油茶饼粕中主要成分及其综合利用研究进展

刘楚岑 裴小芳 周文化,3 莫 华

(1. 特医食品加工湖南省重点实验室，湖南 长沙 410004；2. 中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙410004；3. 湖南美津园粮油食品有限公司，湖南 长沙 410004；4. 湖南应用技术学院，湖南 常德 415500)

油茶(CamelliaoleiferaAbel.)别名茶子树，属于山茶科植物，为常绿小乔木。油茶粕是指将油茶果去壳部分进行压榨后除油以外的剩余物，油茶粕中含有约10%～20%的蛋白质、10%的茶皂素、6%～10%的油酸以及其他可用于生产加工的成分[1]，其中蛋白质、碳水化合物、粗纤维总量可达75%[2]。近年来，油茶籽油作为食用油占比超过1%，产油量提升，油茶籽粕量也激增，目前中国油茶粕的年产量达到5.0×105t，油茶粕加工利用却停留在实验室阶段，工业化应用还停留在相对落后的阶段[3]。文章拟着重从油茶饼粕中蛋白质、多糖、多酚、茶皂素等成分的提取与应用两个方面进行综述，以期为进一步合理开发利用提供重要指导和参考。

1 油茶饼粕主要成分

油茶饼粕中除纤维素外，主要成分还有蛋白质、多糖、多酚、茶皂素等。其中，油茶蛋白是一种植物蛋白，据报道[4]，从植物中获取的蛋白质优于动物蛋白且更利于人体健康；植物多糖与多酚通常是具有特殊生物活性的天然物质，研究[5-6]表明，多酚除可用作天然色素与抗氧化剂外，还具有预防慢性疾病(如：心血管、癌症等)的保健功效；植物多糖则除了具有保健功能(如：降血糖、抗肿瘤等)，还有着来源丰富、可化学修饰、生物相容性、低毒等特点；茶皂素具有一定抑菌特性，通常作为表面活性剂被用于工业生产中，油茶粕粗提物也具有与其类似的抑菌功能。

2 油茶饼粕主要成分提取

2.1 蛋白

油茶饼粕中含有丰富植物蛋白，粗蛋白含量在1.5%左右，且氨基酸比例平衡，可作为反刍动物类理想的蛋白饲料。碱溶酸沉法是传统的蛋白质提取法，丁丹华等[7]采用碱溶酸沉法制备油茶籽蛋白，蛋白提取率为57.8%。何玮等[8]以油茶粕为原料采用碱溶酸沉法，在最优条件下，蛋白质提取率为油茶粕的6.56%，其中蛋白质纯度为86.7%，而将脱脂后的油茶粕用淀粉酶、纤维素酶进行处理，经淀粉酶处理后可从油茶粕中提取出蛋白质的提取率可达70.36%[9]，而采用纤维素酶处理的油茶粕在pH值为3时得到蛋白质提取率高达80.83%[10]。李慧珍[11]研究认为油茶粕蛋白主要是水溶性蛋白，以谷蛋白、清蛋白为主，两种蛋白分别占总蛋白含量的40.33%与45.86%，经响应面优化清蛋白提取率可达77.98%，经热重扫描分析表明油茶粕分离蛋白在88.33 ℃条件下可发生变性，水溶性蛋白质可使用磷酸缓冲盐溶液、Tris-HCl溶液、NaCl溶液3种提取剂提取，其中，Tris-HCl溶液对水溶性蛋白质提取率最大(69.86%)。目前，为常用油茶饼粕蛋白提取方法见表1。

表1 油茶饼粕蛋白常用提取方法对比

2.2 多糖

油茶籽中多糖含量较高，植物多糖提取法主要有溶剂提取法、酶提取法、超声提取法、微波提取法4种提取法[15]，目前，常用油茶饼粕多糖提取与纯化方法具体见表2。

周丽明等[23]以55%浓度乙醇作为提取溶剂，通过正交试验采用回流法提取多糖，在优化条件下得率为6.21%。范燕华等[24]在以乙醇作为提取剂的基础上，使用响应面优化多糖提取方法，研究不同条件对提取率影响，最优条件下多糖提取率为8.44%。研究[25]表明，采用水提法提取多糖，在料液比、提取时间、提取温度条件中，提取温度对多糖提取率影响最大。由表2可知，使用超声辅助(水提醇沉法)提取多糖，经优化后多糖提取率达到14.22%[16]，微波水提法可使多糖提取率达15.5%[19]，而使用酶辅助(水提法)提取多糖，在优化条件下提取率可达26.62%[17]105-107，研究[21-22]表明，采用离子交换树脂柱层析、分级纯化法可得3个多糖组分；超滤后采用大孔树脂、凝胶分离纯化法可得到有着4个不同特性的多糖组分；石浩等[26]以12年生油茶粕作为原料，运用葡聚糖凝胶柱层析方法与纤维素层析法分离出5种多糖，由此可知，采用不同纯化法分离多糖，得到的多糖组分数量以及特性不尽相同。

