張芳芳 Giorgi Rtveladze 林 敏 李 雪 白新鵬

(海南大學(xué)食品學(xué)院1，?？?570228)

(海南思香源食品有限公司2，?？?571921)

茶葉籽是山茶科植物茶(Camellia Sinensis O.Ktze)的果實(shí)，即茶葉樹的果實(shí)，為茶葉生產(chǎn)的副產(chǎn)物，與油茶籽(Camellia seed，別名山茶籽，是油茶樹的果實(shí))不是同一種產(chǎn)品。茶葉籽作為多年生木本油料作物，主要用作食用油的生產(chǎn)，也可作為傳統(tǒng)藥物［1］。茶葉籽作為我國(guó)傳統(tǒng)的油料樹種之一，已有悠久的種植歷史，我國(guó)現(xiàn)有茶園種植面積286萬(wàn)hm2，每年潛在的茶葉籽資源約214.5萬(wàn) t，茶葉籽中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如脂質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)、茶皂素和纖維素等［2］。目前，只有少部分茶葉籽被用作油料的生產(chǎn)，出油率不到15%［3，6］，大部分的茶葉籽被棄之不用，造成茶葉籽資源的極大浪費(fèi)。

茶葉籽中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約15%～20%的淀粉，由此看出茶葉籽中淀粉含量是相當(dāng)可觀的［7］，以淀粉為原料，采用生物技術(shù)可直接生產(chǎn)各種類型的淀粉糖，如:葡萄糖漿、結(jié)晶葡萄糖、麥芽糊精等。也可將淀粉應(yīng)用于食品工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域，可作為增稠劑、填充劑、賦形劑使用。我國(guó)茶葉籽資源豐富，充分利用這些資源，對(duì)提高茶葉籽生產(chǎn)深加工和產(chǎn)品附加值，都具有重大的意義［8－9］。

油茶籽及油茶籽粕的綜合利用的研究由來(lái)已久，現(xiàn)階段對(duì)油茶籽及油茶籽粕的研究開發(fā)利用多用于對(duì)茶皂素、殘留油、多糖的提取，作為綠色農(nóng)藥、抑菌劑等綜合利用［10，13］。最近幾年，國(guó)內(nèi)外關(guān)于茶葉籽及茶葉籽粕的綜合研究較少，尤其是對(duì)茶葉籽淀粉的研究還處于初步階段，其中對(duì)茶葉籽的研究，也只是停留在理論階段［14－15］。為此，本文對(duì)國(guó)內(nèi)外已報(bào)道的茶葉籽淀粉的提取工藝、理化特性、組成成分及保健功能等進(jìn)行總結(jié)分析，以便讀者能更好地了解茶葉籽淀粉的研究現(xiàn)狀，為茶葉籽淀粉的開發(fā)利用提供參考。

1 茶葉籽淀粉的提取工藝研究

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于可食性淀粉的提取工藝，主要有稀堿法、生物發(fā)酵法、水劑法、超聲波輔助水提法等。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于茶葉籽淀粉的提取研究，以上各種方法均有涉及到。

韋思慶等［16］采用稀堿提取法提取茶葉籽淀粉，以蒸餾水作為溶劑，在液料比6∶1(V/m)，pH 10.0，浸泡時(shí)間5 h，提取溫度50℃的條件下，得到的淀粉提取率為83.87%，測(cè)得透光率比玉米淀粉和小麥淀粉低;析水率為36.28%，凍融穩(wěn)定性比玉米淀粉和小麥淀粉好;膨脹度為12.38%，膨脹度比玉米淀粉和小麥淀粉低;凝沉性比玉米淀粉和小麥淀粉低。

肖龍艷等［17］采用響應(yīng)面法優(yōu)化了茶葉籽淀粉超聲波輔助水提法工藝，發(fā)現(xiàn)當(dāng)原料粉碎度60～80目，液料比為6.9∶1(V/m)，浸提溫度48℃、浸提時(shí)間3.7 h、兌漿水pH為9、超聲時(shí)間40 min時(shí)，茶葉籽淀粉的提取率可達(dá)81.93%。同時(shí)，粗淀粉中淀粉含量可達(dá)到84.53%，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.17%，粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.10%。由于蛋白質(zhì)與脂肪的存在會(huì)對(duì)淀粉的性質(zhì)產(chǎn)生一定影響，從而限制淀粉的應(yīng)用，因此，尚需在茶葉籽淀粉的精制方面做進(jìn)一步研究。

