枸杞籽油的生理功能及提取方法的研究进展

2013-08-24 08:20马晓燕吴茂玉朱风涛宋烨
中国果菜 2013年5期
关键词:籽油超临界油脂

马晓燕*,吴茂玉*,朱风涛,宋烨

(1、山东轻工业学院食品与生物工程学院,山东 济南 250353;2、中华全国供销合作总社济南果品研究院,山东 济南 250014)

枸杞( Lycium barbarum )是茄科、枸杞属植物,落叶小灌木。枸杞主要分布在宁夏、新疆、内蒙古、青海等地,其中以宁夏枸杞最负盛名。枸杞的药用价值早在《神农本草经》中就有所记载:“久服,坚筋骨,轻身不老”;《本草纲目》中也有记载:“枸杞久远,补精气不足,明目安神,令人长寿”。枸杞籽中含有大量的生物活性物质,其中含油量为18%~22%,枸杞籽油含大量不饱和脂肪酸、磷脂、VE,并含有多种微量元素和生物活性物质,如超氧化物歧化酶(SOD)等。具有降低胆固醇,防止高血糖、高血脂[1],抗衰老及促进儿童大脑发育[2]等生理功能。

随着社会经济发展和人民生活水平的不断提高,对功能性油脂的开发应用也逐渐引起国内外学者的重视,本文就枸杞籽油的组成、生理功能以及提取工艺作一综述,以期对枸杞籽油的开发应用提供参考。

1、枸杞籽油的营养成分

枸杞籽含油18%~22%,其中含有大量不饱和脂肪酸、油酸、棕榈酸及微量的肉豆蔻酸、花生四烯酸等。其中不饱和脂肪酸的含量高于80%。徐延梅[3]等利用超临界CO2萃取枸杞籽油,并对其脂肪酸成分进行分析,结果表明,枸杞籽油中亚油酸含量最高,达67.8%。李国梁[4]等用气相色谱-质谱法检测籽油中的脂肪酸,共检测出21种脂肪酸,亚油酸含62.6%,其次是油酸和棕榈酸,分别为16.7%、10.4%。此外,枸杞籽油中还含有维生素A、D、E,K、Ca、Mg、Na、Fe等微量元素,磷脂、β-胡萝卜素的含量也非常可观。

2、枸杞籽油的生理功能研究

2.1 降血脂、改善脂肪代谢

心血管疾病,已成为危害人类健康的重要疾病。流行病学调查研究表明,高脂血症是动脉粥样硬化、冠心病、高血压、糖尿病等多种疾病的潜在因素。如何有效地控制血清胆固醇和甘油三酯水平已成为科研人员研究热点。以亚油酸为主的不饱和脂肪酸能减少血栓脂环中颗粒数,具有显著的降血脂和抗动脉粥样硬化作用。衣艳君[5]以大鼠为实验动物,研究了籽油对大鼠血脂水平的影响,结果表明,枸杞可有效降低血清中甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL-C)的含量,具有明显的降血脂作用。刘秀英[6]同样以大鼠做模型,研究枸杞籽油对其血脂水平的影响,实验结果,0.1g/(kg.bw)剂量能显著降低血清胆固醇水平(P<0.05),0.6g/(kg.bw)剂量能显著降低血清甘油三酯水平。

2.2 降血糖功效

亚油酸能显著改善2型糖尿病人的病情,研究认为其作用类似于四氢噻唑烷酮类抗糖尿病药物。亚油酸能激活过氧化酶体增生因子受体,此类受体能够改善胰岛素敏感性降低的症状,从而调节血液中血糖浓度。朱明星[7]采用2型糖尿病C57BL/6小鼠模型,探究枸杞籽油降血糖功效,结果表明大鼠造模后,多饮、多食、多尿症状减轻,体重也明显下降,具有降血糖功效。枸杞籽油能促进胰岛素的分泌,增强胰岛素受体的敏感性,同时可激活枸杞糖酶,加快枸杞糖的转化,降低血糖浓度。从而可以控制和辅助治疗糖尿病及其并发症,是糖尿病人的食疗佳品。

