粟振燦 ,郭志中 ,黎瑞榮
(廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué),廣西 南寧 530007)
茶油,又名山茶油、山茶籽油,是從山茶科山茶屬植物的普通油茶成熟種子中提取的純天然高級(jí)植物油[1]。山茶油可食用,可入藥,也可作為化妝產(chǎn)品的輔助材料,其含有不飽和脂肪酸等有益成分,對(duì)高血壓疾病和心血管疾病具有良好的預(yù)防和輔助治療的作用,享有“東方橄欖油”的美譽(yù)。
油茶是我國(guó)特有的木本油料物種,茶油產(chǎn)量占據(jù)全球90%以上,其主要生長(zhǎng)環(huán)境為亞熱帶高山及丘陵地段。廣西位于亞熱帶地區(qū),屬山地丘陵性盆地地貌,地理位置優(yōu)越,對(duì)油茶及其產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展具有極好的資源和環(huán)境優(yōu)勢(shì)。但傳統(tǒng)的茶油提取過(guò)程是在山茶籽自然脫落后采摘分選,嚴(yán)重缺乏規(guī)模合適且自動(dòng)化、智能化的脫蒲裝備及技術(shù),容易導(dǎo)致油茶籽霉?fàn)€、腐化變質(zhì),影響后續(xù)茶油的質(zhì)量,造成油茶原材料的浪費(fèi)。同時(shí),我國(guó)人口眾多,植物油消耗量大,國(guó)產(chǎn)植物油供不應(yīng)求。因此,探討山茶果脫蒲裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及改進(jìn)對(duì)策,大力發(fā)展廣西油茶產(chǎn)業(yè),對(duì)減輕國(guó)家植物油進(jìn)口壓力,加快廣西區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,助力廣西鄉(xiāng)村全面振興具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
近年來(lái),我國(guó)鼓勵(lì)油料作物種植,加大力度發(fā)展油茶產(chǎn)業(yè),并將其作為精準(zhǔn)扶貧和鄉(xiāng)村振興的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。2007 年,《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)油料生產(chǎn)發(fā)展的意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)〔2007〕59 號(hào))中明確提出要大力發(fā)展油茶等特色油料作物;2009 年,《關(guān)于印發(fā)全國(guó)油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2009—2020 年)的通知》(發(fā)改農(nóng)經(jīng)〔2009〕2812 號(hào))發(fā)布,標(biāo)志著油茶產(chǎn)業(yè)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)[2];2015 年,《關(guān)于整合和統(tǒng)籌資金支持貧困地區(qū)油茶核桃等木本油料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》(林規(guī)發(fā)〔2015〕150 號(hào))發(fā)布,為油料產(chǎn)業(yè)的壯大發(fā)展指明了方向;2019 年,《國(guó)家林業(yè)和草原局關(guān)于促進(jìn)林草產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》(林改發(fā)〔2019〕14 號(hào))中提到要建設(shè)規(guī)模適度、品質(zhì)突出、注重特色的木本油料等經(jīng)濟(jì)林基地;2020 年,國(guó)家林業(yè)和草原局辦公室又印發(fā)了《油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》,文中明確了以南方適宜地區(qū)的丘陵山地資源作為油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地;2022 年4 月,國(guó)家林業(yè)和草原局辦公室在其門戶網(wǎng)站、官方微信公眾號(hào)、管理干部學(xué)院等平臺(tái)發(fā)布油茶生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)系列網(wǎng)絡(luò)課程,其中包括油茶果機(jī)械化采收技術(shù)課程。
