
茶殼也就是油茶果的果皮,一般占整個(gè)茶果鮮重的50%-60%。每生產(chǎn)100kg茶油的茶殼,可提煉栲膠36kg、糠醛32kg、活性炭60kg、碳酸鉀60kg,并能衍生出冰醋酸6.4kg,醋酸鈉25.6kg。每生產(chǎn)100kg茶油的茶枯,可提取皂素90kg、粗茶油20kg、優(yōu)質(zhì)飼料200kg。中南林學(xué)院姚天保等(1986)利用油茶殼經(jīng)炭化、活化后再加入適當的化學(xué)藥劑處理,生產(chǎn)高效除臭劑。
茶皂素又名茶皂苷,是從山茶科山茶屬植物中提取得到的五環(huán)三萜類(lèi)糖苷化合物,易溶于水、甲醇、含水乙醇和正丁醇。茶皂素是一種純天然的非離子型表面活性劑,其分子中有親水性糖體和疏水性配基團。從油茶餅粕、油茶殼中提取得到的是齊墩果烷型五環(huán)三萜類(lèi)皂苷的混合物,主要包括皂苷元、糖體、有機酸3部分。 油茶餅粕中含有10%-30%的茶皂素,造成餅粕味苦辛辣,有溶血性和魚(yú)毒性,限制了其應用途徑。長(cháng)期以來(lái),我國油茶餅粕主要直接用作清塘劑或作燃料、肥料使用,或隨意丟棄,造成環(huán)境污染和資源浪費。 茶皂素是一種性能優(yōu)良的天然非離子型表面活性劑,有良好的發(fā)泡、分散、乳化、濕潤等性能,還有明顯的抗炎、抗滲透、祛痰、止咳、鎮痛、殺菌、殺蟲(chóng)及促進(jìn)植物生長(cháng)等多種生理功效,可以用來(lái)生產(chǎn)乳化劑、洗滌劑、發(fā)泡劑、防腐劑、殺蟲(chóng)劑和其他醫藥產(chǎn)品,可廣泛應用于日用化工、建筑材料、醫藥行業(yè)、農藥加工漁業(yè)養殖等方面,具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。因此,從油茶餅粕、油茶殼中提取茶皂素,提高茶油加工附加值,具有較好的現實(shí)意義和應用前景。近年來(lái),各國對茶皂素提取與應用研究越來(lái)越重視,提出各種不同提取方法及工藝,對茶皂素生物功能也進(jìn)行了深入研究。
我國對茶皂素提取研究始于20世紀50年代末,自此開(kāi)展了茶葉籽榨油后的茶籽餅中茶皂素的提取研究,但直到20世紀70年代中后期,茶皂素的提取才獲得較大的進(jìn)展。1979年我國首次以工業(yè)方法從脫脂茶籽餅中分離出茶皂素,1980年開(kāi)始試生產(chǎn)。20世紀80年代初我國才有少數茶皂素工業(yè)產(chǎn)品問(wèn)世,這主要是由于茶皂素的應用未被廣泛開(kāi)發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)還存在產(chǎn)品得率不高、顏色深、純度低等問(wèn)題,導致其應用范圍受到限制等。近30年來(lái),人們對茶皂素的功能和應用有了新的認識,對茶皂素的生產(chǎn)及應用研究越來(lái)越重視,在深入研究從茶葉籽中提取茶皂素的同時(shí),對從油茶餅粕、油茶殼中提取茶皂素的研究也于21世紀初迅速開(kāi)展。
油茶果皮中含有大量多酚類(lèi)物質(zhì),且大多屬于縮合單寧,大部分溶解于水,所以也稱(chēng)為水溶性單寧,主要由是由黃烷醇類(lèi)(兒茶素類(lèi))、花色素類(lèi)(花白素和花青素)、花黃素類(lèi)(黃酮及黃酮醇類(lèi))等組成。油茶果皮中的多酚與茶葉中的多酚在化學(xué)結構、理化性質(zhì)上都很相似,提取油茶果皮中的多酚可借鑒從茶葉中提取茶多酚的工藝技術(shù)。 我國對茶多酚的研究于20世紀50一60年代開(kāi)始,到70年代初已開(kāi)始專(zhuān)項研究。