紫苏籽油提取工艺及其营养功效研究进展

王进胜，于阿立，孙双艳，胡子聪

(中粮东海粮油工业<张家港>有限公司,张家港市215634)

紫苏籽（perilla seed）为唇形科植物——紫苏的种子，它原产于东方，在朝鲜、日本、印度尼西亚、爪哇和中国二十多个省区均有广泛分布，其中我国是紫苏籽的主要源产地之一。紫苏在我国种植及应用的历史已逾2000年，《本草纲目》中就有紫苏入药的记载，紫苏籽约含30%~45%的油，是一种良好的油料作物。与玉米油、豆油和亚麻籽油相比，紫苏籽油富含多不饱和脂肪酸α-亚麻酸（含油量的53%~62%）[1]，是植物性ω-3多不饱和脂肪酸的最佳来源之一。此外它还含有一些其他的活性成分，包括棕榈酸、亚油酸、油酸、硬脂酸、黄酮和维生素E等，在预防心脑血管疾病、降低结肠癌风险、延缓衰老、抗炎、抑菌等生理功能方面具有重要作用。同时由于紫苏籽油中不含芥酸等对人体有毒有害的成分，具有较高的营养及经济价值，在国外受到越来越多的青睐，并逐步加大对紫苏籽油相关保健产品的研发及推广，然而目前国内有关紫苏籽油的研究报道还比较欠缺。本文对紫苏籽油的提取工艺、化学成分和营养功效等方面进行了全面综述，旨在为紫苏籽油产品的开发与生产提供参考。

1 紫苏籽油的提取技术

1.1 压榨法

压榨法是传统的植物油脂的提取方法，通过机械外力将油脂从原料中挤压出来。该方法具有工艺操作简单、生产安全性高、适用范围广泛等优势，但该法会造成油料出油率低，原料的综合利用率偏低，油料中活性成分的损失较大。压榨法一般用于含油量较高的油料作物，且在压榨之前对油料进行适当的预处理（如焙烤），以提高产品的出油率。紫苏籽油通常在150℃~250℃高温下焙烤3~30min，再使用压榨机对熟籽进行压榨[2]。经过高温焙烤获得的油与未焙烤获得的油相比，具有更好的风味和色泽。Zhao等[3]研究焙烤对压榨紫苏籽油品质影响时发现，经过220℃焙烤5 min的紫苏籽产油率（约50%）显著高于未经过焙烤的紫苏籽产油率（38.4%）。分别经过180℃、200℃、220°C焙烤的油料，其油品中总生育酚和γ-生育酚含量随着焙烤时间的延长逐渐增加，并且发现焙烤处理对紫苏籽油在60℃储存60d期间的氧化稳定性以及生育酚的稳定性具有有利的影响。因此在压榨之前，对紫苏籽进行适当的焙烤处理，选择适宜的焙烤温度，会使油的品质与贮藏稳定性有明显的提高。

1.2 溶剂浸提法

溶剂浸提法是利用有机溶剂（如正己烷、石油醚、乙酸乙酯等）浸泡或喷淋油料，从油料中将油萃取出来的一种方法。利用该法提取油脂操作简单、成本较低、产油率高、温度要求低，易实现规模化和自动化生产，但生产的毛油中溶剂残留量大、色泽偏深，可能对消费者健康及环境存在一定程度的隐患。马娜[4]以石油醚作为提取溶剂，确定了溶剂法提取紫苏籽油的最佳工艺，在温度80℃、石油醚用量170 mL及提取时间6.4 h条件下，紫苏籽的产油率能够达到41%。Jung等[5]比较了正己烷浸提法、压榨法和超临界CO2萃取法对紫苏籽油理化性质和氧化稳定性的影响，结果发现利用正己烷浸提法能够获得最大的产油率（41.76%），正己烷萃取油中磷含量（130.92 mg/kg）明显高于压榨油（75.58 mg/kg），而在超临界CO2萃取油中未检测出磷，这可能就是导致超临界CO2萃取油的氧化稳定性明显低于正己烷萃取油的主要原因。