2.3 抗氧化

天然VE是一种很强的抗氧化剂,它可以中断自由基的连锁反应,保护细胞膜的稳定性,防止自由基或氧化剂对细胞膜中多不饱和脂肪酸、细胞骨架和核酸的损伤。同样,β-胡萝卜素也能起到清除人体自由基的作用,提高人体免疫功能,并能预防癌变、防止肿瘤转移和动脉粥样硬化。姜怡邓[8]在有关枸杞籽油的抗氧化研究中表明,籽油可以提高缺氧小鼠血浆中总超氧化物歧化酶(SOD)活性,具有明显的抗氧化作用,其机制可能与枸杞籽油清除活性氧的作用有关。刘秀英[6]等以Wistar大鼠进行动物实验,结果表明枸杞煎剂可使老年大鼠降低的SOD活力显著提高,因此,枸杞籽油具有优越的抗氧化作用。

2.4 抗疲劳

疲劳是机体在一定环境条件,由于长时间或过度紧张而引起的劳动效率趋向下降的状态,它是机体的一种防御反应。疲劳是机体复杂的生理生化变化的综合反应,体力活动或剧烈运动时,机体主要靠糖原酵解来获得能量。当糖原被大量消耗而又得不到及时补充时,导致机体内环境失调和代谢过程紊乱,由此产生全身疲劳。枸杞籽油能够显著地增加肌糖原、肝糖原储备量,提高乳酸脱氨活力,降低激烈运动后血尿素增量,并加快其清除速率、消除疲劳的作用[8]。研究表明适量的枸杞籽油可提高小鼠耐缺氧能力,同时可显著增高血红蛋白含量;0.2g/(kg.bw) 剂量枸杞籽油能显著延长小鼠的负重游泳时间,减少疲劳小鼠血清尿素产生,从而减缓小鼠的疲劳感。

2.5 其他

亚油酸还具有促进大脑神经系统,提高智力发育功能,对于儿童大脑和神经发育发挥着重要的作用。大量实验证明,VE能增强机体的免疫功能和抗癌、防癌作用,还具有保护神经系统、维持肌肉和心血管正常工作的功能,增加机体免疫力,提高血液中氧的利用率和肌肉持久力。

3、枸杞籽油提取工艺研究

3.1 压榨法

压榨法提取枸杞籽油的工艺流程:枸杞籽预处理→轧胚→压榨→毛油→精炼→籽油产品

枸杞籽除杂质后进行破碎,然后进软化锅软化,软化水分控制在18%~20%,加热至85℃,保温40min左右,使破碎的枸杞籽全部软化,再将其移至平底锅进行炒坯,20min后倒入压饼圈内压成饼胚,趁热进行压榨,得到枸杞籽毛油[9]。

压榨法是应用历史最长的一种油脂提取方法。是一种借助于机械外力作用使油脂从油料中挤压出来的方法,主要机械有液压榨油机和螺旋榨油机[3]。压榨法具有投资少、工艺简单、操作方便、无化学污染等优点,易于实现工业生产。但是在压榨的过程中,饼粕内部形成高温,亚油酸等多不饱和脂肪酸,在高温及反复的压榨、分离过程中极易被氧化和降解,不利于成品油的品质。油脂加工后的饼粕中的蛋白质会产生变性,使其在食品加工中的功能性下降,只适宜做饲料。

3.2 溶剂浸出法

浸出法是利用溶剂溶解油脂,通过渗透、分子扩散和对流扩散的作用,将油胚中的油脂浸提出来。一般做法是将物料和溶剂按照一定的比例混合并放置一段时间,让其充分接触、结合,最后将油脂从提取物中分离出来。

枸杞籽油溶剂浸出法工艺:枸杞籽→破碎→有机溶剂浸出→蒸馏→籽油→离心脱水→籽油精品。枸杞籽破碎的越彻底,油脂的浸出分离效果越好,出油率越高。但超过60目筛分困难,一般采用40目筛。有机溶剂选择低沸点的石油醚做提取溶剂,45~50℃,6~8h,得油率13.4%~14%。

溶剂浸出法的优点是油脂收率高、毛油质量高、干粕残油率低、粕蛋白变性小[10]。但由于有机溶剂对目标物的专一选择性较差,萃取液会含有较多的可溶性糖、蛋白质及色素等杂质,并且在溶剂回收过程中易引起不饱和脂肪酸分解,有溶剂残留等现象严重。

3.3 超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取技术是目前国内外竞相研究开发的新一代高效分离技术[3],因其独特的溶剂性质,被广泛应用在功能性油脂提取方面。

