茶叶籽水浆发酵分层过程及其间总重总质量动态研究

1、茶叶籽水浆发酵分层过程及其间总重总质量改为质量，其他亦同动态研究姜金仲1 杨鹏鸣2 王超英1 韩 晗1 刘建芳1（贵州师范学院，贵州特色生物资源开发利用重点实验室1，贵阳 550018）(河南科技学院园艺园林学院2，新乡 453003）摘要：为了更好地完善茶叶籽油发酵生产工艺，对茶叶籽水桨的发酵分层过程进行了深入研究，结果如下。茶叶籽水桨发酵开始时上下是浑然一体的，呈乳白色，随着发酵时间的延长，发酵液分层逐渐由模糊变为清晰，发酵进行到4.5 h数值和单位之间空一格，其他亦同。左右，发酵液明显分为3层，乳白色顶层、淡棕色中层及纯白色底层；此后，各层逐渐变得坚实，到16 h左右，发酵液各层厚度已经

2、稳定，顶层、中层及底层的相对厚度分别为： 25%、49%、26%。茶叶籽水桨的发酵分层效果以茶叶籽水桨原液效果最好。茶叶籽水浆总重量质量在发酵分层过程中的变化分为3个阶段：前期发酵液总重量质量的降低量明显高于清水对照，最大降低量比清水对照高出48%；中期发酵液总重量质量的降低量与清水对照持平，后期发酵液总重量质量的降低量明显低于清水对照，发酵16h时，降低量比对照减少18.3%。茶叶籽内种皮能使茶叶籽水桨发酵液颜色变深，但对发酵液顶层厚度没有显著影响。关键词：茶叶籽；改为逗号，其他亦同，茶叶籽水桨；，发酵分层；，发酵；，茶叶籽油中文分类号：TS22 文献标识码：A 文章编号：茶叶籽油是以茶叶籽

3、为原料生产的食用油，茶叶籽是茶叶树（Camellia sinensis）上所结的种子。茶叶树与油茶树（Camellia oleifera）是两个不同的树种，市售茶籽油或山茶油是以油茶树种子为原料制成的。茶叶籽油富含不饱和脂肪酸、维生素E、茶多酚和茶皂素等成分，具有防治心脑血管疾病、降血压、抗辐射、抗氧化、美容养颜、延缓衰老及润肠通便等作用1,2，因此被誉为东方橄榄油、指定为我国航天员食用油；2009年，茶叶籽油由卫生部正式批准为新资源食品。目前的茶叶籽油生产工艺大多都是从其他油料作物油料生产工艺中模仿过来的，有正式报道的方法主要有冷压榨法、热压榨法3、水酶法、一般溶剂浸出法4及二氧化碳超临界萃

4、取法5。这些茶叶籽油生产工艺分别存在产量低、溶剂残留、生产成本高或工艺操作难度大等问题6，这些问题一直困扰着我国茶叶籽油产业的发展。为了寻求解决上述问题的途经，姜金仲7,6不久前报道了一种茶叶籽油生产新工艺茶叶籽油静置发酵法生产工艺；该工艺的核心是静置发酵，但是关于该工艺静置发酵过程的深入研究还未见报道；对静置发酵过程进行深入研究，可以为改进、完善该工艺提供技术参数。本文通过将整个发酵过程分为不项目基金：国家自然科学基金（31460405）收稿日期： 2015-07-14作者简介：姜金仲,性别男，1958年出生，教授，茶叶籽及油茶籽开发利用同时段，分别观察分析各个时段发酵分层的状况，对该过程进

5、行了深入研究。一、材料与方法1.1材料 当年采摘土炕烘干带内种皮茶叶籽仁，种子主要采摘自福建大白茶品种；茶叶籽仁含水率8.4%、含油率（索氏抽提法）26.2%；购自湖北省随州市广水市涂氏农业开发有限公司。1.2茶叶籽水桨制备准确称取带内种皮茶叶籽仁1.5 kg，45 清水恒温浸泡16 h以上，用自滤豆浆机加水4500 mL磨浆，得滤液；将滤渣再行磨浆；合并两次滤液备用。1.3茶叶籽水浆原液发酵分层及其间总重量质量动态的研究方法 取试管28支，用移液管向其中25支试管中分别加入40 mL上述茶叶籽水浆，剩下的3支试管装入40 ml清水（无离子水）作为对照；发酵前对每支试管依次称重、记录。图1：冰

