奇亞籽油的研究進(jìn)展

常馨月，陳程莉，龔 娣，董 全

(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715)

奇亞籽(Chia seed)為芡歐鼠尾草的種子，屬唇形花科，又名山香籽、鼠尾巴草種子，它原產(chǎn)于墨西哥中部、南部和危地馬拉等地區(qū)，目前主要種植于墨西哥、玻利維亞、厄瓜多爾和危地馬拉等地[1]。奇亞籽種子呈橢圓狀，個(gè)頭較小，一般長約2 mm，直徑在1 mm左右，表面較光滑，顏色有米黃、深咖、黑色、白色或者灰色[2]。據(jù)有關(guān)記載，早在公元前3 500 年，奇亞籽就是阿茲特克人和瑪雅人民的糧食作物之一，有關(guān)其食用時(shí)間已經(jīng)超過5 000年。2005年，美國食品藥品監(jiān)督管理局將奇亞籽列入可食用的安全食品；2009年歐盟同意在面包中可添加奇亞籽粉；2014年，我國在相關(guān)規(guī)定下，將奇亞籽批準(zhǔn)為新食品原料。奇亞籽含油25%～50%，油中含有豐富的多不飽和脂肪酸，其中亞麻酸含量達(dá)60%以上，是ω-3多不飽和脂肪酸的良好來源，對于降血脂、預(yù)防心血管疾病以及維持正常的生理和腦功能具有重要的意義[3-4]。目前國內(nèi)有關(guān)奇亞籽研究報(bào)道還比較少，而國外更多是有關(guān)奇亞籽功能活性的研究報(bào)道。本文對奇亞籽油的提取方法及脂肪酸組成、理化性質(zhì)及生物活性等進(jìn)行綜述，旨在為奇亞籽油的開發(fā)利用提供參考。

1 奇亞籽油的提取及脂肪酸組成

1.1 奇亞籽油的提取方法

1.1.1 壓榨法

壓榨法是通過機(jī)械外力作用將油擠出。壓榨法具有經(jīng)濟(jì)、操作簡單、工業(yè)生產(chǎn)安全性高的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是出油率低、油料活性成分損失大。壓榨法適用于含油量高的油籽。在油脂提取前對油籽進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理是生產(chǎn)高效優(yōu)質(zhì)油脂的重要步驟之一[5]。一般在壓榨前會進(jìn)行熱處理，因?yàn)闊崽幚磉^程可提高油籽產(chǎn)油率[6]。對奇亞籽進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，確定最佳含水量，再使用螺旋壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨，可得到澄清透明的油脂，其具有奇亞籽油特有的氣味和滋味[7]。Imran等[8]對奇亞籽采用4種熱處理方式處理后進(jìn)行低溫壓榨制備奇亞籽油，發(fā)現(xiàn)高壓滅菌(121℃，0.1 MPa，15 min)處理后的奇亞籽油中亞油酸和亞麻酸含量下降最多。

Martínez等[6]采用壓榨法對奇亞籽油的提取參數(shù)進(jìn)行了探究，通過Box-Behnken設(shè)計(jì)確定了榨油工藝的最優(yōu)變量組合為0.113 g/g(干物質(zhì)為基準(zhǔn))水分含量、6 mm限制模具(restriction die)、20 r/min螺旋壓榨速度和30℃榨膛溫度，此條件下油脂提取率達(dá)82.2%。在壓榨前應(yīng)該確定油籽的最佳含水量，控制炒籽條件，對油脂的品質(zhì)與貯藏穩(wěn)定性有著重要作用。

1.1.2 溶劑浸出法

浸出法制油是目前世界上先進(jìn)的制油技術(shù)。溶劑浸出法操作簡單、成本低、出油率高，對油料中活性物質(zhì)影響小，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化生產(chǎn)，但毛油含雜質(zhì)較多，有溶劑殘留等缺點(diǎn)。

Ixtaina等[2]比較了壓榨法和溶劑浸出法得到的奇亞籽油產(chǎn)率、脂肪酸組成、理化性質(zhì)和質(zhì)量特性。結(jié)果表明，溶劑浸出法的奇亞籽油產(chǎn)率平均比壓榨法的高30%左右。Silva等[9]采用乙酸乙酯、異丙醇、正己烷從奇亞籽中提取油脂，發(fā)現(xiàn)提取效率最高的溶劑為正己烷，其次為乙酸乙酯和異丙醇。這是因?yàn)橹参镉头肿拥慕殡姵?shù)在2～4之間，對低極性或無極性分子有更大的親和力。而正己烷、乙酸乙酯和異丙醇的介電常數(shù)分別為1.88、6.27和18，極性越高的組分對油的親和力越低。正己烷介電常數(shù)最低，因此用其作為提取溶劑，油產(chǎn)率也最高。Timilsena等[10]采用溶劑浸出法從奇亞籽中提取奇亞籽油，并在Rezig等[11]的方法上進(jìn)行了一定的改進(jìn)，以石油醚為提取溶劑，重復(fù)提取和離心兩次，最后奇亞籽油得率為26.6%。

