本發(fā)明涉及一種茶葉籽不飽和脂肪酸的制備方法，尤指一種優(yōu)選茶葉籽干燥方式后，再采用超臨界CO2萃取耦合分子蒸餾制備茶葉籽不飽和脂肪酸的方法。
背景技術(shù)：
茶葉籽是山茶科山茶屬植物茶樹(Camellia Sinensis(L.)O,Kuntze)的成熟種子，衰老茶園、群體品種茶園、有性繁殖茶園的產(chǎn)量可年產(chǎn)450kg/公頃。中國(guó)是茶葉資源大國(guó)，茶園面積及產(chǎn)量均位居世界第一，但長(zhǎng)期以來(lái)，茶葉籽作為茶葉生產(chǎn)的副產(chǎn)物，因無(wú)人收購(gòu)和利用，大多被廢棄在茶園里自生自滅，造成了極大浪費(fèi)。研究表明，茶葉籽仁中含有18-32％脂肪酸、10-16％茶皂素、18-31％淀粉、10-12％蛋白質(zhì)以及多種活性物質(zhì)(如脂溶性多酚、角鯊烯、甾醇、維生素E、γ-亞麻酸、花生酸、山崳酸、木焦油酸等)，其中，在所含脂肪酸中，51％以上為單不飽和脂肪酸(主要為油酸)、27％左右為多不飽和脂肪酸(主要為亞油酸)、21％左右為飽和脂肪酸(主要為棕櫚酸和硬脂酸)，理化特性與橄欖油相似，化學(xué)組成與機(jī)體表層脂肪酸組成相似，且其不飽和脂肪酸還具有保護(hù)心臟、降血糖、調(diào)節(jié)血脂、降低膽固醇、抗炎癥、抗腫瘤等多種生理功能，是開(kāi)發(fā)功能性油脂及美容護(hù)膚油等的理想原料，且國(guó)家衛(wèi)生部于2009年12月批準(zhǔn)茶葉籽油為“新資源食品”。
目前制備茶葉籽油的方法主要有壓榨法、溶劑萃取法、水酶法、超臨界CO2萃取法等，但大多局限于茶葉籽油粗品制備的工藝優(yōu)化，而鮮見(jiàn)針對(duì)茶葉籽油中不飽和脂肪酸的制備工藝優(yōu)化研究，嚴(yán)重阻礙了茶葉籽功能性油脂、美容護(hù)膚用油等高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用。本發(fā)明以茶葉生產(chǎn)副產(chǎn)物茶葉籽為原料，以茶葉籽不飽和脂肪酸得率作為考察指標(biāo)，集成自然陰干、超臨界CO2萃取、分子蒸餾等先進(jìn)技術(shù)，高效提制茶葉籽不飽和脂肪酸，以期為功能性茶葉籽油及美容護(hù)膚油的開(kāi)發(fā)利用提供可靠技術(shù)保障。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中茶葉籽資源優(yōu)勢(shì)、品質(zhì)優(yōu)勢(shì)及茶葉籽不飽和脂肪酸開(kāi)發(fā)利用技術(shù)的不足，創(chuàng)新集成自然風(fēng)干、超臨界CO2萃取、分子蒸餾等先進(jìn)工藝技術(shù)，最大限度提制茶葉籽不飽和脂肪酸，為功能性油脂及美容護(hù)膚用油的原料用油提供一種高效、適合工業(yè)化生產(chǎn)的茶葉籽不飽和脂肪酸的制備方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種茶葉籽不飽和脂肪酸的制備方法，該方法包括如下步驟：
a、新鮮茶葉籽干燥及粉碎處理：將新鮮茶葉籽攤放于陰涼通風(fēng)處進(jìn)行自然風(fēng)干，至茶葉籽含水量穩(wěn)定后，對(duì)茶葉籽進(jìn)行脫衣處理，再進(jìn)行熱風(fēng)干燥至含水量為5-7％，將干燥完畢的茶葉籽粉碎，以作為超臨界CO2萃取的原料；
