文冠果主要功效成分研究进展
2016-09-14胡文忠刘程惠陈妍竹大连民族大学生命科学学院辽宁大连116600
孙 录,胡文忠,刘程惠,白 雪,陈妍竹(大连民族大学生命科学学院,辽宁大连116600)
文冠果主要功效成分研究进展
孙 录,胡文忠*,刘程惠,白 雪,陈妍竹
(大连民族大学生命科学学院,辽宁大连116600)
文冠果是我国特有的木本油料植物,文冠果油不仅可以作为高级食用油,同时还可以作为生物燃油。本文针对文冠果的主要成分及其功效进行综述,并进一步对文冠果中的文冠果油的成分、功效、应用状况及提取方法进行了论述。最后对文冠果及文冠果油在未来的开发和应用前景予以展望,以期为文冠果未来发展应用的科学研究提供参考。
文冠果,文冠果油,成分,功效
文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge)是无患子科文冠果属植物,是中国特有的古老的木本油料树木类型,已有200多年的种植历史,又被称作“北方油茶”。它在生态、能源、食用、药用以及观赏等方面均具有很高的价值。文冠果可生长在海拔52~2260 m范围内的山地以及丘陵地区,在我国内蒙古、河南、新疆等地区广泛种植。文冠果具有超强的生命力,不管是在草沙地、黄土丘陵、沟壑,亦或是在悬崖边上均可以顽强地生存[1]。有耐寒、耐旱、耐土壤瘠薄的特性,这让人们在进行山区绿化、退耕还林、防风固沙工作的时候,首先考虑的就是此类树种[2-3]。目前,文冠果的全国种植面积为6.67万hm2,1 hm2文冠果产油量为2250 kg,高于油茶和油用牡丹[4]。文冠果油被许多地区作为食用油食用已有很悠久的历史,随着人们对文冠果油的不断研究和探索,发现文冠果种子含油量高、食用品质好,不仅能够当作高级食用油,亦能够被应用于食品医药化工等领域[5],近些年文冠果种子油也被研究用于制作生物燃油,但工艺并不娴熟,生产成本相对较高,因此有待开发以缓解我国生物能源的短缺。
1 文冠果的主要成分及功效
文冠果的主要有效成分来自文冠果油,文冠果油是其种子经加工所得。文冠果种子含油率约为30.40%,种仁含油率约为66.39%,蛋白质含量为25.75%,非氮物质的含量为3.7%,粗纤维的含量为1.6%[6]。文冠果的其他组织也富含很多有效的化合物,如黄酮类和杨梅树皮苷等。文冠果中的这些主要成分都有其特定的功效,例如文冠果中的黄酮类物质具有极强的抗氧化活性和保护心脑血管系统功效,杨梅树皮苷具有杀菌、止血、降胆固醇等功效[7]。
1.1 文冠果油的有效成分和功效
文冠果油主要来自文冠果种仁,精炼的I级文冠果油呈淡黄色,碘值114.9、皂化值187.7[8],文冠果油含有很多有效成分,主要包括脂肪酸、甾醇类、皂
苷等。
1.1.1 脂肪酸 文冠果油中含有大量的脂肪酸,其构成成分以油酸、亚油酸为主,脂肪酸构成(%)为棕榈酸5.0、硬脂酸2.0、油酸30.4、二十碳烯酸7.2、芥酸9.1、二十四碳烯酸2.6、亚油酸42.9、二十碳二烯酸0.9、亚麻酸0.3[8],肉豆蔻酸、花生酸以及二十四碳烷酸均为极少量。黄玉广[9]对文冠果油与高不饱和脂肪酸油(如核桃油、沙棘油和玉米油等)比较,得到文冠果油里的不饱和脂肪酸占有比例最大,高达94%,可以称得上为“不饱和之王”。不饱和程度越大,则脂肪越软,越容易被人体吸收,具有越好的降胆固醇的作用,对预防心血管系统的疾病也越有益。共轭亚油酸(CLA)有着广泛的生物活性,对于癌症、动脉粥样硬化等方面有着非常好的医疗效果,而且共轭亚油酸可以保障动物不会受到癌症的侵入,是仅有的一类和动物食物相关联的能够抵御癌症的食物[10]。CLA是将亚油酸经甲酯化和纯化后得出的[11],因文冠果亚油酸含量较高,则可推测文冠果中可提炼的共轭亚油酸含量也较高。文冠果油还可以用来制造生物燃油,因为其中脂肪酸碳链的长度和组成成分会对生产的生物柴油的品质造成直接的影响,碳链长度位于C17~C19之间最适宜制造生物柴油[12]。
