牡丹籽活性成分及综合开发利用研究进展

刘玉军，索俊玲，孙志强，张 嫱，代 龙，赵红金

（1. 齐河县人民医院，山东 德州 251100；2. 山东禹泽药康产业技术研究院有限公司，山东 德州 251200；3.山东省中医药研究院附属医院，山东 济南 250014；4. 滨州医学院药学院，山东 烟台 264003）

牡丹籽为毛茛科植物牡丹（Paeonia suffruticosaAndr.）的成熟种子，包括牡丹籽壳和牡丹籽仁，从牡丹籽仁中可提取牡丹籽油，提油后的剩余物为牡丹籽粕。油含量相对较高的牡丹品种又称油牡丹，包括凤丹牡丹、紫斑牡丹和香丹牡丹等[1]，2011年卫生部第9号公告将凤丹牡丹和紫斑牡丹的籽仁制备的牡丹籽油批准为新资源食品，自此引发牡丹籽油研究和开发的热潮。牡丹籽油的副产物如牡丹籽粕、牡丹籽壳等，少部分被作为饲料利用（如牡丹籽粕），大都被当做废物丢弃，造成环境污染和资源浪费。本文对牡丹籽活性成分及综合开发利用研究成果进行总结，以为牡丹籽的深入研究和科学开发提供支持。

1 牡丹籽油

1.1 提取方法

从牡丹籽中直接提取的油称为毛油，精炼后为精油。毛油重量约占牡丹籽仁重量的33 %[2]，牡丹籽油的提取方法包括压榨法、溶剂浸提法、超声提取法、水酶法、超临界CO2提取法、亚临界提取法[3]。

1.1.1 压榨法 冷榨法加工温度低于60 ℃，营养成分能较好保留，但是出油率较热榨法约低50 %。冯贞等[4]用低温螺旋榨油机提取，出油率为23.5 %。

1.1.2 溶剂浸提法 出油率较压榨法高，但存在溶剂残留问题。马晓等[5]用石油醚从牡丹籽中提取油脂，料液比1:5、索氏抽提温度70 ℃、提取时间1.5 h，出油率32.93 %。董秀婷等[6]用正己烷为提取溶媒，出油率为30.63 %。

1.1.3 超声提取法 在溶剂浸提法的基础上，用超声波的空化作用进一步提高提取效率。洪晴悦等[7]通过单因素试验结合正交试验优选了一套超声辅助提取牡丹籽油的工艺：超声温度50 ℃，超声时间50 min，超声功率140 W，料液比1:15（g:ml），牡丹籽油的提取率为26.11 %。

1.1.4 水酶法 在提取过程中用纤维素酶、果胶酶、α-淀粉酶等酶降解油以外的组织，以提高出油率，具有条件温和的特点，但是酶的价格推高了工艺成本。张娟等[8]采用水酶法从牡丹籽中提取牡丹籽油，优选的酶为碱性蛋白酶，酶解温度50 ℃，酶解pH 7.5，加酶量2.5 %，提取率42.08 %。

1.1.5 超临界CO2提取法 设备费和运行成本较高，限制了其在牡丹籽油生产中的应用。陆少兰等[9]优选的超临界CO2提取牡丹籽油的工艺为：CO2流量为25 kg/h，提取压力为33 MPa，提取温度为40 ℃，提取时间为100 min。

1.1.6 亚临界提取法 因有低温低压高效的特点，尤其适用于提取有抗氧化性的牡丹籽油。杨倩等[10]用丁烷为提取溶剂，以牡丹籽油提取率为评价指标，优选出的工艺为：提取温度40 ℃、提取时间40 min、连续提取4次、料液比1:2，牡丹籽油转移率为95.2 %。

上述提取工艺可组合应用，以提高提取效率。昝丽霞等[11]采用微波复合酶法水萃牡丹籽油，复合酶为纤维素酶、果胶酶、中性蛋白酶，酶解条件为pH 5.5、酶解温度55 ℃、酶解4 h，微波温度50 ℃、微波功率700 W、微波时间6 min。不同提取方法的原理、设备、成本、效率有差异，牡丹籽油的品质也不同，主要体现在气味、口感、不饱和脂肪酸含量、酸值、碘值、过氧化值等方面。因此应从成本、效率和油品质量等角度综合评定提取方法的优劣。

1.2 成分及活性

牡丹籽油为金黄色透明油状液体，具特有的清香味道。主要成分为脂肪酸，其中不饱和脂肪酸含量约88.2 %～93.5 %，主要为亚麻酸、亚油酸和油酸，饱和脂肪酸含量为6.5 %～11.8 %[12]。王青等[13]采用气相色谱-脂肪酸甲酯法分析牡丹籽油的脂肪酸，油酸含量22.83 %，亚油酸含量26.69 %，亚麻酸含量42.21 %。昝丽霞等[14]用GC-MS测定了牡丹籽油中42种脂肪酸，除含亚麻酸、亚油酸、油酸外，还包括8-羰基-辛酸、9-羰基-壬酸、十四酸、十五酸、二十烷酸、二十二烷酸等，主要为C9～C26脂肪酸系列，C16和C18的脂肪酸相对丰度最高。

