油茶餅粕中主要成分及其綜合利用研究進(jìn)展

劉楚岑 裴小芳 周文化,3 莫 華

(1. 特醫(yī)食品加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410004；2. 中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙410004；3. 湖南美津園糧油食品有限公司，湖南 長沙 410004；4. 湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，湖南 常德 415500)

油茶(CamelliaoleiferaAbel.)別名茶子樹，屬于山茶科植物，為常綠小喬木。油茶粕是指將油茶果去殼部分進(jìn)行壓榨后除油以外的剩余物，油茶粕中含有約10%～20%的蛋白質(zhì)、10%的茶皂素、6%～10%的油酸以及其他可用于生產(chǎn)加工的成分[1]，其中蛋白質(zhì)、碳水化合物、粗纖維總量可達(dá)75%[2]。近年來，油茶籽油作為食用油占比超過1%，產(chǎn)油量提升，油茶籽粕量也激增，目前中國油茶粕的年產(chǎn)量達(dá)到5.0×105t，油茶粕加工利用卻停留在實(shí)驗(yàn)室階段，工業(yè)化應(yīng)用還停留在相對落后的階段[3]。文章擬著重從油茶餅粕中蛋白質(zhì)、多糖、多酚、茶皂素等成分的提取與應(yīng)用兩個(gè)方面進(jìn)行綜述，以期為進(jìn)一步合理開發(fā)利用提供重要指導(dǎo)和參考。

1 油茶餅粕主要成分

油茶餅粕中除纖維素外，主要成分還有蛋白質(zhì)、多糖、多酚、茶皂素等。其中，油茶蛋白是一種植物蛋白，據(jù)報(bào)道[4]，從植物中獲取的蛋白質(zhì)優(yōu)于動物蛋白且更利于人體健康；植物多糖與多酚通常是具有特殊生物活性的天然物質(zhì)，研究[5-6]表明，多酚除可用作天然色素與抗氧化劑外，還具有預(yù)防慢性疾病(如：心血管、癌癥等)的保健功效；植物多糖則除了具有保健功能(如：降血糖、抗腫瘤等)，還有著來源豐富、可化學(xué)修飾、生物相容性、低毒等特點(diǎn)；茶皂素具有一定抑菌特性，通常作為表面活性劑被用于工業(yè)生產(chǎn)中，油茶粕粗提物也具有與其類似的抑菌功能。

2 油茶餅粕主要成分提取

2.1 蛋白

油茶餅粕中含有豐富植物蛋白，粗蛋白含量在1.5%左右，且氨基酸比例平衡，可作為反芻動物類理想的蛋白飼料。堿溶酸沉法是傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)提取法，丁丹華等[7]采用堿溶酸沉法制備油茶籽蛋白，蛋白提取率為57.8%。何瑋等[8]以油茶粕為原料采用堿溶酸沉法，在最優(yōu)條件下，蛋白質(zhì)提取率為油茶粕的6.56%，其中蛋白質(zhì)純度為86.7%，而將脫脂后的油茶粕用淀粉酶、纖維素酶進(jìn)行處理，經(jīng)淀粉酶處理后可從油茶粕中提取出蛋白質(zhì)的提取率可達(dá)70.36%[9]，而采用纖維素酶處理的油茶粕在pH值為3時(shí)得到蛋白質(zhì)提取率高達(dá)80.83%[10]。李慧珍[11]研究認(rèn)為油茶粕蛋白主要是水溶性蛋白，以谷蛋白、清蛋白為主，兩種蛋白分別占總蛋白含量的40.33%與45.86%，經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化清蛋白提取率可達(dá)77.98%，經(jīng)熱重掃描分析表明油茶粕分離蛋白在88.33 ℃條件下可發(fā)生變性，水溶性蛋白質(zhì)可使用磷酸緩沖鹽溶液、Tris-HCl溶液、NaCl溶液3種提取劑提取，其中，Tris-HCl溶液對水溶性蛋白質(zhì)提取率最大(69.86%)。目前，為常用油茶餅粕蛋白提取方法見表1。

