漆树籽油开发利用研究进展
2019-03-08邵凤侠何丽兵
王 佳 王 森 邵凤侠 何丽兵 陈 娟
(中南林业科技大学林学院;经济林培育与保护教育部重点实验室;中南林业科技大学经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,长沙 410004)
漆树[Toxicodendronvernicifluum(Stokes)F.A.Barkley]漆树科(Anacardiaceae)漆树属(Toxicodendron)落叶乔木,是亚洲独有树种,也是中国特有经济林树种。在中国、印度、越南、韩国和日本地区均有种植[1]。漆树因产生漆而闻名,中国生漆产量均居世界第一[2],是最早产漆、髹漆并形成独特髹漆文化的国家[3]。漆树除了生产生漆,而且可以结出富含脂肪酸的漆籽,中国漆籽年产量150万t以上[4-6],漆树籽油市价15万元/t,有必要对漆树种籽的开发利用现状进行总结。
漆树籽油是从漆籽种仁中提取的油脂,为黄色透明油状液体,属干性油,并具有油脂的芳香气味[7]。漆树籽油富含不饱和脂肪酸,亚油酸含量高达60%。我国漆树栽培区群众已有上千年的食用历史。除此之外,漆树籽油还具有活血化瘀、调节血脂、降胆固醇、消炎、止痛、舒筋活血、提神补气等多种功效,是良好营养保健滋补品[7-10]。相比桐油、茶油等木本油料树种,国内外关于漆树籽油的研究还不够深入,利用程度不高。究其原由,一是漆树是亚洲特有树种;二是漆树易导致人皮肤过敏,研究者不愿接触;三是我国对漆树利用的传统观念未改变,一直认为漆树只是产生漆;四是漆树籽油的加工成本高,规模小[11-12]。故深入研究与挖掘漆树籽油潜在的应用价值与利用途径,不仅有利于帮助漆树产区人民脱贫致富[13],进一步探究还可推动漆树产业的发展。本文就近20年来关于漆树籽油成分、加工工艺和药理功效的研究成果进行综述,旨在为漆树籽油的进一步开发利用提供参考。
1 漆树漆籽产量概况
漆树性耐寒喜光,生长在海拔800~2 800 m的高山向阳处,多分布在山脚、山腰或农田垅畔等地势较低的地方,有人工栽培[1]。全国有20多个省500多个县有漆树资源,漆树品种高达200多个[14]。20世纪80年代全国将栽培的漆树以流漆量大小、漆酚含量高低、单位面积漆汁道数量、平均单株结籽量等指标为依据,选评出46个优良品种[15],其中有33个结籽品种,各品种平均单株产籽量[16]详见图1。由图1可知,产籽量20 kg以上,有薄叶漆树(碧乃金)、红皮高八尺、麻皮小木、大毛叶和泡桐皮共5个品种;产籽量10~20 kg,有肤盐皮(云南)、大籽漆、黄茸高八尺、复叶长、白粉皮、油粉皮、油叶漆树、黄茸高八尺(四川)和花叶大木共9个品种;产籽量5~10 kg,有红漆大木、绿灰小木、乐林小木、红尖大木、官大木和肤盐皮(贵州)共6个品种;产籽量5 kg以下,有秦佛漆树、毛椿小木、岭子小木、白叶小木、灯台大木、大小木、陇南红、高明大木、反早、毛叶漆树、红壳大木、粉红皮和灯台小木共13个品种。
图1 漆树品种籽产量单产比较图
建议生产以产籽为主要目的漆树,选用10 kg以上的薄叶漆树(碧乃金)、红皮高八尺、麻皮小木、大毛叶、泡桐皮、肤盐皮(云南)、大籽漆、黄茸高八尺、复叶长、白粉皮、油粉皮、油叶漆树、黄茸高八尺(四川)和花叶大木14个品种。
2 漆树籽油理化性质及药理功效成分
2.1 漆树籽油的理化性质
漆树籽油,液体,黄色或桔黄色;富含亚油酸,属干性油;味香[7]。不同产地漆树籽油理化指标见表1。
表1 不同产地漆树籽油理化指标
