袁源见,罗光明,杨晓娟,张风波,肖日传,魏春华,饶雅琪,龚雨虹
(江西中医药大学 药学院, 南昌 330004)
油脂加工
栀子油化学成分、提取工艺及功效的研究进展
袁源见,罗光明,杨晓娟,张风波,肖日传,魏春华,饶雅琪,龚雨虹
(江西中医药大学 药学院, 南昌 330004)
栀子作为一种大宗的中药材,含油率在12%以上,栀子油中含有丰富的不饱和脂肪酸,是一种很好的营养物质。对栀子油的化学成分、提取工艺以及功效的研究现状进行综述,旨在为栀子油功能产品的开发提供一定的理论基础和依据。
栀子油;脂肪酸;药理作用;提取工艺
栀子为茜草科植物栀子(GardeniajasminoidesEllis)的干燥成熟果实。栀子功效为清热利湿,泻火除湿,凉血解毒;外用消肿止痛。现代药理研究表明栀子具有抗氧化[1]、抗炎镇痛[2]、抗微生物[3]、保肝利胆[4]、降血糖[5]等作用。道地产区为江西清江、新余、新干,福建建瓯,湖北江陵等。目前栀子种植主要集中在江西、湖南、重庆、四川、湖北、浙江、福建等省市,其中江西、湖南的栽培量最大,产量高。栀子中不仅含有环烯醚萜类化合物,还含有丰富的油脂,栀子油占栀子果实的12%以上,富含亚油酸,是一种很好的营养物质。现代药理表明栀子油具有镇静、催眠、抗惊厥以及促进学习记忆的作用[6]。国内外诸多学者主要针对栀子油的提取工艺进行研究,在药理方面研究较少。本文对栀子油的化学成分、提取工艺以及功效的研究进展进行综述,旨在为栀子油的进一步开发利用提供一定的理论基础。
1.1 栀子油脂肪酸组成
栀子油脂肪酸组成见表1,与11种常见食用油的脂肪酸组成比较见表2。
从表1可以看出,栀子油亚油酸含量最高。综合各提取方法的结果可知,栀子油中亚油酸含量在42%~90%之间。李炜等[10]采用索氏抽提法得到的栀子油亚油酸含量最高,不饱和脂肪酸最多。而目前对于栀子油脂肪酸组成的研究都是从提取工艺上来阐述的,对于不同品种的栀子油的研究处于空白阶段。从表2可以看出,葵花籽油的不饱和脂肪酸含量最高,菜籽油和芝麻油的不饱和脂肪酸含量较低,栀子油的亚油酸含量较大豆油、玉米油、棉籽油的亚油酸含量低,而相对于其他食用油,其亚油酸的含量较高。
表1 栀子油中主要脂肪酸组成及含量 %
注:“-”表示参考文献中没有列出该项或该脂肪酸含量低于1%,下同。
表2 12种常见食用油主要脂肪酸组成及含量 %
1.2 植物甾醇
李昊阳等[8]采用紫外分光光度法测定栀子油中甾醇的含量,发现栀子油中甾醇含量在0.85%~3.48%之间,比玉米油中甾醇含量少。植物甾醇具有增强免疫力、抗炎、抗肿瘤、抗衰老等作用。
1.3 谷维素
李昊阳等[8]采用紫外分光光度法测定栀子油中谷维素的含量,发现谷维素的含量较低。谷维素具有调节神经内分泌、降血脂、抗氧化、抑制血小板聚集、抑制炎症、抗衰老等作用。
1.4 维生素E
李昊阳等[8]研究发现,栀子油中维生素E的含量为17.06~29.80 mg/100 g,正己烷浸出法、亚临界丁烷萃取法、超临界CO2萃取法得到的栀子油中维生素E含量分别为27.33、29.80、17.06 mg/100 g,亚临界丁烷萃取的栀子油的维生素E含量最高。维生素E具有抗氧化、抗衰老、促进生育、提高免疫、保护肝脏、预防心脑血管疾病等作用。
目前,关于栀子油的提取方法有压榨法、浸出法、索氏抽提法、超声波辅助提取法、亚临界萃取法、超临界CO2萃取法等。
2.1 压榨法
李昊阳等[8]通过压榨法提取栀子毛油并分析其脂肪酸组成,其不饱和脂肪酸含量达到了70%以上,主要是油酸和亚油酸。Cai等[7]通过冷榨法提取栀子油,得率为5.66%。
2.2 浸出法
浸出法是一种利用固液萃取原理,选择一种有机溶剂来溶解油,并提取出油的方法。李昊阳等[8]用正己烷作为溶剂,在料液比1∶10、温度50℃、时间5 h条件下,在磁力搅拌器中浸出得到栀子毛油。
2.3 索氏抽提法
李炜[11]采用索氏抽提法结合正交实验设计得出最佳的提取工艺:在提取温度85℃、提取时间8 h、料液比 1∶4、栀子粉粒度40目的条件下,栀子油得率为22.03%。刘瑞英[22]采用索氏抽提法以石油醚为溶剂,在料液比1∶7、水浴温度80~86℃的条件下,栀子出油率为12.36%。辛莎[23]用溶剂浸提法提取栀子油,最佳条件为以90~120℃的石油醚为溶剂、栀子粉粒度60目、料液比1∶6、提取时间1.5 h、提取温度100℃、提取级数2级,在此条件下栀子油得率为19.46%。Cai等[7]采用索氏抽提法在提取温度45℃、回流时间12 h条件下,栀子油得率为10.89%。
