植物保健油及其开发利用

翟元春，张润光，张亮，封斌奎，王小纪，张有林*

（1陕西师范大学，西安 710062；2陕西大统生态产业开发有限公司，西安710065；3西安市林业技术推广中心，西安710061）

近年来，随着人们生活水平的提高，我国食用油消费开始转向植物保健油。植物保健油是一种从植物中提取的以不饱和脂肪酸为主要成分的对人体具有明显保健功能的食用油，它对于防治心脑血管疾病、促进细胞生长、增强免疫力、抗癌等都有显著效果。与传统食用油相比，植物保健油不饱和脂肪酸含量极其丰富。植物保健油中的不饱和脂肪酸包括单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid，MUFA)和多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFA)。MUFA 中油酸具有特殊的生理功能。PUFA中有重要保健功能的通常是ω-3组和ω-6组，其主要成分有γ-亚麻酸、α-亚麻酸、亚油酸和花生四烯酸。随着植物保健油市场需求的不断增加，国内外对于植物保健油进行了深入研究，在植物保健油的保藏、脱胶、合成制备新产品和生产方面等已有了全新突破，日本、美国等一些国家已将植物保健油作为新型绿色保健品，对于治疗高血脂及其并发症具有显著效果。国内也开始更进一步从保健特性等方面挖掘利用植物保健油。未来植物保健油产业将更广泛的应用于食品、药品、化妆品行业。本文对植物保健油的主要成分、保健功能、作用机理、提取方法以及发展前景等方面的研究进展进行综合论述。

1.不饱和脂肪酸的保健功能及作用机理

1.1 ω-3系列多不饱和脂肪酸

α-亚麻酸(18:3, Alpha Linolenic Acid, ALA)含量大于30%的植物有18属53种，分别是唇形科、亚麻科、胡桃科、十字花科等[1]。ALA属于ω-3不饱和脂肪酸，是一种人体自身不能合成的必需脂肪酸，是体内各组织生物膜的结构材料。ALA经由脱氢酶延长碳链可在体内形成二十碳五烯酸(20:5,Eicosapentenoic acid, EPA)和二十二碳六烯酸(20:6, Docosahexenoic acid, DHA)[2-5]，这两种不饱和脂肪酸对于提高人的记忆力，降低胆固醇含量以及抗炎、降低癌症发生等方面都有显著效果[6-8]。研究表明[9-10]服用亚麻籽油中的ALA可以使患有慢性疾病的非洲裔美国人血液中EPA和DHA分别增加60%和25%，由于ALA形成的EPA中含有4个活泼的亚甲基，不仅对被诱导的巨唾细胞和THLE-3细胞发挥直接抗炎作用,还可以通过激活巨噬细胞对肝细胞作用，导致其体内外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMC)产生的细胞因子IL-l、IL-6 和TNF-α减少，起到间接抗炎的作用。膳食中添加ALA后可促使自由基与PUFA结合，代替自由基与膜脂肪酸产生共轭[11-12]，具有对抗由高糖引发的脂质过氧化的功效。金樱子油中的ALA能使小鼠体内胆固醇合成的限速酶HMG-CoA(三羟-三甲-戊二酰单酰辅酶A还原酶)的活性降低而减少胆固醇含量。几种重要植物保健油中ALA含量见表1。

表1 富含α-亚麻酸的几种植物保健油(%)[13-15]Table 1 Several kinds of plant health care oil are rich in alpha linolenic acid (%)

1.2 ω-6系列多不饱和脂肪酸

γ-亚麻酸(18:3, Gamma linolenic Acid, GLA)最早发现于柳叶菜科月见草(Evening Primrose Flamily)植物，经后续研究发现它存在于80多种高等植物种子油脂中,GLA属于ω-6不饱和脂肪酸，同ALA一样，也是人体必需脂肪酸，在碳链延长酶及后续脱氢下作用合成花生四烯酸(20:4, Arachidonic Acid,AA)。GLA具有降血脂，提高大脑机能，预防动脉粥样硬化的功效。动脉粥样硬化(Atheroma, AS)的形成与脂质过氧化损伤有关，人体摄入 GLA后，由于 GLA很容易转化为次亚麻油酸 (Dihomo-gamma linoenic acid, DGLA)，DGLA可增加巨噬细胞PGE1含量，PGE1则可通过抑制血管内皮细胞DNA的合成抑制血管内皮细胞的增殖，因此产生抗AS的作用。研究证明[16-18]黑加仑籽油、核桃油和玉米油具有降低胆固醇(TC)的功能，主要原因就是它们含有丰富的GLA，其机理为：GLA可以从血液中清除甘油三酯，降低内源性TC的合成，减少β-脂蛋白的生成。高密度脂蛋白(HDL-C)是通过GLA对棕色脂肪酸组织起刺激作用,促进棕色脂肪酸线粒体的活性来完成。不同植物保健油中GLA含量见表2。

