茶葉籽貯藏時間對毛油產(chǎn)率與質(zhì)量的影響

姜金仲，楊鵬鳴，羅建紅，羅光毅，王自布

（1.貴州師范學(xué)院，貴陽 550018；2.貴州元亨山茶葉籽生物科技有限公司，貴陽,550018；3.河南科技學(xué)院園藝園林學(xué)院，新鄉(xiāng) 453003）

0 引 言

中國是茶的故鄉(xiāng)，全國茶（Camellia sinensis）園面積約180萬hm2，每年茶葉籽產(chǎn)量約8億kg[1]，這些茶葉籽可生產(chǎn)成品茶葉籽油0.9億kg。茶葉籽油富含多種生物活性成分[2]，具有降低三高的作用[3]，因而被譽為東方橄欖油[4-5]，茶葉籽油還可以改性替代可可脂使用[6]，因此，茶葉籽油具有廣闊的開發(fā)前景[7]。目前茶葉籽油的主流生產(chǎn)工藝仍然是壓榨工藝[8]，盡管也有關(guān)于溶劑浸提法[9-10]、水酶法[11]、水代法[12]及二氧化碳超臨界萃取[13-14]等工藝的報道，但這些工藝均因還存在一些具體的問題而沒有在生產(chǎn)實際中應(yīng)用；例如，壓榨工藝毛油產(chǎn)量較低且受茶葉籽成分污染嚴(yán)重，需經(jīng)高溫精煉才能食用；溶劑浸提法雖然毛油產(chǎn)率高，但工藝難度較大且存在溶劑殘留問題；水酶法及水代法工藝尚不成熟等。發(fā)酵法茶葉籽油生產(chǎn)工藝是利用茶葉籽水漿發(fā)酵分層原理生產(chǎn)茶葉籽油的一種新工藝[15]。該工藝主要包括茶葉籽清洗浸泡、茶葉籽加水打漿、茶葉籽水漿發(fā)酵、撈取發(fā)酵液頂層加熱生產(chǎn)毛油等環(huán)節(jié)；與傳統(tǒng)的壓榨工藝相比，該工藝具有多方面的優(yōu)勢：茶葉籽油生產(chǎn)過程中有效避免了茶葉籽其他構(gòu)成成分對茶葉籽油的污染；毛油生產(chǎn)率（18%～22%）提高了15%～20%[16]；毛油理化指標(biāo)接近油茶籽國家一級油標(biāo)準(zhǔn)（GB11765-2003[17]）；茶葉籽毛油不需要高溫精煉就能達到國家一級油標(biāo)準(zhǔn)，因而最大限度保留了茶葉籽油營養(yǎng)成分及原始茶香味；可以同時生產(chǎn)茶葉籽油、茶葉籽酵素及茶葉籽淀粉2種產(chǎn)品，提高了茶葉籽資源的利用率。

茶葉籽貯藏是發(fā)酵法茶葉籽油生產(chǎn)中不可回避的問題，按照壓榨工藝的經(jīng)驗，茶葉籽（包括油茶籽）自然環(huán)境下貯藏超過半年，毛油產(chǎn)率就會降低50%以上[18]；但是，尚無關(guān)于茶葉籽貯藏時間對發(fā)酵法毛油產(chǎn)率影響的研究報道。本文通過對不同貯藏時間的茶葉籽進行發(fā)酵法生產(chǎn)毛油試驗，并測定其各項指標(biāo)，探討了貯藏時間對茶葉籽油發(fā)酵法實際生產(chǎn)效果的影響，以期為茶葉籽油發(fā)酵法生產(chǎn)工藝提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土炕烘干帶內(nèi)種皮茶葉籽仁由貴州元亨山茶葉籽生物科技有限公司提供，種子主要為采摘自貴州貴定縣的福建大白茶品種，千粒質(zhì)量0.603 kg，含水率8.4%、含油率（索氏抽提法）28.2%。透氣魚鱗袋內(nèi)襯塑料袋包裝，自然貯藏在6樓玻璃密封走廊上，每袋50 kg；貴陽1、4、7、10月平均氣溫分別為：4.7、16.4、23.4、15.5℃，月平均大氣可沉積含水量分別為：18、32、58、37 mm[19]。發(fā)酵菌種茶葉籽酵母[20]（Meyerozyma caribbicaJJZ11；CCTCC編號：M2016470）及茶葉籽乳桿菌（Lactobacillus plantarum subsp.plantarumJJZ21；CCTCC編號：M2016471）均為“貴州元亨山茶葉籽生物科技有限公司”實驗室保藏菌種。

