亚麻胶、亚麻木酚素的提取及分离纯化技术研究进展

邱立明，唐佳芮，袁 榕，魏 冰，孟 橘

中粮工科(西安)国际工程有限公司 (西安 710082)

亚麻籽，又称胡麻籽，是一种油料种子，加拿大亚麻籽产量位居世界第一，我国亚麻籽产地主要分布在甘肃、内蒙、宁夏、河北、新疆、山西等地[1]。亚麻籽是高含油油料，整籽含油38%～45% ，亚麻籽整籽中亚麻籽胶含量约为8%～12%、亚麻木酚素含量约为1%～4%、α-亚麻酸含量约为27%、总膳食纤维含量约为29.8%[2]。

亚麻籽胶，又称富兰克胶，是一种纯天然植物胶,是国家绿色食品发展中心认定的绿色食品专用添加剂。它具有粘性大、乳化效果好、营养成分高、吸水性强、对有毒重金属有吸附解毒作用等特点,还有美容、护肤、保健功效。广泛应用于化妆品、食品、石油开采、医药、烟草、印染及造纸等行业，国内外市场广阔[3-4]。

亚麻木酚素(开环异落松树脂酚二葡萄糖苷，SDG)以二糖苷的形式出现，是具有重要价值的生物活性物质[5]。据报道,亚麻木酚素具有多种功效,公认的最具应用价值的是抗癌作用和雌激素作用[6]。亚麻木酚素主要存在于亚麻籽皮中，含量大概为11.7～24.1 mg/g ,亚麻木酚素在其他谷物中的含量较少，仅为2～7 mg/kg ,富含亚麻木酚素最多的植物就是亚麻籽[7]。

就目前而言，亚麻籽主要以生产食用亚麻籽油为主，同时兼顾生产亚麻籽胶、亚麻木酚素以及亚麻籽蛋白的综合利用技术尚还缺乏。本文主要对国内外从亚麻籽中亚麻胶、亚麻木酚素提取和分离纯化技术进行综述,对进一步完善提取和分离提纯工艺,实现亚麻胶、亚麻木酚素、亚麻籽油及蛋白的高效提取及综合利用。

1 亚麻胶提取及分离纯化技术

1.1 亚麻胶提取技术

亚麻籽胶有着广阔的应用前景，国内外针对其生产工艺进行了大量研究，大部分报道都是以亚麻籽整籽作为提取亚麻胶的原料[8-14]，也有部分报道是以亚麻籽粕为提胶原料[15-17]以及亚麻籽皮为提胶原料[18-21]，形成了一系列专利技术。在这些提取技术中，以是否用水做提取剂分为湿法提取技术[8-26]和干法提取技术[27-29]。

1.1.1湿法提取技术

之所以称之为湿法提取技术，主要是因为是以水作为提取溶剂，个别添加酸碱等辅助化学试剂，谭鹤群[8]、张兰[15]、申玉军[26]等对国内外湿法提取亚麻籽胶的技术研究进展都做了比较详细的综述。针对传统的水为提取溶剂，有的研究借助酸碱等辅助化学试剂进行提取，亚麻籽胶得率可达10%以上[22]，得率较高，但还是存在不足，借助酸碱等辅助化学试剂的提胶技术会导致亚麻籽胶产品黏度降低以及存在污染等问题[23]。所以在实际生产中主要还是采用直接用水提取亚麻籽胶的工艺技术[24-25]。郭项雨[16]以亚麻饼粕为原料，用125倍量的水在温度70 ℃下提取90 min，洗胶1次，冷冻干燥得亚麻胶，亚麻籽胶的得率为32.0%。李群[19]等以亚麻皮为原料，用13倍量水在温度100 ℃条件下浸提10 min，进行两次提取，最终亚麻籽胶的得率为23.52%，黏度为6 200 mPa·s。

