油脂植物油茶的開發(fā)利用

錢學(xué)射，張衛(wèi)明，黃晶晶，金久寧，張廣倫

(1.南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京210042;2.江蘇省·中國科學(xué)院植物研究所，江蘇 南京210014)

隨著節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)意識的高漲，生物柴油以及能源植物研究開發(fā)也越來越為世界各國所重視。一些油脂植物的研究與開發(fā)也引起了廣泛關(guān)注，我國在20世紀(jì)80年代對油脂植物曾進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，其中油茶(Camellia oleifera Abel)的研究卓有成效。本文就油茶的植物形態(tài)特征、地理分布與生態(tài)習(xí)性、化學(xué)成分與綜合利用方面進(jìn)行了論述。

1 油茶的植物形態(tài)特征

油茶(Camellia oleifera Abel)，山茶科茶屬(Camellia)植物，灌木或小喬木，高達(dá)7 m;小枝微有毛。葉革質(zhì)、橢圓形至長圓形，長6～10 cm，寬2～4 cm，中脈被毛;葉柄長4～7mm，有毛?；ò咨斏?，單一或并生;花瓣5 ～7，分離，長2.5 ～4.5 cm，倒卵形至披針形，多少深2裂;雄蕊多，外輪花絲僅基部合生;子房密生白色絲狀絨毛，花柱頂端3短裂。蒴果球形，直徑2～2.5 cm，果瓣厚木質(zhì)，2～3裂;種子背圓腹扁，長達(dá)2.5 cm?；ㄆ?～11月，果熟期翌年秋季［1，2］。

2 油茶的地理分布與生態(tài)習(xí)性

2.1 地理分布

我國長江流域以南的湖南、江西、廣西、廣東、湖北、浙江和福建為油茶的主要分布區(qū)，四川、重慶、貴州、云南、安徽、河南、陜西、江蘇、甘肅、海南等省也有種植。印度、越南也有種植［3－4］。

2.2 生態(tài)習(xí)性

(1)油茶是喜溫暖濕潤氣候的溫帶植物，通常種植6～7年就會結(jié)實(shí)，經(jīng)營管理細(xì)致得當(dāng)，2～3年就能開花結(jié)果，一直結(jié)到70～80年，最長可達(dá)100多年。油茶具有抱胎開花的特性，且花期很長，每年10月末開花直至12月;形成一面開花，一面果實(shí)成熟。根據(jù)果實(shí)成熟的早遲，可分為秋分子、寒露子、中間子、霜降子和立冬子等幾種類型。

(2)油茶喜光，幼苗期較耐陰，油茶成林以后需要充足的陽光，所以要選擇陽坡種植;如果種在背陰面，就會多長枝葉，很少結(jié)實(shí)。

(3)油茶對土壤的要求不嚴(yán)，但是由于根系入土比較深，因此以土層深厚和土質(zhì)疏松的山地比較好，雖然耐干旱瘠薄，但不適宜在卵石多或土質(zhì)堅硬的坡地種植。

(4)油茶不耐寒，最冷的日平均氣溫低于－2℃的地區(qū)，就生長不好。所以一般在長江以北或海拔超過800 m的山地，都不適宜大發(fā)展。

3 油茶的化學(xué)成分與綜合利用［5，6，13］

(1)不同地區(qū)油茶種仁含油量及理化性質(zhì):(見表1)

表1 油茶種仁含油量及理化性質(zhì)

從表1可知不同地區(qū)油茶種仁含油量為39.9%～58.7%(注:種子含油量 36.6% ～40%)，種仁油折光率20℃ 時 1.4 ～1.4691，20℃ 相對密度 0.9145 ～0.9206，碘值為77.8 ～80.3，皂化值為190.6 ～201.2。

(2)不同地區(qū)油茶種仁油脂肪酸組成(見表2)

表2 油茶種仁油脂肪酸組成(%)

從表2得知:不同地區(qū)油茶種仁脂肪酸組成以油酸為主70.7% ～84.4%，其次是亞油酸為5.5%～16.3%，再就是棕櫚酸為8.4% ～14.1%。

(3)茶油的食用價值

茶油的特性，茶油屬不干性油，色清味香，油品極好，為上等食用油。茶油中的油酸和亞油酸的含量高達(dá)90%，是不飽和脂肪酸，故食茶油有利于血脂中膽固醇下降，可減少膽固醇在血管壁上沉積，從而可以防止血管硬化和血壓增高［1，6］。

