奇亚籽油的提取工艺、生物活性及开发前景的研究进展

马晟闰

（河北农业大学 理工学院，河北沧州 061100）

奇亚籽，也被称为奇雅子或山香籽，以虎纹奇雅子最为出色，属于薄荷属植物，被广泛种植于北美洲等地。目前在阿根廷，玻利维亚，厄瓜多尔等地也分布广泛[1-3]。研究显示，奇亚籽种子含有丰富的脂肪酸、蛋白质、维生素、膳食纤维和其他的生物活性物质，具有抗氧化，降血脂、抗肿瘤、促进细胞凋亡、免疫刺激和强化骨骼等作用，有巨大的开发价值和应用前景[4]。奇亚籽油是奇亚籽中一种具有特殊功能的物质，它含有丰富的ω-3和多种抗氧化物质，因此，被认为是一种天然抗氧化剂，受到广大科研人员的关注[5]。据有关研究，奇亚籽中含有25%～50%的油分，其中包括丰富的PUFAs及60%以上的α-亚麻酸等。本文根据国内外有关文献，总结了奇亚籽油的提取工艺和生物活性，并对其发展前景进行了展望，以期为奇亚籽油的进一步开发和研究提供参考。

1 奇亚籽油的提取工艺

如今，国内外已有的关于奇亚籽油的研究方法有压榨、溶剂萃取、超声波辅助萃取、微波辅助萃取、超临界CO2萃取、亚临界液体萃取、加压液体萃取和水酶法。不同提取工艺的优缺点对比如表1所示。

表1 不同奇亚籽油提取工艺的优缺点对比

1.1 压榨法

压榨法是一种传统的榨油方法。其原理是借助外部机械力从油料作物中提取油。与其他采油方法相比，该方法工艺简单，油色较淡，适用于多种油料作物。压榨法根据是否经过热处理，可分为热压榨和冷压榨。一般来说，热压榨往往能提高油的提取率。IMRAN等[6]利用4种热处理工艺对奇亚籽进行处理，然后在低温下进行压榨，以获得奇亚籽油。结果表明，在121 ℃，0.1 MPa，15 min后，经过高温杀菌的试样，其亚油酸和α-亚麻酸含量明显下降，稳定性极差。李雪等[7]也发现高温对奇亚籽油的产量和油酸值有一定影响。因此，应对预处理后的奇亚籽的加工和储存稳定性进行详细研究。

1.2 溶剂浸出法

溶剂浸出制油技术是20世纪70年代以后出现的一项新技术。它是根据各种成分在溶剂中的溶解性不同，从而实现分离的萃取方法。实验室常选择与提取成分极性相当的溶剂进行萃取，以获得较好的溶解度。VANESA等[8]通过压榨法和溶剂浸出法分别提取奇亚籽油，比较了两种方法提取奇亚籽的出油率。结果显示，采用浸出法的提取得率比压榨法高约30%。宁伟伟等[9]通过响应面模型，利用正己烷作为提取溶剂对奇亚籽饼进行油脂提取。实验表明，以1∶6的固液比、45 ℃、75 min提取3次得到的油脂平均含量为0.56%。

1.3 超声波辅助提取法

超声辅助提取是近年来新发明的一种提取方法。其原理是利用超声波空化效应破坏油细胞，使溶剂更好地渗透到细胞组织中。MELLO等[10]使用乙酸乙酯作为提取溶剂，采用超声辅助萃取法，利用Behnken-box模型对其进行了优化。最终在最佳条件下得到总回收率为27.24%。此外，研究结果显示，超声波处理前后对脂肪酸组成几乎没有影响。与未经超声波处理相比，超声波处理后的奇亚籽油产量更高。因此，采用超声波辅助溶剂提取法可大大提高产品质量和出油率。

1.4 微波辅助提取法

微波辅助萃取又称微波辅助萃取技术，是指选择合适的溶液将物质萃取到微波反应容器中的技术。在微波作用下，油脂中的有效成分可以进入到油中，从而显著提高油的产量。李娜等[11]利用微波技术对奇亚籽种子进行低温压榨提取油脂。通过对奇亚籽种子进行微波预处理，探讨了油质量和产油率的关系。研究发现，奇亚籽的含水率、微波时间、功率等因素对其产油率及理化参数有一定的影响，而微波处理对其影响不大。此外，岳金霞等[12]以石油醚与正己烷（体积比1∶1）为萃取溶剂进行研究，结果显示，固液比值对奇亚籽油的萃取速率有显著影响，而微波处理时间对其影响最小。这对奇亚籽油的开发与利用具有重要意义。但在已有的文献中，对利用微波技术进行奇亚籽油提取的研究还较少。因此，今后需要加大对微波辅助提取法的进一步研究。

