牡丹籽油的研究进展

程安玮，孙金月，王维婷，刘 超，郭 溆

（山东省农产品精深加工技术重点实验室/山东省农业科学院农产品研究所，山东济南 250100）

牡丹籽油的研究进展

程安玮，孙金月*，王维婷，刘 超，郭 溆

（山东省农产品精深加工技术重点实验室/山东省农业科学院农产品研究所，山东济南 250100）

随着牡丹籽油被批准为新资源食品，并被列为可用化妆品目录，油用牡丹作为一种新生事物近年来进入快速发展时期。牡丹籽含油量通常在25%左右，不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的90%以上，其中α-亚麻酸含量约40%，对促进人体健康具有多种医疗和保健功能。对牡丹籽油的提取工艺、影响其稳定性的不同因素进行了综述，以期为牡丹籽油的进一步开发应用提供支持。

牡丹籽油；新资源食品；提取工艺；保健功能

牡丹属于多年生木本植物，其寿命可达数10年。我国牡丹种植栽培历史已有1 600多年，药用历史2000余年。我国是世界上牡丹种植面积最大的国家，尤其是山东、河南、安徽等省份。根据用途不同，牡丹可分为油用型牡丹和观赏型牡丹。顾名思义，油用型牡丹主要用来榨取牡丹籽油。2014年全国油用牡丹种植面积达493.3 km2，牡丹籽年产量超过1亿kg。牡丹籽亩产量较高，一般年景，种植第3年亩产籽粒约150 kg（0.225 kg/ m2），种植第5年亩产籽粒约250 kg（0.375 kg/ m2），约是大豆亩产量的2倍，和大豆相比牡丹籽含油量略高为25%。

牡丹籽油的主要理化性质指标是折光指数（20℃）1.74，相对密度（20℃）0.93，酸值1.78 KOH mg/ g，碘值176 g/100 g，皂化值194 KOH mg/ g，过氧化值4.02 mmol/ kg［1］。牡丹籽油不饱和脂肪酸含量达90%以上，其中α-亚麻酸（ω-3系列）含量超过40%，为橄榄油的60倍。牡丹籽油成份结构合理、营养价值高，且不易氧化沉积在人体血管壁、心脏冠状动脉等部位，是迄今发现较为适合人体营养的油脂。牡丹籽油因其独特的营养和保健作用，被营养学家誉为“世界上最好的油”，植物油中的珍品。文献查阅表明，有关牡丹籽油的研究主要集中在国内，国外研究极少，因此相关的参考文献主要来自国内。目前对牡丹籽油的研究主要集中于提取工艺、脂肪酸组成分析、油脂稳定性及影响因素、功能评价等方面。本文将主要从上述方面进行综述，以期为牡丹籽油的进一步开发应用提供支持。

1 牡丹籽油的提取工艺研究

植物油脂的传统提取工艺主要有压榨法和浸出法，新提取工艺主要有水代法、水酶法、反胶束萃取法、超临界CO2萃取法、超声波萃取法、微波提取法等。查阅相关文献表明，目前牡丹籽油的提取工艺研究也集中在这些方法。

易军鹏等［2］以安徽亳州产的牡丹籽为原料，采用微波辅助手段确定牡丹籽油的提取工艺为:溶剂为正己烷，微波功率825 W，料液比1∶9（g/ mL），时间8 min，提取的油脂中不饱和脂肪酸含量为91.7%，出油率达到24.52%。张钰［3］采用微波辅助手段确定的工艺参数为:微波功率800 W、料液比1∶9（g/ mL）、时间8 min，提取的油脂中不饱和脂肪酸含量为94.2%，出油率27.7%。两者之间工艺参数相差不大，出油率稍有差异，这可能与选用原料的差异有关。

对牡丹籽油的超声波辅助提取工艺也有研究。孙明哲［4］采用250 W功率辅助石油醚浸提牡丹籽油，原料粉碎粒度20～30目，料液比1∶7（g/ mL），浸提时间35 min，温度25℃，出油率为26.76%。该实验中原料的粉碎粒度偏低仅有20～30目，应该进一步提高粉碎粒度，更容易提高原料的出油率。易军鹏等［5］超声波提取工艺的研究也是以石油醚为浸提溶剂，料液比1∶8（g/ mL），超声波功率350 W，处理时间30 min，温度40℃，牡丹籽的出油率达24.89%。两者的工艺参数稍有差异，这可能与选用的超声设备不同有关；出油率也有一定差异，可能与原料的来源不同有关。