由表1可知,不同产地漆树籽油酸值2.58~5.00 mg/g;碘值102.44~140.00 gI/100g;皂化值148.10~202.26 mg/g;出油率10%~24%。这说明不同产地漆树籽油的理化性质差异较大,故对籽用漆树进行科学区划,显得尤为必要。
2.2 漆树籽油主要化学成分
2.2.1 漆树籽油脂肪酸的组成
漆树籽油脂肪酸成分详见表2。由表2可知,不同品种漆树籽油的亚油酸质量分数均在51.64%~65.42%,变异系数为0.069。油酸质量分数均在15.73%~22.98%,变异系数为0.109。亚麻酸质量分数均在0.38%~1.50%,变异系数为0.397。花生酸质量分数均在0.21%~0.78%,变异系数为0.460。棕榈酸质量分数均在10.49%~23.22%,变异系数为0.293。硬脂酸质量分数均在2.61%~4.42%,变异系数为0.149。总不饱和脂肪酸质量分数均在71.45%~84.91%,变异系数为0.065。其中油酸、亚油酸和亚麻酸为不饱和脂肪酸,亚油酸和亚麻酸具有多种生理功能,是人体不能自身合成的必需脂肪酸,必须由食物供给,棕榈酸和硬脂酸是饱和脂肪酸。我国漆油的深加工才刚起步,特别是在食品应用方面,利用很少。
由此可知,不同种与品种主要脂肪酸的种类差异不大;不同种与品种主要脂肪酸含量差异较大,故可以结合漆籽产量与不饱和脂肪酸含量为育种目标,在不同的种与品种中开展选择育种。
联合国粮农组织1978年宣布将亚油酸作为人类食物中必需成分[33]。亚油酸具有调整血脂和抗动脉硬化,参与脂肪分解与新陈代谢,增强机体免疫,促进骨组织代谢,减少冠心病的发病率和死亡率等功效[34-37]。漆树籽油亚油酸含量很高,具有极大的开发利用价值,改善漆树籽油的提取方法和工艺,能进一步推动漆树籽油的开发进程,产生较大的经济效益。综合12种常见植物油与漆树籽油进行比较,结果见表3。由表3可知,不饱和脂肪酸总量与漆油(78.26%)相近的是棉籽油(73.62%)和花生油(80%)。不饱和脂肪酸占其总含量比前三的是菜籽
表2 漆树籽油中主要脂肪酸含量/%
表3 12种常见植物油主要脂肪酸含量/%
油(92.88%)、核桃油(92.2%)和杜仲籽油(91.68%)。漆树籽油不饱和脂肪酸总量相对较低,进一步比较发现,漆树籽油中不饱和脂肪酸主要是亚油酸,高达56.94%,比菜籽油高41.20%;比核桃油高42.74%;比杜仲籽油高45.28%。
分析表明:1)漆树籽油是一种高亚油酸的植物油;2)漆树籽油的高不饱和脂肪酸预示着,漆树籽油的贮藏技术是下一步研究的重点。
2.2.2 漆树籽油中其他活性成分
林军等[9]采用气相色谱-质谱联用较早的测出了漆油中5种化合物,即棕榈酸、油酸、硬脂酸、花生酸和二十二烷二酸,得出漆油中主要成分是棕榈酸的异议结果,只因当时尚未精细区分漆蜡和漆油。随后唐丽等[19]采用气相色谱-质谱联用对中国野漆树和日本野漆树测出18种化合物。王森[38]和邵凤侠等[18]对火罐子漆树、白皮高八尺、黄绒高八尺、贵州黄漆树、肤盐皮漆树和麻柳叶漆树6个漆树品种的漆油成分进行测量,8个品种均含有亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸、花生酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、山嵛酸和花生一烯酸10种脂肪酸,8个漆树品种脂肪酸种类差异比较见表5,由表5可知,不同品种漆树籽油中所含的十五烷酸、亚麻酸(异构)、木蜡酸、十七烷酸、蓖麻醇酸、3-辛基环氧乙烷辛酸、环丙烯丁酸、十八烷-9,12-二烯酸、2-己基-环丙辛酸、9,12-十六碳烯酸、二十三烷酸和9-十四碳烯酸12种脂肪酸成分及含量并不相同。