油菜籽脂質(zhì)伴隨物與慢性病關(guān)系的研究進(jìn)展

韓 領(lǐng)，張 珍，夏曉洋，向 霞，黃鳳洪

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所/ 油料油脂加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室/ 農(nóng)業(yè)部油料作物生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 油料脂質(zhì)化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430062)

油菜籽脂質(zhì)伴隨物與慢性病關(guān)系的研究進(jìn)展

韓 領(lǐng)，張 珍，夏曉洋，向 霞*，黃鳳洪*

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所/ 油料油脂加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室/ 農(nóng)業(yè)部油料作物生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 油料脂質(zhì)化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430062)

大量研究證實(shí)，油菜籽中脂質(zhì)伴隨物具有顯著的抗氧化作用，與人體營(yíng)養(yǎng)健康密切相關(guān)，特別是對(duì)慢性疾病具有積極的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)與調(diào)理作用。本文綜述國(guó)內(nèi)外油菜籽伴隨物加工提取與慢性病關(guān)系的研究進(jìn)展。

油菜籽；脂質(zhì)伴隨物；營(yíng)養(yǎng)健康；慢性病

脂質(zhì)伴隨物又稱油脂伴隨物、脂肪伴隨物，是植物中存在的一大類具有生物活性的化學(xué)物質(zhì)總稱，包括脂肪、固醇、甾醇、類胡蘿卜素、多酚、原花青素等。油菜是中國(guó)重要的油料作物，種植面積世界第一[1]，2014年我國(guó)油菜籽行業(yè)產(chǎn)量約1 477.22萬t[2]，是天然脂質(zhì)伴隨物的重要來源。油菜籽脂質(zhì)伴隨物是油菜籽油中的微量營(yíng)養(yǎng)成分，種類主要包括菜籽磷脂、菜籽多酚、植物甾醇、類胡蘿卜素、生育酚等，總量隨油菜籽品種與制煉油工藝發(fā)生變化，在制油的過程中伴隨脂肪一并從油料細(xì)胞中萃取出來，在精制油中一般不到總量的 1%[3]。有研究表明，體內(nèi)氧化應(yīng)激是誘導(dǎo)多種慢性疾病(心血管疾病和癌癥等)發(fā)生、發(fā)展的主要機(jī)制：如高含量的低密度脂蛋白(LDL)會(huì)產(chǎn)生高含量的膽固醇氧化產(chǎn)物從而導(dǎo)致心血管板塊的形成，引發(fā)心臟病[4]。營(yíng)養(yǎng)學(xué)與流行病學(xué)研究證實(shí)，油菜籽脂質(zhì)伴隨物具有顯著的抗氧化作用，對(duì)慢性病具有抗炎、預(yù)防心血管疾病、抗癌，降低膽固醇等重要的生理功能和抗氧化能力[5]。本文對(duì)油菜籽中的脂質(zhì)伴隨物產(chǎn)生及與慢性病的關(guān)系進(jìn)行綜述，結(jié)合油菜籽加工探討脂質(zhì)伴隨物開發(fā)提取與對(duì)慢性病的營(yíng)養(yǎng)功能，為油菜籽脂類伴隨物營(yíng)養(yǎng)功能研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 油菜籽加工與脂質(zhì)伴隨物

油料制油主要包括前處理、毛油制取和油脂精煉等工序。目前，我國(guó)油菜籽制油工藝絕大多數(shù)采用帶殼預(yù)榨-浸出制油工藝，產(chǎn)品為毛油和餅粕，毛油進(jìn)一步經(jīng)過加酸、加堿、脫色和脫臭等“四脫”處理，精煉成菜籽二級(jí)或一級(jí)油[6]。精煉過程對(duì)油脂和餅粕營(yíng)養(yǎng)成分均有影響，且油脂脂質(zhì)伴隨物也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)移。

