1、基金项目:浙江省重点研发项目(2017C02010) 。浙江省基础公益计划(LGN18C200028)。浙江省植物有害生物防控重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地基金(2010DS700124-ZZ1809)收稿日期:2018-4-16 第一作者信息:陈琳,男,1986 年生,博士,油脂加工工艺通信作者:裘晓云,女,1966 年生,副研究员,特种木本植物综合利用茶叶籽油精炼工艺条件对其质量指标的影响陈琳 1 卢红伶 1 胡文君 1 郑寨生 2 王少军 3 储开江 3 沈国新 1 裘晓云 1*(浙江省农业科学院蚕桑研究所 1,杭州 310021;金华市农业科学研究院 2,金华 321017
2、;嵊州市农林局3,嵊州 312400)摘 要 茶叶籽油是一种新资源木本食用油,含有角鲨烯等丰富的活性功能物质。茶叶籽毛油含有一定的非甘油酯和强烈的苦涩味物质,经过精炼后才能成为食用油。本文研究了精炼 5 个工序工艺对茶叶籽油理化指标的影响,提出了一套茶叶籽油精炼加工技术。结果表明,精炼各工序的最优工艺为脱胶 75,加水量为含胶量的 3 倍;脱酸 70,用碱量为超理论计算量 20%;脱色 100,脱色剂为油量 2%的活性白土和 1%的活性炭混合物;脱臭 180,脱臭时间 1.5 h;脱蜡温度 4。新工艺可有效地去除茶叶籽油中的不良成分和苦涩味,最大程度保留茶叶籽毛油的角鲨烯等活性成分,主要理化指
3、标符合国家食用油质量标准和代表性木本油油茶籽油标准(GB/T 11765) 。关键词 茶叶籽油; 精炼工序; 工艺参数; 理化性状;活性营养中图分类号:TS225.6 文献标志码:A 文章编号:Effects of refining-parameters on the oil physicochemical properties oftea seed oil (Camellia sinensis O. Ktze)Lin Chen1, Hongling Lu1, Wenjun Hu1, Zhaisheng Zheng2, Shaojun Wang3, Kaijiang Chu3, Guoxin
4、Shen1, Xiaoyun Qiu1 *( 1Sericultural Research Institute, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou310021, Zhejiang Province; 2Jinhua Academy of Agricultural Sciences, Jinhua321017,Zhejiang Province; 3Zhejiang Shenzhou Agriculture and Forestry Bureau, Shenzhou312400, Zhejiang Province)Abstr
5、act:Camellia sinensis tea seed oil is a new source of edible woody oils, which contains rich of bioactive functional components such as squalene. However, a specific refining process is required because the crude oil contains high-levels of non-glycerides and strong bitter taste substances. In prese
6、nt study, the effects of refining-parameters on the oil physicochemical properties of oil were studied and produced a set of proper combination refining-parameters. Results showed that the optimum refining-parameters of each process is degumming at 75 added an amount of 3 times warm water of the con
7、tent of phospholipids; deacidification at 70 added an amount of 20% increased alkali of the theoretical calculation; decolorizing at 100 using 2% active white clay and 1% activated carbon as decoloring agent; deodorization at 180 with a 1.5 h deodorization-time, and dewaxing at 4. The optimized refi