6、冻试管的分层情况（从左至右为随发酵时间延长的分层动态图谱）将上述试管放入恒温水浴锅内，45 恒温发酵；对其中3支茶叶籽水桨试管每0.5 h记录一次试管中发酵液的分层情况及试管总重量质量的变化，同时，记录3支清水对照试管的重量质量变化情况；每1 h取出一支茶叶籽水桨试管放入冰箱冷冻（图1），用于准确测量发酵液分层后每层的厚度。1.3 茶叶籽水浆稀释液发酵分层现象研究方法取茶叶籽水桨制备液，用自来水按照水/浆的比例分别为0:4、1:4、2:4、3:4及1:1进行稀释,每个浓度装3支试管，每管40 mL。按一定顺序排列在试管架上，放入水浴锅恒温发酵（方法同上），每2 h记录一次各层厚度。试验重复3次

7、。1.4内种皮影响茶叶籽水浆发酵分层效果的研究方法磨浆方法同上，将磨好去皮与未去皮茶籽水浆100 mL分别装入3只量筒，共6支。发酵，观察去皮及未去皮水桨的发酵情况，发酵现象稳定、无变化时终止发酵。1.5 数据处理： Excel及SPSS软件。二、结果分析2.1茶叶籽水浆原液发酵分层过程2.1.1发酵分层现象定性观察 为了深入研究茶叶籽水桨发酵分层现象，对茶叶籽水浆原液发酵分层的过程进行了定性观察，结果如表1建议删除表1，毕竟不是试验报告，不要把观察记录详细列出，写出主要现象并加以分析即可。，结果如下。0-2.5 h之间：整个发酵液上下呈乳白色，发酵液顶部表面黄色油沫逐渐加厚；3-5.5 h之

8、间: 乳白色的发酵液逐渐呈现出悬浮物与水的分离，底部逐渐出现整齐的白色沉淀；6-16 h之间，由表1可以看出，发酵进行到6.5h时,发酵液就已形成明显3层：白色顶层、棕色中层及白色底层。其中白色底层形成最早，约在发酵后2 h（图2）；底层的生化成分分析证明，其主要成分是淀粉，此时，底层的形成主要是靠重力对淀粉的沉淀而完成的。其中的白色顶层与棕色中层是悬浮在发酵液中的白色油脂体逐渐从发酵液中分离出来后图2：分层现象观察2h12h4h16h18h6h形成的（其分离原因是发酵液生化成分逐渐发生变化所致，详细情况另文报道）；发酵3 h后，白色油脂体逐渐与水分离，发酵进行到4 h左右是关键时间点，此时，

9、大部分白色油脂体上浮到顶部，但中层液仍然呈现乳白色（图2），发酵后6 h左右，所有白色油脂体均上浮到顶部，形成白色顶层，中层液呈现棕色透明状（图2），发酵进行到到6-8 h之间，中层内有白色悬浮物不断上下对流运动，比重轻的物质上浮后留在上层，比重大且不溶的物质沉降到底层，各层界限界线也因此逐渐变得明显，中层也逐渐变得越来越透明，直到成为稳定的3层。8-16 h，各层均有细微的变化，顶层，、底层变得紧实，偶尔内部有分层。16 h后，发酵液各层基本无变化；因此，整个发酵过程的有效时间实际是16 h，此时，发酵液顶层、中层及底层的相对厚度分别为： 25%、49%、26%。 表1： 发酵分层现象动态观

10、察记录时间发生的现象0.5h整个发酵液上下呈乳白色，顶部表面隐约有黄色油沫1.5h整个发酵液上下呈乳白色，顶部表面隐约有黄色油沫2h整个发酵液上下呈乳白色，顶部油沫层加厚2.5h整个发酵液上下呈乳白色，顶部油沫层变密3h呈乳白色的发酵液隐约呈现悬浮物与水的分离，底部出现整齐白色沉淀3.5h悬浮物与水分离的程度逐渐加重，表面油沫继续增多4h发酵液顶部能看到分散的白色悬浮物，由上到下呈现连续渐变状态，下部白色沉淀上方的溶液逐渐透明，顶部表面被较厚的油膜铺满4.5h悬浮物逐渐上浮聚集于顶层，顶层逐渐成形5h顶层悬浮物逐渐变紧实，部分试管出现顶层的再分层现象5.5h顶层逐渐形成 6h顶层变得更为紧实，

