木瓜籽油制備及性質(zhì)的研究進展

鄧葉俊，黃立新，張彩虹，2，謝普軍，張 瓊，丁莎莎

(1.中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所，生物質(zhì)化學利用國家工程實驗室，國家林業(yè)局林產(chǎn)化學工程重點開放性實驗室，江蘇省生物質(zhì)能源與材料重點實驗室，南京 210042;2.中國林業(yè)科學研究院林業(yè)新技術(shù)研究所，北京 100091)

油脂加工

木瓜籽油制備及性質(zhì)的研究進展

鄧葉俊1，黃立新1，張彩虹1，2，謝普軍1，張 瓊1，丁莎莎1

(1.中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所，生物質(zhì)化學利用國家工程實驗室，國家林業(yè)局林產(chǎn)化學工程重點開放性實驗室，江蘇省生物質(zhì)能源與材料重點實驗室，南京 210042;2.中國林業(yè)科學研究院林業(yè)新技術(shù)研究所，北京 100091)

木瓜籽富含油脂，且其油中不飽和脂肪酸含量較高，可以作為藥食兩用的保健油源加以開發(fā)。綜述了近年來國內(nèi)外有關(guān)木瓜籽油的營養(yǎng)成分、理化性質(zhì)、提取方法、精煉以及生理活性等的研究報道，以期為我國木瓜籽油的精深加工利用提供參考。

木瓜籽油；理化性質(zhì)；提取工藝；生理活性

木瓜，有“百益果王”之稱，常被分為兩大類：一類是薔薇科(Rosaceae)木瓜屬(Chaenomeles)的木瓜，如木瓜海棠和貼梗海棠(皺皮木瓜、酸木瓜)，是原產(chǎn)于我國溫帶的木本植物；另一類是番木瓜科(Caricaceae)番木瓜屬(Carica)的木瓜(番木瓜)，原產(chǎn)于東南亞，外形與中國木瓜相似[1]。木瓜渾身是寶，果肉、瓜籽、葉等均具有一定的食用和藥用價值[2-4]。近年來，隨著木瓜的價值不斷被發(fā)掘，木瓜的種植面積也逐年增大。目前，國內(nèi)對木瓜的加工主要集中在新鮮果實，將其干燥為瓜脯或用以生產(chǎn)木瓜酒、木瓜醋等[5]，而對其副產(chǎn)品木瓜籽的開發(fā)較少，大部分木瓜籽被丟棄，造成極大的浪費。

據(jù)文獻[6]報道，木瓜籽仁糖分及淀粉含量較低，有利于油脂的提取，木瓜籽的含油量達到21.27%～41.10%，且其品質(zhì)與油茶籽油和橄欖油相接近[7]，此外還有研究[8]報道利用木瓜籽油開發(fā)生物柴油，因此木瓜籽油具有很好的經(jīng)濟價值和應用前景。本文主要就木瓜籽油的營養(yǎng)成分、理化性質(zhì)、提取方法、精煉及生理活性等方面的研究進展進行概述，以期為今后更好地開發(fā)和利用木瓜籽油提供參考。

1 木瓜籽油的營養(yǎng)成分及理化性質(zhì)

1.1 木瓜籽油營養(yǎng)成分

木瓜籽營養(yǎng)豐富，含有大量的礦物質(zhì)及活性成分，大部分營養(yǎng)成分在制油過程中被帶入木瓜籽油中，使得木瓜籽油營養(yǎng)豐富。木瓜籽油中微量元素含量見表1。

表1 木瓜籽油微量元素含量[9]mg/100 g

從表1可以看出，木瓜籽油中的微量元素含量豐富，人體必需的礦物質(zhì)K、Ca、Fe、Zn、P的含量較高，具有提高人體免疫力、預防心腦血管疾病功效的微量元素硒也存在于木瓜籽油中；對人體有害元素Pb和As的含量較低，符合國家食用植物油衛(wèi)生標準。

