茶叶籽油研究进展

常亚丽 黄双杰 刘 威 陈 义 张永瑞 郭桂义

(信阳农林学院茶学院；河南省豫南茶树资源综合开发重点实验室，信阳 464000)

茶树[Camelliasinensis(L.) O.Kuntze]是研究山茶科山茶属茶组植物的模式种[1,2]，也是我国重要的经济作物，其叶片制成的茶是我国传统的出口产品，与可可、咖啡并列为世界三大无酒精饮料[3]；茶树种子称为茶叶籽，一般呈褐色，富含15%～35%油脂，经提取可获得与橄榄油、油茶籽油品质相似的高级食用植物油，近年来，我国消费食用油有半数以上依赖进口。橄榄油因富含单不饱和脂肪酸，不易在血管内壁中氧化沉淀，在进口油种中的增长比例最大[4]。从我国重要木本油料作物油茶(C.oleiferaAbel)种子中提取可得油茶籽油，单不饱和脂肪酸高达90%以上，被誉为“东方橄榄油”[5, 6]；茶树与油茶树同科同属，茶叶籽油与油茶籽油相似度达90%，且不皂化物含量比油茶籽油高出22%，具备开发为高级功能性油脂的潜力[7-9]。我国可采摘茶园面积3778万亩(数据来源农业农村部种植业管理司)，有充足的茶叶籽资源。若茶叶籽产量按照35kg/亩计算，潜在的茶叶籽资源约为132万t；若茶叶籽油得率以12%计，仅云贵两省一年便能提取近5万t的高级食用油，完全可以抵消当年橄榄油进口量[4,7]。茶叶籽油作为一种新兴木本植物油脂正在引起国内外广大研究学者的兴趣，本文将综述近年来国内外发表的关于茶叶籽油提取制备工艺、脂肪酸组成和含量分析、生理活性成分检测、茶叶籽丰产栽培管理技术、种子分子生物研究的进展，以期为未来制备优质茶叶籽油提供参考。

1 茶叶籽油提取制备工艺研究

依照色泽、气味、酸度等级不同，茶籽油可分为毛茶油、二级茶油和一级茶油。毛茶油色泽一般较浅、透明度较差、杂质较多，有独特的茶籽油清香，生产上常用压榨法和溶剂浸提法制取毛茶油；二级茶油为毛茶油脱除磷脂、蛋白质及其他水溶性杂质，经浸提制得的毛油；一级茶油色泽浅、气味淡，是毛油进一步经过精炼工艺，包括脱胶、脱酸、脱色、脱臭处理后制得[10,11]。近年来关于茶叶籽油提取工艺的研究热点主要有低温压榨法、混合溶剂浸提法、水酶法、超临界CO2萃取法、生物发酵法等。

传统压榨法将茶叶籽晒干、压坯、蒸炒、压榨、浸出、精炼等工序制油，其中蒸炒这一工序需采用高温，不可避免得造成油中生育酚、角鲨烯、甾醇等多种营养活性成分的损失[7, 11, 12]。目前，生产上多采用物理低温压榨工艺制取茶籽油(主要包括油茶籽油和茶叶籽油)，可以避免高温对成油品质的不良影响。姜建国等详细论述了油茶籽低温冷榨制油工艺，将茶籽晒干、低温贮存、脱壳、轧坯、冷榨、油渣分离制得毛茶籽油、低温结晶养晶、低温多重过滤，制得品质优于传统压榨工艺的成品油[13]。低温冷榨工艺避免了高温导致的茶籽油色泽深和糊味，也避免了常规精炼工艺中磷酸脱胶、烧碱脱酸、活性白土脱色造成的化学物质对茶籽油造成的污染，同时能够保留了茶籽油中多种有效活性成分。李诗龙等将双螺旋榨油机应用到物理冷榨油茶籽油的生产工艺中，中试结果表明，油料含水量6.0%，含壳率8.0%，榨膛温度低于60℃，油饼残油率3.6%，所得产品达到了国家压榨成品油茶籽油一级标准，且冷榨茶籽油中维生素E、不皂化物和不饱和脂肪酸含量显著高于精炼油[14]。

