油茶籽油药理及产品开发的研究进展
2021-12-05孙梦瑶曹清明裴小芳李良怡黄催荣周文化
孙梦瑶,曹清明,2,裴小芳,李良怡,2,黄催荣,周文化,2,
(1.中南林业科技大学食品科学与工程学院,湖南长沙 410004;2.中南林业科技大学特医食品加工湖南省重点试验室,湖南 长沙 410004;3.湖南美津园粮油食品有限公司,湖南 长沙 410007)
油茶为茶科(Theaceae)山茶属植物,是世界四大木本油料之一,为我国主要的经济林木,其种质资源丰富,在我国栽培历史悠久。普通油茶(Camellia oleiferaAbel.)约占总面积的98%,次栽种有浙江红花油茶(Camellia chekiangoleosahu)、南山茶(Camellia semiserrataChi)、腾冲红花油茶(C.reticulata)、小果油茶(Camellia meocarpaHu)、越南油茶(Camellia vietnamensisT.C.Huang ex Hu)、攸县油茶(Camellia yuhsienensis Hu)、细叶山茶(C.tenuifloria)等,这些品种的籽都可以用来制取油茶籽油,油茶籽制油后可得到副产物茶籽饼或粕[1]。
油茶籽油具有多种生理功能包括抗氧化、调节血脂、调节血糖、抗肿瘤、抗炎护胃、抗菌抗病毒和润肠通便等生理功能作用[2],高油酸[3]和多不饱和脂肪酸是其多种药理功能作用[4-6]的一个重要原因,富含多种脂肪伴随物,特别是多酚类化合物是其功能作用的另一个因素[7]。
1 油茶籽油的化学成分
油茶籽成熟种子中的脂肪酸由油酸(75.78%~81.39%)、亚油酸(4.85%~10.79%)、棕榈酸(7.68%~10.01%)和硬脂酸(1.46%~2.97%)等组成[8]。Shen J等人[9]研究了普通油茶的60%乙醇的提取物,用气质分析鉴定了其苯萃取部位中有6个含有甲氧基的酚类化合物,乙醚萃取部位鉴定出18种酚类化合物。周睛芬等人[10]采用80%乙醇溶液分别提取雅安当地的白花和红花油茶籽毛油与精炼油中的多酚类物质。结果表明,4种油茶籽油多酚类物质均表现出较强的抗氧化活性,并随多酚含量的增加而增强。叶洲辰等人[11]测定了不同来源和工艺的7个油茶籽60%乙醇提取物,其中琼海茶油(炒)总酚(15.1 mg/100 g)和总黄酮(1.37 mg/100 g)含量最高。Yang K等人[12]研究了不同温度(65,100,120,140℃)烘烤对油茶籽油氧化稳定性和组成的影响。结果表明,焙烤温度影响总酚(164~245 GAE mg/100 g)和总黄酮含量(为36~45 QE mg/100 g)。综上所述,茶多酚的含量变异很大。目前,国家标准和其他的地方标准均没有对产品做出总酚的要求,唯有茶籽油的产品标准,仅《T/ZNZ 007—2019浙江团体标准 浙江红花茶油》给出了茶多酚4 mg/100 g的要求。
维E是公认的一种天然无毒油脂食品抗氧化剂,能有效抑制脂肪酸的氧化,也能减少人体脂褐质(老年斑)的形成,并保护细胞免受自由基的损害,从而延缓衰老。维E具有多种多种异构体,在叙述异构体时往往用生育酚来代替。Zhang L等人[13]研究表明茶籽油中δ-生育酚和γ-生育酚含量显著高于橄榄油中的含量。Hu J B等人[14]研究维E的含量为39.55~75.94 mg/100 g(α-生育酚为33.98~67.82 mg/100 g,γ-生育酚为5.57~8.27 mg/100 g)。
植物甾醇具有预防心血管系统疾病、抑制肿瘤作用、促进新陈代谢、调节激素水平等生理功能。孙永燕[15]检测了冷榨一级茶籽油中的甾醇含量为菜油甾醇2.05 mg/100 g,豆甾醇10.20 mg/100 g,β-谷甾醇33.44 mg/100 g。油茶籽油中富含植物甾醇,但是植物油的植物甾醇往往都是在精炼过程中损失,因此,适当精炼能更多地保存植物甾醇[16]。