牡丹籽油还含没食子酸、齐墩果酸[15]、维生素E、角鲨烯、甾醇[4]，其中甾醇主要为谷甾醇，约占甾醇总量的55.50 %～62.17 %[16]。

不饱和脂肪酸有降血脂、减轻免疫损伤、抑制血栓形成、改善认知功能和抑制肿瘤生长等作用[17]。维生素E和角鲨烯等都是天然的抗氧化剂，甾醇具有预防冠状动脉粥样硬化、促进胆固醇代谢等作用[18]。

1.3 开发利用

牡丹籽油为新资源食品，能有效缓解我国食用油料短缺问题，因其营养价值高，可作为中高端植物油料。

在中医理论指导下，牡丹籽油可基于其本身功效，复配其他活性提取物，制备具有一定功效的复方产品。苏建辉等[19]筛选以牡丹籽油、茶多酚、银杏黄酮、绞股蓝皂苷和苦瓜提取物为主成分的辅助治疗高血糖、高血脂保健食品配方。

2 牡丹籽粕

2.1 成分及活性

牡丹籽粕重量约占牡丹籽仁的67 %，主要含蛋白质、多糖、芪类化合物、黄酮、萜类、微量元素等。

2.1.1 蛋白质 牡丹籽粕中蛋白质含量约30 %[20]，必需氨基酸约占氨基酸总量36 %[21]。刘柏华等[22]用超声辅助碱提法，提取率为87.34 %，与常规碱提法相比，提取率提高了7.17 %，纯度提高了14.49 %，碱液消耗降低了33.33 %。牡丹籽粕蛋白质的乳化稳定性和泡沫稳定性好于大豆分离蛋白[23]。

2.1.2 多糖 约占籽粕重量的20 %以上。郭香凤等[24]用微波辅助法从牡丹籽粕中提取多糖，提取量为9.21 %。陈程等[25]用超声波辅助纤维素酶法，多糖提取量为19.69 %；并通过清除DPPH自由基活性试验评价牡丹籽粕多糖的抗氧化活性。

2.1.3 芪类化合物 刘普等[26]用超声法提取低聚芪类化合物，得率为6.39 %，活性测试表明，低聚芪类化合物有较好的抗菌、抗氧化和抑制肿瘤细胞的活性[27-29]。张思思等[30]以65 %乙醇为提取溶剂，从牡丹籽粕中提取得到了白藜芦醇，得率为1.06 %。

2.1.4 黄酮类 马文涛等[31]用超声法从牡丹籽粕中提取黄酮，提取率为1.44 %，抗氧化活性试验表明，牡丹籽粕黄酮对·OH自由基和O2-有较好的清除效果。

2.1.5 萜类化合物 刘普等[32]用反相高效液相色谱（RP-HPLC）测定了紫斑牡丹籽粕中共6种单萜苷类化合物含量。

2.1.6 微量元素 张修景[33]测定了牡丹籽粕中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Co、Se共8种元素的含量，其中Se含量超过了0.100 mg/kg，表明牡丹籽粕是一种富硒产品。

2.2 开发利用

牡丹籽粕可作为食品原料制备食品[34]，如烘焙饼干等。也可利用酶解技术将牡丹籽蛋白制备成肽，颜辉等[35]选用胰蛋白酶，采用超声酶解法从牡丹籽粕中制得降血糖肽；阎震等[36]利用碱性蛋白酶对牡丹籽粕蛋白进行酶解，获得抗氧化肽。

3 牡丹籽壳

牡丹籽壳外表面呈油亮黑色，内表面呈类白色，质坚实，具韧性。与牡丹籽粕类似，牡丹籽壳中同样含芪类化合物、黄酮，除此之外，还含黑色素、多酚化合物[37]等。

牡丹籽壳中芪类化合物含量高于牡丹籽粕，其中低聚芪类化合物的DPPH自由基清除率与维生素C相当[38]，抗氧化活力明显优于维生素C[39]。从牡丹籽壳中分离出白藜芦醇单体，纯度为96.25 %[40]。提取的总黄酮， DPPH自由基清除能力优于维生素C[41]。

牡丹籽壳中含天然的黑色素，是由吲哚或酚类化合物聚合而成的非均质高分子化合物，有清除自由基、延缓衰老、增强免疫力、促进造血功能、调节血脂等活性。丁永霞[42]采用超声波辅助提取法，以75 %乙醇为提取溶剂从牡丹籽壳中提取了黑色素粗品，经碱溶酸沉法精制，黑色素得率最高可达17.63 %。

4 结语

科学合理地开发利用牡丹籽，不仅能提升其经济价值，更能减轻牡丹籽油产业给环境带来的负担，有助于油牡丹产业健康发展[43-44]。牡丹籽综合开发利用应本着“经济可行、提干榨尽、循环经济”的总原则，在充分了解和分析成分的理化性质和应用价值的基础上，系统设计兼容性好的工艺流程，借助成熟的工艺和设备对牡丹籽不同部位的不同物质进行分类、分步提取，将小牡丹籽做成大产业。