機械壓制方法
機械壓榨是提取山茶油的基本方法。山茶油壓榨經歷了土壤壓榨(主要是楔形壓榨)、水力壓榨、螺旋壓榨等幾個階段。根據茶葉籽在壓榨過程中壓榨室內的溫度不同,通常將前兩種稱為低溫壓榨法,後者稱為高溫壓榨法。
低溫壓制法
目前,在茶油產區的農村地區,茶油的提取多采用液壓榨油工藝。該工藝得到的粗山茶油雜質少,色澤淺,是提取山茶油的主流工藝。液壓油壓機有立式和臥式兩種結構,實際生產中臥式液壓油壓機居多。
山茶油常用低溫壓榨法的工藝流程為:茶籽→低溫儲藏→清洗分級→磁選→脫殼→軋坯→冷榨→油渣分離→山茶油毛油→低溫結晶和晶體生長→低溫過濾→茶籽餅→浸出成品冷榨油。
低溫冷榨法的關鍵工序質量控制點是低溫儲存、清洗分級、冷榨和油渣分離。低溫貯藏過程中,溫度控制在0 ~ 7℃,有利於油茶籽的後熟。在清洗分級過程中,根據不同的顆粒大小進行分級處理,然後對顆粒均勻的原料進行脫粒,可以保證脫殼效率;在冷榨過程中,使用專用冷榨機,冷榨溫度為70-80℃,專用冷榨機可以避免山茶油因高溫而變黑,有效成分流失。在油渣分離過程中,要控制好分離時間和停留時間,過濾時原油不需要經過沈澱池。
高溫壓制法
高溫壓榨法主要采用螺旋榨油機進行動態壓榨。壓榨室內油的瞬時壓榨溫度高,對油和餅都有影響。比如茶油毛油雜質多,顏色深,降低了山茶油的精煉率。所以技術上要求將茶籽脫殼進行螺旋榨油。
高溫壓榨法的關鍵工序質量控制點是脫殼、蒸炒和壓榨。在脫殼過程中,幹燥後的茶籽(含水量12%-14%)進入茶籽脫殼機進行破殼,然後進行風、仁、殼分離;在蒸炒過程中,要調整好茶籽的含水量和溫度,壓榨後的茶籽含水量控制在3%左右,壓榨溫度要達到110-120℃;在壓榨過程中,通過連續的動態壓榨,茶油不斷地從壓機中釋放出來。
機械壓制法的優點是工藝簡單靈活,適應性強,成本低,投資少。壓榨出的油無溶劑殘留,但出油率不高,數據顯示出油率在80%左右。而且由於油茶籽中還原糖、總糖、澱粉含量較高,采用壓榨法制油時容易發生美拉德反應,使油的顏色加深,從而增加脫色過程中活性白土的用量。另外,由於機械壓榨法的原料需要蒸煮或烘烤熱處理,蛋白質等會變性,榨油後餅粕的綜合利用價值降低,殘渣中殘油率高,仍需用溶劑浸出。
溶劑萃取
溶劑萃取是20世紀70年代後興起的壹種制油方法。溶劑浸出是利用某些有機溶劑(如正己烷、石油醚、無水乙醇)溶解油脂的特性,從毛坯或預榨餅中提取油脂的方法。有三種基本工藝:預壓浸出、直接浸出和二次浸出。
溶劑萃取脫油的工藝流程:油脂→制坯(或坯預壓)→溶劑萃取→混合油分離→毛油精煉→成品粕/粕脫溶。
研究人員比較了幾種不同溶劑對山茶油的提取效果。結果表明,以石油醚為提取溶劑,料液比為1:10,提取溫度為50 ℃,提取時間為3h時,山茶油提取率可達93%以上,所得山茶油為淡黃色。
