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美藤果研究开发进展★

2024-01-02李庆珍熊庭旺

山西化工 2023年9期
关键词:果油不饱和脂肪酸

李庆珍,姚 雯,张 珏*,熊庭旺,陈 曦

(1.遵义医药高等专科学校,贵州 遵义 563006;2.普洱联众生物资源开发有限公司,云南 普洱 665000)

美藤果(Sacha Inchi),学名南美油藤,别名星油果、星油藤、印加果。属大戟科多年生木质藤本植物,生长于海拔80~1 700 m 的南美洲安第斯山脉地区热带雨林[1]。2006 年从南美洲引入中国云南西双版纳,目前已引种到中国的多个省份,如云南、广东和海南等,且发现美藤果适宜生长在强光低湿的环境中。美藤果在秘鲁、厄瓜多尔等地区已被当地土著人食用了3000 多年,是该地区国宝级天然食用植物[2-3]。

美藤果含有丰富的不饱和脂肪酸、蛋白质和多酚等化学成分,同时现代药理研究表明其具有降血压、降血脂、提高免疫力及改善记忆力等作用。本文通过文献查阅,对美藤果不同部位化学成分、药理作用及产品应用进行了综述,旨在为美藤果的进一步开发利用提供参考。

1 化学成分

美藤果富含不饱和脂肪酸、蛋白质、多酚、植物甾醇、生育酚、维生素E 及矿物质等化学成分。

1.1 脂肪酸

脂肪酸分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸又分单不饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸。美藤果油中不饱和脂肪酸质量分数高达93%以上,主要为α-亚麻酸(质量分数43.60%~50.80%)、亚油酸(质量分数33.40%~38.60%)和油酸(质量分数5.30%~9.10%)[4]。Kittibunchakul 等[5]研究结果表明壳中也含有α-亚麻酸和亚油酸。

1.2 蛋白质

美藤果蛋白由清蛋白、谷蛋白、球蛋白、醇溶蛋白4 种蛋白成分构成。果仁的蛋白质质量分数为24.2%~27%,脱脂后的蛋白质质量分数介于27%~59.1%,低于棉籽(质量分数33%),大豆(质量分数28%),高于葵花籽(质量分数24%)和花生(质量分数23%)[6]。美藤果粕是美藤果种仁提油后的废弃物,有丰富的蛋白质。Wang Kun 等[7]从美藤果粕中分离出氨基酸17 种,主要包括谷氨酸、甘氨酸和天冬氨酸。李镇灏等[8]对中国云南省普洱、西双版纳、红河和老挝4 个产地的美藤果籽进行比较,得出中国普洱的美藤果籽可作为提取美藤果油和美藤果蛋白原料的首选。美藤果蛋白的氨基酸组成种类齐全,必需氨基酸含量较高,是一类较优质的植物蛋白质资源。关于美藤果粕蛋白质的研究较少,大多主要集中在理化性质和功能方面。

1.3 纤维素

膳食纤维根据溶解性质不同分为不溶性膳食纤维和可溶性膳食纤维。美藤果仁经过蛋白和油脂提取后,剩余的美藤果粕中含有较多的碳水化合物,是良好的膳食纤维来源。美藤果粕可溶性膳食纤维的单糖组有10 种,质量分数大于10%的有半乳糖醛酸(质量分数46.49%),鼠李糖(质量分数18.95%)、木糖(质量分数17.60%)和半乳糖(质量分数11.25%),美藤果粕可溶性膳食纤维不含核糖、古洛糖醛酸和甘露糖醛酸,由此说明,美藤果粕可溶性膳食纤维是杂多糖[9]。除果仁外果壳也含有丰富的膳食纤维[5]。

