冉志文,邢 巧,皮汶灵,肖懿雪,虞欢欢,封 宇,姜虹宇,熊政委,2,3
(1.重庆第二师范学院生物与化学工程学院,重庆 400067;2.广西农产资源化学与生物技术重点实验室,广西 玉林 537000;3.重庆第二师范学院脂质资源利用及儿童日化品研发重点实验室,重庆 400067)
油橄榄是一种药食兼用的珍贵植物资源,地中海沿岸的一些国家例如希腊、西班牙、意大利等国家产量相对较高。中国产地则以四川、两广等长江流域以南地区为主。油橄榄中榨取的橄榄油不仅含有丰富的营养物质,还富含可抗氧化、抗体内肿瘤等具有医疗作用的活性物质,在食品、日用品、化学、医疗卫生等行业得到较为广泛的应用[1]。
我国被称为食用油消费大国,其中橄榄油的市场消费量达75万t/年[2]。随着人们对健康的重视,橄榄油的需求量逐年增多,油橄榄加工业迅速发展,进行油橄榄压榨等一系列操作时产生的副产物也随之增多。据统计,每吨橄榄榨取油分后产生的果渣副产物达0.5~0.6 t[3]。我国除将少部分油橄榄果渣用作有机肥、动物饲料或饲料添加剂外,并未充分利用其功效成分。相较之下,国外对其利用研究得较充分,如与其它工业废料堆肥改善土壤质量[4]、生产生物燃料[5]、作为吸附剂[6]添加到食品中改善食品品质[7]等。果渣副产物中含有多种有益于人体健康且具特性的生物活性物质,经过适当的提取和纯化后,这些活性物质可以作为食品抗氧化剂或营养成分[8]。如山楂酸、橄榄多酚和齐墩果酸,它们具有抗HIV、抗炎、抗氧化等重要的生理保健功能,在医药方面具有广阔的利用空间。此外,油橄榄果渣油也被大量应用于生产日用洗护产品中增加其保湿性能,这在一定程度上降低了生产成本。基于此,本文对油橄榄果渣中的基本成分和特有功能成分的药理作用予以综述,以便为油橄榄果渣的开发利用提供参考。
油橄榄果渣是油橄榄果经一系列提取油脂成分后的副产物。油橄榄在榨取橄榄油抽取油脂中,通常会采用压榨法和离心法。但无论采用哪一种方法都会产生副产物,即油橄榄果渣。
油橄榄果渣富含多种营养成分,张华玲等[9-11]研究了油橄榄果渣的基本成分并证实鲜油橄榄果渣主要由粗蛋白质、水分、粗脂肪、还原糖、粗纤维、黄酮及橄榄多酚类等多种成分构成,表1为不同学者研究的油橄榄果渣成分。
表1 不同学者研究的油橄榄果渣成分
表1中张华玲等[9]、彭辉[10]和洛桑卓玛等[11]三者研究结果相差较大,可能是由于选取的油橄榄果渣的干湿程度、压榨方式、计算方法及油橄榄的种类不同。其中,前者还测量出油橄榄果渣中含有17种氨基酸,含量占比共计2.10%,必需氨基酸占其总含量的36%。此外,初榨油橄榄的果渣中仍含有8%的橄榄油未被开发利用[12]。油橄榄果渣是难能可贵的可利用资源,不仅营养价值丰富,而且产量较高。在油橄榄果渣中的不饱和脂肪酸,具有降血脂、保护心脑血管、抗炎等多种保健功能[13],其主要脂肪酸的相对含量为油酸(70.65%)、亚油酸(11.52%)、硬脂酸(2.18%)、亚麻酸(0.83%)、花生酸(0.39%)、花生-烯酸(0.28%)、山嵛酸(0.13%)、十七碳烷酸(0.10%)、二十四碳烷酸(0.09%)[11]。同时,还含有钾、钙、镁、锌、钠、铁等多种矿物质[9],果渣中所含的膳食纤维、黄酮、酚类物质也可应用于多种领域,如利用其制作酥性饼干[14]、制作药曲[15]、改善面条品质[11]等。
油橄榄果渣含有的山楂酸、橄榄多酚、齐墩果酸等特有功能成分,具有抗氧化活性、抑菌、降脂等功效。可在日化行业广泛应用,也可用于医药领域中。