隨著國(guó)家對(duì)油料發(fā)展的重視和我國(guó)山茶果產(chǎn)量的逐年增加,山茶果脫蒲設(shè)備的需求不斷增大,為我國(guó)開(kāi)展脫蒲設(shè)備的研究和發(fā)展提供了有利的條件;同時(shí),充足的原料資源,也為相關(guān)機(jī)械技術(shù)的研發(fā)提供了便利[3]。其中,李陽(yáng)等以摩擦系數(shù)作為研究基礎(chǔ),研發(fā)脫蒲分離機(jī);朱廣飛等采用擠壓方式,設(shè)計(jì)了一種間隙大小可隨山茶果尺寸變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)的脫蒲裝置;蘭峰等綜合利用擠壓、摩擦和揉搓進(jìn)行了油茶果脫蒲裝置控制系統(tǒng)的研究;熊平原等采用碾壓破蒲、氣吸篩選的方式對(duì)油茶果的脫蒲篩選進(jìn)行了相關(guān)研究,該裝置集成了振動(dòng)篩和風(fēng)機(jī)的功能,實(shí)現(xiàn)兩次分離,提高了蒲籽分離的效率[3]。
山茶油作為我國(guó)特有的食用油料,國(guó)外少有種植,因此國(guó)外學(xué)者針對(duì)油茶果設(shè)備及其技術(shù)的研究也較少,但他們對(duì)堅(jiān)果及其他農(nóng)作物的脫殼理論與設(shè)備的研發(fā)[4],可為我國(guó)油茶脫蒲技術(shù)及設(shè)備的研究提供參考;Ham[5]開(kāi)發(fā)了由進(jìn)出料裝置、操縱裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的核桃殼破碎機(jī),核桃進(jìn)入進(jìn)料口后,在轉(zhuǎn)盤的高速旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)刀片的帶動(dòng)下高速運(yùn)轉(zhuǎn),在慣性作用下撞擊工作缸內(nèi)壁,從而使核桃殼破裂;Bundit等[6]利用擠壓和摩擦原理,開(kāi)發(fā)由橡膠輪和篩網(wǎng)組成的檳榔脫殼裝置。國(guó)外主要借助電腦圖像處理軟件對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行處理[7],其精確度高但價(jià)格昂貴,不適合油茶種植散戶或小企業(yè)使用;網(wǎng)裝振動(dòng)篩適用范圍廣但損耗大,且無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全分離。
隨著國(guó)家對(duì)木本油料產(chǎn)業(yè)的大力扶持,廣西壯族自治區(qū)黨委、政府也高度重視油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展,油茶種植面積大幅度增加,油茶產(chǎn)量大幅度提高,油茶產(chǎn)業(yè)鏈迅猛發(fā)展。2018 年,《廣西壯族自治區(qū)人民政府關(guān)于實(shí)施油茶“雙千”計(jì)劃助推鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興的意見(jiàn)》(桂政發(fā)〔2018〕52 號(hào))提出要進(jìn)一步加快廣西油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展,打造千萬(wàn)畝油茶基地,打造千億元油茶產(chǎn)業(yè),助推脫貧攻堅(jiān)和鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興;2019 年,廣西壯族自治區(qū)人民政府及林業(yè)局先后印發(fā)《廣西現(xiàn)代林業(yè)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2019—2021 年)的通知》和《廣西林業(yè)科技創(chuàng)新支撐林業(yè)高質(zhì)量發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2019—2021 年)》,強(qiáng)調(diào)要牢固樹(shù)立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念,為實(shí)施油茶“雙千”計(jì)劃提供堅(jiān)實(shí)支撐。