8、ning process could 2remove as much the undesirable and bitter taste materials, and the physicochemical properties of the refined final product meets entirely to the industrial standards of the Chinese National Standards Specification for edible oil and C. oleifera Abel seed oil (GB11765), a represen
9、tative woody oil.Keywords: C. oleifera Abel seed oil,Refining process,Processing parameters,Physicochemical properties,Bioactive components茶叶籽是茶树(Camellia sinensis (L.)O.Ktze) 的种子,长期以来一直被废弃。在以生产茶叶为目的的耕作和剪伐条件下,我国茶园每年可生产160多万吨茶叶籽 1,理论上与 33万公顷油茶林的产油量相当。2009年国家卫生部正式批准茶叶籽油为新资源食品,如能合理开发,可以变废为宝,经济和社会效益十分可观
10、。干基茶叶籽仁含油脂 30%左右,茶叶籽油含不饱和脂肪酸 80%以上,其中亚油酸高达 20%,是油茶籽油的 3 倍 2,3。目前,茶叶籽油的研究主要集中在油脂的提取工艺,如压榨法(热榨法 4、冷榨法 5,6),超临界 CO2萃取法 7,水酶法 8,鲜籽浆液萃取法 9等。茶叶籽毛油含有较多的非甘油酯物质,其强烈的苦涩味物质对食用口感造成严重影响,需要通过精练加以去除。但生产上尚没有成熟的茶叶籽油精炼加工技术 10,11,而与茶叶树同属的油茶籽油的精炼加工技术研究则较多 12-14。精炼工艺对油脂品质的影响非常大,许多营养物质在精炼加工过程中流失或转化 15,不适合的精炼工艺还有产生反式脂肪酸等不
11、良物质的风险 10。本研究通过一组茶叶籽油精炼各工序最适工艺参数的试验,提出了一套精炼组合工艺,并在企业进行中试验证,效果良好。1 材料与方法1.1 试剂和仪器角鲨烯标准样品购自Sigma公司;紫外可见分光光度计为UV757上海天普公司产品;全不锈钢数显立式压力蒸汽灭菌器(LDZX-75KBS)为上海茸研仪器产品;气相色谱仪为Agilent 7890A,配FID检测器;高效液相色谱仪为 Waters w2695,美国Agilent公司生产。供试茶叶籽产自云南西双版纳市,采用螺旋式种子榨油机榨取茶叶籽毛油。1.2 试验方法3脱胶:取12份毛油样品,每份500 g,分成4组,每组3个重复。分别加热
12、至35、55、75和95。每个样品中分别加入 50 mL相同温度的热水进行水合脱胶,60 r/min缓慢搅拌15分钟后静置3 h,然后进行过滤。计算脱胶率:脱胶率()= (毛油的磷脂含量-脱胶油磷脂含量)/毛油的磷脂含量 16。最佳温度脱胶油用于不同水用量效果试验。取9份毛油样品,每份500 g,分成3组。分别加入50、60和70 mL热水进行水合脱胶。最佳工艺脱胶油用于下一个工序试验。脱酸:取12份脱胶油样品,每份500 g,分成4组,3个重复。按照参考文献的方法计算加碱量 16,样品中分别加入氢氧化钠液(1.35 g/L)。加碱后摇匀,加温至30,静置 25 min。样品中加入75 mL热
13、水,分别加温至30、50、70和90,缓慢搅拌洗涤,离心除去沉淀物。计算脱酸率:脱酸率()=(脱胶油的酸价- 脱酸油的酸价)/ 脱胶油的酸价 16。最佳温度脱酸油用于不同用碱量效果试验。取9份脱胶油样品,每份500 g,分成3组。分别加入理论用碱量,超碱量20% ,超碱量 40%脱酸。最佳工艺脱酸油用于下一个工序试验。脱色:取12份脱酸油样品,每份500 g,分成4组,3个重复。先将脱酸油加温至40,加入 15 g的活性白土,分别加温到60、80、100和120,温和搅拌80 min后降温到50,趁热抽滤,测试 520 nm处测定吸光度。计算脱色率:脱色率()= (脱酸油吸光度 -脱色油吸光度