1.2 儀器與試劑

WSL-2型羅維朋比色計（比色槽：25.4 mm）；ET-7自濾打漿機；101-3AB電熱鼓風(fēng)干燥箱； SC-5A超級恒溫槽；40目標(biāo)準(zhǔn)檢驗篩。分析純異辛烷，天津市致遠化學(xué)試劑有限公司；分析純石油醚，成都金山化學(xué)試劑有限公司。

1.3 生物發(fā)酵工藝制取茶葉籽油

試驗從2016年1月9號開始，2017年1月9號結(jié)束。每2周用取樣器（塑料管自制）取出樣本3份，每份300 g，供3次重復(fù)試驗使用。將所取樣本茶葉籽仁在20℃清水中浸泡16 h，泡好后用清水清洗干凈，然后用25℃溫水進行2輪打漿，第一輪加水900 mL，第二輪加水900 mL。打完漿后用120目濾布過濾得到濾渣及濾漿，準(zhǔn)確稱取3份濾渣質(zhì)量，然后放入80℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒質(zhì)量，計算含水率（如式（1））。

將過濾好的3份濾漿首先按照15 000個/mL的比例加入茶葉籽酵母菌種，然后按照20 000個/mL的比例加入茶葉籽乳桿菌菌種，攪拌均勻后35℃發(fā)酵16 h，待形成穩(wěn)定的上中下3層后，取出下層將其分離為淀粉及發(fā)酵沉淀，60℃烘干至恒質(zhì)量并稱量其質(zhì)量；取出上層加熱制取毛油[21-22]，然后進行指標(biāo)測定。

1.4 指標(biāo)測定

含油量測定：參考GB/T14488.1—2008《植物油料含油量測定》進行[23]；毛油酸值測定：參考GB/T15689——2008《植物油料、油的酸度測定》進行測定[24]；毛油過氧化值測定：參考GB/T5538—2005《動植物油脂過氧化值測定》進行測定[25]；毛油色澤測定：羅維朋比色計。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

采用Excel2010、DPS3.01數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛油產(chǎn)率及質(zhì)量的變化

毛油產(chǎn)率及質(zhì)量是植物油生產(chǎn)企業(yè)非常重視的生產(chǎn)指標(biāo)。在植物油生產(chǎn)中，毛油的產(chǎn)率及質(zhì)量除受生產(chǎn)工藝及操作技術(shù)水平影響外，還會受到原料貯藏時間的影響[26]；茶葉籽油生產(chǎn)也不例外，茶葉籽的貯藏時間也會影響到茶葉籽毛油的產(chǎn)率及質(zhì)量。茶葉籽貯藏47周后的變化情況如下。

2.1.1 茶葉籽毛油產(chǎn)率隨貯藏時間的變化

茶葉籽毛油產(chǎn)率是指毛油產(chǎn)量與茶葉籽仁的比率，其大小直接影響茶葉籽油企業(yè)的經(jīng)濟效益，因而是茶葉籽油企業(yè)最關(guān)心的指標(biāo)[27]。對不同貯藏時間的茶葉籽仁按照1.3節(jié)的方法生產(chǎn)毛油，測定毛油產(chǎn)率，得到茶葉籽毛油產(chǎn)率隨時間延長的變化趨勢（圖1）。由圖1可以看出，每次的試驗數(shù)據(jù)呈現(xiàn)震蕩走低的趨勢。利用線性擬合公式分別計算出初始產(chǎn)油率及最終產(chǎn)油率分別為：17.15%及13.12%。比較二者的差異可以看出，47周的貯藏使茶葉籽油產(chǎn)率下降了23.5%。貯藏到25周時的產(chǎn)油率為15.05%，較初始產(chǎn)油率降低了12.26%。