山楂酸是存在于众多自然植物中的一种五环三萜酸,在山楂、枣等水果中含量丰富,其在油橄榄果渣中的含量达0.41%[16]。王着[17]以90%的乙醇溶液从油橄榄果渣中提取山楂酸,获得率达91.27%。随着近年研究的深入,发现山楂酸除了具有抗氧化作用和抗菌活性外,还被证实具有显著的肾保护作用、抗HIV活性、抗肿瘤活性等药理活性功能[18-19]。
2.1.1肾保护作用
糖尿病肾病患者经历肾移植和肾手术引发急性肾损伤等病症的风险较高,而糖尿病肾病是患糖尿病患者最严重的并发症之一。研究发现,山楂酸有预防糖尿病肾病和抑制急性肾损伤的作用,因腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)和去乙酰化酶(SIRT1)有保护氧化抗炎活性,山楂酸通过诱导AMPK的磷酸化,进而引起SIRT1的上升,显著减轻病患肾脏的氧化应激和炎症反应,减轻对肝脏和肾的损伤并预防糖尿病肾病[20]。
2.1.2抗HIV活性
山楂酸对HIV-1蛋白酶有一定抑制作用[21],而HIV病毒正是利用这种酶释放自身被感染的细胞,扩散病毒至感染者全身。研究表明山楂酸不但可以抑制HIV病毒蛋白酶的生物活性,且当其浓度为17.9 μg/mL时,HIV-1蛋白酶被抑制的程度高达100%[22]。同时,山楂酸还可通过阻止HIV病毒分裂出同样具有感染性的细胞,使病毒不能达到快速增殖的目的,从而达成抑制HIV的效果。
2.1.3抗肿瘤活性
近几十年来,恶性肿瘤已成为世界人口过早死亡的主要原因之一,在57个国家中其危害性领先于心血管疾病[23]。现今医疗上,恶性肿瘤的治疗方式有中药学、西药学和中西医药学相结合3种医疗手段。其中中西药学相结合治疗的方案可以增加疗效并减轻副作用,在改善患恶性肿瘤病人的身体状况等方面效果尤其显著,山楂酸能够阻碍癌细胞的分裂、增殖和转移并促进其凋亡,在预防、治疗如肺癌、大肠癌、宫颈上皮内瘤变等众多恶性肿瘤疾病方面具有较显著的功效[24-26]。白雪等[27]研究发现山楂酸通过诱导癌细胞凋亡抑制肺癌95D细胞的增殖,且随着山楂酸的浓度增大,抑制效果增强。
橄榄多酚是来源于橄榄类植物如橄榄果实、橄榄叶片等的一种活性物质,主要包括羟基酪醇、橄榄苦苷、没食子酸、芦丁等生物活性物质。在油橄榄果渣中,每1 g油橄榄果渣中多酚含量达到3.78 mg[9]。孔维宝等[28]借用微波辅助技术提取油橄榄果渣中的多酚,在对提取条件不断探索优化的前提下,将其含量提高至1.02%。如何优化提取酿酒厂和橄榄磨坊的废料中的橄榄多酚也成为近年来国内外研究的热点,这足以说明其具有较高的利用价值。
2.2.1抑菌活性
龚少莹[29]用不同浓度的橄榄多酚试剂处理鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌3种不同的食源性致病菌,通过琼脂稀释法研究橄榄多酚的抑菌作用,研究发现橄榄多酚对3种食源性致病菌都具有抑制能力,且抑菌能力与其浓度成正相关,其中,橄榄多酚对李斯特菌有较强抑菌能力。费鹏等[30]在研究中也验证了植物多酚对食源性致病菌的抑菌效果。因此,可将植物多酚这一性质应用到延长食品货架期方面,如向面包或者肉制品中添加适量的橄榄多酚可以抑制微生物生长,保持其良好的感官品质,减少浪费[31-32]。
2.2.2改善骨密度和骨钙状况
骨质疏松是人类健康中常见问题,不仅会导致腰酸背痛使活动受到限制,而且严重时甚至会影响心肺功能。研究发现橄榄多酚拥有可促进骨髓重吸收功能的细胞因子的生物活性,从而改善骨髓环境,达到增加骨密度的效果[33]。张润普等[34]利用被切除卵巢的大鼠设立有关骨质疏松的分析模型,用3个不同的剂量组持续12周每天1次的橄榄多酚提取物对其进行灌胃试验,初步试验得出,卵巢切除鼠的骨密度和骨钙密度得到明显升高,证实了橄榄多酚可改善动物体的骨钙状况且增加其骨密度的结论。
2.2.3抗氧化衰老