溶剂浸提法是将茶叶籽干燥、脱壳、粉碎、溶剂浸提、回收毛油、精炼等工序制油，分为单一溶剂浸提法和混合溶剂浸提法，常用的有机溶剂为石油醚、正己烷、环己烷、乙醚、乙酸乙酯、三氯甲烷-甲醇等[7, 11, 12]。郭华采用石油醚作为唯一萃取剂提取茶叶籽油，浸提温度35℃，时间1.5h，溶剂/原料比为2.0∶1，原料烘烤温度80℃，原料颗粒度40～60目，萃取一次提取率就可达到87.34%[15]。黄群等[16]采用正交试验优化了甲醇-石油醚-水混合溶剂体系作为复合浸提剂提取茶叶籽油工艺条件，浸提时间16min，水料比1.2∶1，甲醇溶料比3∶1，石油醚溶料比5∶1，浸提温度40℃，浸提率可达94.46%。吕琪等通过正交试验优化了正己烷-无水乙醇体系萃取茶叶籽浆液，同时获得茶叶籽油、茶皂素、蛋白3种物质的工艺条件，茶叶籽浸泡24h，萃取次数为两次，正己烷∶无水乙醇∶浆液比值为1∶1∶1，萃取温度为30℃，震荡萃取30s，茶叶籽油提取率为95.69%[17]。相较于单一溶剂浸提法，混合溶剂浸提法生产周期短、能耗低、出油率高，但缺陷依然是溶剂残留问题。

水-酶法提取法是将茶叶籽脱壳、充分研磨、浸泡、酶解、分离、回收毛油、精制后获得成品食用油。酶解有单一酶法和复合酶法两种，常用的酶类有淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶和果胶酶[7, 11, 12]。郭华[15]优化了单一酶法提取茶叶籽油的工艺参数，α-淀粉酶用量0.5%，油料颗粒度40～60μm，液固比3.5∶1，糊化温度90℃，糊化持续时间1.5h，茶叶籽油提取率为86.48%。为了进一步提高酶解效率和油脂提取率，通常采用微波或超声技术等常见的细胞粉碎技术对油料细胞结构进行预粉碎。陈升荣[18]采用微波辅助压榨法提取茶叶籽油，所得茶叶籽出油率高、香气浓。王敬敬等[19]采用响应面法优化了茶叶籽油提取工艺条件，纤维素酶为1.1%、果胶酶为2.0%、蛋白酶为0.2%，料液比1∶6，酶解温度45℃，酶解pH5.0，酶解时间8h，茶叶籽油得率达到28.64%，若油料经超声波辅助处理，茶叶籽油得率提高了1.24%。徐君飞等[20]采用正交试验优化了超声波辅助酶法提取茶叶籽油的工艺条件，料液比1∶5，植物提取复合酶(以木聚糖酶、葡聚糖酶和纤维素酶为主)添加量0.6%，酶解pH5.8，温度55℃、时间1.5h、超声功率300W，茶叶籽出油率为52.61%。水-酶法提取茶叶籽油生产能耗低，不易造成环境污染，但是提取率不高。