在水提法的基础上，还可以采取微波辅助和超声波辅助。孙姣[14]以亚麻籽为原料，采用微波-超声波辅助法用17.3倍量水在温度85 ℃条件下提取65 min，醇沉干燥得亚麻胶，提取率为5.14%。梁霞[18]以亚麻皮为原料，微波辅助用15倍量水在温度80 ℃条件下浸提40 min，喷雾干燥得亚麻胶，亚麻胶的得率为 25.7 g/100 g，1 g/100 g胶液的黏度可达 3 000 MPa·s。冯爱娟[21]等以亚麻壳(皮)为原料，采用超声辅助法用30倍量水在温度90 ℃条件下提取40 min，醇沉干燥得亚麻胶，提取率为19.8%。

1.1.2干法提取技术

干法提取的方法不需要任何溶剂，主要采用研磨的方式，所以需要具有研磨性能的设备，胡鑫尧[27]采用球磨机打磨亚麻籽，过筛分离得亚麻胶，得率达82%～92%；班振怀[28-29]采用面粉加工机分别处理亚麻粕和亚麻籽，亚麻粕筛分去除蛋白得亚麻籽皮，亚麻籽打磨得亚麻籽皮，粉碎得亚麻籽胶，得率达25%；黄庆德[30]、杨金娥[31]采用砂辊打磨机打磨亚麻籽，收集亚麻籽胶粉经过脱脂干燥得亚麻胶，亚麻胶的粘度在2 500～5 000 mPa·s，得率在3.5%～7.5%。

两种方法进行比较，湿法提取的亚麻胶纯度更好、黏度更好，干法提取亚麻胶工艺更为简单，亚麻胶得率更高，无高温过程，但干法提取的亚麻胶黏度低，影响其应用范围。

1.2 亚麻胶的分离纯化技术

目前亚麻胶常用的分离纯化方式大多为醇沉水洗法，鹿保鑫[9]等洗胶4次，亚麻胶的得率为8.31%；崔宝玉[11]等醇沉干燥得亚麻胶，重复3次的产胶率达13.84%；刘蕾[13]等醇沉干燥得亚麻胶，提取率为5.83%；孙姣[14]醇沉干燥得亚麻胶，提取率为5.14%；张兰[15]用浓度75%的醇进行醇沉，亚麻胶得率为24.3%；郭项雨[16]洗胶一次，冷冻干燥得亚麻胶，亚麻胶的提取率为32.0%；李群[19]等提取两次采用醇沉干燥得亚麻胶，得率为23.52%，黏度为6 200 mPa·s；冯爱娟[21]等醇沉干燥得亚麻胶，提取率为19.8%。醇沉水洗只是简单的达到分离的作用，对亚麻胶的提纯效果不明显。张泽生[17]等在醇沉的基础上对提取的亚麻胶进行了进一步的纯化，纯化采用石灰乳-磷酸脱蛋白，温度80 ℃下往浸提液中加入0.6 g/100 mL量的氢氧化钙，保温时间50 min，亚麻胶蛋白含量可减少到2.09%。

2 亚麻木酚素提取及分离纯化技术

2.1 亚麻木酚素提取技术

从亚麻籽中高效提取亚麻木酚素成为当今的研究热点[32-35]，目前主要以亚麻籽粕作为原料提取亚麻木酚素[36-43]，也有用亚麻籽整籽作为提取亚麻木酚素的原料[44]或者亚麻籽皮作为提取亚麻木酚素的原料[45-47]。根据提取工艺的不同可分为有机溶剂提取法、微波辅助提取法和超声辅助提取法。

2.1.1有机溶剂提取法

溶剂法是目前亚麻木酚素提取的主要工艺。主要工艺过程为:醇提—分离—浓缩—碱解—酸中和。葛晓静[44]等在60 ℃下以70%乙醇碱溶液(pH为12)浸泡亚麻籽2 h，在此条件下木酚素提取率为12.21 mg/g 。

溶剂提取法具有工艺流程简单、设备要求低、操作便捷等优点，同时也存在着溶剂消耗量大，提取时间长，得率较低等缺点。

2.1.2微波辅助提取法

在溶剂提取法的基础上采用微波辅助可以大大缩短提取所需的时间,并且一定程度上提高了亚麻木酚素的提取率。张文斌[45]等利用微波辅助提取法用浓度40.9%乙醇以21.9倍量在130 W微波功率下辐照90.5 s，亚麻木酚素得率为2.188 g/100 g。微波辅助也存在不足，主要是设备不成熟，存在微波泄漏的风险，还有待完善。