1.1.2 甾醇类 甾醇类物质是文冠果种仁油非皂化部分的重要组成成分,具有非常良好的抵抗细菌的属性[13]。曹立强等[14]曾用碱液用量14∶1 mL/g,温度75℃,皂化时间40 min作为提取精炼后的文冠果油中甾醇的条件,可得出甾醇的提取率为3%,并利用文冠果油中提出来的甾醇粗提取物就大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、毛霉以及青霉的抗菌性质进行验证,得出文冠果中的甾醇物质对于毛霉以及青霉而言虽然没有显著的遏制效果,但是就大肠杆菌以及枯草芽孢杆菌来说效果显著,这进一步验证了文冠果油中的甾醇是良好的抗菌剂。文冠果甾醇类与其衍生物不但能够直接被用来降低血脂、抑制溃疡以及抵抗癌症,并且也是当下全球甾体药品所亟需的主要药品来源[15],根据其3%的提取率可知每吨的废油饼可生产30 kg的粗甾醇[14],其市场前景和经济效益都比较可观,所以文冠果种仁C的甾醇类有待深入研发探究。
1.1.3 皂苷 文冠果种仁中的总皂苷含量为0.5%[16],精炼的文冠果油可用于提取文冠果皂苷,孙静丽[17]利用文冠果皂苷所做的动物实验研究表明,文冠果皂苷可以提高普通老鼠的学习记忆能力,也验证了其具有较强的生物活性,具备提升记忆力、抗氧化、抗疲惫等功效[8]。文冠果中的皂苷类可被开发制成提升记忆力、抗氧化等拥有保护健康作用的功能型饮品。Lili Yu等[18]通过提取分离文冠果子油发现并得到了五种新的三萜皂苷,并且经过验证,三萜皂苷类对人体有一定的抗肿瘤[19]的作用。
1.2 文冠果其他组织中的成分和功效
有研究表明在文冠果树各组织中发现大量化合物[20-23]。表1可以看到在文冠果的各组织中含有多种化合物。
文冠果的其他组织中的成分也有很多功效,由表1可知文冠果有许多药用价值,它的枝、叶、果柄和种仁均可入药,因此已有用文冠果枝制成医疗风湿病的中成药,例如“风湿灵”、“风湿贴膏”等。另外叶片不仅具有降动脉血压的功效[24],还具有消除脂肪的功效,可以利用文冠果叶制成减肥茶及减肥饮品[25]。文冠果种仁能够用来治疗血管病、智力低下和老年痴呆症等药品[26-27]。文冠果花萼中的岑皮甙有解热、安眠、抗痉作用[28],果壳乙醇提取物中的总皂苷可以改善记忆障碍[29]。动物实验和临床实验表明文冠果的某些特殊成分具有神奇功效,例如Ma等[30]对其果木单体化合物的研究表明,文冠果的三萜类化合物具有抗HIV-1蛋白酶活性。其果仁在脱脂后能够制成治疗儿童遗尿症的高效药物,100例初期临床结果数据表明,它的有效率高达93%[9]。邹莉波等[31]的动物实验探究表明,文冠果壳提炼出来三萜皂苷类——文冠果壳苷可以改进Aβ1-42致痴呆模型小鼠学习记忆障碍,有可能制成抗痴呆类新药。
表1 文冠果树各组织所含化合物Table1 Xanthoceras sorbifolia Bunge groups contain compounds
2 文冠果油的应用及提取方法
2.1 文冠果油的应用
文冠果油为高级食用油,为半干性油,凝固点很低,为-37℃,适合炒、凉拌等烹调方式,也可直接食用,不适于高温烹调使用。文冠果油是具有很强的乳化稳定性,可被用来当作乳化香料的基础性材料,开发相关系列的乳化香味料,作为固态食品的调香调味使用。文冠果油对于人体健康十分有益,可以提供前列腺素合成前体,保障正常生长发育,推动胆固醇的降解,防治动脉粥样硬化,防止皮肤和肾受侵害[32]。文冠果油的碘值较低,碘值作为油不饱和度的象征,为油中饱和脂肪酸的比率高低的指标,碘值低就意味着饱和脂肪酸的比例低,饱和脂肪酸比例低的油对人身体健康有好处。文冠果油的酸值较小,游离脂肪酸含量通常是0.52,符合I级食用植物油标准。文冠果油的亚油酸含量大,亚油酸对心血管疾病具有显著疗效,市面上已有主要成分为亚油酸的用于治疗高血脂、高血压的中成药,例如:“益寿宁”、“亚油酸滴丸”等[33],通过文冠果油的这些特点与功效,可以说明文冠果油具有极好的医疗保健功效。
2.2 文冠果油的提取方法
文冠果籽油的提取方法有很多,主要有五种,具体见表2,表2分别描述了四种方法所需原料质量、时间、温度和得率。
综合比较这四种常用的文冠果籽油提取方法可知,超声波辅助提取方法的提取率为63.78%,相对较高,用时较短。冷榨提取法用时较长为6~8 h,得率最低为40.44%。而得率最高的为索氏提取,65.08%。微波辅助提炼方法的得率是55.21%,用时最短是20 min。Ji Lia[40]用水酶法所提取的文冠果油,观察其扫描电镜的显微结构可知经此法提取的文冠果油的粒子更为密集,油质更好,说明水酶法可以用来提取高品质的文冠果油。综合时间和得率两方面,应该选择超声波辅助提取方法来作为实验室提取文冠果籽油的最优方法。
表2 文冠果种子油的提取方法比较Table2 The extracting method of Xanthoceras sorbifolia Bunge oil