1.1.3 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取是一項(xiàng)新興的萃取技術(shù)，具有產(chǎn)率高、收率高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)[12]。與傳統(tǒng)提取方法相比，超聲波輔助提取具有提取率高、溶劑消耗低、提取時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。超聲波輔助提取主要與空化現(xiàn)象有關(guān)，在固體或液體體系中應(yīng)用效果較好[13-14]。Mello等[15]以乙酸乙酯為提取溶劑，采用超聲波輔助提取奇亞籽油，并優(yōu)化了工藝參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，料液比和溫度對油產(chǎn)率影響最大，其次是提取時(shí)間；通過與無超聲處理相比，發(fā)現(xiàn)經(jīng)超聲處理的奇亞籽油產(chǎn)率更高。

1.1.4 微波輔助提取法

微波輔助提取是頗具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N新的提取技術(shù)，是微波和傳統(tǒng)的溶劑提取法相結(jié)合的一種提取方法。與常規(guī)的提油方法相比，該方法縮短了提油時(shí)間。微波的能量滲透到物料中，產(chǎn)生內(nèi)部溫度，導(dǎo)致更高的加熱速度和更短的加工時(shí)間[16]。通過微波處理，油籽中的活性成分可隨之進(jìn)入油中，提高了油的品質(zhì)。岳金霞等[17]采用微波輔助提取奇亞籽油，并優(yōu)化了提取工藝參數(shù)。結(jié)果表明，以石油醚與正己烷混合液(體積比1∶1)為提取溶劑，在液料比8∶1、微波處理時(shí)間12 min、微波功率520 W條件下，奇亞籽油提取率達(dá)到90.02%?？梢姡⒉夹g(shù)具有明顯的提取優(yōu)勢，但目前應(yīng)用微波輔助提取奇亞籽油的研究比較少，還需進(jìn)一步深入探究。

1.1.5 超臨界CO2萃取法

超臨界CO2萃取法在低溫下進(jìn)行，且傳質(zhì)率高，最終產(chǎn)物中沒有溶劑殘留，是一種綠色環(huán)保的提取方法。但由于此法成本高，不適于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。Uribe等[18]采用超臨界CO2萃取法提取奇亞籽油，研究結(jié)果表明，壓力對油產(chǎn)率的影響大于溫度，在40.8 MPa、80℃的條件下油產(chǎn)率最高，并且奇亞籽油中的ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸的含量不隨溫度和壓力的增加而降低。Ixtaina等[19]采用超臨界CO2萃取奇亞籽油，分析了3種不同壓力(25、35 MPa和45 MPa)、溫度(40、60℃和80℃)以及提取時(shí)間(60、150 min和240 min)對提取率的影響，發(fā)現(xiàn)提取時(shí)間和壓力對奇亞籽油提取率的影響較大，并且在壓力45 MPa、提取時(shí)間300 min條件下奇亞籽油提取率最高，達(dá)92.8%，同時(shí)發(fā)現(xiàn)奇亞籽油中脂肪酸組成會因提取條件的不同而異，但亞麻酸含量(44.4%～63.4%)和亞油酸含量(19.6%～35.0%)仍較高。Ixtaina等[20]采用超臨界CO2萃取奇亞籽油，研究了壓力和溫度對提取率和溶解度的影響。結(jié)果表明，隨著壓力的增大，奇亞籽油提取率提高，但溫度對其影響不大，在60℃、45 MPa下萃取138 min奇亞籽油提取率最大，為97%。超臨界CO2萃取法采用環(huán)境友好型工藝，在脂肪酸組成相似的條件下，可獲得接近傳統(tǒng)萃取法的奇亞籽油提取率。

1.1.6 亞臨界流體萃取法

1.2 奇亞籽油的脂肪酸組成

奇亞籽油中富含多種脂肪酸，但其受產(chǎn)地、提取方法的不同而略有差異。對不同產(chǎn)地及不同提取方法得到的奇亞籽油脂肪酸組成分析見表1。

表1 不同產(chǎn)地及不同提取方法得到的奇亞籽油脂肪酸組成及含量 %

從表1可以看出：奇亞籽油的提取方法中壓榨法和溶劑浸出法應(yīng)用較為廣泛；奇亞籽油的脂肪酸組成中主要為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸，其中亞麻酸含量最高，其次為亞油酸；在奇亞籽油中，亞麻酸占比最大，達(dá)到60%以上；危地馬拉和澳大利亞產(chǎn)地的奇亞籽油PUFAs含量較高，美國產(chǎn)地的奇亞籽油PUFAs含量最低。