其中花生酸可用于制取洗衣粉、照相材料、润滑油等,山嵛酸可用于制造山嵛醇、山嵛酸酯、山嵛酸酰胺,广泛用于纺织、石油、洗涤剂、化妆品等行业[39];肉豆蔻酸可用于制造乳化剂、防水剂、固化剂、聚氯乙烯热稳定剂及增塑剂等,也是香料和医药的原料[40-41];蓖麻醇酸用于制备表面活性剂、增塑剂、润滑油添加剂,也用于制备癸二酸、庚酸等[42]。漆树籽油不仅富含人体不能合成的必需不饱和脂肪酸,而且含有许多其他药理活性成分,虽然这些成分含量很低,但就是这些活性成分使漆树籽油具有增强免疫力,调整血脂,促进新陈代谢等药用和保健价值。
检测油脂的方法有质谱、红外光谱和核磁共振质谱等[22-29],而实验室常用GC-MS检测漆树籽油成分,为了逐步完善漆树籽油研究体系,有待试验检测漆树籽油的新方法,检测漆树籽油中微量元素和维生素含量等各项新指标。
表4 8个漆树品种脂肪酸种类差异比较
3 漆树籽油的提取工艺
目前漆树籽油的提取方法有:压榨法[43-44]、索氏抽提法、超临界CO2萃取法。表5比较了不同提取方法对漆树籽油出油率的影响,由表5可知,从出油率来看,超临界CO2萃取最好,出油率达到32.56%;从提取时间来看,索氏抽提有浸提2~2.5 h和浸提9 h两种明显差别的浸提时间,但两者最高出油率差异不明显,超临界CO2萃取法需要2~2.5 h。从提取工艺来看,索氏抽提较简便;从提取设备来看,超临界CO2萃取较昂贵。张冲等[45]在史伯安等[4]研究基础上确定漆蜡(油)萃取最佳工艺条件为:萃取压力35 MPa,萃取温度45 ℃,萃取时间2.5 h,CO2流量18 L/h,漆蜡(油)萃取率达32.56%。超临界CO2萃取法优点是用时短、无残留、油质好。缺点是设备昂贵,CO2可能会破坏油中的某些化学物质结构[46-48]。综合以上得出:索氏提取法和超临界CO2萃取法是目前漆油提取的主要方法。而实验室漆树籽油的提取工艺主要用索氏抽提法。
我国关于漆树籽油的提取工艺体系仍有待完善,漆树籽油的提取工艺在未来应当注重进一步试验漆树籽油提取的较优工艺参数,并尝试超声波辅助和微波辅助等新方法,探寻更优的提取工艺。
4 漆油的主要药理功能
4.1 毒理学
食品安全关系到人民健康。漆树籽油目前不是常见的食用油,只有少数地方食用漆树籽油,没有相关研究表明漆树籽油不能当做食用油。高志英等[10]介绍了滇西北以傈僳为文化主体的漆树籽油饮食文化圈,傈僳族不仅食用漆树籽油,还形成了独特的漆树籽油文化。郭红蕾等[53]也提到漆仁油炒鸡是怒族有名的特色佳肴,只在年节,来客或婚丧大事时才制作,食用漆树籽油在云南省部分少数民族地区盛行。
表5 漆油不同提取方法出油率及提取参数比较
表6 国家食品安全检测食用油通用指标[58-71]
关于漆树籽油致病的病例十分罕见,付萍等[54]5例病例报告指出“非当地常住人口或非当地少数民族”食用漆树籽油致皮肤过敏,该病潜伏期短,文中5例病例恢复完全平均需要30 d。张高志等[55]试验表明食用漆籽仁、饼试验组的猪内脏器官均无异常,仅肾小管上皮细胞发生颗粒性及肾小球轻度水肿,可能与漆籽仁、饼含有漆酚、儿茶酚有关。王成章等[56]对家禽喂养进行毒副试验,结果表明,家禽生长发育和繁殖能力更好,未发现不良的反应和过敏现象。目前尚不能断定漆树籽油能充当食用油。漆树籽油是从漆树果实中提炼的一种天然植物油,漆树树皮中富含过敏物质漆酚[57],如若采收漆籽时参杂了漆树皮等,可能是漆树籽油使人过敏的原因,或者漆籽本身就含有过敏原,但目前尚未有相关研究。
