茶籽油不同提取工藝的特點分析及研究進展

曾奧陳元堃羅振輝何樹苗李春梅林樹真盧群

（1.廣東藥科大學生命科學與生物制藥學院，廣東 廣州510006； 2.廣東金妮寶科技發展有限公司，廣東 廣州511475）

茶油是從山茶科油茶樹種子中獲得的，又名茶籽油、山茶油，是我國特有的木本油脂，主要分布在湖南、江西、廣西、廣東、福建等南方省區［1］。 茶油中的不飽和脂肪酸高達90%，其中油酸75%～83%、亞油酸7.4%～13%［2］，不同產地的茶籽油的油酸和亞油酸組分含量相差較大［3］。 不飽和脂肪酸具有調節血脂、維持正常生理機能的作用，如促進神經系統發育、調節脂代謝、調節免疫及凝血過程等［4-5］。 茶籽油中還包括具有降血壓、抗動脈粥樣硬化、益智抗癌等作用的α-亞麻酸［6］，防止動脈粥樣硬化、降低血壓、防止血小板凝集的茶多酚［7-8］，具有抗癌、抗氧化、解毒、皮膚保濕和潤膚活性的角鯊烯［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。 茶油的脂肪酸組成與木本食用植物油橄欖油極為相似，被譽為“東方的橄欖油”［10］。

茶籽油主要由茶籽提取而來，目前較常用的提取工藝有壓榨法、浸出法、超聲波提取法、水酶法、超臨界CO2萃取法（SCFE 法）5 種方法［11］。 本文通過對比各提取工藝的提取原理、出油率、脂肪酸成分、感官評定、提取成本等特點，分析這幾種提取方法在工業化產業化過程中的優劣勢，為茶籽油提取工藝優化與新工藝的開發提供參考。

1 茶籽油各提取工藝的特點

1.1 壓榨法

壓榨法指的是利用物理方式將油脂從茶籽中壓出來，其主要的工藝為鮮茶果→烘干→脫殼→取出茶籽→烘干→破碎→軋胚→蒸炒→壓榨。 此工藝優點是提取工藝簡單且不添加任何化學藥劑，較好地保留了原料的特有風味，還能保證油脂的品質和安全。 甘秀海等［4］研究顯示，壓榨法提取得到的茶籽油為淺褐黃色，具有茶油的清香，是一種能較好地保障茶油感官品質的茶油提取方法。 壓榨法的缺點是對比其他4 種工藝，此法批量生產成本較高，且提油率低、雜質多、酸值高、過氧化值高、粕中殘油率較高（見表1），還需要經過后續的過濾、堿煉、脫色等復雜的精煉處理［12］。 另外，該工藝在前期的蒸炒高溫會使油茶籽仁中的蛋白質等物質變性，油品中生育酚、皂苷、茶多酚、角鯊烯等生理活性物質也會因此被分解［13］，后期精煉工藝也會對油的品質產生影響，產生三氯丙醇、脫水甘油酯等對人體有害的物質。 因加熱會破壞茶籽中的有效成分，在傳統熱榨工藝基礎上衍生出了冷榨法，但是冷榨法殘油率高達12%～20%［14］，對茶籽的質量要求也相對較高［15］，暫時無法取代熱榨法。 目前，在我國農村地區還廣泛應用壓榨工藝進行各種食用油的榨取。

1.2 浸出法

浸出法是利用相似相溶的原理將茶籽仁中的油脂溶解在低沸點的有機溶劑（通常為石油醚或者正己烷）中，再通過蒸餾工藝將混合物進行分離，最后得到油脂的方法。 以石油醚作為溶劑為例，該法具有操作簡便、提油率較高、產業化成本低、溶劑可回收利用、殘留物中蛋白質等物質不易變性的特點。 然而，石油醚等溶劑易燃易爆、對人體中樞神經系統及運動神經細胞有損傷作用［16］，對環境容易造成危害。 近年來，有報道某產地浸出法提取的茶油檢測出苯并芘超標的現象，主要是因為農戶在壓榨茶油時，為了提高出油率，反復對茶籽進行烘烤、蒸炒所致。 另外，在萃取過程中，苯物質與溶劑易發生高溫化學反應，也進一步提高了苯并芘的含量。 浸出法得到的油還存在毛油質量差、酸值偏高、溶劑殘留較高、有異常氣味與滋味等問題（見表1）。

現代油脂加工過程中，對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藝；對于一些含油量高的油料，比如菜籽、花生、茶籽，則采用先壓榨后浸出的工藝。 近年來，也有研究顯示可以通過油茶籽餅的余香及增香潛力來給浸出法制取的茶油增加食用價值［17］。

1.3 超聲波提取法

超聲波提取法是利用超聲波的“空化”作用激化提取溶劑快速滲透固體物質，溶解油脂并擴散得到多成分混合提取液的提取工藝。 超聲波提取法操作簡便，運行成本低，具有較好的經濟性和廣泛的適應性，但該法多數情況下僅作為一種輔助手段［18］，需要與其他萃取技術結合才能發揮最大作用［19］。 曾虹燕等［20］研究顯示，超聲波法提取所得茶油酸價及過氧化值都較超臨界CO2萃取法高，角鯊烯（1.085%）與維生素E（1.400%）也較超臨界CO2萃取法所得的3.726%與3.634%低，且加熱后油色變深，產生析出物。 胡愛軍等［21］研究發現，在提取溶劑、料液比等因素確定的條件下，超聲強化提取與其功率及體系的溫度等有關，即超聲功率越高，達到提取平衡時間越短，平衡時油脂含量越高。 在水酶法提取茶籽油過程中，超聲輔助預處理能有效去除皂素，降低乳化，提高游離油回收率［22］。