姜金仲等［18］采用水漿靜置發(fā)酵分層法生產(chǎn)茶葉籽油及淀粉，茶葉籽仁水漿靜置發(fā)酵分層現(xiàn)象表現(xiàn)為:茶葉籽仁在適宜溫度條件下充分自然發(fā)酵后，發(fā)酵液自然分離為3層;上層為茶葉籽油脂體、中層為茶皂甙溶液、底層為茶葉籽淀粉;經(jīng)過(guò)兩次發(fā)酵，上層茶葉籽油脂體的純度可達(dá)到95%。將純化的茶葉籽油脂體進(jìn)行加熱處理，可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的茶葉籽毛油。利用茶葉籽仁水漿靜置發(fā)酵分層法可使茶葉籽毛油產(chǎn)率達(dá)16% 、淀粉產(chǎn)率達(dá)8%;分離出的茶葉籽淀粉經(jīng)反復(fù)水洗，可以得到茶葉籽淀粉的初級(jí)產(chǎn)品。

茶葉籽仁水漿靜置發(fā)酵分層現(xiàn)象的研究完成了從茶葉籽到茶葉籽油及淀粉分離的全過(guò)程，但對(duì)該過(guò)程中每一個(gè)具體環(huán)節(jié)的作用機(jī)理尚未開展深入研究，特別是茶葉籽仁水漿靜置發(fā)酵分層現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)理。

茶葉籽淀粉提取過(guò)程中，以蒸餾水作為其提取溶劑，這不僅大大降低了茶葉籽淀粉的提取成本，而且茶葉籽淀粉的提取率較高，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和生態(tài)效益的同步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)茶葉籽廢棄物的資源化。

2 茶葉籽淀粉理化特性研究

劉亞偉等［19］根據(jù) GB/T 20378—2006《原淀粉淀粉含量的測(cè)定旋光法》測(cè)定茶葉籽粕原料中淀粉的含量。

在茶葉籽淀粉物理性質(zhì)研究過(guò)程中，得到以下相關(guān)的理化指標(biāo)，為人們對(duì)茶葉籽淀粉的研究及工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者均對(duì)其進(jìn)行了研究報(bào)道，研究結(jié)果如表 1、表 2、圖1所示。表1 茶葉籽淀粉基本成分含量［20－21］

圖1 茶葉籽淀粉顆粒的形貌與大?。?5］

/%含水量成分 質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.23灰分 0.17蛋白質(zhì) 0.55粗脂肪 0.51淀粉82.74

表2 茶葉籽淀粉基本理化指標(biāo)［22－25］

梁怡等［7］通過(guò)茶葉籽淀粉顆粒形態(tài)觀察，測(cè)定并計(jì)算茶葉籽淀粉的提取率和純度、白度、透光率、持水性、溶解度和膨脹度、直鏈和支鏈淀粉的含量等物理化學(xué)指標(biāo)。結(jié)果表明:茶葉籽淀粉顆粒形態(tài)的特點(diǎn)為圓形和橢圓形;淀粉的白度為82.3%，基本達(dá)到商業(yè)淀粉的要求，能夠廣泛用于食品、紡織、醫(yī)藥、化工、膠粘等行業(yè);茶葉籽淀粉的直鏈與支鏈淀粉的比例與根類淀粉的比例相似;其溶解度和膨脹度、透光率較小，淀粉糊呈半透明狀;淀粉的出品率和提取率較低，純度高。

茶葉籽主要用來(lái)榨油，但是單獨(dú)提取淀粉或油脂時(shí)，對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的提取率會(huì)造成一定影響，導(dǎo)致雙方提取率很難同時(shí)達(dá)到理想指標(biāo)。由于在油脂提取過(guò)程中，壓榨工藝導(dǎo)致了茶葉籽中淀粉的糊化，造成淀粉的提取率不高。因此，如何在保證油脂提取率的同時(shí)，提高淀粉的提取率，將成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