14、)/脱酸油吸光度 16。最佳温度脱色油用于不同脱色剂效果试验。取9份脱酸油样品,每份500 g,分成3组。分别用15 g的活性白土、15 活性炭、10 g的活性白土加5g 活性炭混合物作脱色剂,计算脱色率。最佳工艺脱色油用于下一个工序试验。脱臭:取12份脱色油样品分别存于不锈钢容器中,每份500 g,分成4组。4组样品分别置于立式压力蒸汽灭菌器改装的脱臭器中,先加温至80后抽真空到500 Pa,继续加温至100、140、180和220,1.5 h后冷却降压至常温常压。最佳温度脱臭油用于不同脱臭时间效果试验。取12份脱色油样品,每份500 g,分成4组。分别用0.5、1、1.5 和2 h时间脱臭
15、试验。最优工艺脱臭油用于下一个工序试验。脱蜡:12份每份500g脱臭油样品分别存于不锈钢容器中,每份500 g,分成4组,置于水浴锅中冷却。分别冷却至1、4、7和9 ,静置48 h。低温过滤收集过滤物,干燥称量。计算脱蜡率:脱蜡率()=过滤物的重量/ 过滤前油重。最佳工艺组合试验:5个精炼工序最优工艺组合后,在浙江佰帆农业开发4有限公司进行精炼中试试验,3次重复,每次1000 kg毛油。以传统的菜籽油精炼工艺为对照,工艺参数为脱胶60,脱酸70 (理论用碱量),脱色 125(3%活性白土),脱臭240(压力500 Pa)和脱蜡 4。1.3 理化指标测试磷脂参照GB/T5537方法测定;碘价参照
16、GB/T5532方法测定;酸价参照GB/T5530方法测定;过氧化值参照GB/T5538方法测定;皂化值参照GB/T5534方法测定;不皂化物参照GB/T5535.1测定;水分和挥发物 参照GB/T5528 方法测定;折光系数参照GB/T5527方法测定;透明度参照 GB/T5525方法测定;砷参照GB/T5009.11方法测定;铅参照GB/T5009.13方法测定;苯并芘参照GB/T5009.27方法测定;BHA和BHT参照GB/T5009.19方法测定;加热试验参照GB5531方法进行;色泽、气味、滋味参照GB/T22460方法测定;定性试验参照GB/T5539方法进行;其他指标参照国家茶
17、油标准GB/T11765进行。角鲨烯含量参照朱晋萱方法测定 4。1.4 统计分析主要的理化参数采用邓肯氏统计学方法统计分析,同一列中字母不同表示差异显著(P0.05)。而7、9的脱蜡率显著低于1、4脱蜡( P0.05)。4个温度脱蜡油的酸价、过氧化值等其他基本质量指标没有显著差异。1脱蜡油的碘值显著高于其他脱蜡油,而角鲨烯含量显著低于其他脱蜡温度处理(表6)。故茶叶籽油4 脱蜡最优。脱臭油 9 C7 C4 C1 C02040608010脱蜡率(%)图 4 脱蜡温度对茶叶籽油脱蜡效果及理化指标的影响表 6 脱蜡温度对茶叶籽油理化指标的影响样本 脱蜡率/%结晶物/g酸值mg.KOH/g过氧化值 m
18、mol/kg相对密度/ 20d折光指数/n40色泽( 罗维朋133.3 mm 槽)碘值g/100g角鲨烯mg/Kg脱臭油 0.3310.05 0.2210.02a 0.06001d 0.915a 1.474a Y3.5,R0.6 90.92.4a 512.318.7a1 oC 89.1a 0.0360.02 0.2200.01a 0.04001a 0.914a 1.473a Y3.4,R0.5 97.82.2b 475.818.4b94 oC 87.4a 0.0420.02 0.2200.02a 0.05001a 0.914a 1.474a Y3.4,R0.5 93.22.8a 495.116
19、.1a7 oC 65.2 b 0.1150.02 0.2210.01a 0.06001a 0.915a 1.473a Y3.5,R0.6 91.91.7a 500.820.3a9 oC 47.7c 0.1740.04 0.2200.02a 0.06001a 0.915a 1.474a Y3.5,R0.6 91.22.0a 503.419.5a2.2 组合工艺工厂化中试茶叶籽油的理化性状对各工序实验室试验得到的最优工艺进行组合,在精炼工厂进行中试试验。从表7看出,中试产品的理化指标全面符合GB 2716、GB 2760和GB 2763国家食用植物油标准和茶叶籽油地方标准DB53/T 232。说明
20、本研究得到的茶叶籽油最优精炼工艺组合能在生产上应用。表7 组合精炼工艺中试精炼油的理化性状检测指标 毛油 本研究组合工艺折光指数(20) 1.468 1.477相对密度/ 20d0.918 0.914酸价 mg.KOH/g 4.1 0.20碘值 g/100g 87.6 89.4过氧化值 mmol/kg 5.94 0.08皂化值(KOH mg /g) 181 180不皂化物(%) 0.15 0.88水分和挥发物/% 0.13 0.05不溶性杂质/% 0.14 0.02色泽( 罗维朋比色槽 133.4 mm) Y30,R5.0 Y3.5,R0.6加热试验/280 无析出物,比色 Y 值不变,R 增