角鲨烯(Squalene)具有抗氧化、抗辐射、调控胆固醇代谢、抑制微生物生长等功效,被广泛用于化妆品、医药和食品工业等领域的开发中。孙永燕[15]检测了冷压榨一级茶籽油的角鲨烯为21.71 mg/100 g。油茶籽油中的角鲨烯含量变异性很大,《浙江团体标准 浙江红花茶油T/ZNZ 007—2019》中标准为3 mg/100 g,《湖南省地方标准 地理标志产品 常宁茶油DB 43/T 1405—2018》中一级茶籽油的标准为48 mg/100 g。
茶皂素是一种天然非离子型表面活性剂[17],具有良好的乳化、分散、发泡、湿润等功能,其特性使其既可以作为基质成分用于洗发香波、天然草本洗发露、防晒消炎润肤膏、沐浴液等,又可广泛应用于洗涤[18-19]、医药和农药[20]等行业。茶皂素也具有抗氧 化[21-22]、抑 菌[23-25]、抗 肿 瘤[26-28]、护 胃[21,29-30]、降 血脂[31]、抗过敏[32]和保护神经[33-34]等多种生物活性。茶皂素大量存在于油茶籽和油茶粕[35-38]中,茶籽油中也存在茶皂素[39-44]。
2 油茶籽油的药理作用
2.1 抗氧化
活性氧(ROS)可以与大分子(如蛋白质,脂质和DNA)结合,导致生理功能障碍。根据自由基理论,阻断或延缓氧化链反应能预防氧化应激。茶籽油由于富含维E和多酚类化合物等抗氧化活性成分而成为人们研究和关注的热点。Sahari M A等人[41]将茶籽油作为天然的抗氧化作用,加到葵花籽油中,其保质期提高了5%;在63℃下的茶籽油的保质期与橄榄油相似。Lee C等人[45]对茶籽油的5种溶剂的提取物进行研究,其中甲醇提取物的抗氧化活性最强。通过HPLC分离得到最具抗氧化活性2个峰,进一步鉴定其为芝麻素和另一木脂素类化合物B-2,5-双苯并[1,3]间二氧杂环戊烯-5-基-四氢呋喃并[3,4-d][1,3]二恶英,红细胞溶血试验表明,能降低H2O2介导的红细胞(RBCs)中活性氧的形成。芝麻素和芝麻酚素是芝麻油木脂素的主要成分,具有抗氧化和促进健康的活性。Nakai M等人[44]的研究也表明了芝麻素对大鼠肝脏的抗氧化能力。Lee C等人[45]评估了茶籽油对CCl4诱导的大鼠急性肝毒性的影响。结果表明,雄性SD大鼠(200±10 g)用茶籽油(50,100,150 g/kg)预处理6周,然后用CCl4(50%CCI4,2 mL/kg)处理,24 h后处死大鼠,与CCl4处理组相比,用茶籽油(150 g/kg)预处理动物提高了肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽S转移酶的活性。为了进一步提高油茶籽油中的多酚类化合物抗氧化成分,Wang W等人[46]将绿茶渣加到油茶籽中,采用超临界二氧化碳(SC-CO2)萃取茶籽油,测得其60%甲醇提取物的总酚含量可达218 mg GAE/100 g,以提高油茶籽油的抗氧化能力。
2.2 调节血脂
Bumrungpert A等人[47]将患有高胆固醇血症的妇女(n=50)被随机分为2组,其膳食方案按照膳食指南和国家胆固醇教育计划进行设计,治疗组(n=25)的油脂用茶籽油,而对照组(n=25)的油脂为大豆油,营养干预8周,在干预前后评估氧化应激和炎性细胞因子。结果表明,茶籽油组显著降低了(11.2%)丙二醛、LDL-C的氧化(8.7%)、高敏C反应蛋白(12.3%),而肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-6没有差异。研究数据表明,食用富含茶籽油的饮食可以降低高胆固醇血症妇女的氧化应激和炎症标志物。王觐等人[48]研究了茶籽油对高甘油三酯血症患者血脂和体重的影响,给予25名高甘油三酯血症患者每日摄入茶籽油25~30 g,持续服用8周,试验前后受试者体重由69.4 kg下降到67.6 kg,血清中油酸由13.2 mg/mL增加到17.2 mg/mL。这个结论与高油酸菜籽油[49]膳食改善了中心型肥胖,改善脂类代谢相一致。
