湘西野生牡丹籽油脂肪酸组成及体内辅助降血脂作用

李加兴,陈双平,黄 诚,贾 法,吴 越

(1.吉首大学化学化工学院,湖南吉首 416000; 2.湘西老爹农业开发有限公司,湖南吉首 416000; 3.湖南奇异生物科技有限公司,湖南长沙 410008)

湘西野生牡丹籽油脂肪酸组成及体内辅助降血脂作用

李加兴1,陈双平2,黄 诚1,贾 法2,吴 越3

(1.吉首大学化学化工学院,湖南吉首 416000; 2.湘西老爹农业开发有限公司,湖南吉首 416000; 3.湖南奇异生物科技有限公司,湖南长沙 410008)

采用气相色谱法分析湘西野生牡丹籽油的脂肪酸组成,并通过50例人体试食实验探讨其辅助降血脂作用。结果表明,湘西野生牡丹籽油主要由棕榈酸6.04%、硬脂酸1.81%、油酸25.20%、亚油酸28.65%、亚麻酸37.41%组成,不饱和脂肪酸高达91.26%;湘西野生牡丹籽油可显著降低受试者的胆固醇(TC,Serum Total Cholesterol)、甘油三酯(TG,Triacylglyceride)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C,Low Density Lipoprotein Cholesterol)水平,降幅分别为13.20%、35.98%、10.72%,差异具有统计学意义(p<0.05),总有效率分别可达70.73%、81.40%、66.67%,而对高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C,High Density Lipoprotein Cholesterol)水平无影响,表明牡丹籽油具有较好的辅助降血脂功效。

牡丹籽油,脂肪酸,血脂水平,人体试食实验

牡丹(PaeoniasuffruticosaAndr.)属毛莨科芍药属落叶灌木,有“花中之王”的美誉,具有极高的观赏、药用和经济价值。中国作为牡丹的原产地,是品种起源、演化和发展中心,有着2000多年的栽培利用历史[1]。自古以来,人们就从牡丹花中提取香料,而牡丹根制成的“丹皮”则是一味重要的中药材[2-3]。牡丹籽是加工丹皮的副产品,含油量为27%～33%[4]。从牡丹籽中提取的牡丹籽油不饱和脂肪酸含量高达90%以上,其脂肪酸组成为亚麻酸41%～46%、亚油酸19%～27%、油酸15%～23%[5]。2011年3月,牡丹籽油被卫生部批准为新食品原料,正式成为国家认定的又一珍稀高级木本食用油。

亚麻酸与亚油酸是对人体健康特别重要的两种必需脂肪酸,其中亚油酸可抑制胆固醇合成、调节血压,亚麻酸具有降低血脂及胆固醇、促进脂肪代谢及肝细胞再生等功效[6-7]。因牡丹籽油富含亚麻酸和亚油酸等不饱和脂肪酸,故而开发利用前景极为广阔。目前,国内对牡丹籽油的研究主要集中在提取工艺与成分分析等方面,而对其降血脂等保健功效的研究较少,特别是体内实验研究鲜见报道。因此,本实验以源自湘西的野生牡丹籽为原料,采用超临界CO2萃取工艺提取牡丹籽油,利用气相色谱法测定牡丹籽油的脂肪酸组成,并探讨其体内辅助降血脂作用,以期为牡丹籽油的开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

牡丹籽油 由湘西老爹农业开发有限公司提供;硫酸、氢氧化钾、甲醇、正乙烷、氯化钠、浓硫酸、冰乙酸、三氯甲烷、无水乙醇、无水乙醚、淀粉、碘等试剂 均为分析纯;正己烷 色谱纯。

HA221-40-96型超临界流体萃取装置 江苏南通华安超临界流体萃取设备有限公司;101-2AB型电热鼓风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司;GC2010气相色谱仪 日本岛津公司;HH-S6ZK型恒温水浴锅 上海科升仪器有限公司;KDN-BI 型定氮仪 上海新嘉电子有限公司;JA-5103N高精度电子天平 上海民桥精密科学仪器有限公司;SZF-06A 脂肪测定仪 上海精隆科学仪器有限公司;ZS-3型半自动生化分析仪 北京中生生物工程高技术公司;其它为实验室常用低值易耗品与用具。

1.2 实验方法

1.2.1 牡丹籽油的提取 提取流程:牡丹籽→筛分除杂→脱壳筛分→牡丹籽仁→粉碎→超临界CO2萃取→油水分离→物理精炼→牡丹籽油,操作要点:牡丹籽粉碎过40目筛,萃取温度48～50 ℃,萃取压力30～35 MPa,萃取时间2～2.5 h,CO2流速250～300 kg/h。