表1 油茶餅粕蛋白常用提取方法對比

2.2 多糖

油茶籽中多糖含量較高，植物多糖提取法主要有溶劑提取法、酶提取法、超聲提取法、微波提取法4種提取法[15]，目前，常用油茶餅粕多糖提取與純化方法具體見表2。

周麗明等[23]以55%濃度乙醇作為提取溶劑，通過正交試驗(yàn)采用回流法提取多糖，在優(yōu)化條件下得率為6.21%。范燕華等[24]在以乙醇作為提取劑的基礎(chǔ)上，使用響應(yīng)面優(yōu)化多糖提取方法，研究不同條件對提取率影響，最優(yōu)條件下多糖提取率為8.44%。研究[25]表明，采用水提法提取多糖，在料液比、提取時(shí)間、提取溫度條件中，提取溫度對多糖提取率影響最大。由表2可知，使用超聲輔助(水提醇沉法)提取多糖，經(jīng)優(yōu)化后多糖提取率達(dá)到14.22%[16]，微波水提法可使多糖提取率達(dá)15.5%[19]，而使用酶輔助(水提法)提取多糖，在優(yōu)化條件下提取率可達(dá)26.62%[17]105-107，研究[21-22]表明，采用離子交換樹脂柱層析、分級純化法可得3個(gè)多糖組分；超濾后采用大孔樹脂、凝膠分離純化法可得到有著4個(gè)不同特性的多糖組分；石浩等[26]以12年生油茶粕作為原料，運(yùn)用葡聚糖凝膠柱層析方法與纖維素層析法分離出5種多糖，由此可知，采用不同純化法分離多糖，得到的多糖組分?jǐn)?shù)量以及特性不盡相同。

表2 油茶餅粕多糖常用提取、提純方法

2.3 多酚類化合物

油茶粕富含多酚類化合物等活性成分，其提取工藝各異，曹清明等[27-29]分離了從南山茶中提取出山奈酚葡萄糖苷類化合物、山奈酚半乳糖苷類化合物、二氫山奈酚糖苷類化合物、黃酮類化合物和木脂素類化合物5種活性成分，其提取路線如圖1所示。主要是將油茶茶果晾干，去殼，以冷榨法脫去油脂后產(chǎn)生的餅晾干，并適當(dāng)粉碎，以60%乙醇于60～70 ℃加熱回流提取3次，每次2 h，料液比1∶3 (g/mL)，然后對得到的提取液進(jìn)行過濾、合并。合并后的濾液減壓濃縮至無醇旋出，得濃縮液8 L，再以等體積的乙酸乙酯反復(fù)萃取多次，直至上層萃取液顏色變淺，合并萃取液。減壓濃縮至黏稠狀，得乙酸乙酯萃取部位濃縮液約150 mL。油茶粕中活性成分單體眾多，提取方法、條件多樣。

圖1 油茶粕活性成分提取路線圖

李利敏[30]24-25選用8種油茶粕作為研究對象，結(jié)果表明普通油茶OCE多酚含量高，而黃酮類物質(zhì)含量在浙江紅花油茶粕的黃酮相對較高。Gao等[31]從油茶粕中分離出山奈酚乙?；擒?1、2)、沒食子酸等多酚混合物。目前，油茶粕多酚常用的提取、提純方法見表3。

從表3可知，超聲、微波等輔助條件下可明顯提高油茶粕中多酚提取率，提取劑方面丙酮優(yōu)于乙醇和甲醇，高群等[34]使用酶法結(jié)合超聲提取油茶粕中的多酚，經(jīng)優(yōu)化后得到多酚含量為18.94 mg/g。另外，熱回流法亦可提取油茶粕中的多酚[32]，葉勇等[35]使用70%甲醇進(jìn)行回流，經(jīng)鹽酸水解沉淀、丙酮萃取后，得到純度為93.8%、得率為2.1%的黃酮醇。

表3 油茶餅粕多酚常用提取、提純方法

在油茶粕多酚的純化方面，研究發(fā)現(xiàn)[33]45-46[36-37]使用大孔樹脂可使多酚純度達(dá)到47.25%，并經(jīng)分離純化后得到黃酮單體；而使用高速逆流色譜法可提取出兩種山奈酚苷，采用微波輔助法可用于從油茶粕中提取總黃酮[38]，這為油茶粕中多酚化合物純化工藝的發(fā)展起到促進(jìn)作用。