b、超臨界CO2萃取茶葉籽不飽和脂肪酸：將粉碎后的茶葉籽粉于萃取溫度43-47℃、分離溫度53-57℃、萃取壓力25-27MPa、分離壓力8-12MPa條件下進(jìn)行超臨界CO2萃取120-180min，收集茶葉籽油，一般每隔40-60min收集一次；
c、茶葉籽油乙酯化：先于茶葉籽油中加入濃硫酸和無(wú)水乙醇混合液在65-75℃進(jìn)行酸化酯化反應(yīng)后，再加入氫氧化鉀和無(wú)水乙醇溶液進(jìn)行堿化酯化反應(yīng)，得到脂肪酸乙酯產(chǎn)物；其中，酸化酯化反應(yīng)時(shí)茶葉籽油與無(wú)水乙醇的摩爾比為1:10，濃硫酸加入量為茶葉籽油質(zhì)量的1.5％；堿化酯化反應(yīng)時(shí)茶葉籽油與無(wú)水乙醇的摩爾比為1:9，氫氧化鉀用量為茶葉籽油質(zhì)量的0.5％；濃硫酸和氫氧化鉀皆為分析純；
上述步驟c茶葉籽油乙酯化的具體過(guò)程為：在65-75℃下，于茶葉籽油中加入濃硫酸和無(wú)水乙醇混合液，磁力攪拌回流1-1.5h后轉(zhuǎn)移至分液漏斗，用60-80℃蒸餾水洗滌至中性，減壓濃縮回收殘留的無(wú)水乙醇后，去除濃縮液中殘留的水分(即無(wú)水層形成，可以采用無(wú)水硫酸鈉或?yàn)V紙等進(jìn)行吸干)，然后加入氫氧化鉀和無(wú)水乙醇，磁力攪拌回流0.5-1h后轉(zhuǎn)移至分液漏斗靜置分層，取上層的油層，用飽和食鹽水洗滌油層中殘留的皂苷，減壓濃縮回收殘留的乙醇后，去除濃縮液中的殘留水分(即無(wú)水層形成，可以采用無(wú)水硫酸鈉或?yàn)V紙等進(jìn)行吸干)，再加入等體積正己烷，待其完全溶解后放入冰箱過(guò)夜，過(guò)濾，減壓回收正己烷，得到脂肪酸乙酯產(chǎn)物。
d、分子蒸餾純化茶葉籽不飽和脂肪酸：將脂肪酸乙酯產(chǎn)物采用分子蒸餾法在真空度為0.1Pa、溫度95-115℃、轉(zhuǎn)速150-350r/min、進(jìn)料流速40-80滴/min條件下分離得到茶葉籽不飽和脂肪酸。
上述步驟d的具體操作為：將脂肪酸乙酯產(chǎn)物置于分子蒸餾進(jìn)料裝置中，開(kāi)通冷凝水，向冷阱中加入液氮后，打開(kāi)真空泵，待真空度穩(wěn)定(0.1Pa)后，調(diào)節(jié)溫度至95-115℃并打開(kāi)刮膜器低速旋轉(zhuǎn)，待溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，調(diào)節(jié)刮膜器轉(zhuǎn)速150-350r/min，此時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)料流量控制閥至進(jìn)料流速40-80滴/min，收集輕相瓶中產(chǎn)物即可。
上述步驟a中熱風(fēng)干燥的溫度為70-90℃。粉碎后的茶葉籽粉粒度小于40目。
上述步驟b中超臨界CO2萃取使用的CO2為食品級(jí)CO2，穩(wěn)定流量為20-30kg/h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
1、在篩選出最適于保留茶葉籽不飽和脂肪酸干燥方法基礎(chǔ)上，分別通過(guò)單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)及中試驗(yàn)證性試驗(yàn)，優(yōu)化了超臨界CO2萃取、分子蒸餾的工藝技術(shù)，確保了研究結(jié)果的可靠性和科學(xué)性。
