董海勝，臧 鵬，陳 斌，朱德兵，張淑靜

(中國航天員科研訓練中心航天營養(yǎng)與食品工程重點實驗室，北京， 100094)

我國是世界主要的產(chǎn)茶國，茶樹種植面積廣泛，茶葉籽為山茶科植物茶葉樹(CamelliasinensisL.)的種子，資源非常豐富。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)脫殼茶葉籽主要組成為淀粉、蛋白質(zhì)及脂肪，礦物元素鉀、鈣及鎂含量較高，鈉含量相對較低，微量元素錳、鐵、鋅含量豐富。茶葉籽油提取自茶葉籽，是一種功能性木本油脂新資源。茶葉籽油脂肪酸組成特點為高油酸、亞油酸含量，不飽和脂肪酸含量超過80%。茶葉籽油具有天然的抗氧化活性，富含生育酚，以生物活性最高的α-生育酚為主，其次為(β+γ)-生育酚和δ-生育酚[1,2]。

由于超臨界CO2萃取具有高純度萃取、無殘留溶劑、無環(huán)境污染、萃取條件溫和等優(yōu)勢，在高附加值油脂萃取方面有著廣泛的應用，如黑醋栗籽油、琉璃苣籽油、夜櫻草油、亞麻籽油、紫蘇籽油、芝麻油及沙棘油等[3～7]。據(jù)報道，茶葉籽毛油具有很好的抗氧化性，而經(jīng)過精煉后的成品油需要加入抗氧化劑[8,9]。如何保留茶葉籽油中的抗氧化物質(zhì)成為茶葉籽油提取及精煉的關(guān)鍵問題。近年來，超臨界萃取在茶葉籽油的利用研究也逐漸展開[10,11]。分子蒸餾又名短程蒸餾是一種物理過程，在高真空條件下操作(絕對壓強2～10 Pa)，可以有效的避免抗氧化成分的氧化變質(zhì)，根據(jù)分子量的差異，利用不同分子具有不同的平均自由程而達到分離的方法，在脂溶性抗氧化成分分離純化領(lǐng)域得到了較廣泛的應用。筆者采用超臨界二氧化碳選擇性萃取茶葉籽油，進而用分子蒸餾技術(shù)處理茶葉籽油，得到餾出物，采用UHPLC-TOF-MS分析餾出物中極性抗氧化成分。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

HA121-50-02型超臨界流體萃取裝置，南通華安石油儀器科研有限公司生產(chǎn)；瓶裝食品級CO2，體積分數(shù)0.999(純度99.9%)，北京普萊克斯氣體有限公司生產(chǎn)；2英寸刮膜式分子蒸餾系統(tǒng)，美國POPE科學公司生產(chǎn)，配置冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及石墨刮板；Agilent 1290 UHPLC/6540QTOF MS，安捷倫科技公司生產(chǎn)；JJ1000電子天平，常熟儀器設備有限公司生產(chǎn)。茶葉籽，采自南方茶園。

1.2 超臨界流體CO2選擇性萃取茶葉籽油

脫殼茶葉籽，粉碎，過篩，取樣品約450 g，裝入萃取釜。采用超臨界流體萃取系統(tǒng)基本流程，儲罐中的液態(tài)CO2經(jīng)高壓泵泵入萃取釜，在萃取釜內(nèi)變?yōu)槌R界CO2，進行溶質(zhì)萃取物質(zhì)交換，載有茶葉籽油溶質(zhì)的超臨界CO2進入分離釜Ⅰ，在分離釜Ⅰ中CO2變?yōu)闅鈶B(tài)，溶解能力降低，溶質(zhì)被分離出來，氣態(tài)CO2經(jīng)過凈化，重新返回儲罐，如此循環(huán)萃取操作，從分離釜中取樣收集萃取樣品。