表2 油茶饼粕多糖常用提取、提纯方法

2.3 多酚类化合物

油茶粕富含多酚类化合物等活性成分，其提取工艺各异，曹清明等[27-29]分离了从南山茶中提取出山奈酚葡萄糖苷类化合物、山奈酚半乳糖苷类化合物、二氢山奈酚糖苷类化合物、黄酮类化合物和木脂素类化合物5种活性成分，其提取路线如图1所示。主要是将油茶茶果晾干，去壳，以冷榨法脱去油脂后产生的饼晾干，并适当粉碎，以60%乙醇于60～70 ℃加热回流提取3次，每次2 h，料液比1∶3 (g/mL)，然后对得到的提取液进行过滤、合并。合并后的滤液减压浓缩至无醇旋出，得浓缩液8 L，再以等体积的乙酸乙酯反复萃取多次，直至上层萃取液颜色变浅，合并萃取液。减压浓缩至黏稠状，得乙酸乙酯萃取部位浓缩液约150 mL。油茶粕中活性成分单体众多，提取方法、条件多样。

图1 油茶粕活性成分提取路线图

李利敏[30]24-25选用8种油茶粕作为研究对象，结果表明普通油茶OCE多酚含量高，而黄酮类物质含量在浙江红花油茶粕的黄酮相对较高。Gao等[31]从油茶粕中分离出山奈酚乙酰化糖苷(1、2)、没食子酸等多酚混合物。目前，油茶粕多酚常用的提取、提纯方法见表3。

从表3可知，超声、微波等辅助条件下可明显提高油茶粕中多酚提取率，提取剂方面丙酮优于乙醇和甲醇，高群等[34]使用酶法结合超声提取油茶粕中的多酚，经优化后得到多酚含量为18.94 mg/g。另外，热回流法亦可提取油茶粕中的多酚[32]，叶勇等[35]使用70%甲醇进行回流，经盐酸水解沉淀、丙酮萃取后，得到纯度为93.8%、得率为2.1%的黄酮醇。

表3 油茶饼粕多酚常用提取、提纯方法

在油茶粕多酚的纯化方面，研究发现[33]45-46[36-37]使用大孔树脂可使多酚纯度达到47.25%，并经分离纯化后得到黄酮单体；而使用高速逆流色谱法可提取出两种山奈酚苷，采用微波辅助法可用于从油茶粕中提取总黄酮[38]，这为油茶粕中多酚化合物纯化工艺的发展起到促进作用。

2.4 茶皂素

油茶粕中还含有较为丰富的油茶皂苷，其又被称为油茶皂素，分布于油茶种子、叶子中，可从油茶粕中提取。茶皂素难溶于无水甲醇、无水乙醇等有机溶剂中，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，茶皂苷溶液在酸性条件下，皂苷形成沉淀[39]。马力等[40]用水作为溶剂，利用正交试验得到从油茶粕中提取皂素的最佳工艺，提取率达到95%。有研究[41-42]表明，使用乙醇、正丁醇作为提取剂对油茶粕进行多次提取，可使经提取后的油茶粕中茶皂素含量低至1.79%。常见的油茶粕茶皂素提取法见表4。由表4可知，中国国标[43]以茶皂素作为指标对油茶粕进行分级，并规定以80%乙醇作为浸提剂、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为提取剂，再以国标为基础对方法进行改进。张新富等[46]将市面上采购的粗制茶皂素，采用大孔树脂将其提纯，得率为55.5%，经提纯后纯度为之前的1.86倍，为茶皂素提纯方法的研究提供了参考。

表4 油茶饼粕中茶皂素常用提取方法†

3 油茶饼粕及其主要成分应用潜力

油茶粕可用于食品的研发[47]、保鲜膜的制作[48]、农产品有机肥料[49]、食用菌培植[50]，在食品工业中具有极大的潜力，此外，油茶饼粕的加工与利用具体见图2。

图2 油茶饼粕的综合利用

3.1 油茶饼粕蛋白及其多肽应用潜力

油茶粕中优质蛋白含量可达12%～20%且氨基酸比例均衡，是良好的蛋白质原料，可开发为蛋白质添加剂或者动物蛋白替代品，可作为代餐粉、保健食品、特医食品等特殊食品的蛋白质组件。油茶粕蛋白除了可直接进行使用外，龚吉军[51]将油茶粕蛋白质用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶水解成活性多肽成分，发现该油茶粕多肽具有自由基清除力与还原力；而且小鼠试验[52]证明，其可明显降低活性氧对人体造成的损伤，具有显著抗氧化能力。研究[53]表明，经酶、酸碱水解后得到的活性肽，具有抗肿瘤、降血脂、增强免疫力、抗氧化等保健功能，并且饼粕多肽具有低渗透压、低黏度、高溶解性、强吸水性等特性。郭显荣[54]以油茶粕为原料，利用碱提酸沉法粗提蛋白后，以天然的血管紧张素转化酶(ACE)抑制率为指标，将蛋白质以双酶法水解成多肽后，再使用超滤、凝胶层析法分离并纯化后得到ACE抑制肽并经试验证明该多肽具有一定抗肠道酶消化性，此外，也有研究[55-56]认为油茶粕ACE抑制肽还具有预防乃至治疗高血压的生物活性。目前，油茶粕中蛋白质的研究以粗蛋白为主，蛋白质的分离细化、酶解后的多肽成分还需通过动物试验甚至临床试验进行验证。