歐盟組織于2010年啟動(dòng)“優(yōu)化油脂”項(xiàng)目，其宗旨是通過油脂精深加工工藝獲得健康的脂質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素，并增加脂質(zhì)中微量營(yíng)養(yǎng)成分，從而開發(fā)出面向，歐盟消費(fèi)市場(chǎng)的新型健康食用油。我國(guó)現(xiàn)代加工工業(yè)采用一系列的精深加工工藝，如：油菜籽干法脫皮機(jī)與皮仁分離工藝減少抗?fàn)I養(yǎng)因子，一次性脫皮率>95%，皮仁分離后，皮中含仁或籽<1%、仁中含皮率<2%。與國(guó)際先進(jìn)的法國(guó)脫皮率60%、德國(guó)80%設(shè)備相比，國(guó)產(chǎn)油菜籽脫皮機(jī)脫皮率提高超過20%，動(dòng)力消耗降低超過50%。低溫壓榨工藝最大程度減少溫度對(duì)脂質(zhì)伴隨物營(yíng)養(yǎng)元素的破化，采用液壓壓榨機(jī)和95型螺旋榨油機(jī)，油料直接借助機(jī)械力將油脂從原料中擠出來而不提前蒸炒，能較好保留油脂中天然生育酚、植物甾醇等活性物質(zhì)；脫膠工藝，去除導(dǎo)致油菜籽油不穩(wěn)定的水化磷脂，從下腳料中富集磷脂；脫臭工藝，可脫除油脂中各種小分子多環(huán)芳烴、農(nóng)殘等，使油中殘留溶劑量降至痕量水平等，有效提取甾醇與生育酚等。由此可見，加工工藝對(duì)油菜籽脂質(zhì)伴隨物提取與開發(fā)利用具有重要的意義。

2 脂質(zhì)伴隨物開發(fā)與提取及其對(duì)慢性病作用

心血管疾病居慢性疾病之首，近年來，心血管疾病已成為我國(guó)公共衛(wèi)生領(lǐng)域的主要問題。2012年衛(wèi)生部發(fā)布的《中國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)》白皮書數(shù)據(jù)顯示：目前，我國(guó)確診的慢性疾病患者達(dá)2.6 億之多，慢性疾病的患病率不斷增加[7]。食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)提倡攝入含有天然活性成分的食物降低慢病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，更強(qiáng)調(diào)通過食物中多組分的協(xié)同作用來強(qiáng)化功效。油脂營(yíng)養(yǎng)成分的攝入日漸成為營(yíng)養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，油菜脂質(zhì)伴隨物開發(fā)提取與慢性病的關(guān)系也不斷出現(xiàn)新的研究成果。

2.1 菜籽磷脂

1937年，Rewald 等[8]首次發(fā)現(xiàn)菜籽中含有磷脂。菜籽磷脂主要由中性油脂，磷脂酰膽堿，磷脂酰乙醇胺組成；特別是其中的磷脂酰膽堿(PC)，又名卵磷脂，更具有獨(dú)特的保健功能。菜籽磷脂也是菜籽油的主要成分之一。磷脂在烹飪受熱起大量泡沫而“溢鍋”影響品質(zhì)，脫膠程序能完全除去油中的水化磷脂，富集磷脂。精深加工的磷脂是一種純天然的高營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，同時(shí)又是一種天然的表面活性劑，是菜籽油在精煉水化脫膠后加工產(chǎn)生的，廣泛應(yīng)用于皮革、飼料、紡織、化妝品等領(lǐng)域，具有較高的科研價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[9]。雙低菜籽磷脂的不飽和脂肪酸含量是大豆磷脂的1.15倍。目前市場(chǎng)出售的磷脂酰膽堿主要來源于大豆磷脂和蛋黃磷脂，而菜籽磷脂與大豆磷脂組成相似。雙低油菜 (即低芥酸、低硫甙)種植率已有90%。劉玲娜等[10]將油菜籽油采用超聲輔助丙酮萃取優(yōu)化，獲取磷脂純度達(dá)91.06%，可作為商品食用磷脂的重要來源之一。我國(guó)油菜籽油資源豐富，可充分利用制油工業(yè)的伴隨物菜籽磷脂制備磷脂酰膽堿，目前，這塊傳統(tǒng)工業(yè)精制手段匱乏，菜籽油未被高效被利用。