11、中间层变得透亮，发酵液已形成明显3层 6.5h顶层紧实且减少，中层液中出现上下游动的团状悬浮物7.5h部分管出现底层的再分层现象，中层液中仍有上下游动的团状悬浮物8h顶层絮状物移至底层16 h顶层变得坚实，出现明显的蜂窝状小孔2.1.2发酵分层过程的定量观察为了精确研究茶叶籽水桨发酵分层的过程，对该过程进行了定量观察。所使用的定量指标为各层的即时厚度与该时间点发酵液总高度的比值。如某时间点白色顶层的厚度为1 cm，而此时发酵液的总高度为10 cm，则此时白色顶层的厚度定量指标为0.1（1/10），以此描述白色顶层厚度随时间的变化情况。茶叶籽水桨发酵过程中各层相对厚度的变化趋势如图3改为实线，更

12、换图例，其他亦同，对图3分析如下。图3: 不同时间段发酵液各层相对高度变化曲线底层：由图3横坐标刻度线与数值对齐，其他亦同可以看出，发酵0.5 h时，底层已隐约可见，此后，其相对厚度随着时间的延长逐渐增加，6 h左右达到第一个最大值，以后，呈现震荡走高趋势。其原因是在4h之前沉淀在底层的是淀粉，由于淀粉比重较大，能稳定地沉淀在底层；而4h之后的沉淀主要是水溶性蛋白质及茶皂素等成分。随着发酵液生化成分的变化，可溶性蛋白质及茶皂素变得不可溶，逐渐沉淀到底层使底层加厚，但这种沉淀与发酵液生化成分变化有密切的相关，所以，它的量会随着发酵液生化成分的变化而变化。由于发酵液生化成分随着发酵进程不断发生变化

13、，所以，底层的厚度也随着发酵进程不断发生变化。 中层：发酵液中层的出现是随着发酵液分层逐渐明显而出现的，其变化趋势如图3。由图3可以看出，随着发酵时间的延长，中层的相对厚度逐渐减少，在4.5 h时出现第一个低点；4.5 h-14 h之间，震荡走平，14 h之后逐渐降低。其原因是4 h时，发酵液开始模糊分层，初步出现明显的中层上下界限界线，顶层及底层的出现使中层的厚度明显减少；4.5h-14 h之间，分层基本结束，是各层逐渐稳定的过程，期间有絮状物在中层液中上下游动，使各层的厚度有所波动；14 h之后，随着水分的蒸发，以水为主要成份的中层厚度逐渐减少。顶层：发酵液顶层在发酵2 h后初步出现，但很

14、薄，4.5 h左右，厚度出现第一个高点；4.5-6 h之间，厚度逐渐降低；6-16h之间震荡走平，且后期有所降低（图3）。其可能原因如下：发酵进行到4.5 h时，溶液的pH值降到了茶叶籽蛋白质的等电点范围，包裹在茶叶籽油脂体（茶叶籽油与蛋白质的复合体）外面的茶叶籽蛋白质开始变性，并与水分离（蛋白质胶体体系遭到破坏），由于茶叶籽油的密度较小，油脂体就漂浮起来形成了发酵液的顶层；4.5-6 h之间，茶叶籽油脂体全部上浮，顶层逐渐变得坚实，体积缩小，因而厚度降低；6-16 h之间，是顶层逐渐稳定的过程，后期由于顶层水分的蒸发及部分顶层底部的物质下沉，顶层体积缩小，使得顶层厚度降低。发酵进行到16 h

15、后，三层相对厚度的变化趋势出现了明显变化，说明此后的发酵在发生质的变化（详细情况另文报道），这种变化对于茶叶籽油的生产会产生负面影响。表2：发酵液三层相对厚度的相关性分析顶层中层底层顶层1中层-0.907891底层0.387333-0.698341对图3数据进行相关分析表明，发酵液三层相对厚度之间存在一定的相关性（表2），由表2可知，发酵液顶层与中层的相对厚度之间存在显著的负相关关系（R=0.521,f=9, =0.05）,发酵液底层与中层的相对厚度之间也存在显著的负相关关系（R=0.521,f=9, =0.05），这说明无论是顶层相对厚度、或是底层相对厚度的增加，都会导致中层相对厚度的减少；