目前研究较多的为超临界CO2萃取技术，也是高档油脂制备常用的工艺。综合来看，牡丹籽油超临界CO2萃取工艺参数范围为:物料真空烘干1.5～2 h，工艺筛粉碎粒度40～60目，1 L萃取釜投料量250～300 g，CO2流量20～30 L/ h，萃取压力30～35 MPa，萃取温度40～55℃，解析压力9～10 MPa，解析温度50～60℃，时间1～2 h，可使牡丹籽油的提取率达25%以上，有效提取率达90%以上［6 -8］。研究确定影响牡丹籽油提取率因素由大到小的顺序为:萃取压力、CO2流量、萃取温度、萃取时间［9］。

姚茂君等［10］采用单因素实验和正交试验考察亚临界萃取因素对牡丹籽出油率影响，影响因素由大到小的顺序为:萃取次数、萃取温度、萃取时间、萃取压强。较优工艺条件为:萃取温度50℃，萃取压强0.5 MPa，萃取3次，每次萃取30 min，该条件下的平均出油率为24.16%。

水酶法也是新发展起来提取油脂的一种辅助技术手段，因反应条件比较温和，出油率较高，并且不破坏其他营养成分而倍受青睐。彭瑶瑶确定的水酶法工艺流程为:先加ρ= 5%的纤维素-果胶复配酶（2∶1）对细胞壁进行酶解2.5 h，再加ρ=2%的α-中温淀粉酶水解45 min，最后加ω=0.4%碱性蛋白酶反应2 h，最终水酶法游离油得率为17.65%，总油得率达25.47%［11］。李静［9］也对牡丹籽油的水酶法提取工艺进行了研究，确定的参数为:酶解pH值 10.3，酶解温度52℃，料液比1∶5.4（g/ mL），加酶量556 U/ g，该条件下牡丹籽出油率达23.25%。两者相比，后者工艺相对简单。采用该方法提取牡丹籽油过程中，由于加入的是纤维素酶、淀粉酶及碱性蛋白酶等，反应条件较为温和，为分离制备牡丹籽活性蛋白奠定了基础。

采用不同的萃取方法，牡丹籽油的提取率都能达到25%左右，有效提取率达到90%以上。但采用有机溶剂（如石油醚、正己烷）辅助其他超声、微波等提取手段，可造成有机溶剂的残留，产品质量也受到一定影响，还需要进一步精炼澄清等技术手段。相对来说，超临界CO2萃取技术，绿色、安全、无残留，且提取率也较高，是发展的一个重要方向。

上述内容主要是实验室内开展工艺研究的结果，如果在生产上进行规模化应用，还需要根据生产设备的不同确定具体的工艺参数。目前牡丹籽油的制备工艺主要采用超临界CO2萃取技术，国内专门从事牡丹籽油生产的山东菏泽尧舜牡丹生物科技有限公司，主要采用超临界CO2萃取法，生产工艺较为简单，但是缺点是生产工艺成本较高，因此需要改进生产工艺，以降低生产成本。最近该企业正在研究亚临界萃取技术以期降低生产成本。现在国内油用牡丹种植面积仍相对较小，牡丹籽油年产量不大，导致牡丹籽油价格相对较高，主要用于开发保健食用、化妆品等高档产品来提高其市场价值。

2 牡丹籽油的脂肪酸组成研究

牡丹籽油的脂肪酸组成分析采用的方法有气相色谱法、气相色谱-质谱联用法、辅助其他分析手段如等效链长分析法等。

Li等［12］采用GC-MS法测定了来源于我国中原地区20个品系、西北地区20个品系、日本产地2个品系以及2个品系的野生牡丹籽油的脂肪酸成分，发现主要有9种脂肪酸组成，分别为肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、异油酸、亚油酸、花生酸、α-亚麻酸、11-二十碳烯酸。其中，棕榈酸4.7%～9.1%、硬脂酸0.9%～2.1%、油酸14.2%～31.6%、亚油酸19.1%～41.1%、α-亚麻酸26.1%～54.7%，ω-3位不饱和脂酸的含量非常高。从测定的结果来看，不同产地、不同品系牡丹籽油中各种成分的含量差异较大，其他研究也得出了同样的结论［13］。Duygu等［14］从土耳其产地的牡丹籽乙醇提取物中共分离到7种成分，其脂肪酸组成及含量变化幅度较大，其中棕榈酸含量5.97%～20.50%、硬脂酸0.97%～3.86%、油酸21.93%～61.15%、亚油酸10.89%～28.95%、亚麻酸0%～44.11%，在提取物PB中含有3.60%的肉豆蔻酸，不含亚麻酸，该7种成分的具体制备分离方法，在文中没有详细的叙述，因此无法分析之间的差异性原因。