2、以茶葉生產(chǎn)副產(chǎn)物茶葉籽為原料，創(chuàng)新集成自然陰干、超臨界CO2萃取、分子蒸餾等先進(jìn)技術(shù)，高效提制茶葉籽不飽和脂肪酸，不僅實(shí)現(xiàn)了茶葉籽的變廢為寶，而且為功能性油脂及美容護(hù)膚用油的開(kāi)發(fā)提供了高品質(zhì)原料，充分體現(xiàn)了有限資源的高效綜合利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的策略。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
取新鮮茶葉籽自然風(fēng)干至含水量穩(wěn)定，脫衣處理后80℃熱風(fēng)干燥至含水量為6％，粉碎；打開(kāi)超臨界設(shè)備冷凝回流裝置，使CO2達(dá)到超臨界狀態(tài)，稱取茶葉籽粉350g，裝入萃取釜中，設(shè)置萃取溫度45℃、分離溫度55℃、萃取壓力26MPa、分離壓力10MPa，待所有參數(shù)達(dá)到要求后，打開(kāi)回路循環(huán)，待循環(huán)流量穩(wěn)定，萃取150min，每隔50min收集一次茶葉籽油。
在70℃下，將超臨界萃取茶葉籽油置于燒瓶中，加入濃硫酸和無(wú)水乙醇混合液(油醇摩爾比1:10、濃硫酸加入量為茶葉籽油質(zhì)量的1.5％)，磁力攪拌回流1.25h后轉(zhuǎn)移至分液漏斗，用70℃蒸餾水洗滌至中性，減壓濃縮回收殘留的乙醇后，去除濃縮液中的殘留水分，然后加入氫氧化鉀乙醇溶液(油醇摩爾比為1:9，氫氧化鉀加入量為茶葉籽油質(zhì)量的0.5％)，磁力攪拌回流0.75h后轉(zhuǎn)移至分液漏斗靜置分層，取上層的油層，用飽和食鹽水洗滌油層中殘留的皂苷，減壓濃縮回收殘留的乙醇后，去除濃縮液中的殘留水分，再加入等體積正己烷，待其完全溶解后放入冰箱過(guò)夜，過(guò)濾，減壓回收正己烷，得到脂肪酸乙酯產(chǎn)物。
取100g上述脂肪酸乙酯產(chǎn)物置于分子蒸餾進(jìn)料裝置中，開(kāi)通冷凝水，向冷阱中加入液氮后，打開(kāi)真空泵，待真空度達(dá)到0.1Pa后，調(diào)節(jié)溫度至105℃并打開(kāi)刮膜器低速旋轉(zhuǎn)，待溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，調(diào)節(jié)刮膜器轉(zhuǎn)速250r/min，此時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)料流量控制閥至進(jìn)料流速60滴/min，收集輕相瓶中產(chǎn)物即可。
經(jīng)氣相色譜檢測(cè)，所獲茶葉籽不飽和脂肪酸得率為6.75％(茶葉籽不飽和脂肪酸質(zhì)量×100％/茶葉籽仁干重)，純度為69.49％。
實(shí)施例2
取新鮮茶葉籽自然風(fēng)干至含水量穩(wěn)定，脫衣處理后70℃熱風(fēng)干燥至含水量為7％，粉碎；打開(kāi)超臨界設(shè)備冷凝回流裝置，使CO2達(dá)到超臨界狀態(tài)，稱取茶葉籽粉350g，裝入萃取釜中，設(shè)置萃取溫度43℃、分離溫度53℃、萃取壓力27MPa、分離壓力12MPa，待所有參數(shù)達(dá)到要求后，打開(kāi)回路循環(huán)，待循環(huán)流量穩(wěn)定，萃取120min，每隔40min收集一次茶葉籽油。