2 奇亞籽油的理化性質(zhì)

2.1 理化指標(biāo)

目前對奇亞籽油的研究還停留在基礎(chǔ)研究，包括折光指數(shù)、黏度、酸價(jià)、過氧化值、皂化值和碘值等理化指標(biāo)的測定。這些指標(biāo)可大致反映奇亞籽油中脂肪酸組成、氧化狀態(tài)以及是否含雜質(zhì)等。不同產(chǎn)地，采用不同的提取方法得到的奇亞籽油在理化性質(zhì)上可能存在差異，有關(guān)其各項(xiàng)理化指標(biāo)參數(shù)見表2。

2.2 氧化穩(wěn)定性

奇亞籽油中富含PUFAs，PUFAs含量越高油脂越容易發(fā)生氧化，產(chǎn)生揮發(fā)性化合物，這些揮發(fā)性化合物會產(chǎn)生異味，可能導(dǎo)致消費(fèi)者難以接受。然而，消費(fèi)者對新鮮的奇亞籽油的感官評價(jià)為良好[8]。植物油調(diào)和是食用油工業(yè)中廣泛采用的一種生產(chǎn)方法，以可承受的價(jià)格生產(chǎn)穩(wěn)定性更好、營養(yǎng)和感官性能更好的調(diào)和油[24]。Bordón等[25]將奇亞籽油與核桃油、杏仁油、初榨油和焙炒芝麻油混合，并進(jìn)行了加速貯存試驗(yàn)((40±1)℃，12 d)，測定了一次和二次氧化產(chǎn)物、游離脂肪酸含量、抗氧化物、脂肪酸組成和氧化誘導(dǎo)時(shí)間。結(jié)果表明，混合油的氧化穩(wěn)定性指數(shù)高于奇亞籽油。感官分析表明，在給定純單品油的情況下，并沒有發(fā)現(xiàn)混合油之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異。這項(xiàng)研究表明將奇亞籽油與其他植物油進(jìn)行調(diào)和，可以獲得具有更高氧化穩(wěn)定性指數(shù)且富含ω-3多不飽和脂肪酸的油脂替代品。Souza等[26]通過多種方法測定了奇亞籽油的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性：采用Rancimat法研究了合成抗氧化劑和天然抗氧化劑對奇亞籽油氧化穩(wěn)定性的影響；通過加壓差示掃描量熱法(PDSC)、Schaal試驗(yàn)和核磁共振氫譜(1H NMR)對其熱穩(wěn)定性進(jìn)行了評價(jià)；采用1H NMR分析了煎炸溫度和/或加熱時(shí)間對奇亞籽油脂肪酸組成的影響。結(jié)果表明，叔丁基對苯二酚(TBHQ)和TBHQ與迷迭香提取物的復(fù)配物均能有效提高奇亞籽油的氧化穩(wěn)定性。在貯藏條件方面，PDSC、Schaal試驗(yàn)和1H NMR數(shù)據(jù)表明，在60℃時(shí)，奇亞籽油是穩(wěn)定的，因此不需要特殊的貯藏條件。PDSC和1H NMR結(jié)果表明，由于不飽和基團(tuán)在高溫(180℃)下發(fā)生了嚴(yán)重的降解和營養(yǎng)性質(zhì)的損失，奇亞籽油不能用于烹飪和油炸。因此，為了防止奇亞籽油的氧化，可以進(jìn)行低溫貯藏并且避免高溫煎炸，或者添加相應(yīng)的抗氧化劑以及與其他油脂調(diào)和均能有效延緩奇亞籽油的氧化速度。

表2 不同產(chǎn)地及提取方法得到的奇亞籽油的理化指標(biāo)

3 生物活性

3.1 抗增殖和促凋亡作用

奇亞籽油是ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸的良好來源，研究證明，富含ω-3和ω-6多不飽和脂肪酸油脂可抑制動物乳腺腫瘤細(xì)胞的生長。Ixtaina[19]等通過動物試驗(yàn)，對患腫瘤的大鼠給予25 g奇亞籽油以及0.25 L水，每天加水2次，并將奇亞籽油組與對照組(紅花籽油組)對比，發(fā)現(xiàn)添加奇亞籽油的大鼠腫瘤質(zhì)量明顯減輕，表明奇亞籽油可以減輕腫瘤質(zhì)量，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，抑制有絲分裂。