(4)茶油在醫(yī)藥上的用途［6］

茶油除有預(yù)防和治療心血管系統(tǒng)疾病的功效外，還有清熱化濕、殺蟲解毒的作用。每次服生茶漬50～100 mL，能清胃潤腸，可治痧氣腹痛、急性蛔蟲阻塞性腸梗阻、習(xí)慣性便秘等。外用能潤澤皮膚，可治燥裂、體癬、慢性濕疹。中藥常以茶油調(diào)制各種藥膏、藥丸，民間常用茶油浸泡蜈蚣、螃蟹涂治瘡傷。油茶籽的95%乙醇提取物和水提取物對MCF－7和SMMC－7721兩種癌細(xì)胞增殖具有明顯的抵制作用［5，14］。

(5)茶油在工業(yè)上的用途［6］

①制硬化油:茶油經(jīng)精煉后在260℃高溫下氫化而成，亦名氫化油，是白色至淺黃色蠟狀固體，按用途分極度硬化油及皂用硬化油。茶油控制一定程度氫化，可制成人造奶油。硬化油的用途:皂用硬化油是制造肥皂的主要原料;極度硬化油主要用于生產(chǎn)硬脂酸，亦用于制造香皂。

②制硬脂酸:硬脂酸是以十八碳為主的一元直鏈飽和脂肪酸，是白色晶狀固體。主要用于國防及精密鑄造、食品、醫(yī)藥、化妝品、工業(yè)等。硬脂酸是利用茶油或其它植物油脂加工成極度硬化油后，經(jīng)水解蒸餾等而制得。

③制造甘油:甘油又名丙三醇，是茶油等天然油脂組分之一，是無色或淡黃色透明帶甜味的黏性液體。甘油可從肥皂廠使用硬化油制肥皂的副產(chǎn)品稀甘油水及油脂水解副產(chǎn)品稀甘油經(jīng)精制、處理而制得，100 t茶油加工(氫化)除可得70～80 t硬脂酸外，還可得8～10 t精甘油。用作工業(yè)的抗凍劑、增塑劑、吸濕劑等。

④制黑油膏。南寧橡膠廠用茶油與硫磺等作原料熬制黑油膏作橡膠軟化劑。

⑤ 茶油作生物柴油［7，9］。茶油(印度阿薩姆產(chǎn))特點(diǎn)是它的成分(脂肪酸組成)與橄欖油相近。事實(shí)上碘值、皂化值、折光指數(shù)等都基本相同。茶油的油酸含量非常高，在72% ～87%之間變化，亞油酸的含量范圍是2% ～15%;含硫橄欖油(即腳油)經(jīng)過酯化反應(yīng)處理后，其單酯可以與柴油混在一起作發(fā)動機(jī)燃料［9］。

(6)油茶籽餅粕的利用［6，13］

①油茶仔餅粕的化學(xué)成分［6，10，11］:茶籽餅粕又叫茶麩、茶枯，包括茶仁和茶籽殼兩部分(帶殼壓榨)或全部是茶仁(去殼壓榨)。壓榨法榨油后茶餅粕的化學(xué)成分有:水分14.3%、脂肪6.89%、粗蛋白12.12% ～22.72%、粗纖維 20.00%、皂素 10.8% ～12.8%、糖類 27.6%、灰分 6.26%。

②皂素的利用:油茶籽的特點(diǎn)是含有豐富的皂素，它是易溶于水的毒物，若將其注入血液中會引紅血球溶解而使動物中毒。榨油后皂素仍留在餅粕中，因而未經(jīng)處理的油茶籽餅不能用作飼料，而提出皂素后則是良好的飼料，同時得到的皂素是一種有用的化工原料，用來生產(chǎn)洗滌劑及泡沫滅火機(jī)的發(fā)泡劑等產(chǎn)品，現(xiàn)分述如下:

A.用油茶皂素作石蠟乳化劑:皂素是一種性能良好的天然表面活性劑，它具有乳化、分散、濕潤等方面的效果。早在1924年Helmes等人就研究提出:皂素是一類水包油型乳化劑，尤其是水包油型乳劑的極好原料，在輕紡、化工等部門有著廣泛的用途。使用油茶皂素石蠟乳化劑的效果，比用油酸銨、油酸鈉、混合脂肪酸、肥皂粉幾種石蠟乳化劑要好。

B.油茶皂素在農(nóng)藥領(lǐng)域的應(yīng)用［1，2］:皂素作為優(yōu)良的農(nóng)藥表面活性劑，受到人們的關(guān)注，皂素對農(nóng)藥有很大的增效作用，胡紹海報道了皂素對菊科植物勝紅薊素防治蚜蟲的增效作用為7.36倍。歐曉明等報道了皂素對殺蟲單粉劑的增效作用。胡紹海還用皂素加148B與各類化學(xué)農(nóng)藥的原藥復(fù)配成穩(wěn)定的乳油。試驗結(jié)果表明，皂素對氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類及專用殺螨劑類等各類化學(xué)農(nóng)藥乳油均有很大的增效作用。

