美藤果油的組成、性質(zhì)及功能特性研究進(jìn)展

韓本勇，周志梅，趙 鵬，李 濤*

(1. 昆明理工大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650500；2. 昆明理工大學(xué) 成人教育學(xué)院，云南 昆明 650051)

美藤果(PlukenetiavolubilisLinneo.) 又名印加果，星油藤，印加語(yǔ)稱 Sacha Inchi，為大戟科(Euphorbiaceae) 多年生的木質(zhì)藤本植物，原生長(zhǎng)在南美洲安第斯(Andres) 山脈，海拔80～1700 m 的熱帶雨林區(qū)[1]，印加人食用了三千多年[2]。2006 年，美藤果由中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園引種成功[3]，2013 年美藤果油獲批為新資源食品[4]。

成熟美藤果呈黑褐色，蒴果，常具 4～6 個(gè)棱角，每個(gè)棱角內(nèi)含有一枚種子，種子長(zhǎng) 16～24 mm，寬 14～20 mm，厚 7～10 mm，重為 0.8～1.6 g[5]。當(dāng)年種植的美藤果，當(dāng)年就可以掛果，2～3 年后進(jìn)入盛產(chǎn)期，一年四季都開花結(jié)果，盛產(chǎn)期在 7～10 年左右，美藤果種子產(chǎn)量畝產(chǎn)可達(dá) 100～200 kg[6]。美藤果仁含有豐富的不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)及維生素，其中油脂 30～60%，蛋白質(zhì) 26～33%，粗纖維約 12.1%[7]。

美藤果油中不飽和脂肪酸含量高達(dá) 90% 以上，以 ω-3 和 ω-6 多不飽和脂肪酸為主，ω-3 和 ω-6是因第一個(gè)雙鍵的位置在第 3 和第 6 個(gè)碳原子而得名，是神經(jīng)、內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)的遞質(zhì)，不能在人體合成，必須由食物供給。ω-3 多不飽和脂肪酸主要是α-亞麻酸(α-Linolenic acid, ALA)、二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic Acid, EPA)和二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid, DHA)；ω-6多不飽和脂肪酸，主要有亞油酸(Linolenic acid, LA)、十八碳二烯酸、花生四烯酸(Arachidonic acid, ARA)、二十碳四烯酸等。美藤果油是目前已知的不飽和脂肪酸含量最高的食用植物油之一，其中 ω-3 和 ω-6 不飽和脂肪酸的比例約為 1:0.75，適宜人體吸收，因此，美藤果油也被認(rèn)為是世界上營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最好的食用油之一[7]。本文就美藤果油的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、制備方法、功能特性等進(jìn)行綜述，以期對(duì)美藤果油的深度開發(fā)利用提供一定的理論依據(jù)。

1 美藤果油的組成及其功能成分

1.1 美藤果油的脂肪酸組成

美藤果油的脂肪酸組成豐富，以不飽和脂肪酸為主，必需脂肪酸含量較高。表1為不同產(chǎn)地美藤果油脂肪酸組成的分析結(jié)果。從表1可以看出，美藤果油是一種以亞麻酸、亞油酸為主的油脂，α-亞麻酸是ω-3多不飽和脂肪酸，具有增強(qiáng)免疫力和抑制癌癥的作用。在人體內(nèi)經(jīng)代謝生成EPA和DHA，后者對(duì)提高視力有良好的作用，并有助于增強(qiáng)智力、改善記憶力，還可抑制血小板凝聚和血栓形成。亞油酸是ω-6多不飽和脂肪酸，具有降低膽固醇的作用；此外，在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為γ-亞麻酸、花生四烯酸，尤其是后者在大腦中的代謝產(chǎn)物—前列腺素D2，具有調(diào)節(jié)睡眠、體溫等功能。因此美藤果油具有極大的開發(fā)利用價(jià)值。