1984年中國農業(yè)科學(xué)院茶葉研究所列題“茶多酚的提取及其應用研究”和“茶葉的藥用研究”對茶多酚進(jìn)行了提取、分離、精制,到90年代,在實(shí)驗室小試中,已能成功提取茶多酚各個(gè)單體,并轉入中試試驗。各研究單位和生產(chǎn)廠(chǎng)家也越來(lái)越重視產(chǎn)品質(zhì)量,不斷提高兒茶素含量,降低咖啡因含量,走最簡(jiǎn)單工藝,降低生產(chǎn)成本。目前國內從茶葉中提取生產(chǎn)的茶多酚精品純度大于95%,咖啡因小于3%,兒茶素含量達65%以上,在國際上處于領(lǐng)先水平。茶多酚于1990年被全國食品添加劑標準化技術(shù)委員會(huì )列為食品添加劑。但從油茶果殼中提取多酚的研究在2007年后才有文獻報道。 油茶果皮和油茶籽殼中多酚的含量分別為0.39%和0.51%。油茶多酚與茶多酚理化性質(zhì)相似,都是水溶性多酚。經(jīng)多年研究開(kāi)發(fā)的茶多酚作為抗氧化劑已列入我國GB2760一2007《食品添加劑使用衛生標準》,在食品貯藏保鮮中廣泛應用。茶多酚主要以綠茶及其副產(chǎn)物為原料提取。目前,我國油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,大量的油茶果皮、油茶籽殼將成為比綠茶價(jià)格更低的生產(chǎn)油茶多酚的原料,并發(fā)展為可以與茶多酚競爭的天然食品抗氧化劑。 黃酮類(lèi)物質(zhì)(fiavonoids)廣泛存在于植物的葉子和果實(shí)中。過(guò)去的一些研究認為,黃酮類(lèi)物質(zhì)進(jìn)入人體后很少被吸收,大部分由腸道菌群分解排出,因此認為膳食類(lèi)黃酮物質(zhì)的生物利用率很低。 近10年的研究表明,人體腸道可以吸收相當數量的類(lèi)黃酮物質(zhì),吸收過(guò)程受多種因素的影響,如化學(xué)結構、分子大小、聚合程度、溶解度等。而流行病學(xué)調查顯示,膳食黃酮類(lèi)物質(zhì)可能具有預防慢性退行性疾病的作用,大量細胞培養研究和動(dòng)物實(shí)驗結果均表明一些類(lèi)黃酮物質(zhì)具有較強的抗氧化作用,具有抗微生物、整合金屬離子保護DNA、抑制低密度脂蛋白(LDL)氧化和腫瘤細胞生長(cháng)等作用。 蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的高分子化合物。各種氨基酸通過(guò)肽鍵彼此連接成長(cháng)鏈(100個(gè)氨基酸以上)的化合物稱(chēng)之為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)存在于一切生物的原生質(zhì)內,是生物體組成中最重要的成分。 油茶果實(shí)中的蛋白質(zhì)在提油后主要保留在油茶餅粕中。油茶餅粕中蛋白質(zhì)的含量因提取茶油方法的不同而有所差異,一般含量在10%一20%,是一種潛在的植物蛋白資源。一些研究報告將從油茶餅粕中提取的蛋白質(zhì)稱(chēng)為“茶蛋白”,這個(gè)稱(chēng)謂是否適當值得商榷?!安璧鞍住眰鹘y上是指茶葉中含的蛋白質(zhì)。茶葉中的蛋白質(zhì)含量相當高,中國預防醫學(xué)科學(xué)院營(yíng)養與食品衛生研究所編著(zhù)的《食物成分表(全國代表值)》中,紅茶的蛋白質(zhì)含量為26.7%,綠茶為34.2%。從茶葉中提取蛋白質(zhì)的研究已取得相當多的成果,并形成了“茶蛋白”的學(xué)術(shù)名稱(chēng)?!安璧鞍住睂儆谥参锶~蛋白,而油茶餅粕中含的蛋白質(zhì),與大豆餅粕、花生餅粕、棉籽粕等含的蛋白質(zhì)相同,屬于油料蛋白質(zhì),因此稱(chēng)之為“油茶蛋白”更為確切。目前,科技文獻中對“油茶蛋白”的英文名稱(chēng)也欠統一,使用camellia seeds cake protein(茶籽粕蛋白)、glycoprotein(糖蛋白)等英文名稱(chēng)皆有之,并未如大豆蛋白統一為“soybean protein"。