16、顶层与底层的相对厚度之间呈正相关关系，虽然达不到显著水平，但反映出一种趋势：即顶层相对厚度增加时，底层的相对厚度也增加；结合上边的负相关关系进行分析，可以看出，当中层相对厚度减少时，顶层及底层相对厚度就会增加，这说明在发酵中层液中存在两种上下游曳不定的物质，当中层相对厚度减少时，一种物质上浮成为顶层，一种物质下沉成为底层；同时，这两种物质又不能很稳定地成为顶层及底层的一部分。2.2茶叶籽水浆原液稀释液的发酵分层过程图4：不同稀释比例茶叶籽水桨的发酵分层情况为了探索茶叶籽水桨浓度对茶叶籽水桨发酵分层效果的影响，将茶叶籽水桨原液稀释为5个浓度梯度（水/浆：0:4、1:4、2:4、3:4、4:4）,

17、分别观察每个浓度梯度的发酵分层情况，如图3、及图4、5、6、7合并为一个图，用不同图例区分各浓度。横坐标刻度线不要标注太密，建议起点设为4，依次标注6、8、10。由图3、及图4、5、6、7可以看出，前3个浓度均有顶层及底层的分化，但随着浓度的降低，它们的厚度均有明显降抵，中层颜色较深；后2个浓度发酵液仅有顶层，且所占比例较少、紧实度很差，几乎没有底层，中层颜色较浅。原液顶层（图3）所占比例明显高于其他浓度，且比较坚实，便于后期顶层分离操作；其它浓度顶层比较松软，不便于后期顶层分离操作，因此，实际应用时采用原液发酵效果比较好。图4： 1:4浓度发酵各层厚度 图5：2:4浓度发酵各层厚度图6: 3

18、:4浓度发酵各层厚度 图7: 4:4浓度发酵各层厚度2.3茶叶籽水浆原液总重量质量在发酵分层过程中的变化为了证明茶叶籽水桨发酵分层现象发生过程中确实存在发酵作用，测定了发酵液总重量质量随发酵时间的变化趋势（图85）。由图8横坐标数值建议改为0、3、6、9，无关的刻度线都删除，其他图类推5可以看出，发酵液总重量质量的变化分为明显的3个阶段：0-8 h之间，发酵液总重量质量的降低量明显高于清水对照，在6 h左右差别达到最大值，此时，降低量比清水对照高出48%；8-10 h之间，发酵液总重量质量的降低量与清水对照持平；10 h之后，发酵液总重量质量的降低量明显低于清水对照，16 h时，降低量比对照减

19、少了18.3%；其原因分析如下。 0-8h之间，发酵微生物处于快速增长期，微生物的快速增长消耗了发酵液中的可溶性物质，使发酵液总重量质量降低量明显大于对照；6 h左右，与对照的差别达到最大值，说明茶叶籽水桨发酵微生物增长在此达到最大值，以后逐渐降低，这在一定层度上反映了茶叶籽水桨发酵微生物的生长繁殖特性。图85：发酵液总重量质量随时间的变化8-10 h之间，发酵微生物的代谢能力逐渐减弱，发酵液中可溶性物质的消耗随之逐渐减少，使发酵液总重量质量的降低量逐渐接近于对照；应该指出的是，当发酵液总重量质量降低量与清水对照持平时，微生物仍在消耗发酵液的总重量质量，因为从后期的纯粹蒸发量比较可以看出，茶叶

20、籽水桨发酵液的自然蒸发速度明显小于清水对照。10 h之后，由发酵引起的快速消耗基本结束，发酵液由于顶层油脂体的覆盖，水分的蒸发速度明显低于对照，使得发酵液总重量质量减少又低于对照。由以上分析可以看出：茶叶籽水桨分层过程中确实伴随着微生物的发酵活动。2.4 内种皮对茶叶籽水浆原液发酵分层效果的影响图96: 去皮(左)与未去皮（右）颜色对比图85：发酵液总重量质量随时间的变化茶叶籽由外种皮、内种皮及子叶三部分组成，利用发酵工艺制取茶叶籽油时，外种皮肯定是要去掉的；但对于内种皮是否也要去掉，则需要有科学依据；因为去除内种皮是一个费时费工的工作，如果其存在对于茶叶籽油生产没有影响，就可以略去该项工作，

21、如果有影响，就需要事先将其脱除。图107： 去皮与未去皮各层相对厚度变化趋势对比图107： 去皮与未去皮各层相对厚度变化趋势对比为了考察茶叶籽内种皮对茶叶籽水桨发酵效果的影响，做了茶叶籽仁去皮与未去皮的发酵对比试验，结果如图96及图107。由图96可以看出，去皮发酵液的颜色明显浅于未去皮的发酵液，发酵液的颜色会使后期茶叶籽油的颜色变深；由图107可以看出，去皮发酵液顶层厚度变化曲线与未去皮发酵液顶层厚度变化曲线几乎是重合的，也就是说二者的厚度几乎是相同的；从后期茶叶籽油的颜色考虑，建议在磨浆之前将内种皮去掉。去皮与未去皮发酵液底层、中层之间虽然存在一些微小差异，但在以茶叶籽油为主要产品的工艺里

