牡丹籽活性成分及綜合開發(fā)利用研究進(jìn)展

劉玉軍，索俊玲，孫志強(qiáng)，張 嬙，代 龍，趙紅金

（1. 齊河縣人民醫(yī)院，山東 德州 251100；2. 山東禹澤藥康產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，山東 德州 251200；3.山東省中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院，山東 濟(jì)南 250014；4. 濱州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，山東 煙臺 264003）

牡丹籽為毛茛科植物牡丹（Paeonia suffruticosaAndr.）的成熟種子，包括牡丹籽殼和牡丹籽仁，從牡丹籽仁中可提取牡丹籽油，提油后的剩余物為牡丹籽粕。油含量相對較高的牡丹品種又稱油牡丹，包括鳳丹牡丹、紫斑牡丹和香丹牡丹等[1]，2011年衛(wèi)生部第9號公告將鳳丹牡丹和紫斑牡丹的籽仁制備的牡丹籽油批準(zhǔn)為新資源食品，自此引發(fā)牡丹籽油研究和開發(fā)的熱潮。牡丹籽油的副產(chǎn)物如牡丹籽粕、牡丹籽殼等，少部分被作為飼料利用（如牡丹籽粕），大都被當(dāng)做廢物丟棄，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。本文對牡丹籽活性成分及綜合開發(fā)利用研究成果進(jìn)行總結(jié)，以為牡丹籽的深入研究和科學(xué)開發(fā)提供支持。

1 牡丹籽油

1.1 提取方法

從牡丹籽中直接提取的油稱為毛油，精煉后為精油。毛油重量約占牡丹籽仁重量的33 %[2]，牡丹籽油的提取方法包括壓榨法、溶劑浸提法、超聲提取法、水酶法、超臨界CO2提取法、亞臨界提取法[3]。

1.1.1 壓榨法 冷榨法加工溫度低于60 ℃，營養(yǎng)成分能較好保留，但是出油率較熱榨法約低50 %。馮貞等[4]用低溫螺旋榨油機(jī)提取，出油率為23.5 %。

1.1.2 溶劑浸提法 出油率較壓榨法高，但存在溶劑殘留問題。馬曉等[5]用石油醚從牡丹籽中提取油脂，料液比1:5、索氏抽提溫度70 ℃、提取時(shí)間1.5 h，出油率32.93 %。董秀婷等[6]用正己烷為提取溶媒，出油率為30.63 %。

1.1.3 超聲提取法 在溶劑浸提法的基礎(chǔ)上，用超聲波的空化作用進(jìn)一步提高提取效率。洪晴悅等[7]通過單因素試驗(yàn)結(jié)合正交試驗(yàn)優(yōu)選了一套超聲輔助提取牡丹籽油的工藝：超聲溫度50 ℃，超聲時(shí)間50 min，超聲功率140 W，料液比1:15（g:ml），牡丹籽油的提取率為26.11 %。

1.1.4 水酶法 在提取過程中用纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶等酶降解油以外的組織，以提高出油率，具有條件溫和的特點(diǎn)，但是酶的價(jià)格推高了工藝成本。張娟等[8]采用水酶法從牡丹籽中提取牡丹籽油，優(yōu)選的酶為堿性蛋白酶，酶解溫度50 ℃，酶解pH 7.5，加酶量2.5 %，提取率42.08 %。

1.1.5 超臨界CO2提取法 設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行成本較高，限制了其在牡丹籽油生產(chǎn)中的應(yīng)用。陸少蘭等[9]優(yōu)選的超臨界CO2提取牡丹籽油的工藝為：CO2流量為25 kg/h，提取壓力為33 MPa，提取溫度為40 ℃，提取時(shí)間為100 min。

1.1.6 亞臨界提取法 因有低溫低壓高效的特點(diǎn)，尤其適用于提取有抗氧化性的牡丹籽油。楊倩等[10]用丁烷為提取溶劑，以牡丹籽油提取率為評價(jià)指標(biāo)，優(yōu)選出的工藝為：提取溫度40 ℃、提取時(shí)間40 min、連續(xù)提取4次、料液比1:2，牡丹籽油轉(zhuǎn)移率為95.2 %。

上述提取工藝可組合應(yīng)用，以提高提取效率。昝麗霞等[11]采用微波復(fù)合酶法水萃牡丹籽油，復(fù)合酶為纖維素酶、果膠酶、中性蛋白酶，酶解條件為pH 5.5、酶解溫度55 ℃、酶解4 h，微波溫度50 ℃、微波功率700 W、微波時(shí)間6 min。不同提取方法的原理、設(shè)備、成本、效率有差異，牡丹籽油的品質(zhì)也不同，主要體現(xiàn)在氣味、口感、不飽和脂肪酸含量、酸值、碘值、過氧化值等方面。因此應(yīng)從成本、效率和油品質(zhì)量等角度綜合評定提取方法的優(yōu)劣。

1.2 成分及活性

牡丹籽油為金黃色透明油狀液體，具特有的清香味道。主要成分為脂肪酸，其中不飽和脂肪酸含量約88.2 %～93.5 %，主要為亞麻酸、亞油酸和油酸，飽和脂肪酸含量為6.5 %～11.8 %[12]。王青等[13]采用氣相色譜-脂肪酸甲酯法分析牡丹籽油的脂肪酸，油酸含量22.83 %，亞油酸含量26.69 %，亞麻酸含量42.21 %。昝麗霞等[14]用GC-MS測定了牡丹籽油中42種脂肪酸，除含亞麻酸、亞油酸、油酸外，還包括8-羰基-辛酸、9-羰基-壬酸、十四酸、十五酸、二十烷酸、二十二烷酸等，主要為C9～C26脂肪酸系列，C16和C18的脂肪酸相對豐度最高。