1.2.2 牡丹籽油理化指标的测定 外观、气味和滋味采用GB/T 5525-2008的方法测定;折光指数采用GB/T 5527-2010的方法测定;比重采用GB 5526-1985的方法测定;色泽采用GB/T 22460-2008的方法测定;水分及挥发物采用GB/T 5528-2008的方法测定;酸值采用GB/T 5530-2005的方法测定;过氧化值采用GB/T 5538-2005的方法测定;碘值采用GB/T 5532-2008的方法测定;苯并(α)芘采用GB/T 5009.27-2003的方法测定;黄曲霉毒素B1采用5009.22-2003的方法测定。

1.2.3 牡丹籽油脂肪酸的测定

1.2.3.1 甲酯化方法 取0.5～1.0 g牡丹籽油于10 mL比色管中,加入约6 mL异辛烷溶解油样,振荡至澄清透明后加入1 mL质量浓度为0.4 mol/L的氢氧化钾-甲醇溶液,振摇1 min,放在室温下静置10 min,待分层,吸取上清液用气相色谱法测定。

1.2.3.2 气相色谱条件 气相色谱条件:SP2560(100 m×0.25 mm,0.20 μm)色谱柱;载气为氮气;FID 检测器;进样口温度225 ℃;升温程序为140 ℃保持8 min,以5 ℃/min 的速率升到240 ℃,保持16 min;分流比80∶1;进样量1 μL。

1.2.3.3 定性及定量分析 利用保留时间进行定性,根据峰面积归一化法计算各种脂肪酸占总脂肪酸的百分比。

1.2.4 牡丹籽油的体内辅助降血脂实验

1.2.4.1 对象选择 参照《保健食品检验与评价技术规范》要求,在参加体检的35岁以上的吉首大学教职工中,选择符合TC>5.72 mmol/L、或(和)TG>1.7 mmol/L、或(和)LDL-C>3.64 mmol/L、或(和)HDL-C<1.04 mmol/L者63人,确定仍然符合上述标准且未服用过其他药物的50人为本次人体试食实验对象,平均年龄53岁,男性28人,女性22人。

1.2.4.2 牡丹籽油的服用方法 受试者连续30 d服用牡丹籽油,每次服用牡丹籽油2 g,每天服用2次(早晚各一次),服用期间仍然保持与服用前相似的膳食习惯、生活习惯,服用30 d后检测每位受试者的血脂水平。

1.2.4.3 血脂指标的检测 胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)水平采用全自动生化分析仪检测,低密脂蛋白(LDL-C)按公式推算;为确保检测指标的可靠性,所有受试者测定血脂前24 h内不进行剧烈运动,禁食12 h,所有检测项目均用同一种方法、同一台仪器、同一批号试管、同一检验员检测。

1.2.4.4 疗效判定 上述血脂指标达以下任一项者,可分别判定为[8]:显效,TC下降率≥20%,TG下降率≥40%,LDL-C下降率≥20%,HDL-C上升率≥10%;有效,TC下降率10%～20%,TG下降率20%～40%,LDL-C下降率10%～20%,HDL-C上升率4%～10%;无效,未达到有效指标。

1.2.5 数据处理 所有数据采用ECXEL和SAS进行数据录入、统计及分析。牡丹籽油服用前后的TC、TG、HDL-C、LDL-C指标的比较采用T检验,p<0.05为差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 湘西野生牡丹籽油的理化指标

由表1可知,经超临界CO2萃取、物理精炼后牡丹籽油的酸值、过氧化值处于较低水平,苯并(α)芘、黄曲霉毒素B1未检出,保持了牡丹籽特有的滋味和气味,品质较好,符合我国GB 2716-2005食用植物油卫生标准要求。牡丹籽油的碘值高达152 g/100 g,属于干性油,富含人体需要的不饱和脂肪酸,开发潜力大。

表1 湘西野生牡丹籽油的理化指标Table 1 Physical and chemical indexes of wild peony seed oil from Western Hunan

表3 服用牡丹籽油前后血脂各指标变化Table 3 Changes in the indexes before and after taking peony seed oil

注:p<0.01,极显著;p<0.05,显著;p>0.05,无效。

2.2 湘西野生牡丹籽油的脂肪酸组成

由表2可知,湘西野生牡丹籽油主要含亚麻酸37.41%、亚油酸28.65%、油酸25.20%、棕榈酸6.04%、硬脂酸1.81%,不饱和脂肪酸总量达91.26%,其中人体必需脂肪酸亚麻酸和亚油酸高达65%以上。国内已有的研究结果表明,牡丹籽油除含有大量不饱和脂肪酸外,每100 g牡丹籽油含维生素E 31.62 mg,还含有谷甾醇、岩藻甾、角鲨烯、γ-VE等不皂化物[9-10]。此外,牡丹籽油还含Ca 156.4 mg/kg、Na 145.9 mg/kg及Fe、K、Zn、Mg、Cu 等矿物元素[11]。上述营养成分及活性物质是牡丹籽油具有降血脂、抗氧化、保肝、降血糖等众多功效的基础[12]。