據(jù)報(bào)道,自2018 年油茶“雙千”計(jì)劃實(shí)施以來(lái),廣西山茶基地規(guī)模不斷壯大,山茶油年產(chǎn)量亦逐年遞增,其產(chǎn)業(yè)鏈隨之快速發(fā)展。截至2021 年,廣西茶林覆蓋面積達(dá)850 多萬(wàn)畝,主要分布在柳州、百色、桂林、梧州等地,年產(chǎn)茶籽40 多萬(wàn)t,油茶最高單產(chǎn)和平均單產(chǎn)在全國(guó)均名列前茅。廣西山茶茶林面積及茶籽年產(chǎn)量近年來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)分別如圖1 和圖2 所示。
圖1 廣西茶林面積
圖2 廣西茶籽年產(chǎn)量
茶油主要由山茶籽提取而來(lái),方法主要有壓榨法、浸出法、超聲波提取法、水酶法、超臨界CO2萃取法5 種[8-9],目前區(qū)內(nèi)常用的方法仍為傳統(tǒng)的壓榨法。茶油壓榨法一般需經(jīng)過(guò)幾個(gè)環(huán)節(jié),提取流程如圖3 所示,其提取工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,無(wú)需添加其他試劑,且保留了茶仁原料的獨(dú)特風(fēng)味,保障了茶油的品質(zhì)及食品安全。但其提取過(guò)程仍存在一些問(wèn)題:成熟鮮果人工采摘時(shí)間短、投入高,而搖枝振動(dòng)采摘機(jī)器對(duì)花果同枝并存的油茶樹(shù)損傷較大;成熟鮮果進(jìn)行脫蒲處理會(huì)影響山茶油的出油率及出油質(zhì)量;茶仁破碎后的軋坯蒸炒過(guò)程因溫度過(guò)高容易導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性,影響茶油性能;壓榨過(guò)程油料資源綜合利用率低,動(dòng)力消耗大等。
圖3 山茶油壓榨法提取流程
不同的處理方法對(duì)山茶油的出油率和成品質(zhì)量會(huì)造成不同的影響,尤其是山茶果的脫蒲過(guò)程。目前,山茶果的脫蒲方法主要有兩種,且方式選擇與種植規(guī)模有很大的關(guān)聯(lián)。對(duì)于山茶果分散種植的農(nóng)戶而言,茶林面積較小、地勢(shì)不平且分布不集中,因此大部分的農(nóng)戶仍舊沿用傳統(tǒng)做法,即前期對(duì)茶林進(jìn)行除草畎田,山茶籽成熟后自然脫落,聚集于畎田,后分批次進(jìn)行人工采撿。此法耗時(shí)長(zhǎng)、人工投入大,且落果時(shí)間不等、雨霧天氣變化、嚙齒動(dòng)物偷盜等原因會(huì)導(dǎo)致山茶籽損耗大,采撿后的茶籽還需進(jìn)行善后處理,都會(huì)影響后期茶油的出油率和質(zhì)量。而大部分企業(yè)采取鮮果統(tǒng)一采摘或直接收購(gòu)種植散戶采摘的鮮果,之后直接進(jìn)行機(jī)械脫蒲處理的方法。此法耗時(shí)短,但支付人工采摘費(fèi)用較高,且未考慮到采摘后的油茶果仍然是一個(gè)生命活體,其糖類、蛋白質(zhì)及油脂的相互轉(zhuǎn)化并未停止,在生理后熟過(guò)程中其內(nèi)含物會(huì)發(fā)生一系列的變化,尤其是油脂含量會(huì)進(jìn)一步積累[8],也會(huì)影響含油率的提升。還有部分企業(yè)通過(guò)收購(gòu)鮮果進(jìn)行晾曬,再進(jìn)行加工處理,此法受天氣影響大,需要場(chǎng)地較大,且晾曬過(guò)程需人工進(jìn)行翻曬,否則易霉變生蟲(chóng),影響后期的油質(zhì)。
目前,廣西大部分企業(yè)采用的脫蒲方式基本是“山茶鮮果先脫蒲后清選再烘干”的技術(shù)路線,此技術(shù)路線的脫蒲效率較高、成本相對(duì)較低,但存在含油率低、茶籽易受損、品質(zhì)差、不易保存及影響后續(xù)加工等問(wèn)題。而近年發(fā)展起來(lái)的爆蒲清選技術(shù)是鮮果先在烘房進(jìn)行烘干,使其自動(dòng)裂開(kāi)爆蒲,再低溫烘干,使籽蒲含水率達(dá)到儲(chǔ)藏或加工油脂的要求,而后對(duì)籽蒲混合物進(jìn)行機(jī)械清選實(shí)現(xiàn)蒲籽分離[10]。爆蒲清選技術(shù)具有顆粒完好、茶籽品相佳、無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn),但其成本較高、工作量較大,且涉及設(shè)備的整體配置及技術(shù)的升級(jí)等問(wèn)題,使得此種裝置尚未在區(qū)內(nèi)真正投入使用。