在65℃下，將超臨界萃取茶葉籽油置于燒瓶中，加入濃硫酸和無(wú)水乙醇混合液(油醇摩爾比1:10、濃硫酸加入量為茶葉籽油質(zhì)量的1.5％)，磁力攪拌回流1h后轉(zhuǎn)移至分液漏斗，用80℃蒸餾水洗滌至中性，減壓濃縮回收殘留的乙醇后，去除濃縮液中的殘留水分，然后加入氫氧化鉀乙醇溶液(油醇摩爾比為1:9，氫氧化鉀加入量為茶葉籽油質(zhì)量的0.5％)，磁力攪拌回流1h后轉(zhuǎn)移至分液漏斗靜置分層，取上層的油層，用飽和食鹽水洗滌油層中殘留的皂苷，減壓濃縮回收殘留的乙醇后，去除濃縮液中的殘留水分，再加入等體積正己烷，待其完全溶解后放入冰箱過(guò)夜，過(guò)濾，減壓回收正己烷，得到脂肪酸乙酯產(chǎn)物。
取100g上述脂肪酸乙酯產(chǎn)物置于分子蒸餾進(jìn)料裝置中，開(kāi)通冷凝水，向冷阱中加入液氮后，打開(kāi)真空泵，待真空度達(dá)到0.1Pa后，調(diào)節(jié)溫度至95℃并打開(kāi)刮膜器低速旋轉(zhuǎn)，待溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，調(diào)節(jié)刮膜器轉(zhuǎn)速150r/min，此時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)料流量控制閥至進(jìn)料流速40滴/min，收集輕相瓶中產(chǎn)物即可。
經(jīng)氣相色譜檢測(cè)，所獲茶葉籽不飽和脂肪酸得率為6.47％(茶葉籽不飽和脂肪酸質(zhì)量×100％/茶葉籽仁干重)，純度為77.062％。
實(shí)施例3
取新鮮茶葉籽自然風(fēng)干至含水量穩(wěn)定，脫衣處理后90℃熱風(fēng)干燥至含水量為5％，粉碎；打開(kāi)超臨界設(shè)備冷凝回流裝置，使CO2達(dá)到超臨界狀態(tài)，稱取茶葉籽粉350g，裝入萃取釜中，設(shè)置萃取溫度47℃、分離溫度57℃、萃取壓力25MPa、分離壓力8MPa，待所有參數(shù)達(dá)到要求后，打開(kāi)回路循環(huán)，待循環(huán)流量穩(wěn)定，萃取180min，每隔60min收集一次茶葉籽油。
在75℃下，將超臨界萃取茶葉籽油置于燒瓶中，加入濃硫酸和無(wú)水乙醇混合液(油醇摩爾比1:10、濃硫酸加入量為茶葉籽油質(zhì)量的1.5％)，磁力攪拌回流1.5h后轉(zhuǎn)移至分液漏斗，用60℃蒸餾水洗滌至中性，減壓濃縮回收殘留的乙醇后，去除濃縮液中的殘留水分，然后加入氫氧化鉀乙醇溶液(油醇摩爾比為1:9，氫氧化鉀加入量為茶葉籽油質(zhì)量的0.5％)，磁力攪拌回流0.5h后轉(zhuǎn)移至分液漏斗靜置分層，取上層的油層，用飽和食鹽水洗滌油層中殘留的皂苷，減壓濃縮回收殘留的乙醇后，去除濃縮液中的殘留水分，再加入等體積正己烷，待其完全溶解后放入冰箱過(guò)夜，過(guò)濾，減壓回收正己烷，得到脂肪酸乙酯產(chǎn)物。
取100g上述脂肪酸乙酯產(chǎn)物置于分子蒸餾進(jìn)料裝置中，開(kāi)通冷凝水，向冷阱中加入液氮后，打開(kāi)真空泵，待真空度達(dá)到0.1Pa后，調(diào)節(jié)溫度至115℃并打開(kāi)刮膜器低速旋轉(zhuǎn)，待溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，調(diào)節(jié)刮膜器轉(zhuǎn)速350r/min，此時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)料流量控制閥至進(jìn)料流速80滴/min，收集輕相瓶中產(chǎn)物即可。
經(jīng)氣相色譜檢測(cè)，所獲茶葉籽不飽和脂肪酸得率為6.38％，(茶葉籽不飽和脂肪酸質(zhì)量×100％/茶葉籽仁干重)，純度為72.443％。