牡丹籽油的研究与开发
2017-07-01杨昕艳
杨昕艳
(秦皇岛金海特种食用油工业有限公司,河北秦皇岛066000)
牡丹籽油的研究与开发
杨昕艳
(秦皇岛金海特种食用油工业有限公司,河北秦皇岛066000)
随着牡丹籽油被批准为新资源食品,牡丹籽越来越受到人们的关注。回顾了近年来牡丹籽、牡丹籽油、牡丹籽粕等的活性成分和功能特性等研究成果,阐述了其研究现状,简要分析了其发展前景和方向。
牡丹籽;牡丹籽油;牡丹籽粕;化学成分;功能
牡丹原产于我国,分布广泛。牡丹在药用领域的研究开发一直受到重视,其化学成分和药理活性已经展开了深入的研究。牡丹根皮又名丹皮,是我国一种常见的中药,其主要化学成分为酚类、萜类、甾醇类和黄酮类等的化合物,牡丹籽的化学成分也含有萜类、茋类、甾醇类和黄酮类等化合物[1]。近年来,牡丹籽的营养价值逐渐受到重视,牡丹籽油也于2011年被卫生部批准为新资源食品,为牡丹籽资源的利用开启了新的篇章。
目前,关于牡丹籽的研究和应用主要是牡丹籽油应用于保健品和化妆品,其他方面的研究应用文献很少。为了充分开发和综合利用牡丹籽资源,对近年来牡丹籽的研究进行了综述,为牡丹籽资源的综合开发利用提供依据。
1 牡丹籽的化学成分与功能
近年来,牡丹籽的化学成分和功能特性有了一些研究,多种化合物被分离和鉴定。这些化合物包括单萜及其苷类:芍药苷(paeoniflorin)、氧化芍药苷(oxypaeoniflorin)、8-去苯甲酰芍药苷(8-debenzoylpaeoniflorin)、8-去苯甲酰芍药内酯苷(8-deben zoylalbiflorin)、芍药内酯苷(又称为白芍苷,albiflorin)、8-去苯甲酰芍药酮甙(8-debenzoylpaeoni danin)、piperitone-4-en-9-O-β-D-glucopyanoside、1-O-β-D-glucopyranosyl-paeonisuffrone,pyridylpaeoni flo rin,β-gentiobiosylpaeoniflorin和6'-O-β-葡萄糖芍药内酯苷(6'-O-β-glucopyranosylalbiflorin);茋类:suffruticosol A,suffruticosol B和suffruticosol C,trans/ cis-suffruticosol D,反/顺式白藜芦醇(trans/cisresver atrol)、反/顺式葡根素(trans/cis-ε-viniferin)、顺式蛇葡萄素E(cis-ampelopsin E),gnetin H和cisgnetin H等;黄酮类:芹菜素(apigenin)、木犀草素(luteolin)、甲氧基木犀草素(chrysoeriol)、槲皮素(quercetin)和山柰酚(kaempferol)等;三萜和甾醇类:齐墩果酸(oleanolic acid)、12,13-dihydromicromeric acid、常春藤皂苷元(hederagenin)、豆甾醇(stigmasterol)、β-胡萝卜苷(β-daucosterol)和β-谷甾醇(β-sitosterol)等;以及其他类化合物:对羟基苯甲醛(p-hydroxybenzaldehyde)、苯甲酸(benzoic acid)、对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid)、咖啡酸(caffic acid)、1-O-α-D-乙基甘露糖苷(1-α-D-ethyl mannopyranoside)、蔗糖(sucrose)和1-O-β-D-对羟基苯甲酰葡萄糖苷(1-O-β-D-(4-hydroxybenzoyl)glucose)等[2-8]。
虽然有关牡丹皮的化学成分和药理作用研究已比较深入,但是关于牡丹籽的研究还相对较少。随着牡丹籽研究的逐渐深入,其物质基础和药理作用机制也越来越引起关注。
在抑菌特性方面,牡丹籽己烷提取物(主要为牡丹籽油)没有明显的抑菌作用,牡丹籽非油部分95%乙醇提取物的乙醇萃取物对枯草杆菌、沙门氏菌、根霉菌和黑曲霉菌有一定的抑制作用,而该提取物的乙醇不溶部分对枯草杆菌、沙门氏菌和巴氏杆菌有一定抑菌作用,二者的抑菌浓度与时间有关[9]。
芍药苷是芍药属植物普遍存在的一种化合物,为常用中药芍药的主要有效成分,关于其药理作用的报道比较多。芍药苷具有多种生物活性,对心脑血管、中枢神经系统、免疫调节,以及肿瘤抑制等方面均有肯定的药理作用[10-12]。
茋类化合物是一类以1,2-二苯乙烯为骨架结构的多酚类化合物,近年来这类化合物的药理活性已引起药理学家和天然药物化学家的重视。白藜芦醇及其衍生物是研究最多的茋类化合物,是一种生物活性较强的天然多酚类物质,可以用作肿瘤的化学预防剂。牡丹籽中分离的白藜芦醇及其低聚物具有蜕皮激素受体拮抗剂的活性[6]。来自牡丹籽的顺式蛇葡萄素E能够降低脂蛋白多糖刺激RAW246.7细胞产生的一氧化氮[8]。