1.3 茶葉籽油分子蒸餾處理

根據(jù)預試驗結(jié)果設置分子蒸餾操作參數(shù)，具體數(shù)值見表1。料溫為室溫，為維持真空度穩(wěn)定，預先應用分子蒸餾裝置在100 ℃，真空度大約20 Pa的條件下對原料進行脫氣。分子蒸餾裝置見圖2。由于甘油三酯分子量與抗氧化成分相比較大，因此，抗氧化成分主要集中在餾出物中。

圖1 超臨界CO2選擇性萃取茶葉籽油的萃取流程

圖2 刮膜式分子蒸餾裝置

表1 茶葉籽油分子蒸餾操作參數(shù)

表2 色譜分離梯度洗脫程序

1.4 茶葉籽油分子蒸餾餾出物極性抗氧化成分分析

1.4.1樣品處理 茶葉籽油餾出物為半凝固膏狀物，水浴融化后用V(乙腈)∶V(異丙醇)=1∶1稀釋后進樣。

1.4.2色譜分離條件 色譜柱：Agilent SB C18, 3.0×100 mm，1.8 μm；流速：0.4 mL/min；柱溫：40 ℃。流動相：A，乙腈；B，水。梯度洗脫程序見表2。

1.4.3質(zhì)譜工作條件 離子源：AJS+ESI(-)；掃描范圍：m/z 100-1100。數(shù)據(jù)采集過程中，實時進行質(zhì)量軸校正，以確保分析化合物的質(zhì)量精度及后續(xù)數(shù)據(jù)庫檢索的可靠性。利用自建數(shù)據(jù)庫進行檢索。檢索結(jié)果全面考慮精確質(zhì)量數(shù)(檢索窗口10 mg/kg)、同位素的精確質(zhì)量數(shù)及同位素的相對豐度比給出綜合得分。對茶葉籽油中的抗氧化成分進行初步篩選。

1.5 酸價、過氧化值測定

依據(jù)GB/T5009.37-2003食用植物油衛(wèi)生標準的分析方法[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同萃取壓力對茶葉籽油提取時間及得率的影響

通過萃取釜精密壓力調(diào)節(jié)閥控制萃取壓力，同時調(diào)節(jié)泵頻固定CO2流速，觀察萃取壓力對萃取時間及得率的影響，結(jié)果見表3。實驗條件：萃取溫度35 ℃；分離壓力12 MPa，分離溫度40 ℃；分離II壓力6 MPa，分離溫度50 ℃；CO2流體流速7.5 L/h。

表3 萃取壓力對茶葉籽油提取時間及得率的影響

萃取壓力升高可以縮短提取時間。萃取溫度：萃取溫度越低CO2密度越大，溶解能力越強，以臨界溫度以上，35 ℃為宜，且能耗較低。分離Ⅰ壓力升高，大于臨界壓力7.1 MPa，可以將水、部分游離脂肪酸釋放在分離Ⅱ。分離Ⅰ溫度應高于萃取溫度，以形成溫度梯度，使溶質(zhì)分離釋放出來，以40 ℃為宜，且能耗較低。分離Ⅱ壓力應足夠低、使得CO2呈氣態(tài)，將溶質(zhì)成分全部釋放，CO2經(jīng)過后續(xù)凈化再進入循環(huán)。分離Ⅱ溫度與壓力配合，溫度高于分離Ⅰ，以50 ℃為宜，且能耗較低。

2.2 不同CO2流速對茶葉籽油提取時間及得率的影響

固定萃取壓力25 MPa，萃取溫度35 ℃；分離壓力12 MPa，分離溫度40 ℃；分離Ⅱ壓力6 MPa，分離溫度50 ℃。通過調(diào)節(jié)泵頻來控制CO2流體流速，觀察流速對萃取時間及得率的影響。結(jié)果表明， CO2流速對萃取效率影響較大，增加流速可以顯著提高萃取效率(表4)。

表4 CO2流速對茶葉籽油提取時間及得率的影響

2.3 茶葉籽油萃取壓力與CO2流速的關(guān)系

圖3 茶葉籽油萃取壓力與CO2流速的關(guān)系

固定高壓泵頻率，調(diào)節(jié)茶葉籽油萃取壓力，觀察CO2流速隨萃取壓力的變化情況。結(jié)果表明，兩者大致呈線性負相關(guān)(圖3)。在泵性能及泵頻一致的情況下，萃取或分離壓力提高，相應的CO2流速降低。