木瓜籽油的活性成分與脂肪酸組成分別見表2、表3。

表2 木瓜籽油活性成分[10-11] mg/kg

表3 木瓜籽油脂肪酸組成 %

從表2可以看出，木瓜籽油活性成分含量很高，富含多酚、生育酚與黃酮。從表3可以看出，木瓜籽油的脂肪酸種類豐富，其中油酸的含量與油茶籽油、橄欖油相近，不飽和脂肪酸占80%以上。

1.2 木瓜籽油的理化性質(zhì)

表4列出了目前國內(nèi)外對木瓜籽油理化性質(zhì)的研究結(jié)果。

表4 木瓜籽油理化性質(zhì)

從表4可以看出，由于產(chǎn)地和品種的差異，造成木瓜籽油理化性質(zhì)的區(qū)別。木瓜籽油中的游離脂肪酸含量少，木瓜籽油的酸值和過氧化值均低于國家食用植物油標準，從過氧化值來看木瓜籽油達到了二級成品花生油的要求，木瓜籽油可以作為一種優(yōu)質(zhì)的植物油。殷建忠等[19]研究了云南野生酸木瓜籽油的急性毒性，采用《食品安全性毒理學評價程序和方法》最大耐受量法對大鼠、小鼠進行急性毒性試驗，結(jié)果表明野生酸木瓜籽油以急性毒性半數(shù)致死量(LD50)毒性分級屬實際無毒，這為木瓜籽油應用于食品加工行業(yè)提供了理論依據(jù)。

2 木瓜籽油的提取方法

2.1 溶劑提取法

溶劑法是一種較為簡便和成熟的油脂提取技術(shù)，利用相似相容的原理浸提油料，通過簡單的分離即可得到油脂。劉書成等[20]以番木瓜籽為原料，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，通過響應面試驗優(yōu)化確定了溶劑浸提番木瓜籽油的最佳工藝為正己烷為溶劑、浸提溫度61℃、浸提時間2.5 h、液料比3.18∶1，在此條件下油脂提取率為21.27%。張海濤等[21]以光皮木瓜籽為原料，采用索氏抽提法對其進行提取，在單因素試驗基礎(chǔ)上，通過正交試驗確定了索氏提取光皮木瓜籽油的最佳條件為以乙醚為溶劑、提取時間9 h、料液比1∶7、提取溫度48℃，在此條件下木瓜籽的出油率達到了28.77%。溶劑法簡單易操作，但有溶劑殘留的缺陷，不符合現(xiàn)代人對食品健康的觀念。

2.2 超聲波輔助提取法

近年來，研究人員將超聲波技術(shù)與溶劑法相結(jié)合，廣泛地運用到油脂提取中，它具有提取率高以及不破壞提取物等特點；利用超聲波破碎油料細胞，強化傳質(zhì)作用，使溶劑分子滲透到組織細胞中，能更好地與溶質(zhì)分子相接觸，使原料中的油脂更好地被釋放出來[22]。Samaram等[23]利用超聲波輔助提取番木瓜籽油，并用響應面法優(yōu)化得到最佳提取工藝為超聲溫度62.5℃、超聲時間38.5 min、料液比1∶7、超聲功率700 W，在此條件下出油率為23.3%。嚴小平等[24]研究利用超聲波輔助提取番木瓜籽油，結(jié)果表明，影響番木瓜籽油提取率的因素主次順序是料液比>超聲溫度>超聲時間>超聲功率；最佳工藝為石油醚為提取劑、料液比1∶4、超聲溫度50℃、超聲時間20 min、超聲功率120 W，在此工藝條件下，番木瓜籽的出油率為35.1%。與溶劑法相比，超聲波輔助溶劑提取具有提取時間短、提取溫度低以及溶劑消耗量少的優(yōu)點。