牡丹籽中还有黄酮类和三萜及甾醇类化合物,这些化合物在植物中普遍存在,其生理活性研究较多,不再赘述。
表1牡丹籽油主要脂肪酸的组成及含量/%
2 牡丹籽油的成分及功能
2.1 牡丹籽油的脂肪酸组成
牡丹籽油主要含有约96%的甘三酯和4%的甘二酯,以及部分游离脂肪酸[13]。牡丹籽油主要脂肪酸组成为棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸。
牡丹籽油主要脂肪酸的组成及含量见表1。
在超临界CO2提取的牡丹籽油中,没有检测到脂肪酸油酸。根据2011年卫生部牡丹籽油作为新资源食品公告,牡丹籽油压榨于丹凤牡丹和紫斑牡丹的籽仁。其质量要求脂肪酸组成占总脂肪酸含量比中,油酸不低于21%,亚油酸不低于25%,亚麻酸不低于38%。上述提取方法中,大部分采用压榨提取法,部分采用索氏法提取牡丹籽油,能够满足公告中的品质要求。从同一研究者采用索氏法提取的重庆垫江、湖南邵阳和安徽毫州等不同产地的丹凤牡丹籽油来看,其脂肪酸相对含量没有显著性差异,这说明产地因素对牡丹籽油的影响不大。表1所述的牡丹籽油从文献中或根据文献判断,基本上都是丹凤牡丹,从不同研究者提取的牡丹籽油来看,尽管是同一品种或同一产地,其脂肪酸组成差异也较大,其原因可能是由不同研究者对原料牡丹籽的处理不同(如牡丹籽含水量、粉碎粒度等)和工艺参数的差异引起。因此,不同工艺对牡丹籽油脂肪酸的组成及含量影响较大。
除了上述5种主要脂肪酸外,牡丹籽油还含有少量的豆蔻酸、棕榈油酸、二十碳烯酸等,这些脂肪酸在牡丹籽油中的相对含量往往低于1%[18,23]。
牡丹籽油中的脂肪酸主要以三酰基甘油酯的形式存在,脂肪酸在甘油骨架上的分布情况。
牡丹籽油脂肪酸立体专一分布相对含量见表2。
表2牡丹籽油脂肪酸立体专一分布相对含量/%
牡丹籽油Sn-2位脂肪酸主要由棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸组成[13]。
2.2 牡丹籽油中的其他成分
牡丹籽油除了含有大量的不饱和脂肪酸外,还含有不皂化物。这些不皂化物包括脂溶性VE、角鲨烯和甾醇等。VE和角鲨烯是重要的天然抗氧化剂。VE的含量如表3所示,作为抗氧化剂是生育酚最广泛的应用功能,在通常条件下,VE的生理活性强弱为α-生育酚>β-生育酚>γ-生育酚>δ-生育酚,而抗氧化能力为α-生育酚<β-生育酚<γ-生育酚<δ-生育酚,清除自由基的能力为α-生育酚>β-生育酚>γ-生育酚>δ-生育酚[26]。牡丹籽油含有较多的γ-生育酚,使得牡丹籽油具有一定的抗氧化能力[13]。甾醇具有预防冠状动脉粥样硬化、促进胆固醇降解代谢等作用。因此,在获得牡丹籽油的同时,尽量保留其活性成分,对其独特的功能具有重要的作用。
牡丹籽油中VE的含量见表3。
表3牡丹籽油中VE的含量/×10-2mg·g-1
牡丹籽油中的微量元素以Ca和Na的含量较高,分别为156.4 mg/kg和145.9 mg/kg,Fe,K,Zn和Mg元素含量为20~60 mg/kg,Cu元素含量为0.73 mg/kg,Pb,Hg,As,Cr,Cd等元素的含量均低于检出限(0.02 mg/kg)[27]。
2.3 牡丹籽油的功能
(1)抗氧化作用。牡丹籽油对DPPH·清除的EC50为29.30 mg/mL[16]。牡丹籽油对ABTS+·的清除效果与清除DPPH·的效果一致,清除能力与浓度也具有明显的量效关系[28]。牡丹籽油在脂代谢紊乱大鼠体内也具有抗氧化作用,与模型对照组相比,给予牡丹籽油的大鼠血清、肝组织中的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活力明显提高,而丙二醛含量降低。适量牡丹籽油可保护小鼠肝细胞免受CCl4造成的急性损伤,同时能诱导Ⅱ相解毒酶活力增加,减少自由基的产生[27]。因此,牡丹籽油具有体内外的抗氧化作用。
(2)降血脂作用和降血糖作用。牡丹籽油可降低高脂血症大鼠的血脂水平,同时具有降低四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠血糖且呈现一定的剂量依赖性、改善正常小鼠糖耐量的作用。牡丹籽油的主要脂肪酸亚油酸和亚麻酸摄入体内后可转变为EPA和DHA而发挥降低血脂和降血压的作用。
(3)防晒作用。280~320 nm紫外光可透射到皮肤的表皮层,能造成皮肤红斑或日光疹;而320~400 nm紫外光可穿透皮肤真皮层,能造成皮肤黑化、皱化、老化、甚至癌变等。牡丹籽油在240~420 nm有较强的吸收,因此可作为基底油添加于防晒护肤品中[17]。
牡丹籽油的主要脂肪酸成分棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸等营养功能和生理作用的研究已有很多,这里不再赘述。
3 牡丹籽粕的研究