1.4 多酚

秘鲁生产的美藤果果油中的多酚含量为62 mg/kg,主要包括苯乙醇、类黄酮、木酚素等[10]。美藤果叶酚类主要成分为羟基酪醇,已采用化学合成技术对其进行合成。杨婉等[11]以美藤果壳为原料,经70%(体积分数)乙醇提取,通过UPLC-PDA-MS 检测确定其含有的酚类物质为对羟基苯甲酸、对香豆酸、羟基苯甲酸己糖苷、对香豆酸己糖苷、对香豆酸四倍体、香草酸己糖苷、香草酸己糖苷三倍体、香草酸己糖苷二倍体、1,2-芥子酰阿魏酸酰龙胆二糖、矢车菊素3-(6″-阿魏酰槐糖苷)-5-葡糖苷、锦葵花色素3-葡萄糖苷以及锦葵花色素3-葡萄糖苷二倍体等。林锦铭等[12]采用正交实验,70%乙醇提取,美藤果壳多酚经AB-8大孔树脂纯化主要成分为没食子酸、芦丁、儿茶素、单宁和异槲皮苷,质量浓度分别为9.28、7.29、5.54、4.31、2.93 μg/mL。

1.5 其他

美藤果油中甾醇总量为2.47 g/kg[13],质量分数较高的有:菜油甾烷醇(0.20%)、胆固醇(0.30%)、Δ5-燕麦甾醇(5.30%)、菜油甾醇(7.10%)、豆甾醇(27.90%)和β-谷甾醇(56.50%)[14]。美藤果油中生育酚含量为2000~3 000 mg/kg[13],其中δ-生育酚含量最高(0.596 9 mg/g),维生素E 总含量为1.2273 mg/g[15]。以上化合物外美藤果还含有丰富得矿物质元素,其中Ca、P 等元素含量是比较丰富的。

2 药理作用

美藤果油因为含有多不饱和脂肪酸、多酚、维生素、谷甾醇和豆甾醇等化学成分,所以具有抗氧化、抑菌抗炎、抗癌、降血脂、降血压、增强免疫力,改善记忆力,调节脂质代谢,提高胰岛素敏感性等作用。

2.1 抗氧化

甾醇是油脂中脂溶性天然抗氧化物质。美藤果籽粕中的多酚类物质对1-二苯基-2-苦苯肼(DPPH)自由基具有较好的清除活性[16]。通过自由基清除试验,得出美藤果外壳具有更高的抗氧化、抗糖基化、抗α-淀粉酶和抗乙酰胆碱酯酶活性,内壳对脂肪酶、α-葡萄糖苷酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶的抑制活性高于外壳[5]。美藤果壳多酚对羟自由基、DPPH自由基的半数清除效果均显著优于特丁基对苯二酚、维生素C、丁基羟基甲苯,是一种优质有效的抗氧化剂[12]。

2.2 抑菌抗炎

美藤果油中的不饱和脂肪酸、植物甾醇等活性物质具有抑制病菌生长和产生抗菌消炎作用。美藤果油渗透到皮肤中,可与胶原蛋白结合,通过改变菌体形态和细胞壁完整性,发挥抑菌效果,防止皮肤感染[17]。邓成儒[18]用常规纸片扩散法测定美藤果叶提取的羟基酪醇对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌的抑制活性。结果表明,最低抑菌质量浓度为0.08 g/mL,最小杀菌质量浓度为0.18 g/mL。以美藤果仁为原料,在pH=4.0 条件下,脱脂后得的蛋白质体外抗炎活性达到78.13%[19]。

2.3 抗癌

α-亚麻酸对食道癌,胃癌和结直肠癌均有改善作用。α-亚麻酸具有抗肿瘤活性,降低癌症的发病率和死亡率的作用[20]。美藤果叶含有类固醇、萜类等酚类化合物,且在细胞实实验中发现,美藤果叶提取物能够诱导癌细胞凋亡,抑制HeLa 细胞和A549 细胞的繁殖,其中醇提取物的抗增殖作用最高[21]。

2.4 降血脂和降血压

欧丽娜等[22]研究发现,美藤果油能通过调控载脂蛋白B、载脂蛋白A 的水平,从而调节高脂血症大鼠脂质代谢紊乱。李伟等[23]研究得出美藤果油可以降低高脂血症大鼠血清中胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇的含量,表明美藤果油具有良好的降血脂作用,其降脂作用与美藤果油富含多不饱和脂肪酸相关。研究发现,长时间使用美藤果油可以显著降低胆固醇和甘油三酯的水平,同时增加人体的高密度脂蛋白。另外,体内体外实验结果证明废弃物美藤果壳有降血压的功效。