超临界CO2流体萃取技术是利用CO2在超临界状态下对溶质有很高的溶解能力，而在非超临界状态下溶质的溶解能力又很低的这一特性，来实现对目标成分的提取和分离[7, 11, 12]。郭华[15]研究发现萃取压力是影响茶叶籽油提取最关键的因素，35MPa时茶籽油的提取率已接近90%，萃取温度40℃时能很好地降低油脂色泽，同时，将油料颗粒控制在40～60目提取效果较佳。Wang等[21]采用响应曲面法优化了超临界CO2萃取法提取茶叶籽油的工艺参数，萃取压力32MPa，温度45℃，时间89.7min，所得茶叶籽油的出油率显著高于索氏提取法。段一凡等[22]研究表明，茶叶籽用较为温和的荫蔽风干方式干燥，提取制成的茶叶籽油中不饱和脂肪酸含量较高；若以茶叶籽油出油率为考察指标，萃取压力越大则得率越高，以不饱和脂肪酸含量为考量对象时，萃取压力为25MPa左右时的得率最高，萃取压力高会增加产物杂质，得率反而降低；采用优化后的工艺参数，即萃取压力25MPa，温度45℃、时间2.75h、分离温度55℃、CO2流量20～30kg/h，提取的茶叶籽油不饱和脂肪酸含量达到了80.38%。超临界CO2萃取提取茶叶籽油的油脂得率较高，生理活性成分保留率、理化指标及氧化稳定性也优于索氏提取法和溶剂浸提法，适合提取作为功能油脂的优质茶叶籽油，但设备要求高、成本大，不适于工业化生产。

Jiang等[23]在研究茶叶籽组织细胞构成基础上，结合生物发酵法探索出一种从茶叶籽仁水浆发酵液中分离出的茶叶籽油脂体中提取出高纯度茶叶籽油的方法。首先，充分粉碎茶叶籽仁获得茶叶籽仁水浆液，放入恒温培养箱内，温度45～55℃，静置发酵16h后，茶叶籽仁水浆自动分为3层，且各层厚度稳定，上层为茶叶籽油脂体、乳白色、相对厚度25%，中层为茶皂苷溶液、黄棕色、相对厚度49%，底层为茶叶籽淀粉、白色、相对厚度为26%，收集上层茶叶籽油脂体再次发酵可得纯度高达95%的茶叶籽油提取原料，经加热即制得茶叶籽毛油，产量比压榨工艺提高15%～25%。在研究茶叶籽仁水浆发酵现象机制时，姜金仲等[24]先后从茶叶籽仁水浆中鉴定出茶叶籽酵母JJZ11(Meyerozymacaribbica)，两种茶叶籽乳杆菌JJZ21(Lactobacillusplantarumssp.plantarum)和JJZ12(Gluconacetobacterliquefaciens)。发酵进行到5h时，茶叶籽仁水浆呈现初步分层现象，这一阶段茶叶籽酵母JJZ11含量快速增值并达到最大值，5h后迅速下降，茶叶籽乳杆菌JJZ21和JJZ12开始快速增长，并在13h达到最大值。可见，茶叶籽酵母主要作用于发酵初期，两种茶叶籽乳杆菌在茶叶籽仁水浆发酵后期中起到主要作用[25-28]。茶叶籽仁水浆发酵法首先分离出茶叶籽油脂体，将其纯化后再用于茶叶籽油的生产，避免了压榨、溶剂萃取等工艺中存在的茶叶籽其他组分对成油的污染与吸附作用，也极大得简化了茶叶籽毛油后续的精炼过程，对设备要求低、成本低，适合工业化生产。

2 茶叶籽中脂肪酸组成研究

茶叶籽油中饱和脂肪酸(saturated fatty acid，SFA)主要为棕榈酸(palmitic acid, PA)和硬脂酸(stearic acid, SA)，过量食用会增加罹患心血管疾病的风险；单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid，MUFA)主要是油酸(oleic acid，OA)，碳链中只含有1个碳-碳双键，能降低低密度脂蛋白胆固醇，同时不影响于人体有益的高密度脂蛋白胆固醇水平，可以有效预防动脉粥样硬化和癌症等，促进骨骼生长和神经系统的发育，被营养学界称为“安全脂肪酸”，是评价食用油品质的重要指标；多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)中比较重要的有亚油酸(linoleic acid，LA)和亚麻酸(linolenic acid，ALA)等，碳链中含有2个或2个以上碳-碳双键，必须从食物中摄取，对于维持人体健康及调节身体机能有重要作用，具有较高的医疗保健功效[4,29]。