从牡丹籽粕中提取具有实用价值的活性物质是值得开发的一种工艺,如以向日葵粕为原料提取制成的以绿原酸和异绿原酸为主要成分的水溶性抗氧化剂。
牡丹籽粕中含有水分8.54%,粗蛋白18.74%,粗纤维3.18%和灰分5.82%。采用碱提酸沉从牡丹籽粕得到的牡丹籽蛋白含量为70%左右,若辅助糖化酶提取,在最优条件下得到的牡丹籽蛋白含量达到91.12%,蛋白质提取率为88.34%。有研究用碱提酸沉优化后,牡丹籽粕蛋白的提取率即可达到86.77%。
牡丹籽粕的丙酮提取物具有非常强的抑制革兰氏阳性菌活性,该提取物中分离出了10个低聚茋类化合物,其中Pauciflorol E,(+)-ampelopsin B(蛇葡萄素B),Hopeafura和Vitisinol C是前面牡丹籽文献没有报道的化合物。前面没有报道的化合物还有,牡丹籽粕70%乙醇提取物的正丁醇萃取物中分离的单萜苷类化合物白芍苷R1(albiflorin R1),4,9-二羟基-8-10-去氢百里香酚-1-O-β-D-葡萄糖苷(4, 9-dihydroxy-8,10-dehydrothymol-1-O-β-D-glucoside)和4"-羟基白芍苷(4"-hydroxypaeoniflorin),和乙酸乙酯萃取物中分离的对羟基苯甲酸-β-D-葡萄糖基-(1→6)-β-D-葡萄糖苷[1-(p-hydroxyben zoate) -β-D-glucopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranosi de],木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷(luteolin-7-O-β-D-glucoside)和白桦脂酸(betulinic acid)等。牡丹籽粕60%乙醇浸提物的正丁醇萃取物中分离化合物通过耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,ATCC strain 6633)进行活性筛选,发现对这2种细菌均显示明显抑制作用的都是茋类化合物。
4 展望
我国牡丹资源丰富,牡丹籽油产业发展态势迅猛,然而牡丹籽的基础研究并不深入。近年来,关于牡丹的研究主要集中在牡丹的繁育和化学成分,其他方面研究非常少。就整体而言,牡丹的根皮是重要的中药材,牡丹的花自古以来就在传统食品中应用,因此其化学成分和药理作用研究很多,而对牡丹籽的研究和开发,目前主要集中在牡丹籽油的提取加工和脂肪酸成分分析方面,其果荚、籽壳和饼粕大部分都浪费了,缺乏有效的开发和综合利用,围绕牡丹籽的研究远远跟不上和满足牡丹产业的发展和需要。为了牡丹产业的健康和稳定发展,仍需要作出不懈的努力:优质高产油用牡丹资源的品系调查和选育,适合油用牡丹的管理模式,牡丹籽油的加工工艺的改进,牡丹籽油与活性物质等牡丹籽科学的完善,牡丹籽油加工剩余物饼粕的精深加工技术的探索,果荚与种皮资源的开发等,都迫切亟待进行或深入研究。
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Study and Development of Peony Seed and Related Resources
YANG Xinyan
(Qinhuangdao Goldensea Speciality Oils&Fats Industries Co.,Ltd.,Qinhuangdao,Hebei 066000,China)
After peony seed oil is approved a new food resource,more and more attention has been paid to the seeds of peony. Research development of active ingredients and functional characteristics of peony seed,peony seed oil,and peony seed meal in recent years are reviewed in this articles.Furthermore,the development prospect and research directions of peony seed and related resources are also briefly expounded.
peony seed;peony seed oil;phytochemicals;functional properties
TS225.19
A
10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.05.021
1671-9646(2017)05a-0069-04
2017-05-26
杨昕艳(1980—),女,本科,工程师,研究方向为食品科学、油脂化学和乳品科学。