注：“-”表示未檢出，即小于0.05%。

從美藤果油與其他植物油中脂肪酸的組成結(jié)果(見表2)可知，美藤果油的脂肪酸組成主要為亞油酸、亞麻酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸等5種，其中多不飽和脂肪酸含量均高于其他食用油脂，且主要為亞油酸和亞麻酸，均為人體必需不飽和脂肪酸，其中亞麻酸含量高于40%，明顯高于除亞麻籽油外的其他植物油。脂肪酸組成較為合理，符合營(yíng)養(yǎng)保健食用油指標(biāo)[6]。

表2 美藤果油與其他幾種植物油脂脂肪酸組成的比較(%)

注：“-”表示未檢出，即小于0.05%。

1.2 美藤果油的理化性質(zhì)

研究表明，美藤果油是一種無(wú)毒、安全的特種食用植物油，可作為保健品及化妝品進(jìn)行開發(fā)利用[18]。美藤果油的理化性質(zhì)指標(biāo)見表3所示。從表3可知，美藤果油滋味清新，具有美藤果特有植物清香，油脂澄清透明，色澤晶瑩剔透，且不含雜質(zhì)；美藤果油碘值為 191 mg/100 g(以I2計(jì))，屬于一種干性油脂；酸值及過氧化值分別是0.46 mg/g(以KOH計(jì))及2.45 mmol/kg，低于食用植物油標(biāo)準(zhǔn)GB2716-2018中的規(guī)定值；且通過直接冷榨制取得到的美藤果油只需澄清過濾，不需精煉即可達(dá)到國(guó)家食用油標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)規(guī)定。

1.3 美藤果油中脂質(zhì)活性成分

美藤果油中含有多種脂質(zhì)活性成分，這些成分的存在增加了油脂的穩(wěn)定性，也是美藤果油具有天然抗氧化特性及其優(yōu)越生物活性的物質(zhì)基礎(chǔ)。脂質(zhì)活性成分主要為多酚、生育酚、甾醇、胡蘿卜素等。

1.3.1 維生素E

維生素E(Vitamin E，VE)又稱“生育酚”，是公認(rèn)的優(yōu)良抗氧化劑。VE通過清除自由基來(lái)改善腦缺血，能有效抵抗動(dòng)脈粥樣硬化，防止和延緩衰老，VE中的 α-生育酚和 γ-生育酚對(duì)預(yù)防和輔助治療前列腺癌具有良好的作用。維生素E是人類飲食中最有效的抗氧化成分，是相關(guān)蛋白的合成非常重要的生物活性成分[19]。由表4可以看出，美藤果油中的生育酚含量遠(yuǎn)大于其他食用油脂，且主要以 γ-生育酚為主，而在橄欖油和葵花籽油中是α-生育酚占優(yōu)勢(shì)。美藤果油中VE主要為 γ-生育酚和 δ-生育酚，而生育酚在油脂中的抗氧化活性順序?yàn)椋害?δ>α>β。因此，高含量的 γ-生育酚和 δ-生育酚是富含PUFAs的美藤果油抗氧化的物質(zhì)基礎(chǔ)，可通過采用適當(dāng)?shù)奶嵊凸に嚰夹g(shù)來(lái)最大限度地提高生育酚在油脂中的收率。Follegatti-Romero等[20]采用不同制油方法獲得的秘魯產(chǎn)美藤果油，其生育酚含量有一定差異，其中超臨界 CO2萃取法(3.07 g/kg)、冷榨法(2.79 g/kg)，索氏提取法(2.39 g/kg)。Fanali等[13]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，同樣為秘魯產(chǎn)美藤果油的生育酚含量為 2.130 g/kg，云南西雙版納產(chǎn)美藤果油中生育酚含量為1.619 g/kg[14]，可能是由于制油方法不同和原料含水率有關(guān)。

1.3.2 類胡蘿卜素

類胡蘿卜素(carotenoids)是一類多烯類物質(zhì)，由 8 個(gè)類異戊二烯單位組成，能夠抗氧化、抗腫瘤、抗衰老、提高免疫力等功效[22]。由表 5 可以看出，美藤果油中胡蘿卜素含量為 0.8 mg/kg[5]，低于其他植物油，如亞麻籽油為 8.4 mg/kg[23]，橄欖油為 12.2 mg/kg[25]。