1.5 超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取是近年来兴起的一种现代提取技术。其基本原理是通过CO2流体与特定的溶剂作用，通过调整温度、压力，使CO2溶解度发生变化，从而达到萃取的目的。高妮娜等[13]、文宁等[14]和IXTAINA等[15]均通过超临界CO2萃取法进行了奇亚籽油的提取，分别得到了85.50%、89.2%和97.0%的提取率。实验结果表明超临界CO2萃取是一种绿色、环境友好的提取方法，能显著提高其提取率，同时又能保持相同的脂肪酸成分。

1.6 亚临界流体萃取法

亚临界流体萃取技术是继超临界萃取技术之后的一项新技术。其基本原则是以亚临界溶液为萃取剂，采用类似相溶的方法，在浸取时，通过萃取物与萃取剂的分子扩散，从而获得目的产品。它主要是解决了超临界流体萃取工艺设备小、成本高、能耗高、不适合大规模工业化生产的问题。MASA等[16]以正丙烷为溶剂对黑白奇亚籽进行亚临界萃取，在30 MPa和40 ℃条件下，白奇亚籽油的产率为20.4%。

1.7 加压溶剂萃取法

加压溶剂萃取法是在提高温度（50～200 ℃）和压力（1 000～3 000 psi）下采用溶剂萃取固体或半固体样品的新型处理技术，它是在原始溶剂浸出法的基础上，通过高温高压，加快溶剂的提取效率的方法。VILLANUEVA等[17]评估了超临界CO2萃取法和加压溶剂萃取法两种高效环保的技术对奇亚籽油的提取工艺，结果表明，通过加压溶剂萃取法将加压技术与乙醇结合，在10 min时，油脂的回收率即接近100%，且通过加压溶剂萃取法提取后的奇亚籽油中脂肪酸含量并无显著差异。CALVO等[18]也评估了加压溶剂萃取法和超临界CO2萃取法提取奇亚籽的效率。结果显示，将加压溶剂萃取法与食品级乙醇结合使用，只需10 min即可达到接近100%的提取率，与超临界CO2萃取法提取的油相比，α-亚麻酸的含量显著上升，此外，通过加压溶剂萃取法对SFE脱脂的奇亚籽饼进行提取，可以获得富含磷脂的油提取物，并且磷脂的种类远高于其他方法萃取出的油提取物。因此，加压溶剂萃取法可以作为一种新型高效的提取工艺用于奇亚籽油的萃取。

1.8 水酶法

水酶法是建立在机械性粉碎的基础上，通过不同水解酶的作用，使植物的细胞壁变薄，从而将油脂排出。杨端[19]以奇亚籽为原料，采用碱性蛋白酶水解奇亚籽油，酶解率为5.17%，其中，水解温度为45 ℃，固液比为1∶8.47，pH=10，酶反应时间为2.16 h。在此条件下，奇亚籽油的提取率为89.53%。在另一项研究中，高妮娜等[20]利用压榨法、溶剂萃取法、水酶法和超临界CO2法分别使奇亚籽油分离出来。结果显示，超临界CO2萃取法的提取率最高，为85.5%，水酶法得率最低，为33.2%。由此可见，不同的提取工艺对出油率影响不同，在今后的研究中，应当探索不同工艺的最佳提取条件以达到理想的得率。

2 奇亚籽油的生物活性

目前的国内外文献表明，对奇亚籽油生物的研究主要集中在抗氧化、降血脂、抗肿瘤与促凋亡、免疫刺激和增强骨骼活性等方面。

2.1 抗氧化活性

奇亚籽油富含不饱和脂肪酸，具有很好的抗氧化作用，奇亚籽油也富含生育酚、类胡萝卜素、甾醇等抗氧化物质。冉世宇等[21]研究了奇亚籽油对大鼠剧烈运动后脂质过氧化和抗氧化酶的影响。采用了3种不同剂量的奇亚籽油，测定大鼠体内丙二醛、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的含量。研究发现，奇亚籽油对丙二醛、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶的含量均有明显的影响，其中，丙二醛含量减少，过氧化氢酶、超氧化物歧化酶含量都显著增加。且奇亚籽油的用量越大，其抗氧化能力越强。高妮娜等[13]研究发现奇亚籽油对DPPH、ABTS+自由基显示出极好的清除能力，并能在一定程度上清除过氧自由基。DOMANCAR等[22]对奇亚籽进行了一项肠道模拟研究，结果显示，奇亚籽油对3-乙基苯并噻唑啉-6-硫酸盐和2,2-二苯基-1-吡啶酸酰肼都显示出了较好的抗氧化活性，表明了奇亚籽油有优异的抗氧化效果。