刘建华等［15］应用化学萃取法提取牡丹籽油，采用毛细管气相-质谱联用技术，共检测到14种甲酯化后的脂肪酸，主要成分为亚油酸和亚麻酸，含量分别为57.93%和28.2%。邓瑞雪等［7］采用超临界CO2萃取技术提取牡丹籽油，GC-MS法分析组成，共发现了33种成分，包括酯类、醛类、烷基、烯类、醇类及一些衍生物等，又分析得到17种脂肪酸类成分，不饱和脂肪酸的相对含量超过70%，其中亚麻酸32.38%、亚油酸20.57%、棕榈酸13.36%。戚军超等［16］利用石油-乙酸乙酯作为萃取剂，通过GC-MS分析，检测到牡丹籽提取物中共含有37种成分，其中脂肪酸17种，亚油酸、亚麻酸和油酸等不饱和脂肪酸含量最高达83.05%，饱和脂肪酸仅为14.33%。韩雪源等［17］采用GC-MS方法，测定了不同产区油用牡丹品种“凤丹”的脂肪酸含量，其不饱和脂肪酸含量丰富，依次为亚麻酸、亚油酸和油酸，棕榈酸和硬脂酸含量较少，不同产区牡丹籽油中主要总脂肪酸的含量变异系数为7.83%。

由于很多研究采用的方法和原料不同，导致测定的牡丹籽中脂肪酸成分的含量也不相同。用传统的气相分离检测手段，一般鉴定的牡丹籽油脂肪酸成分为17种，其中含量最高的不饱和脂肪酸为亚麻酸和亚油酸，不饱和脂肪酸的总量超过85%。如结合质谱、等效长链等多种手段，检测到的脂肪酸种类则明显增多，且正反式不饱和脂肪酸都可以分辨出来。研究结果集中表明，牡丹籽中不饱和脂肪酸含量达90%以上，依次为亚油酸、亚麻酸、油酸，饱和脂肪酸为棕榈酸和硬脂酸。

上述研究结果表明，我国产地的牡丹籽油不饱和脂肪酸含量高达90%以上，特别是α-亚麻酸含量通常达42%以上，远远超过其他食用油，其品质优于被广为推崇的橄榄油。α-亚麻酸是构成人体脑细胞和组织细胞的重要成分，人体不可缺少、自身不能合成的必须脂肪酸。鉴于对于人体健康的重要性，世界卫生组织和联合国粮农组织决定在全世界专项推广α-亚麻酸。因此，牡丹籽油是一种品质优良的高端食用油。

3 牡丹籽油的稳定性研究

由于牡丹籽油不饱和脂肪酸含量非常高，一些脂肪酸在不同位置含有多个不饱和键，因此易受热、光照、辐射、储藏时间等多因素影响发生氧化、酸败等现象［1］。高温环境下牡丹籽油过氧化值（peroxide value，POV）和酸值的变化幅度明显高于室温和低温条件下的变化幅度。李静等［18］也研究证明，在超过40℃的温度条件下，牡丹籽油的POV值明显升高，光照条件下其POV值升高幅度明显高于避光条件下，敞口保存条件下其与空气接触的增加也加快了其POV值的升高。这些因素都加快了牡丹籽油的氧化速度，导致其品质受到一定的影响。

添加抗氧化剂是防止不饱和脂肪酸氧化的手段之一，常见的抗氧化剂有VE、茶多酚、二氢杨梅素、柠檬酸、抗坏血酸等。李静［9］通过测定超临界CO2萃取技术制备的牡丹籽油的POV和硫代巴比妥酸值（2-thiobarbituric acid，TBA）值，抗氧化效果由强到弱的顺序为茶多酚、二氢杨梅、迷迭香提取物、VE。以POV为指标，高原菊测定发现一些成分对牡丹籽油的抗氧化能力顺序为迷迭香提取物＞茶多酚＞生育酚＞大豆异黄酮＞葡萄籽提取物，但这些天然抗氧化剂的抗氧化能力均低于人工合成的BHT（二叔丁基-4-甲基苯酚）。研究还进一步证实，迷迭香提取、茶多酚和生育酚彼此之间存着协同作用，复配柠檬酸和迷迭香提取物在一定程度上提高了牡丹籽油的抗氧化能力［19］。