1.3 水酶法

油料中的油脂一般是以脂多糖和脂蛋白两种形式存在于细胞中，并与细胞壁中纤维素、木质素等相互联结，构成复杂的聚合物体系。采用水酶法提取紫苏油的原理是利用合适的酶制剂降解细胞壁，用水将反应体系调至合适范围，待充分酶解后将油脂分离出来[6]。水酶法能够促进油脂与粕的分离，不易造成蛋白质损失，所制备的紫苏油纯度较高、颜色澄清、营养品质高。袁德成[7]对利用水酶法提取紫苏油的工艺进行优化，发现在pH9.5、温度56.92℃、时间4.76 h条件下，按固液比1：5.37（m/V）添加1.57%碱性蛋白酶水解紫苏籽，能够达到最大的产油率（35.86%）。此外比较了利用该法与压榨法和溶剂法提取的紫苏籽油理化特性和脂肪酸组成的区别，水酶法提取的油色泽澄清透明，抗氧化能力较强，富含大量不饱和脂肪酸（87.23%）。

1.4 微波辅助提取法

微波在植物生物活性物质的提取和植物油的回收中广泛应用，其优势主要在于能够提供高的加热效率和较好的加热均匀性，降低设备维护成本，实现安全的生产加工。利用微波处理紫苏籽，使微波能量渗透至油料中，在其内外产生较高温度差，导致内部压力升高，细胞结构被破坏，促使油及油中活性成分在短时间内加速渗出，明显提高油的提取效率和品质[8]。宋曙辉等[23]利用微波辅助技术提取紫苏籽油，并与单纯的溶剂萃取法进行对比，发现以石油醚作为提取剂，利用微波对油料分别提取两次，前后油料与溶剂比例为1：6和1：4，微波频率为2450 MHz，功率70 W，两次提取时间为3 min和2 min，紫苏籽油的产量达到32.1%，油中亚麻酸含量（56.1%）远高于单纯的溶剂萃取油（48.9%）。

1.5 超声波辅助提取法

超声波辅助提取法是在溶剂萃取法基础上发展的一项新兴萃取工艺，利用超声波的空化效应，使分子在液体界面扩散加剧，促进细胞破碎及油脂渗出。将它与传统的提取技术结合使用，能够提高提取效率。Li等[9]以正己烷作为提取剂，利用超声波辅助提取紫苏籽油，并确定了最佳的提取工艺，结果表明在提取温度41℃，提取时间17 min，液固比7:1的条件下，能够减少溶剂用量，使紫苏籽的产油率提高到36.27%。与传统的提取工艺相比，超声波辅助提取得到的紫苏籽油碘值高（176.688 g/100g），酸价和过氧化值低（0.773 mg/g，0.855 mmol/kg），含有丰富的植物甾醇和生育酚（3.478 mg/g，0.498 mg/g），具有较好的食用油品质和营养价值。

1.6 超临界CO2萃取法

超临界流体萃取是近十年发展形成的一种先进的物理萃取技术，将CO2作为萃取溶剂，在低温条件下利用CO2良好的溶解性、来源丰富和无毒无害等优势，通过不断调整流体密度来提取油脂[10]。这种方法克服了传统压榨法产油率低、有机溶剂残留量高等问题，是一种绿色高效的提取方法。Pan等[11]利用超临界CO2萃取法提取紫苏籽油，实验结果表明在温度41℃、压力24 MPa、CO2流量20 L/h的条件下，紫苏籽的产油率最高，达到88.63%，并且通过该法提取的紫苏籽油中不饱和脂肪酸（α-亚麻酸、油酸和亚油酸）含量高达91.94%。

2 紫苏籽油的活性物质组成及营养功效

2.1 脂肪酸组成

紫苏籽油中富含多种脂肪酸。表1列举出利用不同方法提取得到的紫苏籽油中脂肪酸的组成分析，由表1可以看出，紫苏籽油中主要包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸，其中亚麻酸含量最高，大多数能够达到60%以上。α-亚麻酸作为ω-3系列多不饱和脂肪酸的前体物质，经过碳链延长和去饱和反应可以产生多种高活性物质（如二十碳五烯酸，EPA；二十二碳六烯酸，DHA）[12]。大量流行病学调查结果显示，较高的ω-3多不饱和脂肪酸的膳食摄入，能够在一定程度上降低高脂血症人群血液中低密度脂蛋白胆固醇和总胆固醇水平，预防心血管疾病发生[13]。Chung等[14]将米糠油、紫苏籽油、菜籽油、亚麻籽油饲喂ICR小鼠并分析其血脂谱，发现这些油脂均能够使小鼠血液中低密度脂蛋白胆固醇水平显著下降，饲喂紫苏籽油的小鼠血液中EPA含量（245.03±62.04 μmol/L）明显高于对照组（26.49±8.76 μmol/L），这表明紫苏籽油能够降低小鼠罹患心血管疾病的风险。有研究表明α-亚麻酸能够促进活化的过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）的表达，抑制促炎细胞因子的转录过程，以发挥其抗炎症的效果[15]。