朱全芬等[30]分析了国内26个主栽品种茶叶籽的脂肪酸组分，检测出这些品种茶叶籽油中平均含有15.79%的PA、2.64%的SA、56.00%的OA、24.11%的LA和1.31%的ALA，茶树品种与生态条件的不同对脂肪酸组分和含量有明显影响。郭华等[31]检测了江南和华南茶区24个品种茶叶籽的脂肪酸组成，该地区茶叶籽油中OA和LA平均含量超过了86%，且茶叶籽油中的PUFA、MUFA及SFA的含量比1.0∶2.57∶1.08，相较于油茶籽油(1.38∶9.05∶1.0)更符合中国营养学会推荐食用油脂脂肪酸组成标准(1∶1∶1)。恽卓婷等[32]分析比较了湖南岳阳地区油茶籽油和茶叶籽油的品质特征，茶叶籽油中PUFA、MUFA及SFA含量比值为1∶2.2∶0.85，油茶籽油中三者比值为1.0∶6.65∶1.1，前者营养组分更为均衡，与郭华研究结论一致。常玉玺等研究了福建地区42份茶树种质资源茶叶籽油的脂肪酸组成，鉴定出绝大多数样品中PUFA、MUFA及SFA含量比值在1.0∶2.36∶1.36，与之前几位学者的研究结论相仿；优良品种茶叶籽油不饱和脂肪酸的含量要高于地方品种，综合品质更优；该研究首次在茶叶籽油中检测到了0.11%左右的二十二碳六烯酸(DHA)，DHA在饮食中含量极少，属于ω-3型人体必需的多不饱和脂肪酸，对防治心血管疾病、提高免疫力和预防老年痴呆症等具有重要作用[33]。刘国艳等[34]对比了全国9个地区茶叶籽油理化性质和脂肪酸组成，综合分析表明川贵两地区茶叶籽油营养较为丰富，品质较优。不同研究发布的数据存在差异，推测可能因品种、原料产地、气候条件、培植灌溉条件、采摘时间和方式、加工工艺及检测方法不同所引起，在油料作物油茶、橄榄[Canariumalbum(Lour.)Raeusch.]及红花(CarthamustinctoriusL)研究中也观测到类似现象[35-37]。

3 茶叶籽油中的活性成分研究

茶叶籽油中生理活性成分主要包含酚类、生育酚、甾醇类化合物和角鲨烯等。多酚类化合物具有抗癌防癌、预防心血管疾病、降血糖、抗菌消炎及抗氧化等多种生理功能，可以抑制油脂氧化，延长油脂保质期[7,15]。茶叶籽油是唯一富含酚类的食用植物油，刘国艳检测出全国各产茶大省茶叶籽油中的总酚含量202.12～530.08mg/kg[38]，是油茶籽油中多酚含量的数百倍。Frazel等[39]在茶叶籽油中检测到儿茶素、表儿茶素、没食子儿茶素、没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯和儿茶素没食子酸酯7种天然酚类化合物。

生育酚即VE，属于脂溶性维生素，是一类重要的生物抗氧化剂，生物体内有α、β、γ、δ四种异构体，具有调节血脂代谢和胆固醇水平、增强机体免疫力，提高抗病能力和延缓衰老的作用[4,7, 40-42]。茶叶籽油中生育酚以活性最强的α-VE为主，刘国艳检测出茶叶籽油中的总VE含量382.34～685.54mg/kg，其中α-VE、β+γ-VE、δ-VE含量分别约为230～310、5～80、100～290mg/kg[38]。董海胜等比较了超临界CO2萃取法、压榨法、索氏提取法提取所得茶叶籽毛油中的脂肪酸组成和生育酚含量差异，结果表明前两种方法所制茶叶籽油的总VE含量分别为701.1、247.1mg/kg，异构体组成比例一致，以α-VE为主，其次为(β+γ)-VE和δ-VE，索氏提取法制得的茶叶籽油VE含量为218.0mg/kg，仅检测到了α-VE[43]。