高血漿膽固醇是心臟病的最危險(xiǎn)因素。相關(guān)研究在20世紀(jì)40年代就已開始。卵磷脂能使血漿中膽固醇水平降低20 %。曹棟等[11]報(bào)道卵磷脂等能低密度脂蛋白膽固醇降低38 %，高密度膽固醇增加46 %。這主要是卵磷脂能增強(qiáng)膽固醇?；D(zhuǎn)移酶的活性。微波預(yù)處理后富集含菜籽磷脂高微量營(yíng)養(yǎng)素的優(yōu)化油菜籽油可降低血漿中氧化應(yīng)激，脂質(zhì)分布和炎癥水平，有助于防止動(dòng)脈粥樣硬化形成[12]。楊蘭花等[13]用油菜卵磷脂作用紫外損傷NHF人成纖維細(xì)胞使晚期凋亡比例明顯下降，顯示具有一定修復(fù)作用，可能與其改善細(xì)胞膜的正常結(jié)構(gòu)有關(guān)。發(fā)達(dá)國(guó)家視磷脂為一種不受限制食品添加劑，并用磷脂開發(fā)許多保健食品。2017年初，美國(guó)嘉吉公司開始銷售菜籽磷脂，其良好的分散性，功能性，味道和色澤都可與大豆磷脂和葵花籽磷脂相媲美。嘉吉的菜籽磷脂可以1∶1等比例替代其他種類的磷脂產(chǎn)品，因?yàn)槭欠寝D(zhuǎn)基因的，應(yīng)用在有機(jī)產(chǎn)品中，同時(shí)解決了食品過敏原的問題。

2.2 菜籽多酚

菜籽多酚是菜籽的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，含量是其他優(yōu)良種子的10～30倍[13-14]。芥子油和芥子酸分別是油菜籽中主要的酚類化合物和游離酚酸。目前，在油菜籽油中檢測(cè)到的多酚包括有canolol、芥子酸、阿魏酸、肉桂酸、咖啡酸、丁香酸等，而canolol是油菜籽油中主要游離酚。2003年由芬蘭赫爾辛基大學(xué)的Koski 等發(fā)現(xiàn)[15]。Wakamatsu 等[16]在加拿大雙低菜籽毛油中分離、純化、鑒定并命名。油菜籽榨油后大多數(shù)的菜籽多酚殘留在餅粕中，通過優(yōu)化精深加工工藝可有效提高脂質(zhì)伴隨物的含量，如微波調(diào)質(zhì)壓榨—物理精煉制備工藝可使菜籽多酚canolol含量提高6倍[17]。大量研究表明，植物性多酚具有優(yōu)越的抗氧化性能，在抗癌、抗輻射損傷、抗病原微生物、降血脂、防治心血管系統(tǒng)疾病等諸多方面均具有良好作用[18]。2011年，Galano等[19]研究了canolol在水相和脂質(zhì)體中的過氧化氫自由基(·OOH)清除活力。結(jié)果表明，canolol在脂質(zhì)體中的·OOH清除活力比在水相中高3.6倍，與胡蘿卜素相當(dāng)，優(yōu)于蒜素，并遠(yuǎn)優(yōu)于褪黑激素。Wakamatsu 等[20]研究了不同精煉程度油菜籽油抗烷基過氧自由基(ROO·)的能力差異性。結(jié)果表明，菜籽毛油能力最強(qiáng)，全精煉油最弱。與抗氧化劑α-生育酚、β-胡蘿卜素、槲皮素等已知抗氧化劑相比，canolol 的抗ROO·更強(qiáng)。Kuwahara等[21]報(bào)道canolol在5.6μmol/L下即可對(duì)PEG-ZnPP誘導(dǎo)SW 480人結(jié)腸癌細(xì)胞有明顯抗氧化作用。董欣等[22]研究表明對(duì)人視網(wǎng)膜上皮ARPE-19細(xì)胞氧化損傷有顯著保護(hù)作用，而這種作用可能通過激活Nrf-2和ERK信號(hào)通路，從而可能對(duì)與年齡相關(guān)的黃斑變性和其他視網(wǎng)膜疾病有治療作用。同時(shí)發(fā)現(xiàn)canolol可以抑制胃炎相關(guān)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，COX-2顯示可能受miR-7調(diào)控抑制阻斷COX-2 / PGE2信號(hào)通路[23]。

