油脂植物油茶的开发利用

时间：2024-07-28

钱学射，张卫明，黄晶晶，金久宁，张广伦

(1.南京野生植物综合利用研究院，江苏南京210042;2.江苏省·中国科学院植物研究所，江苏南京210014)

随着节能减排、环境保护意识的高涨，生物柴油以及能源植物研究开发也越来越为世界各国所重视。一些油脂植物的研究与开发也引起了广泛关注，我国在20世纪80年代对油脂植物曾进行了系统的研究，其中油茶(Camellia oleifera Abel)的研究卓有成效。本文就油茶的植物形态特征、地理分布与生态习性、化学成分与综合利用方面进行了论述。

1 油茶的植物形态特征

油茶(Camellia oleifera Abel)，山茶科茶属(Camellia)植物，灌木或小乔木，高达7 m;小枝微有毛。叶革质、椭圆形至长圆形，长6～10 cm，宽2～4 cm，中脉被毛;叶柄长4～7mm，有毛。花白色，顶生，单一或并生;花瓣5 ～7，分离，长2.5 ～4.5 cm，倒卵形至披针形，多少深2裂;雄蕊多，外轮花丝仅基部合生;子房密生白色丝状绒毛，花柱顶端3短裂。蒴果球形，直径2～2.5 cm，果瓣厚木质，2～3裂;种子背圆腹扁，长达2.5 cm。花期9～11月，果熟期翌年秋季［1，2］。

2 油茶的地理分布与生态习性

2.1 地理分布

我国长江流域以南的湖南、江西、广西、广东、湖北、浙江和福建为油茶的主要分布区，四川、重庆、贵州、云南、安徽、河南、陕西、江苏、甘肃、海南等省也有种植。印度、越南也有种植［3－4］。

2.2 生态习性

(1)油茶是喜温暖湿润气候的温带植物，通常种植6～7年就会结实，经营管理细致得当，2～3年就能开花结果，一直结到70～80年，最长可达100多年。油茶具有抱胎开花的特性，且花期很长，每年10月末开花直至12月;形成一面开花，一面果实成熟。根据果实成熟的早迟，可分为秋分子、寒露子、中间子、霜降子和立冬子等几种类型。

(2)油茶喜光，幼苗期较耐阴，油茶成林以后需要充足的阳光，所以要选择阳坡种植;如果种在背阴面，就会多长枝叶，很少结实。

(3)油茶对土壤的要求不严，但是由于根系入土比较深，因此以土层深厚和土质疏松的山地比较好，虽然耐干旱瘠薄，但不适宜在卵石多或土质坚硬的坡地种植。

(4)油茶不耐寒，最冷的日平均气温低于－2℃的地区，就生长不好。所以一般在长江以北或海拔超过800 m的山地，都不适宜大发展。

3 油茶的化学成分与综合利用［5，6，13］

(1)不同地区油茶种仁含油量及理化性质:(见表1)

表1 油茶种仁含油量及理化性质

从表1可知不同地区油茶种仁含油量为39.9%～58.7%(注:种子含油量 36.6% ～40%)，种仁油折光率20℃ 时 1.4 ～1.4691，20℃ 相对密度 0.9145 ～0.9206，碘值为77.8 ～80.3，皂化值为190.6 ～201.2。

(2)不同地区油茶种仁油脂肪酸组成(见表2)

表2 油茶种仁油脂肪酸组成(%)

从表2得知:不同地区油茶种仁脂肪酸组成以油酸为主70.7% ～84.4%，其次是亚油酸为5.5%～16.3%，再就是棕榈酸为8.4% ～14.1%。

(3)茶油的食用价值

茶油的特性，茶油属不干性油，色清味香，油品极好，为上等食用油。茶油中的油酸和亚油酸的含量高达90%，是不饱和脂肪酸，故食茶油有利于血脂中胆固醇下降，可减少胆固醇在血管壁上沉积，从而可以防止血管硬化和血压增高［1，6］。

(4)茶油在医药上的用途［6］

茶油除有预防和治疗心血管系统疾病的功效外，还有清热化湿、杀虫解毒的作用。每次服生茶渍50～100 mL，能清胃润肠，可治痧气腹痛、急性蛔虫阻塞性肠梗阻、习惯性便秘等。外用能润泽皮肤，可治燥裂、体癣、慢性湿疹。中药常以茶油调制各种药膏、药丸，民间常用茶油浸泡蜈蚣、螃蟹涂治疮伤。油茶籽的95%乙醇提取物和水提取物对MCF－7和SMMC－7721两种癌细胞增殖具有明显的抵制作用［5，14］。