植物性甾醇是一种类似于环状醇结构的物质，具有抑制肿瘤形成、预防心血管疾病、促进新陈代谢和调节激素水平等生理功能。角鲨烯是一种高度不饱和烃，为长链状三萜化合物，具有恢复细胞活力，提高人体免疫力及促进肠胃吸收的生理功能[4,7,15]。朱晋萱等检测全国产茶省份茶叶籽油中角鲨烯含量在373.6～872.0mg/kg，植物甾醇总量为2500～3200mg/kg，其中植物甾醇包括麦角甾醇、β-香树脂醇、羊毛甾醇和谷甾醇，其含量依次为693～1366、133～659、1026～1530、250～709mg/kg[44]。随后，刘国艳也分析检测了全国各产茶大省茶叶籽油中角鲨烯和总甾醇组分，含量分别为183.19～509.55、2400～5903mg/kg，其中植物甾醇主要为羽扇豆醇、菜油甾醇、豆甾醇、羊毛甾醇、谷甾醇、虾青素和β-香树脂醇，含量依次为27.97～251.81、221.49～398.26、795.15～1470.64、1024.39～3184.59、160.53～371.64、81.12～229.06、151.91～602.42mg/kg[38]，与朱晋萱报道有出入，但不同区域间存在显著差异。

4 关于茶叶籽在生产实践中两大问题的研究

4.1 改良茶园栽培管理技术增强茶叶籽丰产性研究

茶树在秋冬季节开花坐果，次年秋季采收果实，传统茶园栽培管理在秋季修剪茶树过冬，不能助益于茶叶籽丰产。如果能参考油茶籽丰产栽培管理技术，改良茶园管理模式提高茶叶籽的产量和品质，可以实现春季采叶、秋季收籽的“叶籽两用”茶园管理模式，为茶园增加经济效益，为获得优质的茶叶籽油提供原料保障。在实际生产中，茶树结实率一般都低，自然条件下小于10%，应该参考油茶籽丰产技术，通过合理增施磷钾肥、适当施用生长调节剂、人工授粉、修剪等栽培措施平衡茶树的营养生长和生殖生长，达到叶籽两用的目的[45]。马跃青研究发现，在深沟施饼肥作为基肥后，第二年追施适量的过磷酸钙，可提高参试茶树品种茶叶籽的结实率和产量，此外，人工授粉能提高茶树坐果率，但不同品种间存在差异，授粉效果稳定性辐射早>白毫早>特香早>舒茶早>多抗香[46]。浙江丽水市农业局在茶树叶籽两用栽培技术的研究走在全国前列，以“叶籽两茂”为标准，从众多茶树品种中选择了良种浙农21，全面研究了叶籽两茂的茶园栽培管理技术，并成功地建起了叶籽两用茶园[47]。

此外，在最初设计叶籽两用茶园时应避免单一品种的大面积绝对连片种植，选择适合当地气候条件的叶果两茂茶树品种。叶籽两用茶园参考油茶茶园设计，或可有两套方案：a 茶园四周种植花期和成熟期吻合的茶树品种，每年不同茶树品种的茶叶鲜叶及果实分开采摘、加工；b茶园内配置有不同茶树品种，但适制性和花期相近，春季鲜叶和秋季果实一起采摘、统一加工，既可以提高授粉率和坐果率，又可以从源头上改良茶叶口感，目前，尚未有这方面的研究报告。