表2 富含γ-亚麻酸的几种植物保健油(%)[14，19]Table 2 Several kinds of plant health care oil are rich in gamma linolenic acid (%)

亚油酸（18:2, linoleic acid, LA）又称亚麻油酸，有助于降低血清胆固醇和抑制动脉血栓的形成，具抗氧化的作用。LA属于ω-6长链多烯类不饱和脂肪酸，是合成GLA和AA的前体[20]。红花油中LA含量高达80%以上，LA与TC结合生成脂，将TC降解为胆酸而排出，使得血液中TC含量降低。葡萄籽油富含LA，马玲等[21]研究葡萄籽油对小鼠脏器抗氧化作用时发现,葡萄籽油可使低密度脂蛋白（LDL-C）降低,HDL-C升高，葡萄籽油中的LA可改变TC在体内的分布，减少脂质在血管壁沉积，使得血管壁功能得到提高和完善。沙棘油LA含量为25.56mg/g，王世哲等[22]表明沙棘油可减轻自由基对生物膜的破坏和线粒体的损伤，降低细胞内 Ca2+浓度,抑制溶酶体酶的释放，起到抗氧化作用。共轭亚油酸(Conjugated linoleic acids, CLA)和LA为同分异构体，CLA可促进淋巴细胞和IL-2的生成，激活过氧化物酶体增生因子受体α（PPAR-α），诱导肿瘤细胞过氧化物酶体增生因子受体(PPAR)响应的mRNAs的积累，具有抑制胃癌肠癌，抑制PGE2合成的作用。不同植物保健油中LA含量见表3。

表3 富含亚油酸的几种植物保健油(%)[19,23-24]Table 3 Several kinds of plant health care oil are rich in linoleic acid (%)

1.3 单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid，MUFA)

油酸(18:1, Oleic acid, OA)也称红油，为单不饱和脂肪酸。酸菜油富含OA,可降低超重人群的心血管疾病[25-27]。橄榄油中OA含量高达83%，Nimer等[28]人研究发现橄榄油中的OA能降低NF-kB基因的激活，从而降低介导炎性反应的分子浓度，减少内皮细胞的损伤。动物实验显示[29-30]，当向饲料中添加富含油酸的葵花籽外壳时，3组动物血浆中的TG和LDL-C均升高。茶油中的OA有效降低血清总胆红素、直接胆红素、谷丙转氨酸酶和谷草转氨酶的水平：增强心肌细胞线粒体内琥珀酸脱氢酶的活性，相对应的保护心肌细胞线粒体膜、核膜和肌丝结构的完整性。不同植物保健油OA含量见表4。

表4 富含油酸的几种植物保健油(%)[14,24,30-31]Table 4 Several kinds of plant health care oil are rich in oleic acid (%)

2 不饱和脂肪酸分离纯化与分析

2.1 超临界萃取法(Supercritical Fluid Extraction，SCFE)

SCFE是近几年发展起来的一种新型分离技术，超临界流体密度接近于液体密度，粘度却接近于气体，具有很强的渗透性和溶解性。魏福洋等[32]采用超临界CO2萃取-精馏技术从小米细糠中提取高达67.8%的LA。罗淑年等[33]利用超临界 CO2萃取技术，得到黑加仑籽油中GLA含量为15.2%。

2.2 分子蒸馏法(molecular distillation technology)

分子蒸馏法是利用混合物中各组分挥发度的不同使其得以分离的技术。陈乐清等[34]采用分子蒸馏技术对亚麻籽中的ALA进行了富集研究，使ALA的质量分数提高到80.27%。谢静等[35]利用分子蒸馏技术纯化花椒籽油中ALA，使ALA的纯度从39.3%提高到 63.9%。

2.3 色谱分离法(chromatographic separation)

色谱技术可用于脂肪酸分离纯化和检测，有气相色谱、薄层色谱、高效液相色谱等。Ryu[36]等报道了采用银离子吸附柱纯化紫苏油中ALA的效果,可使ALA的纯度达到90%。李加友等[37]用气质联用仪对金樱子籽油脂肪酸的组成和含量进行测定，表明其LA和ALA分别为43.99%和42.11%。张氽等[13]采用硝酸银-硅胶对花椒籽油中 ALA进行分离纯化，使纯度达到96%。

2.4 尿素包合法(Urea-inclusion method)

尿素包合法是分离PUFA中应用最广泛的方法之一，对分离植物油中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸效果均显著。孙瑞贞等[38]采用混合脂肪酸/尿素(g/g)为1:5，尿素/无水乙醇(g/mL)为 1:30，包合温度为5℃，包合时间为30h，LA得率为65.06%，纯度达到了83.96%。

2.5 精馏分离法(distillation separation process)