2.3 调节血糖
王欲晓等人[50]把116例IGR患者随机分为干预组(60例)和对照组(56例),干预组用茶籽油代替对照组的食用油,3个月后评价患者的血糖及血脂变化。结果表明,干预组患者干预前后血糖差异均有统计学意义(p<0.05),表明茶籽油干预具有降低血糖的作用,其原因可能是茶籽油的高油酸的功能作用,Soriguer F等人[4]的研究也表明了食用油中的油酸与被研人群中较低的胰岛素抵抗有关(Pizarra研究)。
2.4 抗肿瘤
叶洲辰等人[11]采用MTT法测定了不同来源和工艺的7个油茶籽的60%乙醇提取物,都具有明显的抗肿瘤活性,且在1~50μg/mL的剂量范围内,对人肺癌细胞株(Lewis)、黑色素瘤细胞株(B16)及乳腺癌细胞株(SCC891)具有增殖抑制作用,呈明显的剂量依赖关系。
2.5 抗炎护胃
在传统的中国民间医学中,茶籽油被用于治疗口腔溃疡、鹅口疮、皮炎、烧伤和其他炎症性疾病。Tu P等人[51]研究了山茶油对乙醇性胃损伤的预防作用及其机制。在体外试验中,用山茶油预处理RGM-1细胞增强了迁移能力,同时提高热休克蛋白的表达,降低了凋亡蛋白的表达;在乙醇诱导的急性胃黏膜损伤动物试验模型中,其组织学损伤评分和出血评分分别从0(对照组)显著升高至3.40和2.60,使用茶油或橄榄油(2 mL/kg·bw)和兰索拉唑(30 mg/kg·bw)治疗后,损伤评分和出血评分显著降低。因此,山茶油有可能通过抑制炎症和氧化应激来改善乙醇诱导的急性胃黏膜损伤,进一步的机理研究表明茶籽油能提高小鼠的抗氧化酶活性、热休克蛋白和PGE2的产生,以及抑制脂质过氧化和凋亡相关蛋白,促炎细胞因子和NO生成,从而抑制炎症和改善乙醇诱导的急性胃黏膜损伤。非甾体抗炎药如酮洛芬,通常用于治疗疼痛和炎症,并作为发热剂在临床医学。然而,这些药物的使用可能导致胃肠黏膜的氧化损伤。Cheng Y等人[52]研究了茶籽油对酮洛芬所致急性胃肠道溃疡的抗炎和治疗作用,细胞试验中,用茶籽油(50~75μg/mL)处理Int-407细胞,增加了血红素氧化酶-1(HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和超氧化物歧化酶(SOD)mRNA的表达,以及血管内皮生长因子(VEGF)和前列腺素E2(PGE2)蛋白的分泌;动物试验中,Sprague-Dawley(SD)大鼠在给予酮洛芬(50 mg/kg/d)之前用茶油(2 mg/kg/d)预处理能成功地抑制了COX-2蛋白的表达,抑制了白细胞介素-6(IL-6)和亚硝酸盐氧化物(NO)的产生,减少了胃肠黏膜氧化损伤。
2.6 抗菌抗病毒
杨潮等人[53]研究了压榨法和有机溶剂法制取的茶油都对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和酵母菌的抑制作用,呈浓度依赖性增强。邝婉湄等人[54]研究了红花油茶籽油对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、黄曲霉和啤酒酵母抑制效果明显,其最低抑菌质量分数分别为2%,3%,1%,1%。Van Thi T等人[55]将茶籽油加入到壳聚糖的涂膜中提高了壳聚糖对梨的保鲜效果,梨果实呼吸速率的下降,果实的总可溶性固形物提高,进一步研究表明了其抑制真菌的能力。Akihisa T等人[56]从茶籽油中分离得到了7种三萜类化合物(1-7),研究了Raji细胞中Epstein-Barr virus(EBV)病毒早期抗原的诱发,化合物5-7显示出对EBV-EA诱发的有效抑制作用(IC50值为277~420 mol/32 pmol TPA)。