2.3 超臨界萃取法

超臨界流體萃取技術(shù)是以超臨界流體為溶劑，利用該狀態(tài)下的流體具有強滲透能力和高溶解能力進行非極性混合物萃取分離的一項現(xiàn)代油脂加工分離技術(shù)。鄧楚津等[25]以萃取率為考察指標，探索研究了超臨界CO2萃取木瓜籽油的工藝條件，通過單因素試驗研究了物料粒徑、CO2流量、萃取壓力、萃取溫度、萃取時間對萃取率的影響，利用響應面優(yōu)化法確定了超臨界CO2萃取番木瓜籽油的最佳工藝為物料粒徑20目、CO2流量25 L/h、萃取壓力27 MPa、萃取溫度54℃、萃取時間3 h，在此條件下，番木瓜籽油的提取率達到30%以上。超臨界CO2萃取法條件溫和，無有機溶劑殘留，在食用油脂提取方面較溶劑法更具優(yōu)勢。

2.4 壓榨法

壓榨法是利用機械的壓榨原理，將物料中的油脂一次性擠出，常用的有螺旋壓榨機和液壓榨油機。張瑞等[10]以光皮木瓜籽為原料，采用低溫壓榨的方法，將榨油機的轉(zhuǎn)速調(diào)整為1檔，榨油機的榨頭溫度控制在70℃以內(nèi)，木瓜籽毛油的得率為19%。壓榨法的工藝簡單、容易掌握，易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，采用壓榨法榨油無溶劑污染，油脂的品質(zhì)也較好；但是木瓜籽殼堅硬，出油率較低，餅中殘油高，雜質(zhì)含量高，并且因擠壓造成的高溫會對木瓜籽油中的不飽和脂肪酸造成影響。

3 木瓜籽油的精煉

壓榨法或浸出法得到的木瓜籽毛油不能直接食用，因其含有水分、色素、脂溶性物質(zhì)以及游離脂肪酸，影響了木瓜籽油的感官及品質(zhì)，因此精煉對于木瓜籽油的加工與利用必不可少。

楊海月等[26]對木瓜籽毛油的精煉條件進行了優(yōu)化，以磷脂含量為指標對木瓜籽毛油水化脫膠過程中脫膠劑種類、脫膠劑添加量、脫膠時間、加水量和脫膠溫度進行了單因素試驗，并在此基礎(chǔ)上對脫膠時間、加水量和脫膠溫度進行正交試驗，得到的最佳工藝為添加0.2%檸檬酸為脫膠劑、脫膠溫度75℃、加水量4%、脫膠時間50 min，在此條件下脫膠木瓜籽油中的磷脂含量可以降到1.605 mg/g；同時楊海月等[26]還研究得到木瓜籽毛油的脫酸最佳工藝為堿液(NaOH)質(zhì)量分數(shù)12%、堿煉溫度80℃、超堿量0.30%，在此條件下木瓜籽毛油的酸值(KOH)降為0.95 mg/g；研究結(jié)果表明，與木瓜籽毛油相比，脫膠油、脫酸油和精煉油的碘值略升高、過氧化值明顯升高、磷脂含量和皂化值均明顯下降。

目前鮮有關(guān)于木瓜籽油脫色、脫臭、脫蠟方面的報道，所以木瓜籽油的精煉工藝還有待進一步的研究。

4 木瓜籽油的生理活性

木瓜籽油富含不飽和脂肪酸，其中油酸和亞油酸含量較高，油酸在營養(yǎng)界被稱為“安全脂肪酸”，作為主要的單不飽和脂肪酸，油酸易被人體消化吸收，適當增加單不飽和脂肪酸攝入對高血壓人群降低血脂水平、控制血壓有明顯的效果[27]；亞油酸是人體中的必需脂肪酸，是組織細胞中線粒體和細胞膜的結(jié)構(gòu)成分，能降低血液中膽固醇的含量、預防動脈粥樣硬化[28]。