2.2 降血脂活性

研究显示，α-亚麻酸和亚油酸对脂蛋白和血脂含量有调节作用，可以使脂蛋白从低密度脂蛋白向高密度脂蛋白发生转变，达到降低血脂的目的。LILIANA等[23]研究了膳食中补充奇亚籽油对高胆固醇血症兔血管的影响。研究表明，奇亚籽油降低了喂食高胆固醇饮食兔子血浆三酰基甘油的水平，且其内皮功能得到明显改善。另外，奇亚籽油能使血管紧张素II和去甲肾上腺素的收缩作用减弱。因此，在膳食中添加奇亚籽油可以有效保护高胆固醇血症的血管功能。AYERZA等[24]的研究显示，大鼠血浆中ω-3多不饱和脂肪酸的含量愈高，则其血脂值愈低。另外，在大鼠体内，胆固醇水平升高，甘油三酯水平下降，低密度脂蛋白和高密度脂蛋白的比例未见明显下降。这些研究均表明奇亚籽油具有很好的降血脂活性。

2.3 抗肿瘤与促凋亡活性

研究显示，ω-3、ω-6多不饱和脂肪酸在某些方面有抗癌、促进细胞凋亡等方面的作用。奇亚籽油是一种很好的Omega-3和Omega-6多不饱和脂肪酸，它能有效抑制动物乳腺癌的发生。IXTAINA等[25]用25 g的奇亚籽油和0.25 L的水，每日2次，并将奇亚籽油组和控制组（红花籽油组）进行对比。结果显示，奇亚籽油能明显减少大鼠的肿瘤质量，说明其具有抗肿瘤、促进细胞凋亡、抑制细胞分裂的作用。ASHLEIGH等[26]证明，来自奇亚籽的α-亚麻酸代谢物DHA能显著抑制癌细胞中核转录因子的表达，从而减少抗凋亡基因bcl-2的表达，活化细胞色素C和cycl-2受体蛋白P21、P25、P19、P57，提高了特异性的生长抑制蛋白的活性，改变PPAR-a和PPAR-y的活力，使肿瘤细胞的线粒体受损，促进活性氧的生成，调控细胞凋亡和失活，从而达到预防肿瘤发生的目的。

2.4 免疫刺激活性

FERNANDEZ等[27]发现奇亚籽油比其他富含omega-3的多不饱和脂肪酸具有更好的舒缓痢疾、应激反应、鱼腥味、瘦身和消化系统的作用。奇亚籽油取食量、质量、胸腺细胞数量、胸腺细胞数量和免疫球蛋白E等各项指标均接近于鱼油。该项研究证实，奇亚籽油具有极强的免疫刺激活性，在人体免疫中的作用是非常有价值的。

2.5 增强骨骼活性

随着人口老龄化的加剧，骨质疏松病人的数量也在不断增加。因此，骨质疏松引起了人们的重视。CLAASSEN等[28]发现，适量的ω-3脂肪酸能降低PGE2的释放，改变细胞膜的流动，提高钙的吸收，降低尿中的钙含量。有研究显示，长期摄取ω-3能提高IGF-1和瘦素，从而提高其组织和力学性质。ω-3能抑制破骨细胞的活性，而脂肪酸则能促进骨基质大分子的基因表达（增强纤维结合蛋白和I型胶原蛋白），从而对骨的可塑性起到积极的作用[29]。所以，在膳食中加入奇亚籽油能强化骨质，防止骨质疏松。

2.6 其他活性

现有的科学研究已经证实，α-亚麻酸能够提高机体对胰岛素的敏感度，从而更有效地抑制并治愈糖尿病。而奇亚籽油中还具有大量的不饱和脂肪酸，尤其是α-亚麻酸，对血糖有非常好的调节效果[30]。此外，奇亚籽油中的omega-3也可以降低三酸甘油酯和胆固醇的浓度。它还能明显降低老鼠的体质量、降低血压、避免血液凝固。另外，α-亚麻酸还能够通过新陈代谢形成的DHA、EPA等化学物质来保养脑细胞，维护视网膜，提高智商、记忆力以及保护视力[31]。所以可在饮食中添加奇亚籽精油。