圖1 茶葉籽毛油產(chǎn)率隨貯藏時間的變化Fig.1 Production rate of tea seed crude oil changed along with storage

周楊等[28-29]關(guān)于油茶籽的研究結(jié)果表明，無論什么貯藏條件，油茶籽的蛋白質(zhì)、脂肪含量均會隨貯藏時間的延長而減少，茶葉籽貯藏時間對發(fā)酵法毛油產(chǎn)率影響的研究結(jié)果與該研究結(jié)果是一致的。

2.1.2 茶葉籽毛油酸值及過氧化值隨貯藏時間的變化

茶葉籽毛油酸值及過氧化值直接影響茶葉籽成品油的酸值及過氧化值，國家成品食用油對其有明確的指標(biāo)限定，為了滿足該項指標(biāo)，如果毛油酸值或過氧化值過高，就必須進行堿煉或高溫精煉，酸值越高，堿煉的損耗就越大，從而降低企業(yè)的經(jīng)濟效益；因此，研究毛油酸值及過氧化值隨貯藏時間的變化規(guī)律具有現(xiàn)實意義。對不同貯藏時間的茶葉籽仁按照1.3節(jié)的方法生產(chǎn)毛油，利用1.4節(jié)的方法測定毛油的酸值，得到茶葉籽毛油酸值及過氧化值隨時間延長的變化趨勢（圖2）。

圖2 茶葉籽毛油酸值及過氧化值隨貯藏時間的變化Fig.2 Acid and peroxide value of tea seed crude oil changed along with storage time

由圖2可以看出，茶葉籽毛油酸值及過氧化值隨貯藏時間的延長均呈震蕩走高趨勢，利用線性回歸模擬該趨勢均達到了線性顯著水平（P＜0.05）。利用線性模擬公式計算1周及47周的酸值分別為：4.10及5.94 mg/kg，47周較1周升高了44.88%；計算1周及47周的過氧化值分別為1.01、1.71 mmol/kg，47周較1周升高了69.4%。

生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)的茶葉籽毛油酸值處于國家標(biāo)準(zhǔn)的上限（4 mg/kg），其原因是茶葉籽毛油的生產(chǎn)原料（茶葉籽油脂體）從pH值為3.8的發(fā)酵液中提取，會將發(fā)酵液的少量乳酸帶入毛油，使毛油酸值升高，這種升高很容易用傳統(tǒng)的脫酸工藝中和掉。

侯如燕等[30-31]研究結(jié)果表明，包藏于茶葉籽內(nèi)的茶葉籽油不飽和脂肪酸隨貯藏時間延長而被氧化分解為氧化物、醛、酮等物質(zhì)，導(dǎo)致毛油過氧化值升高。本研究的結(jié)果與他們是一致的。需要指出的是，雖然茶葉籽毛油過氧化值增加了69.4%，但其絕對值（1.71 mmol/kg）還遠小于油茶籽油國家一級油標(biāo)準(zhǔn)(<6 mmol/kg）；因此，從生產(chǎn)實際的角度看，寧可貯藏茶葉籽而不貯藏茶葉籽毛油。因為如果貯藏不當(dāng)，茶葉籽毛油的過氧化值會很快超標(biāo)，過氧化值超標(biāo)的毛油必需經(jīng)過高溫精煉才能達到食用油標(biāo)準(zhǔn)，高溫精煉會大幅度增加茶葉籽油生產(chǎn)成本，但貯藏茶葉籽始終可以使毛油過氧化值處于安全范圍內(nèi)，從而避免高溫精煉工序。