Afolabi等[29]對番木瓜籽油中總多酚含量進行了測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)自奧貢州的番木瓜籽油中的總酚含量達到了119.917 μg/mL，很多研究表明多酚類化合物具有抗氧化、抗菌以及提高人體免疫力的生理活性，對于減緩肥胖、治療糖尿病以及癌癥都有一定積極作用[30-32]，同時木瓜籽油中的多酚類化合物也可以抑制油脂的氧化酸敗，從而延長油脂的貨架期。同時研究人員在木瓜籽油中檢測到了VE等自由基清除劑，所以木瓜籽油也具有一定的抗氧化性能[33]。有研究發(fā)現(xiàn)番木瓜中含有異硫氰酸芐酯，且在種子中的含量較高[34]；流行病學研究表明，異硫氰酸芐酯類成分有很強的抗癌活性[35]，在治療和預防膀胱癌以及乳腺癌等方面具有明顯的效果，被認為是最有效的癌癥預防因子之一[36-37]。Lee等[38]研究發(fā)現(xiàn)，通過壓榨法得到的番木瓜籽油中含有異硫氰酸芐酯，且含量達到23.3 g/kg，因此食用木瓜籽油可能對某些癌癥具有一定的抑制作用。Afolabi等[39]開展了以番木瓜籽油飼養(yǎng)大鼠的試驗，結(jié)果表明，使用番木瓜籽油(7%～10%)飼養(yǎng)32 d的大鼠體重有所下降，在腦部測得膽固醇及磷脂的含量明顯降低。Afolabi等[40]發(fā)現(xiàn)番木瓜籽油對鐮刀形貧血癥有明顯的治療效果，體外試驗結(jié)果表明，番木瓜籽油能顯著提升血紅蛋白濃度，減少鐮刀形血細胞的數(shù)量，用番木瓜籽油處理的鐮刀形細胞血液中過氧化物酶活性明顯提升，因此番木瓜籽油可能被開發(fā)用于治療鐮刀形貧血癥。

5 結(jié)束語

木瓜籽油含有豐富的不飽和脂肪酸以及生理活性成分，可以作為一種新型保健類油脂加以開發(fā)利用。國外對于番木瓜籽油的營養(yǎng)成分、生理活性以及抗氧化性能研究較為成熟，番木瓜籽油得到充分的開發(fā)利用。我國的木瓜資源十分豐富，包括光皮木瓜、皺皮木瓜等多個品種，目前關(guān)于木瓜籽油的研究主要集中在木瓜籽油的提取方法及工藝優(yōu)化，對于木瓜籽油的生理活性以及抗氧化性能方面的研究較少。木瓜籽毛油未經(jīng)精煉不能直接應用于食品加工行業(yè)中，而關(guān)于木瓜籽油精煉相關(guān)的文獻較少。木瓜籽油中含有豐富的不飽和脂肪酸，在外界條件影響下極易發(fā)生氧化酸敗，影響木瓜籽油的品質(zhì)，研究提升木瓜籽油抗氧化性能的途徑具有深遠意義。番木瓜籽油中含有多種活性成分，如異硫氰酸芐酯、多酚、黃酮類化合物等，具有抗氧化和抗癌的特性，開發(fā)功能性木瓜籽油，讓人們在食用過程中達到保健以及治療的效果。木瓜籽油作為一種性能優(yōu)異的天然油料來源，其開發(fā)和利用將為木瓜加工行業(yè)開辟新途徑。

[1] 唐迪，鄒燁，仰榴青.GC-MS分析木瓜籽油中的脂肪酸組成[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2012，40(10):301-302.

[2] 張丹，李丹，朱小峰，等.木瓜抗氧化活性研究[J].食品工業(yè)科技，2014(15)：130-133.

[3] VIJ T，PRASHAR Y.A review on medicinal properties ofCaricapapayaLinn [J].Asian Pac J Trop Dis，2015，5(1)：1-6.

[4] SESANTI H，ARSUNAN A A，ISHAK H.Potential test of papaya leaf and seed extract (Caricapapaya) as larvicides against anopheles mosquito larvae mortality.SP in Jayapura，Papua Indonesia [J].Int J Sci Res Public，2014，4(6)：1-8.

[5] 韓立敏.木瓜的營養(yǎng)保健功能及其開發(fā)利用[J].廣東農(nóng)業(yè)科學，2009(9)：138-139.

[6] SANTOS C M，ABREU C M P，F(xiàn)REIRE J M，et al.Chemical characterization of the flour of peel and seed from two papaya cultivars[J].Food Sci Technol，2014，34(2)：353-357.