3.2 油茶饼粕多糖及其应用潜力

油茶粕多糖具有特殊生理活性，石浩等[26]运用葡聚糖凝胶柱层析方法与纤维素层析法分离多糖，在分离出的5种多糖中，DTC1多糖在浓度为2.0 mg/mL时，抗氧化活性最强，DPPH自由基清除率可达80%以上，在对粗多糖进行脱蛋白、脱色、纤维素DEAE-52柱层析分离处理后，用低浓度氢氧化钠洗脱，得到经过提纯的多糖，使用该提取多糖成分应用于患糖尿病小鼠治疗后，发现该种油茶粕多糖可通过清除自由基、减轻自由基带来的损害、提高机体抗氧化酶活性的途径起到降血糖的作用，Zhang等[57]从油茶粕中分离纯化多糖，并发现一种降血糖功效的多糖结构。

3.3 油茶饼粕多酚及其应用潜力

包莉圆等[28]使用乙醇获得南山茶饼提取物，经硅胶柱层析、乙酸乙酯萃取分离纯化后得到5个化合物，纯度平均高达97.72%，鉴定后为4个黄酮类化合物与原儿茶酸。小鼠试验[35]证明油茶多酚对脑损伤有良好保护作用，可清除自由基。于泓鹏等[58]针对茶多酚氧化活性进行研究发现油茶多酚抗氧化活性优于0.02%生育酚，但略弱于0.02% TBHQ，并且其氧化能力同其浓度成正比。李利敏[30]23-25,31-33运用高效液相法对油茶粕中提取物进行分析，发现多酚类别主要为鞣花酸(EA)和4'-O-β-D-吡喃葡萄(MEAG)、没食子酸(GA)、3-O-甲基鞣花酸等。油茶粕提取物的抗氧化活性与油茶粕的抗氧化活性呈正相关。Gao等[31]从油茶粕中分离出的山奈酚乙酰化糖苷(1、2)、没食子酸等多酚混合物，经测定也可证明该多酚化合物具有清除DPPH自由基的作用。

3.4 油茶饼粕中茶皂素及其应用潜力

油茶皂苷属于低毒物质，具有细胞毒性[59]；高浓度油茶皂苷具有溶血活性，在小鼠经口经腹腔试验过程中，引起小鼠产生病理性病变，主要现象为脏器出血[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长繁殖，特别是对引起植物病变西瓜枯萎病菌，柑橘青霉病菌，黄瓜、芒果、香蕉炭疽病菌等具有一定的抑制作用[61]。

3.5 油茶饼粕粗提物及其应用潜力

研究[62-65]表明，油茶粕粗提物中含有预防紫外线对皮肤细胞造成损伤的活性物质，将油茶粕粗提物与中药复合物质复配具有增效作用，其对金色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、乙型溶血性链球菌、变形杆菌、葡萄球菌等抑菌效果明显，并对白假丝酵母菌、红色毛癣菌、絮状表皮癣菌等真菌也具有一定抑制作用。油茶粕乙醇提取物对细菌的抑菌效果更好并具有广谱性，而对酵母菌、黄曲霉抑制作用相对较弱。张飞飞等[66]以黄曲霉毒素作为研究对象，从油茶粕筛选中分离出可抑制黄曲霉毒素的粗提物，经试验证明油茶粕同其粗提物皆有抗黄曲霉毒性并抑制其生长的作用，常用乙醚、乙醇和水提取剂比较发现水提法油茶粕粗提物抑菌率为87.96%，而乙醚、乙醇提取物对黄曲霉生长并不显著。

4 展望

油茶籽油中的亚油酸(n-6)和亚麻酸(n-3)的成分比例符合国际营养标准(4∶1)，被营养学界誉为“脑黄金”，其营养价值已被认识和挖掘，相比之下对油茶饼粕成分的挖掘和应用相对滞后，其含有茶皂素、多糖、多酚、角鲨烯、维生素E、维生素D、胡萝卜素、磷脂等活性成分在相关文献中渐被披露。从油茶饼粕宏量成分如蛋白质、多糖等成分提取、分离和部分功效特性进行归纳和总结，下一步需在油茶饼粕中微量伴随物量化识别和功效单体鉴定等方面深入研究，为茶籽油及其副产物具有匡正亚健康作用提供了更有力的证据。

在全国大力推广油茶种植的情况下，中国茶油及其副产物产量明显增加，为降低生物资源浪费、增加油茶副产物利用率，提高油茶附加值成为科研人员所关注的热点问题。但目前关于油茶粕中活性物质及功能因子的相关研究相对较少。油茶粕作为原料应用于食品工业的加工与研发、并将油茶粕功能活性成分应用于医疗保健方向是未来的研究热点，综合来看，油茶副产物在特医食品、保健食品的研发与应用方向具有一定潜力，也是扩大油茶副产品覆盖面、提高其利用率的途径之一。