2.3 植物甾醇

植物甾醇又稱植物固醇，目前發(fā)現(xiàn)的有百余種，主要存在于植物的種子中。油菜籽油中含有相對(duì)較高的植物甾醇(892mg/100g)，大約是大豆油或葵花油的2倍(分別是436、496mg/100g)。其中β-谷甾醇占總甾醇量的50%、菜油甾醇占35%、菜籽甾醇占14%。油菜籽油是唯一含有菜籽甾醇的普通植物油[24]。油脂精煉過程中，大量甾醇富集在脂質(zhì)伴隨物的不皂化物中，因此各種油脂下腳、皂腳、脫臭物均是制取甾醇的重要來源[25]。從菜籽脫臭餾出物中提取植物甾醇，運(yùn)用超聲結(jié)晶法精制植物甾醇。甾醇的純度高達(dá) 96.2%，收率為 85.7%，較傳統(tǒng)的溶劑結(jié)晶法有機(jī)溶劑用量減少50%，結(jié)晶時(shí)間縮短2/3～7/8[26]。

1951 年P(guān)eterson 首次報(bào)道植物甾醇可以降低高膽固醇飼料喂養(yǎng)的雞的血脂水平，隨后其營(yíng)養(yǎng)功能研究受到廣泛關(guān)注。大量的流行病學(xué)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室研究證明，攝入較多的植物甾醇可降低血脂，預(yù)防冠心病、癌癥、良性前列腺肥大等慢性病發(fā)生。植物甾醇具有多種生理活性，通過降低小腸膽固醇生物利用，減少再吸收，降低血漿膽固醇水平，可用于預(yù)防治療冠狀動(dòng)脈粥樣硬化類的心臟病，且對(duì)治療潰瘍、皮膚鱗癌、宮頸癌等有明顯的療效。近10年，200多個(gè)臨床研究證明了植物甾醇降低膽固醇的效應(yīng)和效益[27]。

2.4 類胡蘿卜素

類胡蘿卜素是植物體內(nèi)重要的脂溶性天然色素，是一類C40萜類化合物(胡蘿卜素族)及其含氧衍生物(葉黃素族)的總稱。胡蘿卜素類包括α-、β-、γ-胡蘿卜素以及番茄紅素；葉黃素類包括玉米黃素、隱黃素、葉黃素、辣椒紅素和梔子黃(又稱藏紅素)[28]。油菜籽油中類胡蘿卜素含量較高，其中以葉黃素含量最高，約占類胡蘿卜素總量的45%。菜籽毛油中類胡蘿卜素含量9.5mg/100g，由90%的葉黃素和10%的胡蘿卜素組成。通過響應(yīng)面法超聲輔助溶劑萃取從菜籽粕的類胡蘿卜素，平均類胡蘿卜素產(chǎn)量為15.77 mg / 100g，提取百分比為79.61%[29]。

許多研究表明，類胡蘿卜素在動(dòng)物體內(nèi)有著重要的生理功能，其中最為主要是對(duì)體內(nèi)自由基的猝滅作用，從而增強(qiáng)免疫力、預(yù)防心血管疾病和癌癥等[30]。Dwyer等[31]經(jīng)過18個(gè)月對(duì)573名正常人群進(jìn)行頸動(dòng)脈內(nèi)膜厚度超聲檢查，脂質(zhì)水平測(cè)定和危險(xiǎn)因素評(píng)估發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈內(nèi)膜厚度隨葉黃素含量成反比，說明葉黃素可以預(yù)防頸動(dòng)脈的堵塞，從而降低心血管疾病的發(fā)病。