3 奇亚籽油的开发前景

3.1 在食品领域的开发前景

奇亚籽油在食品中应用主要包括以下3方面。①作为食用植物油。市场上有大量添加了奇亚籽油的产品，可用来做沙拉、酸奶、曲奇、意大利面和麦片等。奇亚籽油具有食用安全，营养丰富，有益于脑部、神经系统及心血管系统的特点。②作为膳食的补品。奇亚子油ω-3脂肪酸萃取物可以转变为一种很好的ω-3脂肪酸营养补品。③作为调味品或香料。奇亚籽油中含有各种挥发性物质，可以被用来制造调味品，也可以被用作芳香原料[32]。

3.2 在保健品领域的开发前景

奇亚籽油富含ω-3，目前，人们常用深海鱼类产品获取ω-3脂肪酸，但其可能含有对人体不利的胆固醇及生理过激反应。因此，奇亚籽油可作为深海鱼类产品的替代品获取ω-3脂肪酸。研究报道，ω-3脂肪酸中的α-亚麻酸有助于产生另外两种ω-3脂肪酸，即二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic Acid，EPA）和二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic Acid，DHA），它们能降低心脏猝死、预防冠心病及动脉粥样硬化的发生概率[33]。因此，可以充分利用奇亚籽油的该功能，开发出利于心脏健康的保健品。TENORE等[34]曾提出一种包含奇亚籽油和维生素E的新型营养制剂，研究表明，该营养制剂对维持血脂平衡、预防心血管疾病有重要功效，被视为天然的安全药品。此外，调查显示，奇亚籽可以降低胆固醇、缩小腰围和降低患心脏疾病的风险，但是，奇亚籽油能否起到相同的作用还有待于更多的研究。

3.3 在化妆品领域的开发前景

奇亚籽油是一种很常见的护肤成分，因为它含有大量的脂肪酸。尤其是含有ω-3、ω-6以及一些其他有益的油脂，如油酸和硬脂酸。这些成分与健康的皮肤膜有关，滋润皮肤，防止紫外线伤害。有效防止肌肤过早老化，减少细纹，缓解干燥肌肤，保持肌肤活力。尤其适合干性肌肤的人使用。研究显示，在8个星期之内，皮肤干性实验对象（5个健康人，5个患有终末期肾脏疾病或糖尿病的病人）使用4%的奇亚籽油。实验结束时，两组患者的皮肤干燥、刺激性、瘙痒及皮肤含水量均有显著改善[32]。此外，奇亚籽油富含多种脂肪酸，能穿透发轴减少卷发，使秀发保持健康、天然的质感[32]。此外，奇亚籽中所含的ω-3、ω-6脂肪酸对美白抗衰也有优良的效果，这两种成分有维持表层皮肤屏障和阻断黑色素的作用，因此达到美白抗衰的效果。DIWAKAR等[35]探索了奇亚籽油中ω-3、ω-6对黑色素生成的影响，结果表明，奇亚籽油提取物能有效降低Melan-a细胞黑色素的合成。因此，可将奇亚籽油作为一种新型美白抗衰产品应用于化妆品中。

3.4 其他

由于奇亚籽油富含omega-3，对大脑的健康非常有益。很多研究表明，不同的omega-3-丙氨酸、EPA和DHA都能有效保护大脑，减少中风、阿尔茨海默、抑郁症以及其他神经疾病的风险[36]。

4 结语

奇亚籽油是一种有益于人类健康的新功能油脂。目前，对奇亚籽油的研究还很匮乏，对其进行全面的开发和利用还处于起步阶段。尽管超声波辅助萃取、微波辅助萃取和超临界萃取在一定程度上提高了提取率，但仍存在一些局限性。从现有的文献上看，国内外对奇亚籽油的研究大多停留在其生物活性和功能特性层面，对其作用机理的深入研究较少，很难让大众对其形成一个科学性、多层次的了解。因此，研究人员今后必须做的工作包括以下几点。①改进奇亚籽油的提取工艺，加强奇亚籽油的生理活性和稳定性研究。②不同的萃取工艺对其萃取性能及物理化学性能有较大的影响。因此，有必要开发合适的加工工艺，以最大限度地保留奇亚籽油中的活性物质。它不仅要求提取率高、质量好，而且要求绿色环保、省时省力。此外，要想扩大工业化生产的规模，还需进一步探索。③从用途上看，它是一种被广泛用于制作面包、曲奇、沙拉和酸奶等的食品添加剂。但是高温油炸等会对其稳定性造成一定的影响。因此，有必要对中国传统烹调方式进行研究，并探讨其最佳的食用环境。奇亚籽油与其他富含ω-3的多不饱和脂肪酸相比，其优越性仍是今后一个主要的研究方向。奇亚籽油是一种极具开发前景的具有优良生理作用的新油脂，除了在食品、保健品、化妆品中有很大的用途，在其他方面也有很大的发展空间，因此，需要人们进一步开发。