若漆树籽油能充当食用油,下一步还需按照食品安全国家标准[58-71](现行有效)检测食用油通用指标,对漆树籽油做系统的毒理学实验等,详见表6。由表6可知,编号1~10是漆树籽油需要进行的毒理学试验;编号11~14是从感官要求、理化指标、污染物限量、微生物限量、添加剂限量和农药残留限量6个方面,对食用油的采收、加工和生产建立的标准,适用于漆树籽油的生产加工。为了更进一步开发漆树籽油,表6的内容是往后研究的重点。
4.2 对创伤愈合的疗效
李铭[72]段安[73]等在对傈僳族药食两用植物进行研究过程中,发现傈僳族的漆树籽油“碧乃金”(CIFD),具有益气补血,舒筋活血等功效,是产妇和手术者的营养保健品,同时对跌打损伤也有良好的恢复效果。高志英等[10]在傈僳族饮食文化研究中也提及“漆油炖鸡”是傈僳族产妇修复创伤最重要的滋补品,恢复效果极好。韩汉白[74]在漆树利用的民族植物学研究提到漆油炒鸡是怒族妇女的救命良药。王洪云[11]指出漆树籽油的食用方法及药用时,也提及漆树籽油有助于产妇、手术者的恢复和跌打损伤伤口的愈合。
4.3 对心血管病的疗效
漆树籽油中含有60%以上的亚油酸,具有降低血脂、降胆固醇和抑制动脉血栓形成的作用,在预防心血管疾病方面疗效好,能减少冠心病的发病率和死亡率[9,34]。王成章[56]在阐述漆蜡(油)的化学组成和开发前景中提到国内民间制作漆蜡(油)茶和漆蜡(油)酒食用,同芝麻油和花生油一样具有很高的保健价值,能减少冠心病的发病率和死亡率。
4.4 其他疗效
漆油(蜡)还具有消炎、止痛、催乳、治疗胃病、延缓衰老、增强记忆力、驱寒袪湿、提神补气、提高机体免疫力等多种食用保健功效[7,9-11]。
5 展望
我国不同品种漆树的漆树籽油理化性质差异明显,富含丰富的亚油酸与多种活性成分。这些成分使漆树籽油具益气补血,化瘀止血,调经止痛,止咳平喘,催乳等功效。现已测出的活性成分就有20多种,漆树籽油具有广阔的开发前景。
有待培育籽用漆树品种。我国漆用漆树品种选育才刚刚开始,目前用于研究的漆树品种来源地局限于云南、陕西和贵州局部地区。全国优良漆树品种的选择主要是根据各漆树品种生漆产量多少来决定的,漆籽只是品种确定后的“副产品”,所以在明确漆树籽油具有广阔的应用前景下,应当培育能产出高品质(长势好,结实率高,抗逆性强等)的籽用漆树品种。漆树产区如若能够规范种植,不仅能够改善环境还能增加人们的收益,是一种新型的“油料”作物。
有待探究提油新方法。现阶段漆树籽油的提取工艺主要有压榨法、索氏抽提法、超临界CO2萃取法3种,其中应用最多的是索氏抽提法,索氏抽提法的出油率在10.9%~29.67%之间,超临界CO2萃取法的出油率能达到32.56%(漆蜡油),远低于常见植物油。漆树籽油出油率低与漆籽的物理特性有着很大的关系,提取方法的改进能增加出油率。漆树籽油亚油酸质量分数高占比,说明漆树籽油在医学方面将会有极大的作用,催促研究者在已有研究的基础上完善漆树籽油的榨取工艺及其评价体系。
有待开发漆树籽油活性物质。漆树籽油在创伤愈合、增强机体免疫力和预防冠心病等多方面有着很好的治疗效果。前人的生活经验发掘了漆树籽油的疗效,但没有相关实验进一步探究其治疗机制,因此纯化出漆树籽油中的活性物质,测出其结构并对其结构进行科学的转构,必将造福于社会。
目前,漆树籽油还处于初步利用阶段,下一阶段应对漆树籽油的营养价值、药用价值进行系统深入研究,为漆树籽油的高值化利用提供广阔空间。