細(xì)胞模型試驗(yàn)證明，β-胡蘿卜素與其他類胡蘿卜素可加強(qiáng)細(xì)胞與細(xì)胞間隙連接交流的能力，從而抑制或降低癌癥的發(fā)生[32]。通過納米包埋，能有效抑制HT-29結(jié)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，上調(diào)p53和p21表達(dá)和下調(diào)CDK2，CDK1，細(xì)胞周期蛋白A和細(xì)胞周期蛋白B表達(dá)，并使細(xì)胞周期停滯在G2 / M期，進(jìn)一步探索納米乳液癌癥治療[33]。

3 脂質(zhì)伴隨物開發(fā)現(xiàn)狀及展望

營(yíng)養(yǎng)學(xué)與流行病學(xué)研究證實(shí)，脂質(zhì)伴隨物具有積極調(diào)節(jié)和干預(yù)慢性疾病發(fā)生、發(fā)展的作用，與人體健康關(guān)系密切，在保健品和功能食品開發(fā)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但也面臨著一些挑戰(zhàn)。受油菜品種及加工工藝的影響，我國(guó)大部分的油菜油腳料被作為廢料或者基礎(chǔ)飼料處理掉，造成脂質(zhì)伴隨物產(chǎn)量低、品質(zhì)少，含量報(bào)道差異大。自古藥食同源，油菜籽含有豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)，提高油料精深加工技術(shù)，富集功能脂質(zhì)伴隨物，成為油菜籽營(yíng)養(yǎng)功能開發(fā)與利用的關(guān)鍵。此外，目前油菜籽脂質(zhì)伴隨物營(yíng)養(yǎng)功能研究相較于其他來源脂質(zhì)伴隨物而言，單一脂質(zhì)伴隨物營(yíng)養(yǎng)功能與機(jī)制研究較少，且成分之間對(duì)慢性疾病協(xié)同作用的構(gòu)效、量效不明確，大大限制了其高附加值產(chǎn)品的開發(fā)。因此高效利用油菜籽脂質(zhì)伴隨物是我國(guó)創(chuàng)新型油菜加工技術(shù)以及油脂工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的一項(xiàng)重要課題，同時(shí)對(duì)防治慢性疾病，提升國(guó)民健康水平具有重要而深遠(yuǎn)的意義。◇

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(責(zé)任編輯 李婷婷)

Research Progress of Lipid Accompaniments in Rapeseed for Chronic Diseases

HAN Ling，ZHANG Zhen，XIA Xiao-yang，XIANG Xia，HUANG Feng-hong

(Oil Crops Research Institute of the Chinese Academy of Agricultural Sciences / Oil crops and Lipids Process Technology National & Local Joint Engineering Laboratory /Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Oil Crops，Ministry of Agriculture /Hubei Key Laboratory of Lipid Chemistry and Nutrition，Wuhan 430062，China)

Numerous studies have demonstrated that lipid accompaniments of rapeseed possess strong antioxidant activities，which are closely related to human nutrition and health. Especially，they havd positive nutrition intervention and regulating effect for chronic diseases and have become a hot topic in the nutrition field of edible oil. The processing and extraction as well as the relationship between lipid accompaniments of rapeseed and chronic diseases are reviewed.

rapeseed；lipid accompaniment；nutrition and health；chronic disease

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程(項(xiàng)目編號(hào)：CAAS-ASTIP-2013-OCRI)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(項(xiàng)目編號(hào)：CARS-13)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(項(xiàng)目編號(hào)：201303072)；國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金(項(xiàng)目編號(hào)：31601438)。

韓 領(lǐng)(1987— ) ，女，碩士，助理研究員，研究方向：油料脂質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。

*共同通信作者：黃鳳洪(1965— ) ，男，博士，研究員，研究方向:油料加工與脂質(zhì)營(yíng)養(yǎng)；向霞(1985— )女，博士，助理研究員，研究方向：油料脂質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。