2.5 其他

此外,美藤果还具有增强免疫力,改善记忆力,调节脂质代谢,提高胰岛素敏感性等作用。环飞等[24]通过实验证明美藤果油具有增强小鼠免疫功能的作用。其中美藤果多肽和美藤果清蛋白是增强免疫作用的有效成分。司茹等[25]通过小鼠避暗实验、跳台实验及Morris 水迷宫实验等方法,证明美藤果油在375.1~1 500.0 mg/(kg·d)的剂量范围内具有一定的辅助改善小鼠记忆的功效。Li Pan 等[26]研究发现美藤果油能改善肝脏脂质代谢紊乱。另外,美藤果油还可以改善高脂肪负荷后人的胰岛素敏感性。

3 应用

目前美藤果已经在食品,化妆品,医药等领域进行开发,并且取得了很好的经济价值。涉及美藤果专利申请最多的是企业,其次是科研院校,从美藤果专利申请的数量上来看,美藤果主要用于保健食品和饮料的开发。

3.1 食品方面

2013 年,我国卫生部批准美藤果油为新资源食品。美藤果油主要作为食用油使用,其次作为添加剂加入食品中。美藤果仁因富含蛋白质,最新研发的种子粉被广泛用于快餐中以提高食品的营养价值。美藤果粕的研究主要是在蛋白质上,如清蛋白和蛋白饮料等。最新研究结果表明美藤果粕可以用于一种能量棒的生产和可溶性膳食纤维的提取。相关专利也公开了以美藤果粕为原料制备能量棒的方法。美藤果叶主要运用在茶饮方面,如养生茶、康普茶等,具有保健作用,清除人体有害物质,增强人体免疫力的效果。此外,美藤果叶还可以用在调味剂食品中。

3.2 化妆品方面

美藤果作为“天然原料”在化妆品领域的运用是比较广的,国际专利US201815913025 公开了美藤果提取物在保健和美容护肤方面的应用,经临床实验表明,提取物可以减少皱纹,改善皮肤粗糙度[27]。目前已经应用在护肤油、润肤霜和精华液等化妆品中[28]。从而发挥其抗衰老、抗皱、抗辐射、抗感染、美白保湿以及增强免疫力的作用,保护皮肤不受外界侵害。除了以上产品外,研究者更是从多角度多方位进行新产品的开发,并研发出了一种新型名叫Q 弹珠的精华液产品,此款精华液相比传统精华液性能优越,使用方便,外形新颖,防腐剂用量少,扩大了美藤果油在护肤品中的应用范围。

3.3 医药方面

早年就有日本和德国等国将α-亚麻酸及其衍生物作为药物添加剂用来预防和治疗心血管疾病,已申请相关专利[29]。现在美藤果在医药方面的应用也有不少,如通过喷雾干燥法,使用Hi-Cap 100 和麦芽糖糊精作为壁材料,制得美藤果油微胶囊化。专利CN201210432445.8 公开了一种预防和治疗褥疮的按摩油[3]。叶在医药中的应用有糖尿病治疗药物的制备。

4 总结与展望

本文对美藤果不同部位及同一部位二次利用的产物的化学成分、药理作用及应用进行了总结。美藤果是国家新资源食品,具有巨大的经济价值和药用价值。现有研发及利用主要集中在美藤果果油上,而对果粕、果叶、果壳等其他部位的成分提取和活性研究相对较少;美藤果油已被证实的药理作用,缺少基因、蛋白水平的深入机制研究;应用方面美藤果作为原料成分多,自身开发应用打造的品牌少。然而,美藤果全身都是宝,如何进一步提高美藤果得油率、深入开发美藤果除果仁外的其他部位的活性成分、打造多元化的产业品牌,进一步提高其综合利用情况,值得深入开发和研究。

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