目前,我國(guó)在山茶鮮果脫蒲分離技術(shù)及其專業(yè)裝置上取得了一些突破,也獲得了一些成果,但總體上還存在設(shè)備研發(fā)力度較低、實(shí)用性能較差、能源消耗大、自動(dòng)化水平不高的問(wèn)題,且存在鮮果脫蒲后的茶籽品相差、后續(xù)天氣依賴性大等情況,加大油茶脫蒲設(shè)備的科研力度,整合農(nóng)機(jī)類科研機(jī)構(gòu)、農(nóng)學(xué)高校及相關(guān)農(nóng)類企業(yè)等資源,研究開(kāi)發(fā)出低成本、智能化的山茶果爆蒲技術(shù)及其裝置,以優(yōu)化山茶籽品相,解決茶油加工預(yù)處理問(wèn)題。
目前,廣西的地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品油茶有百色山茶油和三江茶油,但是其在國(guó)內(nèi)的影響力不大,品牌認(rèn)可度較低,究其原因,主要存在品牌建設(shè)觀念不夠強(qiáng)、品牌文化挖掘不夠深、品牌宣傳模式較單一等問(wèn)題。因此,應(yīng)完善品牌監(jiān)管體系,延伸品牌產(chǎn)業(yè)鏈,打造品牌文化,創(chuàng)新品牌宣傳方式,引進(jìn)國(guó)內(nèi)外專業(yè)人才,研發(fā)油茶爆蒲技術(shù)及設(shè)備,促進(jìn)廣西油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
當(dāng)前的山茶果爆蒲設(shè)備成本高、投入大,而山茶種植農(nóng)戶及多數(shù)農(nóng)企的經(jīng)濟(jì)能力有限,且大企業(yè)已投入大量資金在原有的山茶果脫蒲設(shè)備上,因此爆蒲設(shè)備推廣應(yīng)用難。因而,作為國(guó)內(nèi)油茶三大生產(chǎn)基地的廣西,在山茶果生產(chǎn)規(guī)模較大的縣市,可投資成立專門的茶油預(yù)處理公司。其一,茶油預(yù)處理公司可收購(gòu)山茶果種植散戶及小企業(yè)的山茶鮮果進(jìn)行預(yù)處理,或針對(duì)中大型企業(yè)開(kāi)展山茶果爆蒲分離技術(shù)專門業(yè)務(wù);培養(yǎng)山茶果爆蒲設(shè)備研發(fā)、銷售、維修、管理等專業(yè)人才,建設(shè)山茶果預(yù)處理創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),為山茶果爆蒲技術(shù)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的人才儲(chǔ)備。其二,對(duì)脫蒲處理后剩余的山茶果蒲進(jìn)行開(kāi)發(fā),研發(fā)生產(chǎn)以山茶果蒲、山茶籽殼等農(nóng)業(yè)廢料為主要成分的吸附型生物炭和少煙型生物質(zhì)顆粒燃料,以減少環(huán)境污染,提高廢料循環(huán)利用率,擴(kuò)大山茶果脫蒲后的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模,促進(jìn)廣西區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
廣西是我國(guó)茶油重點(diǎn)生產(chǎn)基地,其生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)越、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好、發(fā)展?jié)摿Υ?,且廣西是農(nóng)業(yè)大省,也是國(guó)家鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)幫扶對(duì)象,油茶作為特色農(nóng)產(chǎn)品,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此,加強(qiáng)山茶果脫蒲設(shè)備的科研攻關(guān)和技術(shù)服務(wù),延伸山茶果蒲、殼等副產(chǎn)品開(kāi)發(fā)利用產(chǎn)業(yè)鏈,是實(shí)現(xiàn)廣西油茶產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展的重要措施,也是促進(jìn)廣西實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村全面振興的有效途徑。