3.2 免疫刺激劑作用

Fernandez等[27]評估了奇亞籽油的免疫刺激活性，并得出結(jié)論：在緩解腹瀉、過敏、魚腥味、體重減輕和消化問題等方面，奇亞籽油比其他ω-3多不飽和脂肪酸的植物油具有優(yōu)勢。在食物攝入量、體重、胸腺質(zhì)量、胸腺細(xì)胞數(shù)和免疫球蛋白E水平等參數(shù)中發(fā)現(xiàn)奇亞籽油具有與魚油相當(dāng)?shù)男Ч＿@項(xiàng)研究表明了奇亞籽油對免疫系統(tǒng)的影響，具有非常大的研究意義。

3.3 對心血管系統(tǒng)的影響

3.3.1 體外抗氧化和抗高血壓作用

Salazar-Vega等[28]研究表明，從奇亞籽中提取的蛋白水解物對血管緊張素轉(zhuǎn)化酶具有抑制作用，這表明奇亞籽可充當(dāng)電子供體和自由基清除劑，提供抗氧化保護(hù)，轉(zhuǎn)化為抗高血壓活性。Orona-Tamayo等[29]進(jìn)行了奇亞籽的胃腸模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其對3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)、2,2-二苯基-1-苦基肼(DPPH)表現(xiàn)出較高的抗自由基活性，對血管緊張素轉(zhuǎn)化酶具有較高的抑制作用，表明奇亞籽具有較強(qiáng)的抗氧化及潛在的抗高血壓作用。

3.3.2 調(diào)節(jié)血脂和肝酶

Marineli等[30]探討了奇亞籽油對肥胖大鼠血漿及肝臟氧化狀態(tài)的影響，測定了血漿和肝臟脂質(zhì)過氧化生物標(biāo)志物、內(nèi)源性酶和非酶抗氧化系統(tǒng)及抗氧化能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加奇亞籽和奇亞籽油并不能減少體重增加或腹部脂肪堆積，但均能使動物的血糖和胰島素水平恢復(fù)到正常水平，并且可使超氧化物歧化酶水平恢復(fù)正常。這兩種處理(長期12周和短期6周)中奇亞籽油均可誘導(dǎo)骨骼肌HSP70和HSP25的表達(dá)，而奇亞籽短期處理僅能增加骨骼肌HSP70的表達(dá)。除此之外還發(fā)現(xiàn)，奇亞籽油比奇亞籽更能恢復(fù)飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠的抗氧化系統(tǒng)和氧化能量代謝，減少肝臟損傷。Ricardo等[31]研究表明，隨著大鼠血漿中ω-3多不飽和脂肪酸含量的升高，ω-6多不飽和脂肪酸含量的降低，大鼠的血脂水平有所改善。在這些大鼠中膽固醇含量增加，而甘油三酯含量降低，低密度脂蛋白膽固醇與高密度脂蛋白膽固醇的比值沒有降低。這些研究表明奇亞籽具有改善心血管健康的作用。

4 結(jié)束語

奇亞籽油作為一種新型油脂，其中富含的亞麻酸等多不飽和脂肪酸對人體健康具有多方面的益處，需要對其進(jìn)行深入研究。未來還需要開展的工作包括：①現(xiàn)階段國內(nèi)對奇亞籽油的研究還處于基礎(chǔ)階段,有關(guān)其生物活性的研究還不夠深入，加工技術(shù)也不成熟。未來還需完善提取工藝，加強(qiáng)功能活性以及油脂穩(wěn)定性的研究。②不同的提取技術(shù)對奇亞籽提取率以及理化性質(zhì)均有影響，探索合適的加工技術(shù)有利于最大化地獲取奇亞籽油中的活性物質(zhì)。其中亞臨界流體萃取技術(shù)獲得的奇亞籽油質(zhì)量好，具有廣闊的發(fā)展前景，但目前還未擴(kuò)大到工業(yè)化規(guī)模，未來還需深入探究。③在奇亞籽油的應(yīng)用方面，國內(nèi)外多將其作為膳食補(bǔ)充劑以及食用油用于制作面包、餅干、沙拉、酸奶等，由于高溫煎炸等烹飪方式會影響奇亞籽油的穩(wěn)定性，因此需要與我國傳統(tǒng)烹飪方式建立相關(guān)模型，深入探究奇亞籽油的最佳食用條件。最后，確定奇亞籽油相比其他富含ω-3多 不飽和脂肪酸的植物油的優(yōu)勢仍是今后重要的研究方向。