21、加 0.1烟点() 186.4 203.5总砷(以 As 计)mg/kg 0.03 ND铅(以 Pb 计)mg/kg 0.03 ND苯并(a )芘 ug/kg ND NDBHA mg/kg 0.15 ND抗氧化剂BHT mg/kg 0.16 ND透明度(20) 浑浊,透明度低 澄清、透明气味、滋味有较重的气味、苦 涩味有茶叶籽油固有的气味、滋味,无苦涩味和异味3. 讨论与结论植物源食用油的生产包括二大步骤,一是从种籽中提取毛油,二是毛油通过精炼生产成商品油。不同的植物油脂都有各自特有的理化特点,木本油的物理特性、脂肪酸组份、脂肪酸伴随物质的种类和含量与草本油相差甚远,需要10研究专用的加工工艺
22、和技术 3。茶叶籽油的精炼技术主要还是套用草本食用油的精炼方法 10,或只对精炼的单个工序进行研究 11,极少涉及整套精炼工艺的研究。油脂精炼工艺复杂,通常需要脱胶、脱酸、脱色、脱臭、脱蜡等 5 道工序,不同工序又涉及温度、压力、时间、脱色剂、脱酸物质等参数。本研究在全面测试茶叶籽毛油理化性状的基础上,通过研究精炼 5 个工序的主要临界工艺参数,以临界参数为基准,提出了一套配套组合工艺。配套工艺能在有效去除茶叶籽油不良物质、尤其是苦涩味物质的前提下,最大程度地保留角鲨烯等活性营养物质,质量指标达到了国家食用油和地方茶叶籽油标准。精炼工艺在生产企业进行中试验证,效果良好,有望成为生产茶叶籽油的专
23、用精炼工艺。参考文献:1 刘国艳,王兴国,金青哲,等一种新资源油脂- 茶叶籽油的研究现状分析J.中国油脂,2013,38(8):84-88LIU Guoyan, WANG Xingguo, JIN Qingzhe, et al. Progress on tea seed oil as a new resource oil J. China Oils and Fats, 2013, 38(8): 84-882 孙达,凌益春,王岳飞,等茶叶籽油的加工工艺及其保健功效研究进展J. 茶叶,2010,36(3): 114-117,151SUN Da, LING Yichun, WANG Yuefei,
24、et al. Research progress on processing technology and health effects of tea seed oil J. Journal of Tea, 2010,36(3): 114-117,1513 张伟敏,魏静,钟耕.茶叶籽与其他油料作物油脂理化与功能性质的比较J. 中国食品添加剂,2007(2):145-149ZHANG Weimin, WEI Jing, ZHONG Geng. Compare of physical chemical and functional properties of tea seeds oil and o
25、ther oil plants J. China food additives, 2007(2):145-1494 朱晋萱,朱跃进,张士康,等.茶叶籽热处理对其压榨油品质的影响 J.食品与生物技术学报,2013,32(4):369-374ZHU Jinxuan, ZHU Yuejin, ZHANG Shikang, et al. Effects of Heat Treat for Tea Seeds to the Quality of its Pressed Oil J. Journal of Food Science and Biotechnology, 2013,32(4):369-374
26、5 HE Zhiyong, ZHU Haidong, LI Wangling, et al. Chemical components of cold pressed kernel oils from different Torreya grandis cultivarsJ. Food Chemistry, 2016, 209:196-2026 裘晓云,胡红旗,沈国新,等.一种压榨绿茶籽油的生产方法: 中国,ZL 201310493453.8 P,2014-03-267 麻成金,黄群,吴道宏,等.超临界 CO2和微波萃取茶叶籽油工艺研究J. 食品科学,2008,29(10):281-285MA Chengjin, HUANG Qun, WU Daohong, et al. Study on Extraction Technologies of Tea Seed Oil by Microwave and Supercritical CO2 J. Food Science, 2008,29(10):281-2858 王晓琴.响应面分析水酶法提取茶叶籽油工艺优化研究J .中国粮油学报,2013, 28(5):40-48WANG Xiaoqin. Process Optimization Research on Aqueous Enzymatic Extraction of Tea-