2.1.3 茶葉籽毛油色澤隨貯藏時間的變化

茶葉籽毛油的色澤是茶葉籽籽毛油質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，茶葉籽毛油色澤太深，就必須進行脫色，成品油才能達到國家一級油標(biāo)準(zhǔn)，脫色過程會增加毛油的煉耗。毛油的色澤用羅維朋數(shù)值表示。對不同貯藏時間的茶葉籽仁按照1.3節(jié)的方法生產(chǎn)毛油，利用羅維朋測色儀測定毛油的色澤，得到茶葉籽毛油色澤隨儲存時間的變化情況（圖3）。由圖3可以看出，隨著貯藏時間的延長，紅色值基本保持不變（1.9），黃色值由19.9降為19.8，也可以認(rèn)為基本沒有變化。 由此可以結(jié)論，茶葉籽貯藏時間對茶葉籽毛油色澤沒有顯著影響（P＞0.05）。

圖3 茶葉籽毛油顏色隨貯藏時間的變化Fig.3 Tea seed crude oil color changed with storage time

2.2 剩余物質(zhì)質(zhì)量隨貯藏時間變化對毛油產(chǎn)率的影響

發(fā)酵法生產(chǎn)茶葉籽油時，除了茶葉籽油產(chǎn)品外，還有打漿剩下的濾渣、茶葉籽淀粉、發(fā)酵液沉淀、油渣，這后4種物質(zhì)稱為剩余物質(zhì)。茶葉籽毛油原本與這些物質(zhì)共同存在于茶葉籽中，通過生物發(fā)酵工藝，將毛油從這些物質(zhì)的混合物中分離出來。隨著貯藏時間的延長，這些物質(zhì)的發(fā)酵法制油工藝加工特性可能會發(fā)生變化，導(dǎo)致茶葉籽水漿加工及發(fā)酵過程的效果不同，從而影響到茶葉籽毛油的產(chǎn)率。

2.2.1 茶葉籽濾渣及發(fā)酵沉淀質(zhì)量隨貯藏時間的變化

茶葉籽濾渣是茶葉籽仁加水打漿、過濾后剩下的干物質(zhì)。發(fā)酵沉淀是茶葉籽水漿發(fā)酵分層后沉淀在發(fā)酵液底部的物質(zhì)。對不同貯藏時間的茶葉籽仁按照1.3節(jié)的方法測算濾渣及發(fā)酵沉淀的質(zhì)量，得到茶葉籽濾渣及發(fā)酵沉淀質(zhì)量隨時間的變化趨勢（圖4）。由圖4可以看出，二者1周到47周的總趨勢均為震蕩上升趨勢；且線性擬合結(jié)果均達到了線性顯著性（P＜0.05）。利用擬合公式計算前者1周和47周時的質(zhì)量分別為：136.93 g及164.66 g，47周比1周升高了20.27%；計算后者的質(zhì)量分別為4.86及6.00 g，47周比1周升高了23.35%。

圖4 茶葉籽濾渣及發(fā)酵沉淀質(zhì)量隨貯藏時間的變化Fig.4 Mass of filter residue and fermentation precipitation changed along with storage time

2.2.2 茶葉籽淀粉及油渣質(zhì)量隨貯藏時間的變化

茶葉籽淀粉是茶葉籽水漿發(fā)酵沉淀的一部分，由于其具有食用價值，因而茶葉籽油生物發(fā)酵工藝是將其單獨分離出來作為附加產(chǎn)品的。油渣是指茶葉籽水漿發(fā)酵液頂層經(jīng)加熱生產(chǎn)毛油后的產(chǎn)物。對不同貯藏時間的茶葉籽仁按照1.3節(jié)的方法測算茶葉籽淀粉及油渣的質(zhì)量，得到茶葉籽淀粉及油渣質(zhì)量隨時間的變化趨勢（圖5）。由圖5可以看出，二者1周到47周時均為震蕩下降趨勢，線性模擬結(jié)果表明，前者達線性顯著性水平（P＜0.05），利用線性模擬公式計算前者1周和47周時的質(zhì)量分別為：28.58、26.92 g，47周比1周下降了6.13%；后者1周和47周時的質(zhì)量分別為：31.57、30.42 g，47周比1周下降了3.64%，但后者的線性模擬未達到顯著水平（P＞0.05）。