2.4 超臨界CO2梯度萃取模式下茶葉籽油酸價及過氧化值

超臨界CO2梯度萃取模式下,萃取初始階段所得茶葉籽油酸價較高，過氧化值維持在較低的水平(表5)。采用分段萃取可以在第Ⅱ階段得到澄清的油脂，但是第Ⅰ階段的油比較粘稠且不澄清，增加后處理負擔。采用低壓低溫(低密度)萃取得到第Ⅰ階段的油多數(shù)粘稠不澄清，萃取速度較慢，可以實現(xiàn)脫除脂肪酸的目的。進一步升壓(提高CO2密度)萃取，單位時間萃取速率加快，且得到的油脂顏色較淺，酸價較低。

采用梯度萃取的模式，游離脂肪酸主要集中在萃取過程的Ⅰ段，酸價較高，說明游離脂肪酸相比甘油三酯更容易萃取溶解在超臨界CO2中，萃取過程后段，酸價顯著降低，因此，采用梯度萃取的方式可以實現(xiàn)脫酸的目的。由于超臨界CO2萃取過程中，油料始終處于惰性CO2氛圍中，隔絕了O2，樣品過氧化值很低，有利于油品品質(zhì)。

2.5 茶葉籽油分子蒸餾流出物抗氧化成分分析

茶葉籽油分子蒸餾餾出物的總離子流圖TIC見圖4。從總離子流圖可以看出，樣品基質(zhì)很復雜，對目標化合物的檢測會存在一定的離子抑止效應。檢索結(jié)果得分在70分以上的可能化合物共篩出5種(表6)。

表5 梯度萃取茶葉籽油的酸價、過氧化值

圖4 茶葉籽油分子蒸餾餾出物的總離子流圖

表6 茶葉籽油分子蒸餾餾出物中主要極性抗氧化成分

兒茶素是茶多酚類物質(zhì)的主要成分，是茶葉樹的主要此生代謝產(chǎn)物，屬黃烷醇類，主要在茶葉中富集，包括表沒食子兒茶素沒食子酸酯、表兒茶素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素和表兒茶素等[13～15]。據(jù)報道[16]，石油醚萃取的茶葉籽油中多酚的質(zhì)量分數(shù)為(24.81±1.00) mg/kg。其中，茶葉籽油中兒茶素的質(zhì)量分數(shù)分別為：沒食子兒茶素1.01 mg/kg，表沒食子兒茶素12.93 mg/kg，表沒食子兒茶素沒食子酸酯1.724 mg/kg，表兒茶素0.79 mg/kg，沒食子兒茶素沒食子酸酯1.76 mg/kg，表兒茶素沒食子酸酯0.28 mg/kg。本次研究采用超臨界CO2從茶葉籽中選擇性萃取茶葉籽油，通過分子蒸餾技術(shù)處理茶葉籽油，得到餾出物，發(fā)現(xiàn)茶葉籽油餾出物中抗氧化成分包括：山茶甙C，表兒茶素沒食子酸酯，表阿福豆素，表兒茶素及表沒食子兒茶素等5種。其中抗氧化成分山茶甙C[17]，表阿福豆素[18]為首次在茶葉籽油中發(fā)現(xiàn)。

3 結(jié)論與討論

本次研究將超臨界萃取與分子蒸餾兩種技術(shù)結(jié)合，并采用UHPLC-TOF-MS技術(shù)，對茶葉籽油中極性抗氧化成分進行了定性分析。共鑒定得到5種抗氧化成分，分別為：山茶甙C，表兒茶素沒食子酸酯，表阿福豆素，表兒茶素及表沒食子兒茶素。與茶葉中的抗氧化成分類似，而這些成分在其他植物油中幾乎不存在，因此茶葉籽油作為功能性木本油脂具有獨特的保健價值。

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