2.4 茶皂素

油茶粕中還含有較為豐富的油茶皂苷，其又被稱為油茶皂素，分布于油茶種子、葉子中，可從油茶粕中提取。茶皂素難溶于無水甲醇、無水乙醇等有機(jī)溶劑中，但是其可溶于含水的甲醇、乙醇以及吡啶、醋酐、冰醋酸等溶液中，茶皂苷溶液在酸性條件下，皂苷形成沉淀[39]。馬力等[40]用水作為溶劑，利用正交試驗(yàn)得到從油茶粕中提取皂素的最佳工藝，提取率達(dá)到95%。有研究[41-42]表明，使用乙醇、正丁醇作為提取劑對油茶粕進(jìn)行多次提取，可使經(jīng)提取后的油茶粕中茶皂素含量低至1.79%。常見的油茶粕茶皂素提取法見表4。由表4可知，中國國標(biāo)[43]以茶皂素作為指標(biāo)對油茶粕進(jìn)行分級，并規(guī)定以80%乙醇作為浸提劑、采用回流提取法提取茶皂素，目前油茶粕中茶皂素的提取通常采用乙醇溶液或者水作為提取劑，再以國標(biāo)為基礎(chǔ)對方法進(jìn)行改進(jìn)。張新富等[46]將市面上采購的粗制茶皂素，采用大孔樹脂將其提純，得率為55.5%，經(jīng)提純后純度為之前的1.86倍，為茶皂素提純方法的研究提供了參考。

表4 油茶餅粕中茶皂素常用提取方法?

3 油茶餅粕及其主要成分應(yīng)用潛力

油茶粕可用于食品的研發(fā)[47]、保鮮膜的制作[48]、農(nóng)產(chǎn)品有機(jī)肥料[49]、食用菌培植[50]，在食品工業(yè)中具有極大的潛力，此外，油茶餅粕的加工與利用具體見圖2。

圖2 油茶餅粕的綜合利用

3.1 油茶餅粕蛋白及其多肽應(yīng)用潛力

油茶粕中優(yōu)質(zhì)蛋白含量可達(dá)12%～20%且氨基酸比例均衡，是良好的蛋白質(zhì)原料，可開發(fā)為蛋白質(zhì)添加劑或者動物蛋白替代品，可作為代餐粉、保健食品、特醫(yī)食品等特殊食品的蛋白質(zhì)組件。油茶粕蛋白除了可直接進(jìn)行使用外，龔吉軍[51]將油茶粕蛋白質(zhì)用堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶水解成活性多肽成分，發(fā)現(xiàn)該油茶粕多肽具有自由基清除力與還原力；而且小鼠試驗(yàn)[52]證明，其可明顯降低活性氧對人體造成的損傷，具有顯著抗氧化能力。研究[53]表明，經(jīng)酶、酸堿水解后得到的活性肽，具有抗腫瘤、降血脂、增強(qiáng)免疫力、抗氧化等保健功能，并且餅粕多肽具有低滲透壓、低黏度、高溶解性、強(qiáng)吸水性等特性。郭顯榮[54]以油茶粕為原料，利用堿提酸沉法粗提蛋白后，以天然的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)抑制率為指標(biāo)，將蛋白質(zhì)以雙酶法水解成多肽后，再使用超濾、凝膠層析法分離并純化后得到ACE抑制肽并經(jīng)試驗(yàn)證明該多肽具有一定抗腸道酶消化性，此外，也有研究[55-56]認(rèn)為油茶粕ACE抑制肽還具有預(yù)防乃至治療高血壓的生物活性。目前，油茶粕中蛋白質(zhì)的研究以粗蛋白為主，蛋白質(zhì)的分離細(xì)化、酶解后的多肽成分還需通過動物試驗(yàn)甚至臨床試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

3.2 油茶餅粕多糖及其應(yīng)用潛力

油茶粕多糖具有特殊生理活性，石浩等[26]運(yùn)用葡聚糖凝膠柱層析方法與纖維素層析法分離多糖，在分離出的5種多糖中，DTC1多糖在濃度為2.0 mg/mL時(shí)，抗氧化活性最強(qiáng)，DPPH自由基清除率可達(dá)80%以上，在對粗多糖進(jìn)行脫蛋白、脫色、纖維素DEAE-52柱層析分離處理后，用低濃度氫氧化鈉洗脫，得到經(jīng)過提純的多糖，使用該提取多糖成分應(yīng)用于患糖尿病小鼠治療后，發(fā)現(xiàn)該種油茶粕多糖可通過清除自由基、減輕自由基帶來的損害、提高機(jī)體抗氧化酶活性的途徑起到降血糖的作用，Zhang等[57]從油茶粕中分離純化多糖，并發(fā)現(xiàn)一種降血糖功效的多糖結(jié)構(gòu)。