添加抗氧化剂能防止牡丹籽油发生氧化，抗氧化剂可有效抑制油中丙二醛的产生，增加自由基的稳定性。但添加抗氧化剂并不能长时间抑制不饱和油脂的氧化反应，长期保存的效果并不理想。采用常规的低温避光保存，并尽量短时间内用掉，才能更好地发挥牡丹籽油的保健效果。

4 牡丹籽油的功能性研究

牡丹籽油不饱和脂肪酸含量很高，特别是ω-3多元不饱和脂肪酸，其中α-亚麻酸含量超过40%，这些不饱和脂肪酸对牡丹籽油的功效起着重要作用。研究证明牡丹籽油的主要功能表现在抗氧化、降血脂、降血糖、保护肝损伤等方面。

4.1 抗氧化能力

研究证明超临界CO2萃取的牡丹籽油（3 mg/ mL）对DPPH自由基的清除作用明显，清除率达50%［8］。翟文婷等［20］研究了冷榨的牡丹籽油对DPPH自由基的清除作用，结果表明其EC50值为29.30 mg/ mL，显示出较强的清除能力。张萍［21］将牡丹籽油与乙醇以不同的比例混合，当牡丹籽油含量低于50%时，随着牡丹籽油浓度的升高对DPPH自由基的清除能力明显增强。上述研究表明，采用目前方法制备的牡丹籽油都具有一定的抗氧化能力，可提高机体的免疫能力。

4.2 降血脂和降血糖作用

高血脂和高血糖是现代人群常发、易发疾病，也是导致其他疾病的基础性病症，与人们长期不良饮食习惯有着很大关系。目前我国居民食用的主要油脂为花生油、大豆油、猪油等，这些油脂饱和脂肪酸含量高，易诱导高血脂或高血糖等病症的发生。经常食用一些不饱和脂肪酸含量高的油脂，可从饮食上预防高血脂和高血糖病症的发生。牡丹籽油中不饱和脂肪酸含量非常高，对降低有害血脂、提高有益血脂的含量具有明显的效果。以高脂血大鼠为模型，连续灌胃30 d，结果证明血清中总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）明显降低，而有益的高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）值显著上升［22］。朱宗磊［23］研究表明，高血糖小鼠饲喂低、中、高浓度的牡丹籽油后，血清中TC、TG、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）的含量均显著下降，而HDL-C含量显著升高。牡丹籽油可显著降低糖尿病小鼠的血糖值，且具有一定剂量的依赖性，可改善正常小鼠的糖耐量［22］。总之，食用一定量的牡丹籽油对降低血脂、血糖具有明显的作用。

4.3 保护肝脏，增强免疫

牡丹籽油对小鼠急性肝损伤具有保护作用。可显著地提高肝脏的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）水平，并能极显著地降低肝脏丙二醛（malondialdehyde，MDA）的含量，提高谷胱甘肽过氧化酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）水平。因此，适量摄入牡丹籽油对小鼠急性肝损伤有显著的保护作用［24］。王芸［25］的研究结果也同样证实了牡丹籽油对肝脏的保护作用。

给予小鼠不同剂量的牡丹籽油软胶囊30d，对其体重增长、脾脏指数、胸腺指数及NK细胞活性无影响，而对单核-巨噬细胞吞噬功能及小鼠抗体生成细胞数具有较明显的影响，小鼠血清抗体积数增加显著［23］。牡丹籽油对提高小鼠自身的免疫力也有一定的作用。

4.4 其他作用

牡丹籽油对紫外线吸收有很好的作用，加入牡丹籽油的基础配方在290～310 nm有强吸收峰，恰好能吸收紫外线，可具有防晒效果［26］。牡丹籽提取物对枯草杆菌、沙门氏菌、根霉菌和黑曲霉菌等有一定的抑制作用，且其稳定性不易受温度和紫外线的影响。牡丹籽油中含有角鲨烯，其功能主要是有效地促进人体血液循环，增强人体免疫机能，还能有效保护皮肤脂质细胞不受自由基伤害，防止皮肤表面水分散失。因此，牡丹籽油可用于化妆品的生产。