2.4 超声波辅助提取法
杨冀艳等[14]采用石油醚为提取溶剂,应用超声波提取鲜栀子湿果种子中的栀子油,油脂产率较高的提取条件为液料比10∶1、提取时间45 min、提取次数3次,在此条件下栀子油得率为16.49%。袁源见等[24]通过响应面中心设计优化超声波辅助提取栀子油,得到的最佳工艺条件为提取时间28.7 min、液料比11.62∶1、提取次数3.36 次,在此条件下栀子油得率为13.50%。Cai等[7]在单因素实验的基础上,采用响应面设计得到最佳提取条件为提取时间40 min、液料比4∶1、提取温度37℃,在此条件下栀子油得率为8.57%。
2.5 亚临界萃取法
亚临界流体萃取是萃取溶剂一直低于其临界压力和临界温度,状态一直是液体的萃取过程[25]。油茶籽油[26]、牡丹籽油[27]、棉籽油[28]均采用亚临界流体萃取技术,油品质均较好。
2.6 超临界CO2萃取法
李小兵等[29]采用超临界CO2萃取技术萃取栀子中的亲脂性成分,在萃取压力30 MPa、解析压力5 MPa、萃取温度50℃、解析温度40℃、循环萃取3 h 条件下,萃取率达到最佳。李宝莉等[30]应用极差分析法优化超临界CO2萃取栀子油的工艺,在萃取压力25 MPa、解析釜Ⅰ压力12 MPa、萃取温度45℃、解析釜Ⅰ温度45℃条件下,栀子油得率为12.00%。包亚妮等[31]采用超临界CO2萃取栀子油并用二次通用旋转组合设计优化提取工艺,发现萃取压力35 MPa、萃取温度55℃、CO2流速13 kg/h时,栀子油得率为10.89%。
综上,不同的提取方法得到栀子油的得率不同,得率多在10%~20%之间。为了提高栀子油的提取率,首先应该从栀子果实粉碎的工艺研究入手,不断优化,考虑粉碎度与出油率、脂肪酸组成及含量之间的关系,既要保证出油率,也要考虑到脂肪酸组成及含量,在此基础上综合评价栀子油的提取工艺,为选择最佳提取栀子油的方法提供一定的依据,并为工业化生产提供相关的技术。
3.1 对中枢神经的作用
李宝莉等[6]选用光电计数法对灌胃栀子油小鼠的自发活动进行观察,并对经过长期灌胃栀子油小鼠的自发活动耐受性进行考察,研究发现栀子油对于小鼠的自主活动可以明显抑制,随给药时间延长未产生明显耐受现象, 且栀子油大剂量组抑制小鼠自主活动的作用效果较阳性药地西泮和酸枣仁油更佳,通过阈下催眠剂量实验和戊巴比妥钠睡眠时间实验,研究表明大剂量栀子油对戊巴比妥钠阈下催眠剂量的小鼠睡眠诱导作用有显著影响;选用戊四氮实验对栀子油的抗惊厥作用进行考察;对于灌胃栀子油的小鼠的学习记忆能力则采用避暗、跳台实验,研究发现栀子油各剂量组对睡眠潜伏期影响不明显,栀子油大剂量组能够延长小鼠惊厥潜伏期以及减少小鼠入室错误次数。李宝莉等[32]发现酸枣仁油、栀子油和复方酸枣仁油栀子油能抑制小鼠的自发活动,表现出明显的镇静作用,与戊巴比妥钠小鼠睡眠的协同催眠剂量出现明显的催眠效应。李宝莉等[33]研究发现酸枣仁油、栀子油以及其复方能缩短正常和记忆损伤小鼠训练时入室潜伏期、减少入室错误次数,经过训练,入室潜伏期延长、入室错误次数减少,跳台错误次数减少,水迷宫实验研究表明对于小鼠的登台潜伏期能够缩短,穿越次数明显增加。李宝莉等[34]通过研究酸柏栀油软胶囊,发现其有镇静催眠作用,延长给药时间,镇静作用亦增强且无耐受性,能够促进学习记忆能力并对中枢抑制药的镇静作用有所增强,且能够减弱中枢兴奋药的兴奋作用。陈雅慧等[35]研究复方酸枣仁油栀子油对大鼠的学习记忆能力时,采用Morris水迷宫实验,研究表明该复方能改善和提高大鼠的学习记忆功能并且能够增加一氧化氮(NO)的含量,减少大鼠海马组织中乙酰胆碱酯酶(AchE)的活性。陈雅慧等[36]对于复方酸枣仁油栀子油软胶囊的药理学研究发现,其对去卵巢大鼠的学习记忆能力具有促进作用,能使脑中一氧化氮合酶(NOS)活性增加,使AchE活性降低。
3.2 抗氧化作用
包亚妮等[12]研究发现栀子油对DPPH自由基具有一定的清除作用,其平均抗氧化能力相当于100 g栀子油中含(95.74±0.82)mgα-生育酚。栀子油能够清除ABTS自由基,其平均抗氧化能力相当于100 g栀子油中含(501.69±10.51)μmol水溶性维生素E。萃取压力、萃取温度以及CO2流速影响栀子油清除DPPH自由基和ABTS自由基的能力是不同的。当萃取压力为15 MPa时,栀子油清除DPPH自由基的能力达到最大,其余压力条件下清除能力较为相近。CO2流速对栀子油清除DPPH自由基能力的影响规律性不明显;萃取压力和CO2流速对清除ABTS自由基的影响均呈先升后降的趋势。在30 MPa、15 kg/h条件下,萃取温度升高,栀子油清除ABTS自由基的能力逐渐上升,而对清除DPPH自由基的能力无明显的影响。