油茶蛋白與大豆蛋白、芝麻蛋白、花生蛋白、菜籽蛋白、棉籽蛋白等植物油料蛋白質(zhì)一樣,具有植物油料中蛋白質(zhì)的4個(gè)特性:一是蛋白質(zhì)中人體必需的氨基酸豐富,結構配比接近人體需要;是油料蛋白質(zhì)對人體的生理功能作用既能克服禾谷類(lèi)糧食蛋白質(zhì)生物價(jià)低的缺點(diǎn),又可從根本上解決過(guò)量食用動(dòng)物蛋白質(zhì)對人體負效應大的“富貴病”問(wèn)題;三是利用油料蛋白質(zhì)經(jīng)濟意義較大,既可充分節約現有蛋白質(zhì)資源,與生產(chǎn)動(dòng)物蛋白質(zhì)相比,有投入小產(chǎn)出大的特點(diǎn);四是油料蛋白質(zhì)是人類(lèi)普遍適用的蛋白質(zhì),經(jīng)科學(xué)工藝深加工后的安全、優(yōu)質(zhì)和營(yíng)養性強的特點(diǎn)適應于我國及任何一個(gè)國家或地區,特別適合青少年兒童與老人科學(xué)合理食用。
蛋白質(zhì)經(jīng)蛋白酶控制酶解制備功能性蛋白、功能性肽和呈味基料是實(shí)現食物蛋白資源高值化利用的重要途徑。 多肽,是分子結構介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的一類(lèi)化合物。氨基酸是蛋白質(zhì)的結構單位。在蛋白分子中氨基酸以肽鍵(peptidelinkage)相結合。肽鍵是一個(gè)氨基酸的氨基和另一個(gè)氨基酸的羧基相結合失水而形成的。由于所有的氨基酸均有氨基(一NH,)和羧基(一COOH),因此可生成各種長(cháng)度的鏈狀化合物,2個(gè)氨基酸至100個(gè)氨基酸組成的化合物稱(chēng)之為肽(peptide)。由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱(chēng)為二肽(dipeptide),由3個(gè)氨基酸組成的化合物叫三肽,順此類(lèi)推。人們較熟悉的胰島素是由51個(gè)氨基酸組成的,一般稱(chēng)為51肽。氨基酸按一定順序以肽鍵相連形成的多肽鏈稱(chēng)為蛋白質(zhì)的一級結構。 長(cháng)期以來(lái),人們一直認為食物蛋白質(zhì)必須經(jīng)過(guò)消化、分解成氨基酸后方能被吸收、利用。即生物進(jìn)食蛋白質(zhì)后蛋白質(zhì)的肽鍵被酶水解,使蛋白質(zhì)解離成單個(gè)氨基酸,然后通過(guò)血液循環(huán)將氨基酸吸收并分配到體內各細胞。體內的細胞中的單個(gè)氨基酸再有次序地連接起來(lái),形成生物機體的蛋白質(zhì)。20世紀90年代開(kāi)始,隨著(zhù)生物醫學(xué)技術(shù)的發(fā)展和分離、檢測技術(shù)的提高,對肽在人體中的作用的研究取得了突破性的進(jìn)展。大量的研究結果表明,蛋白質(zhì)被生物機體攝入后,并不是完全水解成氨基酸,而是大部分以肽的形式被吸收,同時(shí)發(fā)現多肽被吸收的速度比相同組成的氨基酸要快。 近20年來(lái),肽在人體中的作用引起了科學(xué)界的高度重視,多肽的研究進(jìn)入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。