1.4 水酶法

水酶法是利用機械（超聲波）破壞茶籽細胞的細胞壁，然后加入酶來降解油料細胞或脂蛋白、脂多糖等復合體來提取出細胞中的油脂，再利用蛋白和碳水化合物對油和水的溶解度差異分離獲得油脂的工藝。 水酶法的優勢是在提取油脂的同時能有效回收原料中的蛋白質（或其水解產物）及碳水化合物，且在提油過程中一些油料中的有毒或抗營養因子能被很好地除去。水酶法提取所得油脂酸值較其他方法高，而過氧化值則明顯較低（見表1）。 出現以上結果的原因可能是水酶法環境較為溫和，對抗氧化物質的損傷程度最低［27］。 李寧等［32］研究顯示，與壓榨法、浸出法相比，水酶法提取所得維生素E 與β-胡蘿卜素質量分數較高，而多酚類物質質量分數較低。 與傳統工藝相比，水酶法提油技術設備簡單、操作安全、效率高［23］；所得的毛油質量高、色澤淺、易于精煉［24］；處理條件溫和，能生產出脫毒的蛋白產品，生產過程相對能耗低［25］。 但油茶籽中茶皂素的起泡能力與乳化能力強，提油過程中會產生大量的乳狀液，是水酶法難以用于工業化的重要原因。

1.5 超臨界CO2 萃取法

超臨界CO2萃取法是利用在超臨界狀態下超臨界流體CO2溶解油脂，而在非超臨界狀態下降低超臨界流體CO2的密度使其對油脂的溶解度降低的這一特性對油脂進行分離的方法。 相比于其他方法，超臨界CO2萃取法得到的油氣味清香、酸值低、碘值最大、過氧化物值最低、色澤淺、無殘留溶劑［26-27］（見表1）；超臨界CO2萃取法提取所得的茶籽油中棕櫚酸的含量最低，油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸的含量較高（見表2）；另外，超臨界CO2萃取法所得茶籽油中角鯊烯含量也僅低于冷榨法（見表3）。

雖然該工藝技術壓力大、工程技術要求高和設備昂貴，但是該技術還在不斷地改進中，如改變夾帶劑的種類及比例［28］，改變CO2流速、提取時間、料液比、提取溫度、壓力等都能夠提高萃取的比例或者提取所需物質的含量［29-30］。

目前，超臨界CO2萃取技術已被廣泛地應用于油脂的提取，如芡歐鼠尾草油［31］、樹番茄油［32］、黑楊樹芽油［33］、米糠油［34］等。

表1 不同方法提取茶籽油基本理化指標比較［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組成比較［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鯊烯［14］與VE［14，28］質量分數的比較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鯊烯［14］與VE［14，28］質量分數的比較Table 3 The content of squalene and VE in tea seed oil obtained by different methods （±s） w／（μg·mg-1）

提取工藝 角鯊烯 VE水酶法 0.084 0±0.000 4 0.256 7±0.000 5壓榨法 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超臨界萃取法 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壓力下，油脂與蛋白質的親和力小于水與蛋白質的親和力，以水代油得到脂肪，并利用油脂和水的密度不同，將油脂分離出來的制油方法。 此方法不需要溶劑，是一種綠色健康的加工方法［35］。 但水代法提取時油與水之間易形成乳化層，需要經過破乳處理，并且水分及揮發物含量不能達到GB／T11765-2018《油茶籽油》要求，還需要進一步加工和處理。

亞臨界萃取法是在一定壓力下，利用亞臨界溶劑對油脂的溶解能力，把油料中的油脂萃取到亞臨界溶劑中，然后分別蒸發萃取后的液相和固相，液相蒸發后得到油脂產品，固相蒸發后得到浸出粕。 亞臨界工藝設備簡單易操作、得油率高、油質好、無毒無害、回收率高［36］。 國內亞臨界流體設備及技術的研究起步較晚，應用研究報道較少。

水乳化萃取與冷凍破乳化釋放組合提取法在近年也有一定進展［37］。 該法以水為溶劑，采用水乳化萃取與破乳化釋放組合技術提取茶籽油，具有提取溫度低、茶籽蛋白及其他成分不會變性、產品質量有保障、生產成本較低、節能環保等優點，屬于高效、綠色提取油脂的工藝技術。

2 展望

我國擁有豐富的茶樹資源，茶農使用的傳統茶油提取技術（壓榨法）比較成熟，但是理論研究較少，該方法提取出來的茶籽油出油率較低，造成了資源浪費。油廠使用的浸出法、超聲波法、水酶法等提取技術是近年來的研究熱點，但是浸出法容易有溶劑殘留，感官評價較差；超聲波法提取毛油的品質較差；水酶法提取會產生大量的乳狀液。 隨著超臨界流體萃取技術的進步，企業開始將超臨界CO2萃取技術產業化生產茶籽油［38］，該提取方式可以較完整地保留茶籽中的茶多酚、角鯊烯、茶皂素等有效成分，不會影響茶籽油的感官評價。 近年來，隨著超臨界流體技術的進步，提取率逐步提高，設備成本也穩步降低［34-36］。 因此，從提取率、油的品質、穩定性、感官評價等方面考慮，超臨界CO2萃取技術應用在茶籽油提取領域是十分有前景的。