3 结论与展望
文冠果的全身都是宝,其新鲜的果实能够直接进食,种仁经过炒制后能够被食用。其种仁具有较之核桃仁含量更高的蛋白质,还富含粗纤维,非氮物质等益于人体的物质,是优质的绿色食品[33]。文冠果油为可食用油,颜色品相均为油中佳品,在常温下为金黄色,澄清透明,煎炒香味扑鼻,凉拌爽滑可口,色、香、味俱全,为食用油中的一等品。文冠果的种壳、果壳可被开发制作成活性炭、木糖醇、酒精等物质。文冠果树木料紧实,纹路优美细腻,气味芳香,能够被制造成为各种家具。文冠果的花期长,流蜜量大,可制成相关的蜜源食物[41]。此外,文冠果油中富有不饱和脂肪酸,具有很强的皮肤渗入能力,常用作按摩底油[42]。
未来研究可对文冠果的保健功能进行开发,在不破坏其功效成分的基础上,推出具有提高记忆力、抗衰老、安眠等功能的保健食品,这类保健食品将具有可观的市场前景。文冠果的种皮以及果壳等其他组织也有待开发研究,以便其在保健食品、功能食品、医药工业领域得到更好的运用。近几年,文冠果油可直接被用来裂解为生物柴油,代替菜籽油作生物柴油原料。伴随生物提炼加工技术以及生物质能源工程技术能力的持续提高,采用生物质能转换科技,运用文冠果油等生物质能源,利用其无污染性,制造各类型的清洁燃料,代替石油以及天燃气等矿物能源是未来发展的不可逆的趋势,对于促进国民经济快速平稳发展、保障国家能源安全有着十分重要的意义[8]。
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Research advance of main efficacy components of Xanthoceras sorbifolia Bunge
SUN Lu,HU Wen-zhong*,LIU Cheng-hui,BAI Xue,CHEN Yan-zhu
(College of Life Science,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,China)
Xanthoceras sorbifolia Bunge was unique woody oil plants in China,the Xanthoceras sorbifolia Bunge oil not only could be used as a senior cooking oil,but also could be used as the biofuel.In this paper the main ingredients and efficacy of Xanthoceras sorbifolia Bunge were reviewed.The composition,efficacy,current application situation and extraction methods of the Xanthoceras sorbifolia Bunge oil also were discussed.Finally,the article predicted the development and application of the Xanthoceras sorbifolia Bunge oil in the future.This paper would provide certain reference for the scientific research of Xanthoceras sorbifolia Bunge in the future.
Xanthoceras sorbifolia Bunge;Xanthoceras sorbifolia Bunge oil;ingredients;efficacy
TS201.1
A
1002-0306(2016)08-0396-04
10.13386/j.issn1002-0306.2016.08.074
2015-11-24
孙录(1990-),女,硕士研究生,研究方向:食品加工与质量安全控制,E-mail:sunlu0921@163.com。
*通讯作者:胡文忠(1959-),男,教授,研究方向:食品加工与质量安全控制,E-mail:hwz@dlnu.edu.cn。
满族医药与特色食品的研发(DC201501020101)。