牡丹籽油還含沒食子酸、齊墩果酸[15]、維生素E、角鯊烯、甾醇[4]，其中甾醇主要為谷甾醇，約占甾醇總量的55.50 %～62.17 %[16]。

不飽和脂肪酸有降血脂、減輕免疫損傷、抑制血栓形成、改善認(rèn)知功能和抑制腫瘤生長等作用[17]。維生素E和角鯊烯等都是天然的抗氧化劑，甾醇具有預(yù)防冠狀動脈粥樣硬化、促進(jìn)膽固醇代謝等作用[18]。

1.3 開發(fā)利用

牡丹籽油為新資源食品，能有效緩解我國食用油料短缺問題，因其營養(yǎng)價(jià)值高，可作為中高端植物油料。

在中醫(yī)理論指導(dǎo)下，牡丹籽油可基于其本身功效，復(fù)配其他活性提取物，制備具有一定功效的復(fù)方產(chǎn)品。蘇建輝等[19]篩選以牡丹籽油、茶多酚、銀杏黃酮、絞股藍(lán)皂苷和苦瓜提取物為主成分的輔助治療高血糖、高血脂保健食品配方。

2 牡丹籽粕

2.1 成分及活性

牡丹籽粕重量約占牡丹籽仁的67 %，主要含蛋白質(zhì)、多糖、芪類化合物、黃酮、萜類、微量元素等。

2.1.1 蛋白質(zhì) 牡丹籽粕中蛋白質(zhì)含量約30 %[20]，必需氨基酸約占氨基酸總量36 %[21]。劉柏華等[22]用超聲輔助堿提法，提取率為87.34 %，與常規(guī)堿提法相比，提取率提高了7.17 %，純度提高了14.49 %，堿液消耗降低了33.33 %。牡丹籽粕蛋白質(zhì)的乳化穩(wěn)定性和泡沫穩(wěn)定性好于大豆分離蛋白[23]。

2.1.2 多糖 約占籽粕重量的20 %以上。郭香鳳等[24]用微波輔助法從牡丹籽粕中提取多糖，提取量為9.21 %。陳程等[25]用超聲波輔助纖維素酶法，多糖提取量為19.69 %；并通過清除DPPH自由基活性試驗(yàn)評價(jià)牡丹籽粕多糖的抗氧化活性。

2.1.3 芪類化合物 劉普等[26]用超聲法提取低聚芪類化合物，得率為6.39 %，活性測試表明，低聚芪類化合物有較好的抗菌、抗氧化和抑制腫瘤細(xì)胞的活性[27-29]。張思思等[30]以65 %乙醇為提取溶劑，從牡丹籽粕中提取得到了白藜蘆醇，得率為1.06 %。

2.1.4 黃酮類 馬文濤等[31]用超聲法從牡丹籽粕中提取黃酮，提取率為1.44 %，抗氧化活性試驗(yàn)表明，牡丹籽粕黃酮對·OH自由基和O2-有較好的清除效果。

2.1.5 萜類化合物 劉普等[32]用反相高效液相色譜（RP-HPLC）測定了紫斑牡丹籽粕中共6種單萜苷類化合物含量。

2.1.6 微量元素 張修景[33]測定了牡丹籽粕中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Co、Se共8種元素的含量，其中Se含量超過了0.100 mg/kg，表明牡丹籽粕是一種富硒產(chǎn)品。

2.2 開發(fā)利用

牡丹籽粕可作為食品原料制備食品[34]，如烘焙餅干等。也可利用酶解技術(shù)將牡丹籽蛋白制備成肽，顏輝等[35]選用胰蛋白酶，采用超聲酶解法從牡丹籽粕中制得降血糖肽；閻震等[36]利用堿性蛋白酶對牡丹籽粕蛋白進(jìn)行酶解，獲得抗氧化肽。

3 牡丹籽殼

牡丹籽殼外表面呈油亮黑色，內(nèi)表面呈類白色，質(zhì)堅(jiān)實(shí)，具韌性。與牡丹籽粕類似，牡丹籽殼中同樣含芪類化合物、黃酮，除此之外，還含黑色素、多酚化合物[37]等。

牡丹籽殼中芪類化合物含量高于牡丹籽粕，其中低聚芪類化合物的DPPH自由基清除率與維生素C相當(dāng)[38]，抗氧化活力明顯優(yōu)于維生素C[39]。從牡丹籽殼中分離出白藜蘆醇單體，純度為96.25 %[40]。提取的總黃酮， DPPH自由基清除能力優(yōu)于維生素C[41]。

牡丹籽殼中含天然的黑色素，是由吲哚或酚類化合物聚合而成的非均質(zhì)高分子化合物，有清除自由基、延緩衰老、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)造血功能、調(diào)節(jié)血脂等活性。丁永霞[42]采用超聲波輔助提取法，以75 %乙醇為提取溶劑從牡丹籽殼中提取了黑色素粗品，經(jīng)堿溶酸沉法精制，黑色素得率最高可達(dá)17.63 %。

4 結(jié)語

科學(xué)合理地開發(fā)利用牡丹籽，不僅能提升其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，更能減輕牡丹籽油產(chǎn)業(yè)給環(huán)境帶來的負(fù)擔(dān)，有助于油牡丹產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展[43-44]。牡丹籽綜合開發(fā)利用應(yīng)本著“經(jīng)濟(jì)可行、提干榨盡、循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的總原則，在充分了解和分析成分的理化性質(zhì)和應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)兼容性好的工藝流程，借助成熟的工藝和設(shè)備對牡丹籽不同部位的不同物質(zhì)進(jìn)行分類、分步提取，將小牡丹籽做成大產(chǎn)業(yè)。