圖5 茶葉籽淀粉及油渣質(zhì)量隨貯藏時間的變化Fig.5 Mass of starch and oil residue changed along with storage time

從茶葉子淀粉質(zhì)量變化的總趨勢看，其與周玥[29]關(guān)于油茶籽的研究結(jié)果是一致的。淀粉本身是茶葉籽油發(fā)酵法生產(chǎn)工藝的主要產(chǎn)品之一，其產(chǎn)量的減少也會直接降低企業(yè)的經(jīng)濟效益。同時還可以看出，淀粉和油渣質(zhì)量的減小幅度很小，說明二者的貯藏特性較好。

2.2.3 剩余物質(zhì)量變化與毛油產(chǎn)率變化之間的關(guān)系

由4種剩余物質(zhì)量隨貯藏時間的變化分析可知，濾渣及發(fā)酵沉淀質(zhì)量隨貯藏時間的延長呈上升趨勢，淀粉及油渣呈下降趨勢。將這種變化趨勢與毛油產(chǎn)率變化趨勢結(jié)合進行分析表明，發(fā)酵沉淀質(zhì)量對毛油產(chǎn)率的影響是正向的，淀粉、油渣及濾渣質(zhì)量對毛油產(chǎn)率的影響是負(fù)向的，其中以濾渣對毛油產(chǎn)率的影響程度最大，所以，降低毛油產(chǎn)率的主要因素是濾渣質(zhì)量的增加。

濾渣是直接排除在茶葉籽毛油生產(chǎn)工藝之外的物質(zhì)，其質(zhì)量越大，進入茶葉籽毛油生產(chǎn)工藝的物質(zhì)就越少；濾渣質(zhì)量隨貯藏時間延長增加了20.27%，相應(yīng)地茶葉籽毛油產(chǎn)率就會下降。發(fā)酵沉淀質(zhì)量隨著貯藏時間延長而減少，與毛油產(chǎn)率的變化趨勢是一致的，這從另一個角度說明了隨著貯藏時間延長，茶葉籽的濾渣量越多，透過濾網(wǎng)的物質(zhì)總量也伴隨著降低，最終導(dǎo)致毛油產(chǎn)率降低。

2.3 剩余物質(zhì)含油率及含油率隨貯藏時間變化對毛油產(chǎn)率的影響

2.3.1 4種剩余物含油率隨貯藏時間的變化

對不同貯藏時間的茶葉籽仁按照1.3的方法制取濾渣、發(fā)酵沉淀、淀粉及油渣，按照1.4中的含油率測定方法分別測定4者的含油率，得到4者含油率隨時間的變化趨勢（圖6a、6b）。由圖a和圖b可以看出，4者1周到47周均呈現(xiàn)震蕩上升趨勢，線性模擬均達到了顯著性（P＜0.05）。利用線性模擬公式計算濾渣1周和47周時的含油率分別為：16.83%及19.46%， 47周比1周時上升了15.63%；計算發(fā)酵沉淀1周和47周時的含油率分別為：13.72%及16.84%，47周比1周時上升了22.77%；計算淀粉1周和47周時的含油率分別為：2.14%及6.55%，47周比1周上升了206%；計算油渣1周和47周時的含油率分別為：31.29%及35.32%， 47周比1周上升了12.88%。

圖6 茶葉籽濾渣、發(fā)酵沉淀油渣及淀粉含油量隨時間的變化Fig.6 Oil content of filter residue,fermentation precipitation,oil residue and starch changed with storage time