3.3 油茶餅粕多酚及其應(yīng)用潛力

包莉圓等[28]使用乙醇獲得南山茶餅提取物，經(jīng)硅膠柱層析、乙酸乙酯萃取分離純化后得到5個(gè)化合物，純度平均高達(dá)97.72%，鑒定后為4個(gè)黃酮類化合物與原兒茶酸。小鼠試驗(yàn)[35]證明油茶多酚對腦損傷有良好保護(hù)作用，可清除自由基。于泓鵬等[58]針對茶多酚氧化活性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)油茶多酚抗氧化活性優(yōu)于0.02%生育酚，但略弱于0.02% TBHQ，并且其氧化能力同其濃度成正比。李利敏[30]23-25,31-33運(yùn)用高效液相法對油茶粕中提取物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)多酚類別主要為鞣花酸(EA)和4'-O-β-D-吡喃葡萄(MEAG)、沒食子酸(GA)、3-O-甲基鞣花酸等。油茶粕提取物的抗氧化活性與油茶粕的抗氧化活性呈正相關(guān)。Gao等[31]從油茶粕中分離出的山奈酚乙?；擒?1、2)、沒食子酸等多酚混合物，經(jīng)測定也可證明該多酚化合物具有清除DPPH自由基的作用。

3.4 油茶餅粕中茶皂素及其應(yīng)用潛力

油茶皂苷屬于低毒物質(zhì)，具有細(xì)胞毒性[59]；高濃度油茶皂苷具有溶血活性，在小鼠經(jīng)口經(jīng)腹腔試驗(yàn)過程中，引起小鼠產(chǎn)生病理性病變，主要現(xiàn)象為臟器出血[60]。茶皂素具有消炎作用和一定的抑菌作用，其主要是抑制真菌的生長繁殖，特別是對引起植物病變西瓜枯萎病菌，柑橘青霉病菌，黃瓜、芒果、香蕉炭疽病菌等具有一定的抑制作用[61]。

3.5 油茶餅粕粗提物及其應(yīng)用潛力

研究[62-65]表明，油茶粕粗提物中含有預(yù)防紫外線對皮膚細(xì)胞造成損傷的活性物質(zhì)，將油茶粕粗提物與中藥復(fù)合物質(zhì)復(fù)配具有增效作用，其對金色葡萄球菌、傷寒沙門氏菌、乙型溶血性鏈球菌、變形桿菌、葡萄球菌等抑菌效果明顯，并對白假絲酵母菌、紅色毛癬菌、絮狀表皮癬菌等真菌也具有一定抑制作用。油茶粕乙醇提取物對細(xì)菌的抑菌效果更好并具有廣譜性，而對酵母菌、黃曲霉抑制作用相對較弱。張飛飛等[66]以黃曲霉毒素作為研究對象，從油茶粕篩選中分離出可抑制黃曲霉毒素的粗提物，經(jīng)試驗(yàn)證明油茶粕同其粗提物皆有抗黃曲霉毒性并抑制其生長的作用，常用乙醚、乙醇和水提取劑比較發(fā)現(xiàn)水提法油茶粕粗提物抑菌率為87.96%，而乙醚、乙醇提取物對黃曲霉生長并不顯著。

4 展望

油茶籽油中的亞油酸(n-6)和亞麻酸(n-3)的成分比例符合國際營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)(4∶1)，被營養(yǎng)學(xué)界譽(yù)為“腦黃金”，其營養(yǎng)價(jià)值已被認(rèn)識和挖掘，相比之下對油茶餅粕成分的挖掘和應(yīng)用相對滯后，其含有茶皂素、多糖、多酚、角鯊烯、維生素E、維生素D、胡蘿卜素、磷脂等活性成分在相關(guān)文獻(xiàn)中漸被披露。從油茶餅粕宏量成分如蛋白質(zhì)、多糖等成分提取、分離和部分功效特性進(jìn)行歸納和總結(jié)，下一步需在油茶餅粕中微量伴隨物量化識別和功效單體鑒定等方面深入研究，為茶籽油及其副產(chǎn)物具有匡正亞健康作用提供了更有力的證據(jù)。

在全國大力推廣油茶種植的情況下，中國茶油及其副產(chǎn)物產(chǎn)量明顯增加，為降低生物資源浪費(fèi)、增加油茶副產(chǎn)物利用率，提高油茶附加值成為科研人員所關(guān)注的熱點(diǎn)問題。但目前關(guān)于油茶粕中活性物質(zhì)及功能因子的相關(guān)研究相對較少。油茶粕作為原料應(yīng)用于食品工業(yè)的加工與研發(fā)、并將油茶粕功能活性成分應(yīng)用于醫(yī)療保健方向是未來的研究熱點(diǎn)，綜合來看，油茶副產(chǎn)物在特醫(yī)食品、保健食品的研發(fā)與應(yīng)用方向具有一定潛力，也是擴(kuò)大油茶副產(chǎn)品覆蓋面、提高其利用率的途徑之一。