表3 美藤果油的理化性質(zhì)[10]

表4 美藤果油中VE的含量與其他幾種植物油的比較(單位：mg/kg)[21]

注：“-”表示未檢出，即小于0.05%。

表5 美藤果油中類胡蘿卜類的含量與其他幾種植物油的比較(單位：mg/kg)[24]

注：“-”表示未檢出，即小于0.05%。

1.3.3 多酚與黃酮

多酚類物質(zhì)具有較強(qiáng)的抗氧化、抗菌性能，可以提高人體免疫力，減緩肥胖，以及治療糖尿病和癌癥都有一定積極作用[26,27,28]。黃酮類化合物能擴(kuò)張冠狀血管、降低血壓、抗毛細(xì)血管脆性的功效，同時(shí)，具有加強(qiáng)心臟功能、消炎抗菌、抗癌及保肝、止咳去痰等功能作用[29]。Fanali[13]等測(cè)定的美藤果油中的多酚含量為62 mg/kg，主要包括苯乙醇、類黃酮、類二萜化合物、木酚素等，通過HPLC-PDA/ESI-MS檢測(cè)到21個(gè)酚類成分，并鑒定了15個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中5個(gè)為黃酮類化合物。由此可見，美藤果油中除生育酚外，多酚與黃酮類成分也是其具有天然抗氧化活性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.3.4 植物甾醇

甾醇類成分是植物油脂中伴隨的一類成分，植物油中的甾醇類化合物能有效改善血清膽固醇、甘油三酯、脂蛋白及肝膽固醇異常的功能作用，還能對(duì)動(dòng)脈壁的脂質(zhì)沉著起到抑制作用。油脂中的植物甾醇還具有抗癌、預(yù)防心腦血管疾病和抗炎等多種生物活性[2]。美藤果油中的甾醇含量為2.47 g/kg[30]，其中β-谷甾醇(56.5%)、豆甾醇(27.9%)、菜油甾醇(7.1%) 、Δ5-燕麥甾(5.3%)、膽固醇(0.3%)、菜油甾烷醇(0.2%)等合計(jì)13種甾體類化合物，β-谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇含量達(dá)總甾醇的92%以上[2,28]。從表6可以看出，美藤果油中 β-谷甾醇含量低于亞麻籽油、菜籽油、核桃油及葵花籽油，略高于橄欖油，可作為重要的植物甾醇原料。

表6 美藤果油中甾醇類成分含量與其他幾種植物油的比較(單位：mg/100g)[31]

注：“-”表示未檢出，即小于0.05%。

2 美藤果油的制備方法

美藤果油中多不飽和脂肪酸含量豐富，且多不飽和脂肪酸易氧化，呈熱不穩(wěn)定性，從美藤果仁中制取美藤果油較為適宜的方法是低溫冷榨制油方法，即經(jīng)去殼取仁后壓榨制油，毛油經(jīng)過濾除雜后，無(wú)需精煉，油脂充氮包裝[32]。低溫冷壓榨技術(shù)是很成熟的食用植物油制備技術(shù)，在制取美藤果油時(shí)需要注意壓榨溫度不得過高，不宜超過 50℃，壓榨時(shí)間保持在30～90 min，壓榨壓力為 30～80 MPa，經(jīng)低溫冷榨所制取的毛油，經(jīng)精濾澄清后即得成品[33]。