图1 湘西野生牡丹籽油气相色谱图Fig.1 Gas chromatogram of wild peony seed oil from Western Hunan

脂肪酸名称保留时间(min)相对含量(%，x±s)C16∶0棕榈酸2683604±015C18∶0硬脂酸2816181±009C18∶1油酸28592520±229C18∶2亚油酸30312865±103C18∶3亚麻酸31483741±305/其他/089±007

2.3 湘西野生牡丹籽油的体内辅助降血脂效果

参与人体试食实验的受试对象服用牡丹籽油前后血脂指标变化情况见表3,疗效情况见表4。

由表3可知,高血脂人群服用牡丹籽油前后的TC由6.39 mmol/L下降为5.54 mmol/L,降幅为13.20%,差异具有统计学意义(T=4.95,p<0.01);TG由2.63 mmol/L下降为1.68 mmol/L,降幅为35.98%,差异具有统计学意义(T=6.36,p<0.01);LDL-C由3.62 mmol/L下降为3.23 mmol/L,降幅为10.72%,差异具有统计学意义(T=2.54,p<0.05);而服用牡丹籽油前后对HDL-C的增幅无显著影响。由表4可知,高血脂患者服用牡丹籽油后TC、TG、LDL-C的总有效率分别为70.73%、81.40%、66.67%,并且受试高血脂患者未出现身体不良反应。由以上可知,牡丹籽油可有效降低高血脂患者TC、TG、LDL-C水平,但不影响HDL-C水平,表明具有体内辅助降低血脂的功效。

表4 服用牡丹籽油后的疗效情况Table 4 Lipid efficacy of each index case after taking peony seed oil

高血脂症是引发动脉粥样硬化和冠心病的因素之一,其对身体的损害是隐匿、逐渐、进行性的,不易发现和预防。目前高血脂症的患者正不断增加,并趋于低龄化,严重危害了人类健康,而药物是防治高血脂症快速、有效的方法,但会导致肾损伤、皮肤过敏、消化系统异常等副作用[13-15]。牡丹籽油含有ω-3不饱和脂肪酸亚麻酸、亚油酸及植物甾醇等天然的辅助降血脂功能因子[16-18],其降血脂功效已被国内相关研究结果所佐证[9,19],且研究结果表明长期摄入牡丹籽油无急性毒性、亚急性毒性和遗传毒性,具有较高的食用安全性[20-21]。由于国内目前对牡丹籽油在降血脂方面的功效研究仅仅基于动物实验基础,并未见人体试食实验报道,所以本实验研究结果则进一步验证了牡丹籽油在体内也具有辅助降血脂的功效。

3 结论

湘西野生牡丹籽油主要由棕榈酸6.04%、硬脂酸1.81%、油酸25.20%、亚油酸28.65%、亚麻酸37.41%组成,不饱和脂肪酸高达91.26%;人体试食实验结果表明,湘西野生牡丹籽油可有效降低高血脂受试人群TC、TG、LDL-C水平,降幅分别为13.20%、35.98%、10.72%,总有效率分别为70.73%、81.40%、66.67%,但不影响HDL-C水平,表明具有辅助降低血脂的功效。因此,通过合理摄入牡丹籽油可调节人体血脂,建议以牡丹籽油为原料进一步开发保健食品,作为辅助降低血脂、预防高血脂症等方面一种安全有效的新途径。

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Study on fatty acid composition and assisting for lipid lowering of wild peony seed oil from Western Hunan

LI Jia-xing1,CHEN Shuang-ping2,HUANG Cheng1,JIA Fa2,WU Yue3

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China; 2.Xiangxi Laodie Agricultural Technology Co.,Ltd.,Jishou 416000,China; 3.Hunan Amazing Grace Biotechnology Co.,Ltd.,Changsha 410008,China)

The fatty acid composition of peony seed oil from Western Hunan was testing by GC-MS method. The assist effect for lipid lowering was testing through the 50 human feeding trials. The result indicated that the compositions of peony seed oil from Western Hunan were:palmitic acid of 6.04%,stearic acid of 1.84%,oleic acid of 25.20%,linoleic acid of 28.65% and linolenic acid of 37.41%. The total concentration of polyunsaturated fatty acid reached to 91.26%. Peony seed oil from Western Hunan could lower the TC(serum total cholesterol),TG(triglyceride),LDL-C(low density lipoprotein cholesterol)levels of human subjects obviously and the lower range were 13.20%,35.98%,10.72%,respectively,with statistically significant in difference,and the total effective rates could reach to 70.73%,81.40%,66.67%,respectively,but no effect on HDL-C(high density lipoprotein cholesterol)levels,which indicated the peony seed oil had better assisting for lipid lowering.

peony seed oil;fatty acid;blood fat level;human feeding trials

2016-11-01

李加兴(1969-)，男，博士，教授，研究方向：植物资源开发利用与功能性食品研究，E-mail：jslijiaxing@163.com。

吉首大学功能性植物油脂资源高效开发与综合利用创新团队资助计划。

TS201.4

A

1002-0306(2017)08-0335-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.057