由上述分析可以知，貯藏時間延長對4種剩余物的含油率均有提高作用，其原因各有不同。濾渣含油率提高的原因可能是貯藏時間使茶葉籽難以粉碎，部分油脂體不能從濾渣中釋放，導(dǎo)致其含油率提高。發(fā)酵沉淀和淀粉含油率提高的原因可能是貯藏時間改變了部分油脂體的沉浮特性，導(dǎo)致過多的油脂體下沉，進而導(dǎo)致其含油率升高。油渣含油率提高的原因可能是貯藏時間改變了油脂體中油脂與蛋白質(zhì)的結(jié)合特性，導(dǎo)致二者分離困難，進而導(dǎo)致其含油率上升。

由上述4種剩余物含油率隨時間變化的分析可知，4種剩余物的含油量均隨貯藏時間的延長呈上升趨勢。將這種變化趨勢與毛油產(chǎn)率變化趨勢結(jié)合進行分析表明，發(fā)酵沉淀及淀粉含油率與毛油產(chǎn)率呈正相關(guān)，濾渣及油渣含油量與毛油產(chǎn)率呈負(fù)相關(guān)；它們影響大小的排序為：油渣＞淀粉＞濾渣＞發(fā)酵沉淀。

2.3.2 4種剩余物含油量變化與毛油產(chǎn)率變化之間的關(guān)系

表1為4種剩余物含油量的變化。由表1可以看出，所有剩余物47周時的含油量較1周時均有增加，其中濾渣的含油量增加最大（8.99 g），占整個剩余物含油量增加總量的79.28%；因此，濾渣含油量是導(dǎo)致茶葉籽毛油產(chǎn)率隨貯藏時間下降的主要原因。濾渣含油量是由濾渣質(zhì)量及濾渣含油率決定的，結(jié)合2.2及 2.3的分析結(jié)果可以看出，濾渣是通過濾渣質(zhì)量的增加導(dǎo)致毛油產(chǎn)率隨貯藏時間下降的。由表1還可以看出，除濾渣外，其余剩余物含油量的增加量較小，其影響在生產(chǎn)實際中意義不大。至于濾渣質(zhì)量為什么會隨著貯藏時間的增加而增加則是一個值得進一步研究的課題。

表1 4種剩余物含油量的變化Table 1 Changes of oil content of 4 processing residues

3 結(jié) 論

茶葉籽貯藏是茶葉籽油生產(chǎn)中不可避免的過程，貯藏時間的長短直接影響茶葉籽毛油的產(chǎn)率及企業(yè)的經(jīng)濟效益，開展貯藏時間對毛油產(chǎn)率影響的研究具有現(xiàn)實意義。自然貯藏條件下，茶葉籽貯藏47周后，毛油產(chǎn)率由17.15%下降到13.12%，酸值由4.10升高到5.94 mg/kg，過氧化值由1.01升高到1.71 mmol/kg，毛油色澤基本沒有變化。綜合期間毛油產(chǎn)率及品質(zhì)的變化情況可以看出，茶葉籽貯藏47周后雖然毛油產(chǎn)率及理化指標(biāo)有所變差，但利用發(fā)酵法制油工藝仍然有較好的毛油生產(chǎn)價值；這樣可以有效避免現(xiàn)有茶油工廠為了縮短加工期限而置辦過量的設(shè)備，導(dǎo)致工廠設(shè)備利用半年，閑置半年的窘境。貯藏過程中，淀粉、油渣、濾渣及發(fā)酵沉淀的質(zhì)量和含油率變化是影響發(fā)酵法茶葉籽毛油產(chǎn)率的因素；就含油率的變化而言：油渣＞淀粉＞濾渣＞發(fā)酵沉淀；其中濾渣質(zhì)量是關(guān)鍵的因素，其對下降作用的貢獻占全部下降因素的79.28%。

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