本發明具有出油率高(生產收率可達90%左右)、提取徹底、溶劑可回收、成本低、操作簡單、易於實驗室研究的優點。但在溶劑回收過程中,容易引起不飽和脂肪酸的分解,使毛油皂化值高,產品中有溶劑殘留,極易燃燒,對操作安全性要求高。最近新聞裏報道某公司生產的山茶油苯並芘超標。該公司表示,苯並芘超標的主要原因是浸出油,苯含量超標主要是農民在壓榨山茶油時,為提高出油率,反復烘烤、蒸煮茶籽,導致燃燒現象。這種焦茶餅易產生苯並芘,在提取過程中苯與溶劑油發生高溫化學反應,進壹步增加了山茶油中苯並芘的含量。因此,用溶劑萃取法提取山茶油時,要註意茶籽烘蒸過程中的溫度控制,防止過熱造成安全問題。
水酶法
水酶法是近年來研究和利用的壹種新的油脂提取方法。它利用機械和酶降解植物細胞壁的纖維素骨架,使包裹在細胞壁中的油脂釋放出來,同時破壞與碳水化合物和蛋白質分子結合的其他油脂復合物,使油脂釋放出來。
水酶法提取山茶油的工藝流程:
油茶籽→粉碎→稱重→加入緩沖液→蒸汽處理→冷卻→加入酶制劑→酶解→滅酶→抽濾→出渣→烘幹→石油醚萃取→抽濾→真空幹燥→幹燥至恒重→油茶籽油。
研究人員使用不同的酶提取山茶油,發現Alcalase2.0L蛋白酶最有利於油脂提取。當其用量為0.02ml/g時,油脂提取率最高。同時,考察了溫度、pH值和固液比對油脂提取率和蛋白質水解度的影響。采用響應面法優化並確定了酶法提油的最佳工藝條件:溫度55℃,pH值8,固液比1:6(g/ml)。在此條件下,酶解4h,出油率達到78.25%,高於普通壓榨法。
與傳統工藝相比,水酶法具有以下優點:條件溫和,出油率高,色澤淺,易於精制;該脫脂餅具有低蛋白質變性和良好的可利用性。油和餅易於分離,簡化了工藝,提高了設備的處理能力,降低了生產成本;通過降低能耗,廢水中生化需氧量(BOD)和化學需氧量(COD)的數值大大降低(約35%~75%),易於處理,有利於節能環保,符合可持續發展原則。
超臨界二氧化碳萃取
超臨界流體萃取是在超臨界狀態下,將超臨界流體(通常為CO2)與待分離物質接觸,控制體系的壓力和溫度,選擇性地萃取其中壹種組分,然後通過溫度或壓力的變化,降低超臨界流體的密度,分離出被萃取物質,並回收超臨界流體。
研究人員提出了超臨界CO2萃取山茶油的方法,考察了壓力和溫度對山茶油在CO2中溶解度的影響,分析了萃取條件與油品質的關系,得出了最佳工藝條件:壓力30MPa,溫度35 ℃, CO2流量6L/min。方芳等人討論了超臨界CO2萃取的壓力、溫度、流量和時間對山茶油萃取率的影響,確定了超臨界CO2萃取山茶油(原料粒度為40目)的最佳工藝條件為:萃取壓力35MPa,溫度50 ℃, CO2流量20kg/h,萃取時間65438±050min,此時萃取率可達33.5%,為常規工藝條件。
韓等研究了超臨界CO2萃取鄂西山茶油的最佳工藝參數及出油率與萃取壓力、溫度、時間的關系。正交試驗結果表明,萃取壓力為35MPa,溫度為45 ℃,時間為2.5h,影響萃取率的因素依次為壓力、時間和溫度。單因素實驗表明,萃取率隨萃取壓力和溫度的增加而增加。超臨界CO2萃取的山茶油保留了茶的香氣,酸值低,色澤淺,無溶劑殘留,無需進壹步精制。
超臨界CO2萃取山茶油操作溫度低,不會影響熱敏性物質的天然活性。得到的茶籽油香氣更接近天然香氣,可以省去油脂的精煉過程,出油率在90%以上。但工藝設備要求高,價格昂貴,大規模生產可操作性差。現在只停留在實驗室研究階段。