(5)茶油在工业上的用途［6］

①制硬化油:茶油经精炼后在260℃高温下氢化而成，亦名氢化油，是白色至浅黄色蜡状固体，按用途分极度硬化油及皂用硬化油。茶油控制一定程度氢化，可制成人造奶油。硬化油的用途:皂用硬化油是制造肥皂的主要原料;极度硬化油主要用于生产硬脂酸，亦用于制造香皂。

②制硬脂酸:硬脂酸是以十八碳为主的一元直链饱和脂肪酸，是白色晶状固体。主要用于国防及精密铸造、食品、医药、化妆品、工业等。硬脂酸是利用茶油或其它植物油脂加工成极度硬化油后，经水解蒸馏等而制得。

③制造甘油:甘油又名丙三醇，是茶油等天然油脂组分之一，是无色或淡黄色透明带甜味的黏性液体。甘油可从肥皂厂使用硬化油制肥皂的副产品稀甘油水及油脂水解副产品稀甘油经精制、处理而制得，100 t茶油加工(氢化)除可得70～80 t硬脂酸外，还可得8～10 t精甘油。用作工业的抗冻剂、增塑剂、吸湿剂等。

④制黑油膏。南宁橡胶厂用茶油与硫磺等作原料熬制黑油膏作橡胶软化剂。

⑤ 茶油作生物柴油［7，9］。茶油(印度阿萨姆产)特点是它的成分(脂肪酸组成)与橄榄油相近。事实上碘值、皂化值、折光指数等都基本相同。茶油的油酸含量非常高，在72% ～87%之间变化，亚油酸的含量范围是2% ～15%;含硫橄榄油(即脚油)经过酯化反应处理后，其单酯可以与柴油混在一起作发动机燃料［9］。

(6)油茶籽饼粕的利用［6，13］

①油茶仔饼粕的化学成分［6，10，11］:茶籽饼粕又叫茶麸、茶枯，包括茶仁和茶籽壳两部分(带壳压榨)或全部是茶仁(去壳压榨)。压榨法榨油后茶饼粕的化学成分有:水分14.3%、脂肪6.89%、粗蛋白12.12% ～22.72%、粗纤维 20.00%、皂素 10.8% ～12.8%、糖类 27.6%、灰分 6.26%。

②皂素的利用:油茶籽的特点是含有丰富的皂素，它是易溶于水的毒物，若将其注入血液中会引红血球溶解而使动物中毒。榨油后皂素仍留在饼粕中，因而未经处理的油茶籽饼不能用作饲料，而提出皂素后则是良好的饲料，同时得到的皂素是一种有用的化工原料，用来生产洗涤剂及泡沫灭火机的发泡剂等产品，现分述如下:

A.用油茶皂素作石蜡乳化剂:皂素是一种性能良好的天然表面活性剂，它具有乳化、分散、湿润等方面的效果。早在1924年Helmes等人就研究提出:皂素是一类水包油型乳化剂，尤其是水包油型乳剂的极好原料，在轻纺、化工等部门有着广泛的用途。使用油茶皂素石蜡乳化剂的效果，比用油酸铵、油酸钠、混合脂肪酸、肥皂粉几种石蜡乳化剂要好。

B.油茶皂素在农药领域的应用［1，2］:皂素作为优良的农药表面活性剂，受到人们的关注，皂素对农药有很大的增效作用，胡绍海报道了皂素对菊科植物胜红蓟素防治蚜虫的增效作用为7.36倍。欧晓明等报道了皂素对杀虫单粉剂的增效作用。胡绍海还用皂素加148B与各类化学农药的原药复配成稳定的乳油。试验结果表明，皂素对氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类及专用杀螨剂类等各类化学农药乳油均有很大的增效作用。

③油茶籽饼粕去毒作饲料:饼粕因含有皂素，不能直接作饲料，若提取皂素后残渣可作饲料，还可采用①碱液浸泡，②热水提皂素，③碱液煮解等方法去毒，之后可得粗蛋白 3.24% ～5.70%，淀粉16.8% ～28.28%的去毒完全，适合性好的饲料。

④油茶籽饼粕作肥料效果明显:据广西试验，施油茶籽饼粕作肥料后三年内有明显增加的增产作用，其增产幅度为34.3% ～48.6%。

(7)油茶壳的利用:茶油壳包括茶果壳和茶籽壳两部分。

①油茶壳的组成成分:油茶果皮、茶籽壳的化学成分:(见表3)