超临界CO2萃取枸杞籽油基本步骤:(1)将预先处理(如粉碎、干燥)的原料放人萃取釜中;(2)超临界CO2经过高压泵压缩升压,在萃取釜内达到设定的超临界状态;(3)在萃取釜中原料中的可溶性成分溶解在超临界流体中并随着流体循环进入分离器中;(4)通过改变分离器压力和温度得到分离产物;(5)而超临界CO2则经过压缩和热交换器,重新流入回路,实现循环使用。

潘太安[11]等研究了不同萃取压力、温度、流量和时间对枸杞籽出油率及油品质的影响,结果表明,萃取压力20~30MPa,温度35~45℃,流量40kg/h,时间3.5h,枸杞籽油的提取率90%,籽油中亚油酸含量为68.3%。陈淑花[12]等采用不同的压力、温度以及流量等工艺参数,对超临界CO2提取枸杞籽油进行了研究和探讨,并最终确定了最佳工艺技术参数:压力30Mpa,温度为313~318K,CO2流量为0.3~0.4m3/h,枸杞籽油的提取率为15.5%。用超临界技术得到的油脂纯度高,色泽好;无溶剂残留,无污染;而且工艺简单,分离范围广、只需控制压力和温度等参数即可达到提取混合物中不同组分的目的,因此超临界CO2萃取籽油将成为提取功能性油脂的发展方向。

3.4 超声辅助萃取法

在众多的提取技术中,超声波辅助提取也是一种应用较为广泛的辅助提取技术。利用超声波产生的强烈振动度以及强烈的空化效应等破碎细胞,使溶剂分子渗透到组织细胞中去,更好地与溶质分子接触,使枸杞籽油更好地释放出来。张佩[13]等采用超声波辅助超临界CO2提取枸杞籽油,以出油率为指标。结果表明,在超声波处理温度60℃、功率300W、时间6min的条件下,枸杞籽油的出油率可达到22.35%。超声波提取具有被浸提的活性物质不被破坏,提取时间短,产率高,条件温和等优点。超声波提取作为一种新型的分离技术,己在天然产物提取方面得到了广泛的应用。

4、结语

在我国,目前对枸杞籽的综合利用尚处在初级开发阶段,大多数的枸杞籽被当作废料丢弃,即浪费资源又对环境造成了污染。因此,积极开发和利用枸杞籽油,不仅能够提供新型功能性油脂,而且还能够增加企业经济效益,减少环境污染,具有十分重要的意义。

[1]陈其秀,吴宁远,高建平.枸杞籽油脂的提取及其成分测定[J].中国油脂,2000,25(2):53~54

[2]苏宇静,王辉.枸杞籽油开发应用[J].中国油脂,2004,29(8):57~58

[3]徐延梅,白寿宁.枸杞油提取试验与研究[J].食品科学,1996,17(10):31~33

[4]Li guoliang,Shi junyou,Suo yourui.Supercritical CO2 cell breaking extraction of Lycium barbarum seed oil and determination of its chemical composition by HPLC/APCI/MS and antioxidant activity[J]. Food science and technology.2010,10(12),1172~1178

[5]衣艳君.枸杞降血脂作用的实验研究[J].首都师范大学学报:自然科学版,2000,21(4):68~70

[6]刘秀英,胡怡秀,臧雪冰.枸杞油胶丸对高脂大鼠血脂水平的影响[J].中国自然医学杂志,2004,6(3):134~135

[7]朱明星,张婵,杨文博.枸杞籽油对2型糖尿病C57BL/6J小鼠血清SOD、MDA及GSH的影响[J].宁夏医科大学学报,2011,33(3):201~203

[8]姜怡邓,董晓薇,毛忠英.枸杞籽油对小鼠耐缺氧抗疲劳作用的实验研究[J].宁夏医学院学报,2004,26(1):19~21

[9]吴素萍.枸杞籽油功能及其制取[J].粮油加工,2006,6:45~46

[10]张君萍.沙葱籽油和多糖的提取及其降血脂作用[D].南京,南京农业大学,2011

[11]潘太安,刘敦华,毛忠英,等.超临界CO2萃取枸杞籽油的研究[J].宁夏大学学报(自然科学版),2000,21(2):156~158

[12]陈淑花,刘学武,李志义.超临界二氧化碳萃取枸杞籽油的实验研究与数值模拟[J].化学工业与工程技术,2004,25(5):11~13

[13]张佩,张珍,张盛贵.超声波辅助超临界CO2提取枸杞籽油工艺条件研究[J].中国油脂,2011,36(2):39

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