③油茶籽餅粕去毒作飼料:餅粕因含有皂素，不能直接作飼料，若提取皂素后殘渣可作飼料，還可采用①堿液浸泡，②熱水提皂素，③堿液煮解等方法去毒，之后可得粗蛋白 3.24% ～5.70%，淀粉16.8% ～28.28%的去毒完全，適合性好的飼料。

④油茶籽餅粕作肥料效果明顯:據(jù)廣西試驗，施油茶籽餅粕作肥料后三年內(nèi)有明顯增加的增產(chǎn)作用，其增產(chǎn)幅度為34.3% ～48.6%。

(7)油茶殼的利用:茶油殼包括茶果殼和茶籽殼兩部分。

①油茶殼的組成成分:油茶果皮、茶籽殼的化學(xué)成分:(見表3)

表3 油茶果皮、茶籽殼的化學(xué)成分

②油茶殼的利用

A.制糠醛。糠醛是由多戊糖經(jīng)水解而得。油茶殼中多縮戊糖的含量達(dá)28.38% ～30.27%，是制造糠醛的好原料。在水解制糠醛過程中的氣相物，用純堿中和可回收醋酸鈉，醋酸鈉以酸分解可得到醋酸。從油茶果殼中制得5% ～6%的精糠醛，每生產(chǎn)1 t糠醛，可回收0.8 t醋酸鈉。

B.提栲膠。油茶果殼中含有9.23%鞣質(zhì)，可以提取制造栲膠。應(yīng)用水浸提法提取。提取栲膠后的殘渣可作肥料或者用以制造糠醛，木糖醇等。

C.制木糖醇。木糖醇是一種用途較廣的多元醇，具有與甘油相似的作用。木糖醇是由多縮戊糖經(jīng)水解成木糖后加氫而成。茶殼中多戊糖的含量30%左右，每7～8 t油茶殼可生產(chǎn)得1 t木糠醇。

D.生產(chǎn)乙醇和乙酰丙酸。用油茶殼生產(chǎn)糠醛或木糖醇過程中所余的殘渣，經(jīng)二次加壓水解得葡萄糖，葡萄糖經(jīng)發(fā)酵后可得乙醇，葡萄糖經(jīng)脫水則變?yōu)榱u甲基糠醛，最后分解為乙酰丙酸和甲酸，乙酰丙酸是生產(chǎn)雙酚酸的原料。

E.制活性炭。油茶果殼是制活性炭的優(yōu)質(zhì)原料，將果殼投入約600℃的炭爐中炭化，待物料全部燒完，投入水中熄滅，置鍋中煮沸2 h，濾去堿液，再加清水煮2～3次，主濾液呈微堿性，加入稀鹽酸于蒸煮鍋中，中和微量的堿而呈微酸性，濾去煮液。然后將炭投入活化爐中800～1 000℃活化4 h，冷卻、最后粉碎、過篩即得活性炭?；钚蕴繌V泛用于糖液、油脂、石油產(chǎn)品、藥劑等的脫色及氣體吸附，分離和提純化學(xué)合成中，并作催化劑的載體等。

F.制碳酸鉀。碳酸鉀是用途廣泛的化工原料把油茶果殼燒成灰白色的灰，然后用水浸灰濾汁，再煎熬，得到灰白色結(jié)晶為土堿。把土堿煅燒，過濾，精制，得到碳酸鉀。

4 結(jié)語

油茶為我國特有植物，自然分布在長江流域以南地區(qū)。油茶是重要的油脂植物，油茶籽仁含油約39.9% ～58.7%，油茶油含不飽和脂肪酸在80%以上，是一種理想的食用油;茶籽餅粕中含約10%的溶血性皂苷，經(jīng)提取分離可用于生產(chǎn)高級天然洗滌劑;余下的粗蛋白15%左右，淀粉44%左右，可作飼料;果殼可用于生產(chǎn)制造活性炭;油茶有著很高的綜合利用價值，值得作深入的研究和開發(fā)利用。同時，油茶為喜溫暖濕潤氣候的溫帶植物，立地要求不嚴(yán)，尤以土層深厚和土質(zhì)疏松的山地為好。在有條件的山區(qū)發(fā)展油茶種植，對于振興山區(qū)的經(jīng)濟(jì)，具有十分積極的意義。

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