3.3 抗肿瘤作用
恶性肿瘤是危害人类健康的主要疾病之一,化学法是治疗肿瘤的主要方法,但许多抗肿瘤化学药物杀死肿瘤细胞,也对正常的细胞造成了严重损伤,因此对于高效低毒的抗肿瘤药物的研究具有重要意义。刘继平等[37]在健康的小鼠上接种S180肉瘤细胞,建立荷瘤小鼠模型,结果表明高剂量的栀子油组瘤块体积稍小,界限清晰,质地较硬,较易剥离,与对照组比较,各药物组的脾指数明显增加,治疗组的胸腺指数下降,但无显著性差异,高剂量组抑瘤率为34.31%。
栀子是药食两用的药材,但对于栀子油的研究大多局限于提取工艺的优化以及其脂肪酸组成和含量,关于其药理活性、保健功能、临床应用等更深层次的研究报道很少。目前对于栀子油的研究还处于初级阶段,还存在着许多问题。
栀子油的提取率较低。对于栀子油的提取工艺主要有6种:压榨法、浸出法、索氏抽提法、超声波辅助提取法、亚临界萃取法以及超临界CO2萃取法,其中索氏抽提、超声波辅助提取以及超临界CO2萃取得到的得率较高,多在10%~20%之间。
栀子油的氧化稳定性问题。栀子油中含有丰富的不饱和脂肪酸,在提取过程中可能把栀子油中的不饱和脂肪酸破坏,从而产生大量的游离脂肪酸,而游离脂肪酸很容易被氧化导致栀子油的品质降低。
应加强对栀子油的体内、体外活性研究,对其功效及药理作用深入研究,为进一步开发栀子油提供理论基础。
考察栀子油能否在工业方面提供一定的帮助,如工业用油等,探究使用压榨法得到的栀子油,其饼粕能否作为有机肥以及在食品方面能否取得成就,提高栀子综合利用价值。
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Progress in chemical component, extraction process and function ofGardeniajasminoidesEllis oil
YUAN Yuanjian,LUO Guangming,YANG Xiaojuan,ZHANG Fengbo,XIAO Richuan,WEI Chunhua,RAO Yaqi,GONG Yuhong
(School of pharmacy, Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China)
As a kind of commonly used traditional Chinese medicine, the oil content ofGardeniajasminoidesEllis is above 12%.GardeniajasminoidesEllis oil contains rich unsaturated fatty acid, which is a kind of good nutrients. The chemical component, extraction process and function ofGardeniajasminoidesEllis oil were summarized so as to provide certain theoretical foundation and basis for the development of functional product ofGardeniajasminoidesEllis oil.
GardeniajasminoidesEllis oil; fatty acid; pharmacological action; extraction process
2016-09-20;
2017-02-16
国家公益性科研专项(201507002);2015年度江西省研究生创新专项(YC2015-S346)
袁源见(1992),男,在读硕士,研究方向为中药资源开发与应用(E-mail)357342432@qq.com。
罗光明,教授,博士(E-mail)jzlgm88@163.com。
TS224; TQ646
A
1003-7969(2017)06-0020-05