吳俏槿等[34]比較了水酶法、超臨界CO2萃取法、超聲波輔助有機(jī)溶劑萃取法和低溫冷榨法4 種提取方法對(duì)美藤果油提取率和油品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，與水酶法、超聲波輔助有機(jī)溶劑提取法、超臨界萃取法相比，低溫冷榨提取率最低，水酶法、超聲波輔助有機(jī)溶劑萃取法、超臨界CO2萃取法的提取率分別為95.1%、92.7%、86.44%。其中水酶法提取的油脂感官品質(zhì)最差，油脂中不溶性雜質(zhì)，以及油脂酸價(jià)、過氧化值和黃色值比超聲波輔助有機(jī)溶劑萃取法和低溫冷榨法低。超臨界萃取法提取的美藤果油中不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)92.37%，總生育酚和總多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為59.2 mg/100 g、10.2 mg/100 g，但不含有維生素A，油脂綜合理化指標(biāo)優(yōu)于其他3種方法。但超臨界CO2提取技術(shù)設(shè)備復(fù)雜，且能耗較高，在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用還極為有限。

低溫冷榨法提取美藤果油也存在不足，雖然提取的油脂質(zhì)量較高，但殘油率也較高。為提高油脂提取率，可在冷榨后采用水酶法繼續(xù)提油，條件溫和，成本低，果粕中的蛋白質(zhì)還能提取利用。梁鉆好等采用水酶法對(duì)低溫壓榨提油后的美藤果粕進(jìn)行再次提油[35]，考察酶種類、料液比、酶濃度和酶解時(shí)間對(duì)美藤果粕油脂提取的影響。得出最佳工藝條件為：料液比(w:w)為1:6，加入pH為7.5的檸檬酸緩沖溶液，添加中性蛋白酶400 U/g，50℃下酶解50 min，在此條件下，油脂提取率達(dá)77%。

3 美藤果油的功能特性

3.1 輔助降血脂

美藤果油的急性、亞急性及遺傳毒性的實(shí)驗(yàn)研究均表明[36]美藤果油安全無(wú)毒。從表1、表2中可以看出美藤果油的脂肪酸組成具有多不飽和脂肪酸(PUFAs)含量高達(dá)90% 以上，ω-3和ω-6脂肪酸含量高，α-亞麻酸(ALA)占總油脂成分的40%以上。亞麻酸在人體內(nèi)經(jīng)代謝可生成二十二碳六烯酸(doesahexaenoic acid，DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)，是一類調(diào)節(jié)血脂的功能因子[37]。亞油酸降低膽固醇的作用是通過影響血漿脂蛋白磷脂的分子組成，從而改變膽固醇脂蛋白在肝臟中的吸收[38]。因此，亞麻酸和亞油酸含量豐富的美藤果油具有輔助降低膽固醇和降血脂的作用。此外，美藤果油還有含量豐富的VE、多酚、黃酮和甾醇等生物活性物質(zhì)[14]，其中生育酚包括δ-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚及α-生育酚等4 種異構(gòu)體，且總生育酚的含量是總多酚含量的5.8倍[34]，而油脂中伴隨的甾醇類物質(zhì)成分，具有改善血清膽固醇、甘油三酯、脂蛋白及肝膽固醇異常，對(duì)動(dòng)脈壁的脂質(zhì)沉著起抑制作用等藥理活性[39,40]。研究表明，美藤果油對(duì)降低血清總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇，降低收縮血壓和舒張血壓，提高高密度脂蛋白水平的作用顯著[41]。美藤果油具有調(diào)節(jié)高脂血癥模型大鼠血脂的作用，并可通過調(diào)節(jié)ET-1、NO 的含量，恢復(fù)NO/ET-1 和-keto-PGF1α/TXB2的比值產(chǎn)生保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用[42,43]。美藤果油可以改善肝臟的脂肪代謝，有助于高血脂癥的輔助治療[44]，其作用機(jī)理是通過降低IL-6、TNF-α 的水平來(lái)調(diào)節(jié)血脂，實(shí)現(xiàn)對(duì)NASH 大鼠的保護(hù)作用[45]。多食用美藤果油具有預(yù)防和治療心腦血管疾病的作用。