美国FDA确认α-亚麻酸具有多项功能:降血脂和降血压，增强免疫，预防糖尿病，防治癌症，防脑中风和心肌梗塞，清理血中有害物质和防治心脏病，缓减更年期综合征，提神健脑、增强注意力和记忆力，辅助治疗多发性硬化症，辅助治疗类风湿性关节炎，用于皮肤癣或湿疹，预防与治疗便秘、腹泻和胃肠综合征。由于牡丹籽油中α-亚麻酸含量丰富，高达40%，研究证明牡丹籽油也具有多项功能。

5 牡丹籽油的研究展望

油用型牡丹作为一种新生事物，近几年才刚从药用牡丹发展起步。随着2011年国家卫生部批准牡丹籽油作为新资源食品、2014年国家食品药品监督管理总局将牡丹籽油原料列为可用化妆品目录，标志着牡丹籽油可以正式进入食用油、化妆品市场。目前牡丹种植主要集中在我国，但由于种植面积不大，总产量不高，造成牡丹籽油的加工生产成本相对较高，牡丹籽油及其相关产品在我国消费市场上还不多见，主要是作为高档礼品的形式出现。油用牡丹作为一个朝阳、新兴产业，具有良好的经济、生态和社会价值。2015年我国多个省、地、市都出台了在当地适宜地区发展油用牡丹产业的发展规划，如甘肃省计划到2020年油用牡丹种植面积达667 km2，山东省更是要在2020年发展油用牡丹面积到2 467 km2，其中山东省菏泽市要把油用牡丹的种植和加工打造成当地的主导产业。通过大力发展油用牡丹，扩大其种植面积，提高牡丹籽的产量，形成较大的区域规模优势，可降低牡丹籽油及其相关产品的价格。

由于目前牡丹籽油的总产量还比较小，价格比较昂贵，对其开发产品的形式还比较单一。未来对牡丹籽油的研究及发展方向主要集中在以下几个方面。1）深入研究优化牡丹籽油的绿色提取工艺，提高出油率、改善油脂品质和性能；2）开发出性能良好的配套加工设备，降低生产成本及能耗；3）在对牡丹籽油脂肪酸及其他成分了解比较清楚的基础上，对其功能、作用机理做进一步的深入研究，为开发新型产品提供理论支持；4）利用制备的牡丹籽油，通过不同的加工技术和包装形式，开发出适于我国不同居民需求的方便、形式多样的牡丹籽油新型功能产品。通过这些方面的研究与开发，进一步为开拓国际市场奠定基础。

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Research Progress of Peony Seed Oil

CHENG Anwei，SUN Jinyue*，WANG Weiting，LIU Chao，GUO Xu
（Key Laboratory of Agro-Products Processing Technology of Shandong Province/ Institute of Agro-food Science and Technology，Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 250100，China）

Recently peony seed oil was approved as a new food resource，and it was also listed in the inventory of ingredients to be used for producing cosmetics.Since then the peony seed oil has entered into a rapid development period.The oil content in the peony seeds is approximate 25%，and unsaturated fatty acids in the total fatty acids is over 90%，in which α-linolenic acid is about 40%.Peony seed oil is rich in nutrition，which is beneficial to human health.Extraction methods for peony seed oil and factors affecting its stability are also reviewed and summarized in order to provide supports for its further application.

peony seed oil；new food resource；extraction method；health function

李 宁）

TS225.1

A

10.3969/ j.issn.2095-6002.2016.03.012

2095-6002（2016）03-0079-06

程安玮，孙金月，王维婷，等.牡丹籽油的研究进展［J］.食品科学技术学报，2016，34（3）:79 -84.

CHENG Anwei，SUN Jinyue，WANG Weiting，et al.Research progress of peony seed oil［J］.Journal of Food Science and Technology，2016，34（3）:79 -84.

2015 -06- 13

山东省自主创新及成果转化专项（2014CGZH0712）；山东省引进国外智力项目（特殊类型脂肪酸植物的引进及其储存脂在植物籽中的生物合成）。

程安玮，女，副研究员，主要从事活性物质提取方面的研究；*孙金月，男，研究员，主要从事植物功能油脂方面的研究。通信作者。