表3 油茶果皮、茶籽壳的化学成分

②油茶壳的利用

A.制糠醛。糠醛是由多戊糖经水解而得。油茶壳中多缩戊糖的含量达28.38% ～30.27%，是制造糠醛的好原料。在水解制糠醛过程中的气相物，用纯碱中和可回收醋酸钠，醋酸钠以酸分解可得到醋酸。从油茶果壳中制得5% ～6%的精糠醛，每生产1 t糠醛，可回收0.8 t醋酸钠。

B.提栲胶。油茶果壳中含有9.23%鞣质，可以提取制造栲胶。应用水浸提法提取。提取栲胶后的残渣可作肥料或者用以制造糠醛，木糖醇等。

C.制木糖醇。木糖醇是一种用途较广的多元醇，具有与甘油相似的作用。木糖醇是由多缩戊糖经水解成木糖后加氢而成。茶壳中多戊糖的含量30%左右，每7～8 t油茶壳可生产得1 t木糠醇。

D.生产乙醇和乙酰丙酸。用油茶壳生产糠醛或木糖醇过程中所余的残渣，经二次加压水解得葡萄糖，葡萄糖经发酵后可得乙醇，葡萄糖经脱水则变为羟甲基糠醛，最后分解为乙酰丙酸和甲酸，乙酰丙酸是生产双酚酸的原料。

E.制活性炭。油茶果壳是制活性炭的优质原料，将果壳投入约600℃的炭炉中炭化，待物料全部烧完，投入水中熄灭，置锅中煮沸2 h，滤去碱液，再加清水煮2～3次，主滤液呈微碱性，加入稀盐酸于蒸煮锅中，中和微量的碱而呈微酸性，滤去煮液。然后将炭投入活化炉中800～1 000℃活化4 h，冷却、最后粉碎、过筛即得活性炭。活性炭广泛用于糖液、油脂、石油产品、药剂等的脱色及气体吸附，分离和提纯化学合成中，并作催化剂的载体等。

F.制碳酸钾。碳酸钾是用途广泛的化工原料把油茶果壳烧成灰白色的灰，然后用水浸灰滤汁，再煎熬，得到灰白色结晶为土碱。把土碱煅烧，过滤，精制，得到碳酸钾。

4 结语

油茶为我国特有植物，自然分布在长江流域以南地区。油茶是重要的油脂植物，油茶籽仁含油约39.9% ～58.7%，油茶油含不饱和脂肪酸在80%以上，是一种理想的食用油;茶籽饼粕中含约10%的溶血性皂苷，经提取分离可用于生产高级天然洗涤剂;余下的粗蛋白15%左右，淀粉44%左右，可作饲料;果壳可用于生产制造活性炭;油茶有着很高的综合利用价值，值得作深入的研究和开发利用。同时，油茶为喜温暖湿润气候的温带植物，立地要求不严，尤以土层深厚和土质疏松的山地为好。在有条件的山区发展油茶种植，对于振兴山区的经济，具有十分积极的意义。

［1］王宗训.中国资源植物利用手册［M］.北京:中国科学技术出版社，1989:230.

［2］中国科学院植物研究所.中国油脂植物手册［M］.北京:科学出版社，1973:199－200.

［3］祖元刚.生物柴油［M］.北京:科学出版社，2007:150.

［4］王凌晖.园林树种栽培养护手册［M］.北京:化学工业出版社，2007:225.

［5］中国油脂植物编委会.中国油脂植物［M］.北京:科学出版社，1987:378－379.

［6］庄瑞林.中国油茶［M］.北京:中国林业出版社，1988:479－500.

［7］刘世鹏，周伯川.油茶籽的开发利用［J］.中国油脂，1996，21(4):39－42.

［8］贝拉蒂尼.油脂加工［M］.刘大川，译.北京:中国商业出版社，1988:13－14.

［9］南京野生植物所情报室译.橄榄油作柴油机燃料［J］.中国野生植物，1989，8(1):46.

［10］顾复昌，徐静宜.油茶籽粕蛋白质含量的分析［J］.野生植物研究，1983，2(1):24－26.

［11］何东平，朱达.茶籽饼制取皂苷工艺研究［J］.中国油脂，1992(增刊):339－342.

［12］胡绍海，胡卫军胡卫东.茶皂素在农药领域的应用研究［J］.中国油脂，1997，22(4):61－62.