肖龍艷等［25］通過(guò)研究茶葉籽淀粉顆粒形貌、大小和糊化溫度，測(cè)定其溶解度和膨脹度、透明度、凍融穩(wěn)定性、凝沉性及黏度等理化性質(zhì)，并且與玉米淀粉進(jìn)行比較。結(jié)果表明:茶葉籽淀粉顆粒表面光滑，呈橢圓形或球形;不易發(fā)生糊化;溶解度與膨脹度隨溫度變化程度不大;與玉米淀粉相比，透明度與凍融穩(wěn)定性不及玉米淀粉糊，但抗老化性稍強(qiáng)，黏度也高于玉米淀粉。從物理性質(zhì)研究結(jié)果可看出，茶葉籽淀粉市場(chǎng)潛力巨大。

3 茶葉籽淀粉開發(fā)利用的幾點(diǎn)建議

3.1 改性淀粉絮凝劑的應(yīng)用

茶葉籽淀粉是一種具有優(yōu)良黏合性的天然淀粉，在環(huán)境污染的修復(fù)過(guò)程中，天然淀粉經(jīng)過(guò)交聯(lián)后進(jìn)行黃原酸化反應(yīng)，得到與多種重金屬離子絡(luò)合的黃原酸酯(ISX)，從而達(dá)到清除工業(yè)廢水中重金屬離子的作用［26－27］。

3.2 淀粉膠黏劑的應(yīng)用

天然淀粉應(yīng)用于食品增稠劑、紡織上漿液，以及其他各方面，首先要在水中糊化，淀粉糊化后黏度增加，冷卻時(shí)，由于分子聚集形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，顯示相當(dāng)?shù)谋３中螤畹牧α浚?8］。淀粉分子中化學(xué)性質(zhì)較為活潑的羥基和α－1，4糖苷鍵易被各種氧化劑氧化。C2、C3、C6位上的醇羥基很容易被氧化，在不同的條件下羥基被氧化為醛基、酮基、羧基，分子中的糖苷鍵部分發(fā)生斷裂，使淀粉分子聚合度降低，氧化后的淀粉是含有醛基和羧基的聚合度較低的改性淀粉混合物。在水氧化劑的作用下這種淀粉經(jīng)加熱發(fā)生糊化或室溫糊化而生成氧化淀粉膠黏劑［29］。

由于茶葉籽淀粉膠黏劑無(wú)毒無(wú)味，成膜性能好，具有良好的黏合性能，作為一種綠色環(huán)保型產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景。隨著淀粉膠黏劑研究的深入，各種新的天然淀粉將會(huì)不斷涌現(xiàn)，品種和性能將會(huì)不斷增加和提高。

3.3 淀粉基可降解塑料的應(yīng)用

降解塑料是一中新型產(chǎn)業(yè)，茶葉籽淀粉可應(yīng)用于生物降解塑料。淀粉以它特有的性能在世界各國(guó)均有研究，GRIFFIN首次獲得淀粉表面改性填充塑料的專利［30－31］。以 GRIFFIN 的專利為背景，一些國(guó)家開發(fā)出淀粉塑料填充型生物降解塑料;加拿大的St.Lawarnce淀粉公司采用此項(xiàng)技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)出Ecostar可降解塑料母粒;Greizerstein 等［32］對(duì) PE/Econstar Plus共混物制成的塑料袋進(jìn)行堆肥實(shí)驗(yàn);日本谷類淀粉公司與美國(guó)密歇根州蘭辛的一家開發(fā)公司(GRT)已經(jīng)開始在一家合資企業(yè)研制并生產(chǎn)一種以淀粉為主要成分的、能生物降解的塑料［33］。

4 展望

目前，關(guān)于茶葉籽淀粉的研究重點(diǎn)主要放在提取工藝優(yōu)化等方面，國(guó)內(nèi)外對(duì)其理化性質(zhì)及功能應(yīng)用研究較少，對(duì)茶葉籽淀粉的分析研究仍處于起步階段，茶葉籽淀粉生理功能的研究國(guó)內(nèi)外也鮮見報(bào)道，有待進(jìn)一步深入研究。

還需從各個(gè)指標(biāo)著手對(duì)茶葉籽淀粉的研究，例如，在茶葉籽淀粉的分類上進(jìn)行細(xì)分，明確不同來(lái)源的同類茶葉籽淀粉的差異及生理功能;在茶葉籽淀粉的生產(chǎn)上，降低成本，提高茶葉籽淀粉在食用、加工過(guò)程中抗性性能的穩(wěn)定性;在茶葉籽淀粉理化指標(biāo)的分析測(cè)定上，完善測(cè)定方法，另外，還需從分子水平上闡明茶葉籽淀粉的功能作用機(jī)理。