2.1.3超声辅助提取法

超声波辅助提取法可以加速有效成分的溶出，缩短提取时间，增高得率。并且提取时温度不高，有效提高了产品的质量。徐海娥[32]等以70%乙醇为提取剂，超声辅助提取30 min，亚麻木酚素提取率为13.2 mg/g。孙伟洁[37]等用17倍70%乙醇浸泡下超声21 min，超声功率为400 W，木酚素得率6.54%。李会珍[43]等用17倍60%乙醇在40 ℃下浸泡超声15 min，超声功率为400 W，木酚素得率7.18 mg/g。但是超声辅助法会使提取物中多种物质的同时溶出，这也为后续的分离纯化带来了一定的影响。

2.2 亚麻木酚素的分离纯化技术

目前用于亚麻木酚素分离纯化的方式有大孔吸附树脂法、硅胶色谱法和 Sephadex LH-20 凝胶柱法。

2.2.1大孔吸附树脂法

大孔吸附树脂是层析柱填料中相对廉价的一种，其在水溶性有机化合物的提纯方面有广泛的应用。张文斌[48]通过大量实验得出用X-5为分离介质纯化亚麻木酚素粗品，得到含量为 65.7%的亚麻木酚素产品，树脂回收率在80.8%左右；李琳[49]等采用AB-8型大孔吸附树脂分离纯化亚麻木酚素粗品，得到含量为81%的亚麻木酚素产品，树脂回收率在78.6%左右；孙伟洁[50]筛选了大量树脂最终确定AB-8型树脂效果最优，亚麻木酚素纯度为66.71%。此方法具有吸附容量大、物理化学稳定性高、吸附速度快、选择性好、再生处理方便、解吸条件温和、宜于构成闭路循环、使用周期长、节省费用等诸多优点。但此方法只适用于亚麻木酚素的粗分离，要想得到纯度更高的产品，还需采用其他分离纯化方法。

2.2.2硅胶色谱法

硅胶柱分离的对象主要是中等分子量的物质，尤其是复杂的天然物质，这类物质的极性范围很大，对于性质相近的物质，硅胶柱能够提供很好的分离效果。张文斌[48]采用硅胶色谱法二次洗脱分离出亚麻木酚素样品，纯度为91.85%，硅胶柱的回收率为92.4%。孙伟洁[50]通过对硅胶柱上样浓度以及洗脱速度的研究，最终得到的亚麻木酚素，纯度可以达80.13%。硅胶色谱法所用洗脱溶剂毒性较大，且回收困难，并且纯化规模小，成本较高，所以在大生产中有效推广，具有局限性。

2.2.3Sephadex LH-20 凝胶柱法

亚麻木酚素分离纯化采用Sephadex LH-20 凝胶柱层析法的应用迄今报道很少。它不仅对极性不同的物质具有一定的分离纯化作用，还可以根据分子大小不同进行排阻的能力。张文斌[48]采用 Sephadex LH-20 凝胶柱法，二次洗脱分离得到亚麻木酚素，纯度达到96.6%，凝胶柱的回收率为97.2%。Sephadex LH-20凝胶柱法可以得到纯度较高的亚麻木酚素，但其价格比较高，成本投入比较大，且清洗比较费时。所以此方法具有一定的局限性。

3 结束语

亚麻胶和亚麻木酚素皆具有多种生物活性和保健功效，对目前食品领域、保健品领域、医学领域等具有重要的意义。研究表明，亚麻胶和亚麻木酚素主要分布在亚麻籽皮上，含量分别达到25.0%、2.2%。因此以亚麻籽皮为原料制取亚麻胶和亚麻木酚素的工艺技术更为高效，并且有利于亚麻籽制油以及亚麻蛋白的综合利用。另外采用微波、超声等手段辅助提取能有效提高亚麻胶以及亚麻木酚素的提取效率，并在一定程度上降低了能耗。由此可以想到，微波超声辅助一步法从亚麻籽皮中提取亚麻胶和亚麻木酚素的工艺技术研究将是未来研究的方向。此工艺可以提升产品质量、提高产品得率、降低能耗、增加经济价值、创造社会效益，具有广阔的研究前景。