精馏分离法是目前使用最广泛的工业化分离技术, 其原理是利用挥发性不同的混合脂肪酸中各组分具有不同饱和蒸汽压而得到分离。刘大川等[39]对米糠毛油进行连续精馏分离，在获得精炼米糠油的同时，还得到了工业油酸、工业硬脂酸等高附加值产品。常用的PUFA主要分离技术优缺点见表5

表5 植物保健油中PUFA主要分析技术优缺点比较Table 5 Main comparative advantages and disadvantages of technology of PUFA in plant health care oil

3 植物保健油的开发应用

3.1 在医药方面的应用

近年来，植物保健油被广泛应用于医药方面，其含有的诸多有益成分对于降血脂、预防心脑血管疾病，清除体内过多自由基，促进生长等方面均有良好效果。临床试验表明[40]服用6周黑加仑胶囊高血脂患者的总有效率为79.06%，显效率为52.28%。沈建福等[41]发现茶油能激活过氧化物歧化酶(SOD)，清除自由基，保护免疫系统。葡萄籽油对辐射损伤小鼠具有良好的防护作用，长期使用还有生出黑发之功效[42]。复方月见草油软胶囊[13]是月见草油与天然VE按一定比例制备的，有助于调节神经和激素功能，防治前列腺炎，缓解更年期引起的各种不适症状等多种作用。Lee等[43]用亚麻籽油饲喂淡水鱼发现,亚麻籽油有利于鱼的生长发育,并可提高其食物利用率。

3.2 在化妆品工业中的应用

随着人们观念的转变，市场上涌现出一大批非大量人工添加的化妆品，其中植物保健油中丰富的PUFA具有提高肌肤锁水能力、提升皮肤韧性、恢复皮肤正常代谢、抗衰老等功能。Bhatia等[44]研究表明亚麻籽油能够改善女性的皮肤状况。月见草油中脂肪酸易被皮肤吸收,提高皮肤保水能力和防止细胞角质化衰老[45]。经AOM(Active Oxygen Method)法试验[46]，精制茶油(化妆品用茶油)的过氧化值达100时需120h,远远高于橄榄油所需时间，因此日本人已经用精制茶油制成了多种天然高级美容护肤品。广州骏创生物科技有限公司生产的具有保健作用的“月见草精油”，是优良的润滑剂和极佳的天然保湿剂，能促进血液循环，使老化细胞恢复生命力。

3.3 在食品工业上的应用

植物保健油作为营养添加剂、乳化剂和增溶剂应用于食品中。添加植物保健油后的产品具有药食同源性，可改善原有品质。在冰激凌等食品中添加植物保健油可有效均一成分，增加其溶解度，提升产品质量。云南开窍绿色生物有限责任公司以核桃油为主,配以酸枣仁、五味子、牛磺酸、神经酸等制成健脑益智软胶囊[47]。刘玉梅等[24]用喷雾干燥法对南瓜籽油进行微胶囊化，提高了易氧化物质的稳定性，便于将南瓜籽油投入生产中。安利“纽崔莱”小麦胚芽油营养胶囊，山东鲁花集团通过添加ω-6/ω-3系列生产出了PUFAs食用坚果调和油。Hanganu[48]证实葡萄籽油代替传统食用油可降低高血压、高血脂、高血糖的发生。Bratu[49]杜仲籽油 β-环糊精包合物可以有效保护生物活性，降低不良气味及刺激性。有专利[50]报道，用葡萄籽油制作的雪糕，是具有清香口感和保健功效的解暑佳品。

4 展望

目前，具有保健特性的植物油来源广泛，但生产保健油的植物种植地区和面积相对局限，因此选择具有高产性的植物原料，最大限度的利用原料中的有效成分开发高效植物保健油产品就显得十分重要。

PUFA是植物保健油的重要功能成分，PUFA中各脂肪酸的分离是关键。目前在分离技术研究方面报道较多，但在工业化生产方面还存在许多问题。从整体效益出发，避免由于工艺所造成的生物活性组分损失，选用最优脂肪酸分离技术显得尤为重要。

为了更好地加快植物保健油产业的发展，应着重建设投资以下方面：a.在植物原油生产地采用先进的科学技术，改革创新，提升原油出产量。b.完善植物原油加工企业区域布局，形成一条紧密的生产加工传送带。c.对植物原油进行更深层次的研究，以期挖掘出适合市场的优质产品。

未来植物保健油发展趋势主要在以下三点：a.将PUFA中各成分分离出来，并将其重新配比混合，形成全新的具有针对性的植物保健油。目前许多国家具有相应的推荐值，一般认为ω-6/ω-3比值在4:1 ～6:1，有人认为α-亚麻酸达到总能量的0.5%-1.6%即能满足健康所需。b.加快发展植物保健油的附加产品，保留蛋白质、纤维素、维生素等生物活性成分，以便后期生产更高档次的加工产品。c.在提高原有产品利用率的基础上，进一步开发全新产品，如植物保健油香皂、植物保健油冷饮、植物保健油漆等。

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