[7] 賴瓊瑋，劉軍.木瓜籽油的提取及分析[J].糧油食品科技，2011，19(2):23-25.

[8] AGUNBIADE F O，ADEWOLE T A.Methanolysis of carica papaya seed oil for production of biodisel [J].J Fuels，2014(9)：1-6.

[9] 李莉，陳正偉，宋聚學.野木瓜籽油化學成分分析及急性毒性評估[J].貴州農(nóng)業(yè)科學，2013，41(5):58-60.

[10] 張瑞，何靜仁，蔡小雙，等.四種方法提取光皮木瓜籽油及成分分析的比較研究[J].糧食與油脂，2015(8):56-61.

[11] MALACRIDA C R，KIMURA M，JORGE N.Characterization of a high oleic oil extracted from papaya (CaricapapayaL.) seeds [J].Food Sci Technol，2011，31(4)：929-934.

[12] 耿薇.外標法與峰面積歸一法對比分析番木瓜籽中的脂肪酸含量[J].化學工程師，2015，29(1):23-24，33.

[13] 郭華，周建平，羅軍武，等.茶籽油的脂肪酸組成測定[J].中國油脂，2008，33(7):71-73.

[14] 湯富彬，沈丹玉，劉毅華，等.油茶籽油和橄欖油中主要化學成分分析[J].中國糧油學報，2013，28(7):108-113.

[15] 鄧楚津，董強，張良，等.番木瓜籽的基本成分及營養(yǎng)價值[J].食品研究與開發(fā)，2012(6):185-188.

[16] BOUANGA-KALOU G，MATOS L，NZIKOU J M，et al.Physico-chemical properties of seed oil from papaya (Caricapapaya) and the kinetics of degradation of the oil during heating [J].Food Sci Technol，2011，3(1)：45-49.

[17] 徐懷德，李海鵬，劉樂全，等.光皮木瓜籽的營養(yǎng)成分分析[J].營養(yǎng)學報，2008，30(1):111-112.

[18] 魏海燕，張惟廣.野木瓜籽成分分析和油脂評價[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38(3):142-144.

[19] 殷建忠，王琦，周建于，等.云南野生酸木瓜籽油急性毒性及其脂肪酸含量測定[J].云南中醫(yī)中藥雜志，2008，29(12):54-55.

[20] 劉書成，鄧楚津，鐘益強，等.番木瓜籽油的提取工藝優(yōu)化及其理化特性[J].中國糧油學報，2010，25(8)：42-46.

[21] 張海濤，張海容，徐撒撒.提取因素對木瓜籽油提取率的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2012，40(2):1026-1027.

[22] SAMARAM S，MIRHOSSEINI H，TAN C P，et al.Optimisation of ultrasound-assisted extraction of oil from papaya seed by response surface methodology：oil recovery，radical scavenging antioxidant activity，and oxidation stability [J].Food Chem，2015，172:7-17.

[23] SAMARAM S，MIRHOSSEINI H，TAN C P，et al.Ultrasound-assisted extraction and solvent of papaya seed oil：crystallization and thermal behavior，saturation degree，color and oxidative stability [J].Ind Crops Prod，2014，52:702-708.

[24] 嚴小平，王楠，劉彩琴，等.超聲波輔助提取番木瓜籽油最佳工藝的研究[J].中國糧油學報，2014，29(9):65-68.

[25] 鄧楚津，董強，張常松，等.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化番木瓜籽油的超臨界CO2萃取工藝[J].中國糧油學報，2012，27(2):47-51.

[26] 楊海月，徐增萊，晏艷，等.木瓜籽毛油精煉條件篩選及其理化指標分析[J].植物資源與環(huán)境學報，2015(2):32-39.

[27] SALES-CAMPOS H，REIS DE SOUZA P. An overview of the modulatory effects of oleic acid in health and disease[J].Mini Rev Med Chem，2013，13(2)：201-210.

[28] RAMSDEN C E，ZAMORA D，LEELARTHAEPIN B，et al.Use of dietary linoleic acid for secondary prevention of contrary heart disease and death：evaluation of recovered data from the Sydney Diet Heart Study and updated meta-analysis[J].British Med J，2013，346:1-18.