表1 利用不同方法提取的紫苏籽油脂肪酸组成 单位：%

2.2 生育酚

生育酚是一种人体必不可少的维生素，主要以α、β、γ和δ四种同分异构体存在于自然界中，其中α-生育酚作为动物体内维生素E的主要存在形式，具有最强的抗氧化活性，减弱机体内产生的氧化应激作用。而γ-生育酚在总生育酚中占比最高，在干预细胞癌变相关信号通路，抑制促癌基因表达方面起着重要作用[18]。Zhao等[3]利用高效液相色谱技术测定压榨紫苏籽油中生育酚含量，发现总生育酚为70.2±4.1 mg/100 g，其中γ-生育酚的含量为65.0±4.0 mg/100 g（占总生育酚的92.59%），α-、β-和δ-生育酚分别为3.0±0.1、0.4±0.0和1.7±0.0 mg/100 g。

2.3 植物甾醇

植物甾醇一般是以游离态或与脂肪酸、糖类等结合的状态存在于大多数植物油中的一种生物活性成分，具有降低血液胆固醇、抗肿瘤、抗炎症等功效，在紫苏籽油中主要包括菜油甾醇、豆甾醇、β-香树脂醇和β-谷甾醇。Kim等[19]评价了七种不同品种的紫苏籽油中植物甾醇种类和含量，均存在上述植物甾醇，总甾醇含量（402.66±25.36 mg/100 g）最高的品种中的β-香树脂醇、β-谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇含量分别为0.54±0.02、385.44±25.09、10.95±0.24、5.72±0.02 mg/100 g，β-谷甾醇在植物甾醇中占比最高，其次是菜油甾醇和豆甾醇，并且紫苏籽油是β-谷甾醇的最佳来源之一，其含量明显高于其他植物油，如玉米油（266.3 mg/100 g）和亚麻籽油（237.5 mg/100 g）[20]。陈元堃[21]等就对β-谷甾醇的功能活性及其临床应用进行探讨，β-谷甾醇能够抑制机体胆固醇升高，促进脂肪快速分解，有效清除活性氧，在调节肝脏肾脏疾病、心血管疾病和免疫性疾病等具有重要作用。

2.4 酚类化合物

大量研究报道了酚类化合物在预防癌症、降低血脂方面发挥了突出作用，它们是由至少一个芳香环和一个羟基组成的一组分子，存在于所有植物油中，可分为酚酸、类黄酮和木酚素等，对植物油中的多不饱和脂肪酸的氧化稳定性具有重要意义。其次酚类化合物对由于脂质过氧化作用导致的机体氧化损伤和清除体内自由基具有明显效果，还能够通过信号转导途径调控抑癌或致癌基因表达，具有抗肿瘤的效果。紫苏籽油中的总酚类化合物含量一般能够达到（1109 mg/100 g）[20]，显著高于红花籽油（23.14 mg/100 g）、葡萄籽油（7.58 mg/100 g）、米糠油（5.63 mg/100g）、玉米油（1.87 mg/100g）。吴娆等[22]利用HPLC-MS技术对紫苏籽油中的11中酚类化合物进行鉴定，其中包括香草酸（68.6 ng/g）、阿魏酸（55.7 ng/g）、芹黄素（43.3 ng/g）、咖啡酸（32.8 ng/g）等，它们是紫苏籽油中主要的营养成分。

3 小结

紫苏籽油是一种新型的小品种食用植物油，其中富含的α-亚麻酸等ω-3系列多不饱和脂肪酸对人体具有重要的益生功效，值得对其深入研究。但由于生产紫苏籽油成本较高，市面上的产品开发较单一，国内外紫苏籽油的总体产量较小，未来还需要开展以下方面的工作以弥补关于紫苏籽油研究之不足：（1）深入开发或优化紫苏籽油提取工艺，向新型复合提取技术方向发展，以提高紫苏籽油的产量及品质；（2）探索提高紫苏籽油贮藏稳定性的方法，以期为紫苏籽油大规模工业化生产及应用提供技术支持；（3）全面拓展紫苏籽油的应用范围，努力将其作为膳食补充剂应于各类保健品、酸奶、面包等食品，以扩大紫苏籽油的经济价值。