3.2 抗氧化

研究表明，多不飽和脂肪酸對(duì)老齡小鼠具有較強(qiáng)的抗氧化功能作用[46]。維生素是通過阻斷細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化物的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而有效抵御自由基的攻擊[47]。植物甾醇能抑制油脂的氧化變質(zhì)[48]，對(duì)DPPH 自由基、OH-自由基具有較強(qiáng)的清除作用[49]。多酚類物質(zhì)具有較強(qiáng)的抗氧化、抗菌性能，可以提高人體免疫力，減緩肥胖，以及治療糖尿病和癌癥都有一定積極作用[26,27,28]。油脂中黃酮類化合物是天然多酚抗氧化劑，具有多種藥理和保健活性[50]。美藤果油的體外抗氧化性結(jié)果表明，美藤果油抗氧化效果優(yōu)于橄欖油、茶油、亞麻籽油和紫蘇油，對(duì)DPPH自由基的清除率隨濃度的升高呈線性變化，半數(shù)抑制率 IC50為1.148 mg/mL[34]。

3.3 輔助改善記憶

司茹等[51]通過小鼠實(shí)驗(yàn)研究了美藤果油輔助改善記憶的作用，結(jié)果表明連續(xù)給藥 30 d后，美藤果油 750.2、1500.0 mg/(kg·d) 劑量組小鼠能延長(zhǎng)避暗和跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)的潛伏期，減少錯(cuò)誤次數(shù)，說(shuō)明美藤果油在 375.1～1500.0 mg/(kg·d) 的劑量范圍內(nèi)，具有輔助改善小鼠的記憶功能。

3.4 提高免疫功能

美藤果油中的亞油酸和亞麻酸具有調(diào)節(jié)免疫機(jī)能的作用。環(huán)飛等[52]用美藤果油通過給小鼠灌胃的試驗(yàn)結(jié)果表明，每天經(jīng)口灌胃給予小鼠每千克體重 1000 mg 的美藤果油，30 d 后，小鼠淋巴細(xì)胞增殖能力明顯增強(qiáng)，抗體生成細(xì)胞數(shù)、血清溶血素水平、NK細(xì)胞和巨噬細(xì)胞活性也得到提高，說(shuō)明服用美藤果油，可以增強(qiáng)小鼠免疫功能。美藤果油也能提高健康及高血脂大鼠的免疫力[53]，美藤果油和磷蝦油合劑也使小鼠免疫功能增強(qiáng)[54]。

3.5 抑菌作用

為了驗(yàn)證作為傳統(tǒng)護(hù)膚品使用的美藤果油對(duì)皮膚移植和角質(zhì)細(xì)胞形成過程中感染金黃色葡萄球菌的影響，以評(píng)估美藤果油的殺菌活性。Gonzalez-Aspajo等[55]用美藤果油處理體外培養(yǎng)的粘附金黃色葡萄球菌的人皮膚外植體和角質(zhì)形成細(xì)胞，并以椰子油作對(duì)比，結(jié)果表明，美藤果油作用于皮膚細(xì)胞是安全可靠的，還能有效抑制金黃色葡萄球菌在皮膚上的粘附，可以預(yù)防和治療皮膚感染葡萄球菌。

4 結(jié)論與展望

美藤果油中不飽和脂肪酸含量豐富，還含有多種生理活性成分，值得作為一種新型營(yíng)養(yǎng)保健食用油脂進(jìn)行深度開發(fā)利用。但從現(xiàn)有的研究報(bào)道來(lái)看，目前對(duì)美藤果油的研究還不夠深入。油脂制備工藝技術(shù)有待進(jìn)一步優(yōu)化，提高油脂得率和品質(zhì)，盡可能減少活性成分的損失，提高產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。另外，美藤果仁粗蛋白含量高，氨基酸種類齊全，是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白來(lái)源，對(duì)提取油脂后的餅粕中蛋白質(zhì)資源的開發(fā)利用也有待深入研究，提高美藤果的綜合利用效率，以滿足現(xiàn)代食品工業(yè)的發(fā)展和人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)需求，市場(chǎng)前景看好。