大量的研究表明,生物體內的活性肽在生命過(guò)程中起著(zhù)重要的調控作用,活性肽與生物的發(fā)育生長(cháng)代謝、免疫、疾病、學(xué)習、記憶、衰老等都有極密切的關(guān)系,特定的低聚肽和多肽具有調節生物神經(jīng)系統、活化細胞免疫機能、改善心血管功能、抗衰老等生理活性。這些發(fā)現為開(kāi)發(fā)肽類(lèi)藥物、肽類(lèi)功能食品提供了理論基礎。許多功能肽已被科學(xué)家推薦為調節人體健康的功能營(yíng)養物質(zhì),尤其是從食物蛋白中提取的功能肽,由于營(yíng)養性和安全性高更被重視,食源性多肽的制備技術(shù)研究也進(jìn)入一個(gè)新的開(kāi)發(fā)階段。 用于制備食源性多肽的原料主要是未充分利用的蛋白質(zhì)豐富的食物和富含蛋白質(zhì)的食品工業(yè)副產(chǎn)品。根據制備活性肽的食物來(lái)源進(jìn)行簡(jiǎn)要分類(lèi)為動(dòng)物源活性肽和植物源活性肽。大豆多肽等植物源活性肽的制備技術(shù)已實(shí)現產(chǎn)業(yè)化規?;?。油茶多肽的制備技術(shù)近年來(lái)取得極大進(jìn)展。
糠醛是無(wú)色透明的油狀化工產(chǎn)品,廣泛用于橡膠、合成樹(shù)脂、涂料、醫藥、農藥和鑄造工業(yè),是一種很重要的化工原料。茶殼制糠醛是通過(guò)對多縮戊糠的水解得到,其理論含量為18.16%-19.37%,接近或超過(guò)現今用于制糠醛的主要原材料玉米芯(9.00%),棉子殼(50%)和稻谷殼(12.00%)等。多縮戊糖的水解也能生成木糖,經(jīng)加氫而成為木糖醇。木糖醇是一種具有營(yíng)養價(jià)值的甜味物質(zhì),易被人體吸收,代謝完全,不刺激胰島素,是糖尿病患者理想的甜味劑,也是一種重要的工業(yè)原材料,廣泛用于國防、皮革、塑料、油漆、涂料等方面。茶殼生產(chǎn)木糖醇的得率為12%-18%。在水解多縮戊糖生產(chǎn)糠醛或本糖醇過(guò)程中,還可以生產(chǎn)工業(yè)用葡萄糖,乙醇,乙酸丙酸,甲酸和醋酸鈉等副產(chǎn)品,一般每生產(chǎn)1噸糠醛成品可收回1.2-1,3噸結晶醋酸鈉。
茶殼中含有9.23%的鞣質(zhì),可用水浸提法提取栲膠。栲膠是制革工業(yè)的主要原料,還可作為礦產(chǎn)工業(yè)上使用的浮選劑。提取栲膠后的殘渣可用制糠醛或作肥料。 活性炭是一種多孔吸附劑,廣泛用于食品、醫藥、化工、環(huán)保冶金和煉油等行業(yè)的脫色、除臭、除雜分離等。茶殼中含有大量的木質(zhì)素,且具特有物理結構,是生產(chǎn)活性碳的良好的材料。茶殼經(jīng)熱解(炭化、活化)可生成具有較大活性和吸附能力的活性炭,其綜合性能良好,各項質(zhì)量指標如活性、得率、原料消耗及生產(chǎn)成本等均接近或優(yōu)于其它果殼或木質(zhì)素材料。江西省玉山活性炭廠(chǎng)利用茶殼為原材料生產(chǎn)的G-A糖炭,1985年獲部?jì)?yōu)產(chǎn)品稱(chēng)號。茶殼生產(chǎn)活性炭主要有氣體活化法和氧化鋅活化法,以氧化鋅活化法較常用,且效果較好,成品得率為10%一15%。 茶殼中含有多種化學(xué)成分,可作栽培香菇、平菇和鳳尾菇等食用菌的培養基,所生產(chǎn)的食用菌,其外部形態(tài)和營(yíng)養成分接近或優(yōu)于棉子殼、稻草和木屑等培養材料。用油茶殼屑來(lái)栽培香菇以含量40-50%為宜,產(chǎn)量略高于使用純殼斗科木屑,氨基酸含量則提高50%。每t培養料降低成本16.7-20.8%,可產(chǎn)鮮菇900kg(干菇90kg),價(jià)值2700元,同時(shí)每噸油茶殼還可節省1m3木材。