抗性性能的穩定性;在茶葉籽淀粉理化指標的分析測定上，完善測定方法，另外，還需從分子水平上闡明茶葉籽淀粉的功能作用機理。