4.2 分子育种法提升茶叶籽油脂含量研究

脂肪酸在油料作物中以三脂酰甘油(triglyceride，TAG)储存，首先经质体脂肪酸合酶复合物(fatty acid synthase complex，FAS)催化完成从头合成，而后在内质网与三酰甘油结合生成TAG。在内质网中，甘油-3-磷酸酰基转移酶(sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase, GPAT)、溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase，LPAAT)、磷脂酸磷酸酯酶(phosphatidate phosphatase, PAP)和二酰甘油脂酰基转移酶(diacylglycerol acyltransferase, DGAT)将脂肪酸转接到三酰甘油上，使之结合生成TAG，此即为Kennedy途径。此外，油料作物质体中生成的饱和脂肪酸PA和SA可以在硬脂酸-酰基载体蛋白去饱和酶(stearoyl-ACP denaturase, SAD)作用下生成含有一个不饱和键的棕榈油酸(palmitoleic acid，POA)和OA，后者继续在油酸去饱和酶(oleoyl denaturase, FAD2)和亚油酸去饱和酶(linoleoyl desaturase, FAD3)作用下进一步去饱和，生成LA和ALA[4, 48-52]。

茶叶籽含油率15%～35%，在常见木本油料作物中处于中等水平，粗蛋白和淀粉含量分别为10.82%和19.05%，如果能采用分子育种方法改变油脂合成代谢中关键基因的表达，降低茶叶籽中含量较高的蛋白质和淀粉，促进油脂的转化与累积，则可提高茶叶籽油的含油率[53-57]。茶树功能基因组研究主要是以茶树叶片为对象，与上述油脂代谢密切相关酶类的克隆、序列结构分析及功能分析尚在起始阶段。Chen等克隆了茶树GPAT(Genbank编号: KC920896)，比对了茶树与其他9种植物甘油-3-磷酸酰基转移酶的编码序列，结果表明拟南芥与茶树密码子选择偏好最相近，可以采用拟南芥宿主表达模式来增加茶树GPAT表达量，旨在最终能提高茶树TAG含量，增强茶树耐寒性[58]。

5 建议及展望

进入二十一世纪，全球茶业面临三大矛盾，即茶叶产量增长速度大于消费量增长速度，茶叶出口量增加而需求量下降，茶叶生产成本上涨而茶价下跌。茶叶深加工产业近二十年快速发展的实践证明，茶叶深加工是解决这三大矛盾、提升茶叶行业竞争力的有效途径，其中，茶叶籽是茶树整株综合开发利用是不可缺失的一环[59]。茶叶籽油脂富含不饱和脂肪酸，多种生理活性物质含量显著高于油茶、核桃油、文冠过油、牡丹籽油和元宝枫油等其他木本油料作物，具有开发高附加值功能性油脂的潜力，同时茶叶籽油的开发也可以缓解国内植物油供应紧张的局面[4]。此外，茶叶籽壳是制作活性炭、木糖醇和栲胶等工业原料的良好原材料。

近年来，茶叶籽油的研究热点主要有：1)提取工艺的改良和优化，并从以出油率高作为单一指标，发展到以出油率高、脂肪酸组成合理和功能成分含量高的复合指标；2)针对不同茶树品种、不同地区的茶叶籽油脂肪酸组分和生理活性成分开展分析检测工作，因为取样对象、时间、地点和检测方法的不同，各个研究发表的数据间存在差异，但可以肯定的是，茶叶籽内含物确有品种特征，可针对特定茶区适宜推广的茶树品种茶叶籽综合性状开展分析工作，以期为茶叶籽加工利用提供参考，也能结合茶树品种的生殖生长特征筛选出适宜叶籽两用茶园的品种。此外，传统茶园管理技术不利于秋季收集茶叶籽，应加以改良；分子育种技术在茶叶籽油脂代谢关键酶的研究有待开展，以期通过调整关键酶的表达提高茶叶籽的含油率；以富含生理活性的物质作为化妆品原料改善皮肤老化松弛和皱纹成为研究热点，茶叶籽油正符合这一特征，应加大力度研究茶叶籽油的美容抗衰功效，开发具有高附加值的美容护肤品原料或终端产品[60, 61]。茶叶籽油品质可以与常规木本植物油脂油茶籽油、橄榄油相媲美，是一种有待深度开发的油料作物，大量的研究工作需要开展。