22、，这些差异可不予考虑。三、结论与讨论茶叶籽水桨发酵开始时上下是浑然一体的，呈乳白色，随着发酵时间的延长，发酵液分层逐渐由模糊变为清晰，发酵进行到4.5 h左右，发酵液明显分为3层，上层乳白色、中层淡棕色、底层纯白色；此后，各层逐渐变得坚实，到16 h左右，发酵液各层厚度已基本稳定，顶层、中层及底层的相对厚度分别为： 25%、49%、26%；因此，茶叶籽水桨的适宜发酵时间是16 h。茶叶籽水桨的发酵分层效果以茶叶籽水桨原液效果最好，任何浓度的稀释都不利于发酵分层。茶叶籽水浆总重量质量在发酵分层过程中的变化分为3个阶段：前期发酵液总重量质量的降低量明显高于清水对照，最大降低量比清水对照高出48%；

23、中期发酵液总重量质量的降低量与清水对照持平，后期发酵液总重量质量的降低量明显低于清水对照，发酵16 h时，降低量比对照减少18.3%。茶叶籽内种皮能使茶叶籽水桨发酵液颜色变深，进而影响到茶叶籽油的颜色；内种皮的存在与否对发酵液顶层厚度没有明显影响；因此，建议在茶叶籽水桨加工之前，将内种皮去掉。参考文献1 梁杏秋,王晓琴,黄兵兵. 茶叶籽油组成分析及其抗氧化机理研究进展J. 中国粮油学报, 2013, 28(11):131-1342 孙达, 凌益春, 王岳飞, 杨贤强多于3位的作者都删除，改为“等” 其他亦同等.茶叶籽油的加工工艺及其保健功效研究进展J. 茶叶, 2010,36(3) : 144

24、-147 3 陈升荣, 罗家星, 张彬, 周武 ,白雪等. 微波预处理压榨茶叶籽油及其氧化稳定性J. 中国粮油学报, 2013,28(5):36-394 黄群, 麻成金, 余佶, 欧阳林, 陈林杰等. 茶叶籽油溶剂浸提及精炼研究J. 中国粮油学报, 2008, 23(6):131-1345 Ahmad Rajaei, Mohsen Barzegar, Yaddollah Yamini. Supercritical fluid extraction of tea seed oil and its comparison with solvent extractionJ.European Food

25、Research and Technology, 2005, 220(3):401-4056 王晓琴. 水酶法提取茶叶籽油及副产物茶皂素工艺研究J. 中国粮油学报, 2011, 26(11):76-78 7 Jinzhong JIANG, Cuijuan REN, Zibu WANG,etc Changjiang QIAN, Yuxiao SHEN and Ya YANG. New Process for Extracting Oil and Starch from Tea SeedsJ. Journal of Food Science and Engineering, 2013, 3(12)

26、:699-703 8 姜金仲, 王超英, 韩晗, 刘娟, 吴杰等. 茶叶籽仁水桨静置发酵分层生产茶叶籽油及淀粉J.中国油脂, 2015, 40(3):74-78Layering process and total weight dynamic of Tea seed water milk in fermentationJiang Jinzhong1, Yang Pengming2, Wang Chaoying1, Han Han1, Liu Jianfang1 (1.Guizhou Education University, Guizhou Bioresource Development an

27、d Utilization Key Laboratory, Guiyang 550018, China)(2. Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang, Henan 453003, China)按修改意见01的要求修改Abstract: In order to better improve the fermentation production process of tea seed oil, layering process and total weight dynamic of tea seed water milk (TSW

28、M) in fermentation were studied, the results are as follows. At the beginning, TSWM was milk-white suspension liquid. As extension of fermentation time, fermented TSWM layered gradually from fuzzily to clearly; when fermentation proceeded to about 4.5 h, fermented TSWM obviously divided into three layers: ivory top layer, light-brown middle layer and white bottom layer. Since then, each layer gradually became solid. When fermentation proceeded to about 16 h, every layer thickness of fermented TSWM had been stable; and the relative thickness of top, middl