2.7 润肠通便
刘婷婷[57]使用盐酸洛哌丁胺建立了小鼠功能性便秘模型,以测定润肠通便作用。结果表明,与模型组相比,不同工艺制备的茶籽油的高、中剂量组对小肠推进率、排黑便时间及排便粒数均具有显著的润肠通便作用,其中冷榨法最佳(低剂量组也具有显著性差异)。
3 油茶籽油的综合应用与产品开发
3.1 日常烹调用油
我国一直是食用油消耗大国,每年消耗量约为1 400万t,而目前国内生产食用植物油仅800万t[58],且主要是植物油,如菜籽油、大豆油、花生油等。油茶籽油的不饱和脂肪酸含量远超过菜油和花生油,为各种食用油之冠,ω-6与ω-3脂肪酸的比例为4∶1,符合国际营养的相关标准。油茶籽油因其富含人体必需的脂肪酸和脂肪伴随物包括多酚类化合物、维E、甾醇等[13],具有多种生理功能功能作用,而受到人们的青睐。随着人们生活水平的提高,油茶籽油因其药食两用的特性成为当代油脂消费的趋势。
3.2 护肤
随着自然护肤和健康美容的观念逐渐深入人心,以油茶籽油为基础开发的化妆品受到人们的欢迎。目前,基于油茶籽油已开发出了婴儿护肤油、护肤霜、护手霜等产品。茶油具有较强的经皮渗透能力,能促进化妆品中活性成分的经皮渗透能力,易穿过皮肤角质层。朱敏[59]研究了茶油对不同的化妆品功效成分(葛根素、2-氧-α-D-吡喃葡萄糖基抗坏血酸、α-熊果苷和积雪草苷)促渗能力,与不加促透剂相比,经皮渗透均表现出较好的促进作用(其促渗倍数分别为2.78,2.81,3.11,3.70)。为了解决茶籽油在涂抹后会在皮肤表面残留一部分油腻物质,容易吸收灰尘,产生不舒适的肤感,周雷[60]通过脂肪酶催化酯化与尿素包合相结合的方法去除茶油中饱和脂肪酸,处理后茶油在过氧化值、皂化值和折光率上均略优于未处理茶油,急性皮肤刺激性试验的结果表明,处理后茶油对皮肤没有刺激性,进一步地研究结果表明,饱和脂肪酸产生油腻感的浓度阈值为6%,油脂的渗透速率与其饱和脂肪酸含量呈反比。朱敏[59]开发了抗衰老润肤油的最佳配为茶油58.2%、甜杏仁油25%、辛酸癸酸甘油三酯15%、茶树精油0.8%、维E 0.5%,角鲨烯0.5%。王姝畅[61]对市售山茶花润肤油研究表明,山茶花润肤油清除DPPH自由基的IC50为9.12 g/L,清除ABTS自由基的IC50为6.57 g/L,大大高于山茶籽原油具有的清除自由基的能力,山茶籽原油组、山茶花润肤油组以及维E油组小鼠皮肤含水量分别达到61.44%,65.07%和63.46%,都显著高于模型组的含水量55.1%。小鼠皮肤超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、过氧化氢酶(CAT)均大大提高,而过氧化脂质产物丙二醛(MDA)含量减少,羟脯氨酸含量提高,小鼠皮肤组织形态得到改善,表皮、真皮厚度增加,胶原纤维比例增加。
3.3 注射用油
2015版《中国药典》一部收载了茶油作为注射用油,但是注射用茶籽油的标准(吸光度(波长270 nm)0.013,酸值0.045 mgKOH/g,过氧化值0.517 mmol/kg,皂化值182.330 mgKOH/g,不皂化物值0.302%)远高于食用植物油的标准。孙永燕[15]通过分子蒸馏工艺和碱炼,得到了符合质量标准的注射用茶籽油。吴建宝[62]通过脱酸、脱色和脱臭等精炼工序得到的茶籽油也符合注射用油茶籽油的标准。
4 结语
油茶籽油作为绿色、健康的小品种植物油,具备很多功效,且在不同领域都具有巨大的发展前景,尤其是在国际上的需求量巨大,可以与橄榄油媲美。油茶籽油毛油的脂肪伴随物含量高,但是加工工艺和精炼都会降低其脂肪伴随物和生理功效。因此,目前油茶籽油仍然以毛油为主推向市场,对此生产企业在不断地改进生产技术,提高产品质量,不断挖掘产品的潜在价值。茶油功能的研究和产品的不断创新,能为湖南省油茶2025年千亿产业的目标作出贡献。