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油茶饼是原料油茶籽经过机械压榨加工出油后的副产物,其中依然富含大量茶皂素、残油、磷脂、蛋白质、碳水化合物等多种有价值物质,这些物质用途广泛,附加值高,其分离提取方法是目前油茶加工产业重点研究的方向之一。现有的萃取技术产物单一,但耗时耗能,成本高,收益低,限制了部分油茶饼的充分利用。正丁醇-水溶液可以同步高效萃取多种油茶饼组分,且相对分步萃取耗时短,能耗少,成本低。因此,本课题研究以油茶饼为试验对象,研究正丁醇-水溶液同步萃取油茶饼多组分的溶出规律,优化其同步萃取及分离工艺;探究其同步萃取机理,为研究油料加工副产物多组分同步高效萃取及利用提供依据和试验参考。主要课题研究内容及结果如下:(1)正丁醇-水溶液同步萃取油茶饼多组分的溶出规律研究研究比较了不同因素条件下油茶饼多组分溶出规律,构建了以萃取温度、pH、萃取液料比为自变量,茶皂素溶出率为因变量的响应面优化模型:Y1=91.89-1.04A+0.80B+1.79C+0.29AB+0.19BC-2.61 A2-0.31B2-1.88C2,通过统计分析响应面模型后可以发现:萃取pH和萃取温度、萃取温度和萃取液料比之间的交互作用显著;构建以萃取pH、萃取温度、萃取液料比为自变量,茶皂素纯度为因变量的响应面优化模型:Y2=78.72+0.51A+0.33B+0.31C+0.28AC-2.591A2-0.73B2-0.99C2,通过统计分析可以发现:pH和萃取温度是影响茶皂素纯度的主要因素,影响力的强弱顺序依次是pH>萃取温度>萃取液料比且萃取pH与液料比之间的交互作用显著。优化后的正丁醇-水溶液同步萃取条件为:萃取pH4.5、萃取温度84℃、萃取液料比10.6 mL/g、正丁醇含水量20%、萃取时间120 min,在此同步萃取条件下茶皂素溶出率及茶皂素纯度理论值分别为92.50%、78.76%。实际测得茶皂素溶出率(92.38±0.57)%,茶皂素纯度(78.47±0.37)%,与理论值基本接近。(2)正丁醇-水溶液同步萃取油茶饼多组分分离研究探究正丁醇-水溶液同步提取油茶饼后的提取液,在分离过程中分离温度、pH、盐种类、盐浓度等因素对多组分分离的边界条件的影响,构建了以分离温度、pH、氯化钾浓度为自变量,茶皂素分离率为因变量的响应面优化模型:Y1=88.91-0.27A+0.56B-1.24C+0.21BC-0.80A2-1.04B2-2.79C2。得到正丁醇-水溶液同步萃取油茶饼多组分体系分离优化条件:分离温度87℃、pH3.8、氯化钾浓度0.09 mol/L、在此条件下茶皂素分离率理论值为89.22%。实际测得茶皂素分离率为(89.18±0.32)%,与理论值接近。(3)正丁醇-水溶液同步萃取油茶饼多组分的机理研究通过添加茶皂素,开展正丁醇-水溶液体系对茶油的增溶作用研究,发现茶皂素的添加在一定程度上促进正丁醇-水溶液体系对茶油的溶解作用。利用扫描电镜微观结构观测技术观察油茶饼的微观结构,结合了正丁醇-水溶液萃取过程中油茶饼的溶胀系数变化,发现萃取时的pH、温度、液料比、时间及正丁醇-水溶液含水量等因素均对油茶饼的溶胀系数有一定的影响。通过GC-MS分析法对正丁醇-水溶液同步萃取得到的茶油中含有的主要脂肪酸组成及其含量为棕榈油酸0.30%、棕榈酸10.62%、亚油酸6.20%、油酸75.06%及硬脂酸2.39%。