橄榄多酚具有抗氧化和抗炎特性,其抗氧化特性可应用于食品的贮存且对一些慢性疾病有一定的预防和潜在治疗作用[35]。膳食多酚可抵消并中和与发病机制有关的氧化应激和炎症,在预防和治疗神经退行性疾病中起着重要作用。还因其具有抗炎特性,可制成营养保健品用于辅助治疗银屑病,可明显改善患者的皮肤状况[36]。因而,橄榄多酚可以减缓发病和降低神经退行性疾病的发生规模。
齐墩果酸,又称土当归酸、石竹素、庆四素,是一种广泛存在于蔬菜、草药植物及其果实中的五环三萜类化合物。齐墩果酸对酸、碱不稳定,熔点为308~310℃,不溶于水,可溶于氯仿、甲醇、乙醇等有机溶剂,Biltekin[37]采用己烷溶剂-微波辅助提取法提取油橄榄果渣中齐墩果酸,结果显示油橄榄果渣中齐墩果酸含量为5.20 mg/g。近年来对齐墩果酸结构的研究较多,通过对其结构(如C-3位、C-28位、A环、C环、C-2位)的修饰提高其生物活性和被人体吸收利用度[38]。齐墩果酸和山楂酸同属萜类化合物,药理活性类似,都有着抗菌消炎、抗肿瘤等功效。
2.3.1治疗肝部疾病
在我国肝病是常见病和多发病,而齐墩果酸不仅保护化学性肝损伤,还因其是脂溶性物质更易进入人体肝脏等组织器官的原因,多被应用于临床上护肝降酶和治疗急性肝炎。齐墩果酸抑制激酶和转录激活因子的信号传递,进而阻断静息态肝星状细胞活化、分裂、增殖,并加快活化态肝星状细胞凋亡的速度,从而达到防治肝纤维化的功效[39]。但对于肝脏的治疗作用存在一定争议,有学者研究得出结论:当使用低剂量时对肝起到保护作用,但使用高剂量时则会导致肝毒性,所以在应用于治疗肝部疾病时应注意其剂量[40]。
2.3.2有益皮肤活性
齐墩果酸不仅能抗氧化,还具有减轻皮肤炎症的药理作用,其中包括肥大细胞介导的过敏性炎症和特应性炎症[41]。学者通过研究齐墩果酸的衍生物,发现其可以减少人皮肤角质形成细胞活性氧来发挥皮肤保护作用。透明质酸酶是可以促进人皮肤形成皱纹的酶,而研究中让其与齐墩果酸的衍生物结合,改变酶蛋白的二级结构,使透明质酸酶活性降低,从而延缓了皮肤的衰老[42]。
2.3.3降脂作用
齐墩果酸具有抗动脉粥样硬化的药理功效,在对女贞子主要化学成分的药理作用研究中,齐墩果酸对试验性高脂血症的大鼠和兔都表现出较强的降脂作用,不仅降低了血管中胆固醇含量,还降低血管发生堵塞的风险[43]。徐莹[38]利用齐墩果酸对患高脂血症小鼠进行有规律的灌胃试验,4~5周后发现试验小鼠体重明显下降,且小鼠的总胆固醇水平、甘油三酯水平、低密度脂蛋白水平均明显下降。
2.3.4其它功效
除上述所列作用外,齐墩果酸还具有抗糖尿病、抗血小板聚集、抗疱疹病毒活性等药理作用[44-46]。用其治疗疾病无副作用,安全性较高,是一种具有多种药理活性和开发潜力的活性物质[47]。
油橄榄果渣具有较高的可利用价值,纵观国内
外,多数将其用作肥料、饲料或生物燃料等,如此利用油橄榄果渣远未将其中有益成分的价值开发出来。在油橄榄果渣中,可将其中残存的少量橄榄油分离出来,应用到皂品、保湿护肤品等日用化妆品中。其中所含的山楂酸、橄榄多酚、齐墩果酸以及黄酮等活性物质,可依据其生物特性,将其制作成食品补充剂。这些活性物质还具有抗氧化、抗HIV、神经保护等多种药理作用且安全性较高,还可将其应用到保健行业中用于辅助治疗疾病。此外,也有研究提到将油橄榄果渣中的几种有效物质混用,使其相互作用,以达到更好的药理作用,至于是否会产生副作用,有待进一步研究与讨论。总之,我们应充分认识并应用其中的活性物质,而不是简单地将其当作废料处理,浪费其中大量的活性物质。近年来,随着全球对油橄榄果渣重视度的提高,其中的活性物质已被关注到,但关注度还不够,各活性物质的药理作用还有待进一步探索。