[29] AFOLABI I S，OFOBRUKWETA K.Physicochemical and nutritional qualities ofCaricapapayaseed products [J].J Med Plants Res，2011(5)：3115-3117.

[30] WANG S，MOUSTAID-MOUSSA N，CHEN L，et al.Novel insight of dietary polyphenols and obesity[J].J Nutr Biochem，2014，25(1)：1-18.

[31] BAHADORAN Z，MIRMIRAN P，AZIZI F.Dietary polyphenols as potential nutraceuticals in management of diabets：a review [J].J Diab Metab Dis，2013，12:1-9.

[32] YANG C S，LI G，YANG Z，et al.Cancer prevention by tocopherols and tea polyphenols[J].Cancer Lett，2013，334(1)：79-85.

[33] 高佳佳，鄭洋，黃訓端，等.幾種抗氧化劑對棉籽油氧化穩(wěn)定性的影響[J].食品工業(yè)科技，2013(11):283-286.

[34] 李澤友，沈文濤，言普，等.番木瓜中異硫氰酸芐酯及其前體物質(zhì)芐基硫代葡萄糖苷的含量分析[J].藥物分析雜志，2011(4):678-681.

[35] GUPTA P，KIM B，KIM S H，et al.Molecular targets ofisothiocyanates in cancer：recent advance [J].Mol Nutr Food Res，2014，58(8)：1685-1707.

[36] TSAI T F，LIN J F，YANG S C，et al.Inhibition of autophagy potentiates apoptosis in BITC-treated human bladder cancer cells[J].Urol Sci，2015，26(2)：S14.

[37] SEHRAWAT A，KIM S H，VOGT A，et al.Suppression of FOXQ1 in benzylisothiocyanate-mediated inhibition of epithelial-mesenchymal transition in human breast cancer cells [J].Carcinogenesis，2013，34(4)：864-873.

[38] LEE W J，LEE M H，SU N W.Chracteristics of papaya seed oils obtained by extrusion-expelling process [J].J Sci Food Agric，2011，91(13)：2348-2354.

[39] AFOLABI I S，AKUIYIBO S M，ROTIMI S O，et al.In vivo evaluation of lipid and antioxidants qualities ofCaricapapayaseed oil [J].J Nat Prod，2011(4):125-135.

[40] AFOLABI I S，OSIKOYA I O，F(xiàn)AJIMI O D，et al.Solenostemonmonostachyus，IpmoeainvolucraandCaricapapayaseed oil versus Glutathione，orVernoniaamygdalina：methanolic extracts of novel plants for the management of sickle cell anemia disease [J].BMC Complem Altern Med，2012，12(262)：1-11.

Research progress on extraction and properties of papaya seed oil

DENG Yejun1，HUANG Lixin1，ZHANG Caihong1，2，XIE Pujun1，ZHANG Qiong1，DING Shasha1

(1. Key Lab of Biomass Energy and Material, Jiangsu Province, Key and Open Lab of Forest Chemical Engineering,State Forestry Administration, National Engineering Lab for Biomass Chemical Utilization, Institute of Chemical Industry of Forest Products,Chinese Academy of Forestry, Nanjing 210042, China; 2. Institute of Forestry New Technology，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，China)

Papaya seed is rich in oil, and the unsaturated fatty acids content is high in papaya seed oil，which can be explored as a healthy oil source both for diet and medicine. Nutritional components, physicochemical properties, extraction technologies, refining and physiological activities of papaya seed oil at home and abroad were reviewed to provide reference for utilization and deep processing of papaya seed oil in China.

papaya seed oil; physicochemical property; extraction technology; physiological activity

2016-03-29

江蘇省重點實驗室項目(JSBEM-S-201507)

鄧葉俊(1993)，男，在讀碩士，研究方向為農(nóng)林產(chǎn)品深加工(E-mail)yejun_deng@163.com。

黃立新，研究員(E-mail)l_x_huang@163.com。

TS224;TQ646

A

1003-7969(2017)01-0006-05