牡丹籽油的研究進(jìn)展

喬舒敏，王悅，吳 澎

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東泰安 271018）

牡丹是我國特有的多年生木本植物，因其藥用價(jià)值和觀賞價(jià)值較多而在山東、河南等地區(qū)廣泛栽培。牡丹種植歷史悠久，東漢早期就有關(guān)于牡丹治療“血瘀病”的記載，距今已有2 000 多年的歷史[1]。牡丹按照用途不同分為觀賞型牡丹和油用型牡丹，目前用于栽培的油用牡丹主要有‘鳳丹’和‘紫斑’兩個品種[2]。牡丹籽油即用牡丹籽仁經(jīng)過一定的壓榨和精煉等工藝提取出的金黃色透明的油，屬于花卉產(chǎn)品副產(chǎn)物高附加值再利用的食品新資源，2011 年衛(wèi)生部發(fā)布《衛(wèi)生部關(guān)于批準(zhǔn)元寶楓籽油和牡丹籽油作為新資源食品的公告》，牡丹籽油正式作為新資源食品在食品行業(yè)中得到開發(fā)應(yīng)用。

牡丹籽油中不飽和脂肪酸的含量可達(dá)85%以上，其中α-亞麻酸含量最高，是大豆油的10 倍和玉米油的100 倍以上[2]，除此之外還具有亞油酸、丹皮酚、牡丹多糖、植物甾醇、角鯊烯等多種生理活性物質(zhì)[3]。α-亞麻酸屬n-3 系不飽和脂肪酸，具有改善心血管疾病、降血壓、降血脂、保護(hù)神經(jīng)組織、延緩衰老等功能[4]。丹皮酚作為藥學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，有抗腫瘤、降血糖、抗菌消炎等藥理作用[5]。Wang 等[6]從牡丹籽油中檢測到11 種植物甾醇，其中以β-谷甾醇為主，植物甾醇具有抗炎、抗氧化、抗動脈粥樣硬化等功能[7]。另外角鯊烯是一種優(yōu)良的乳劑油性基質(zhì)，可以保護(hù)表皮細(xì)胞，防止皮膚干燥[8]。毒理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，牡丹籽油沒有急性毒性和亞急性毒性，具有較高的食用安全性[9]。由此可知，牡丹籽油營養(yǎng)價(jià)值高、富含活性成分，還具有一定的藥用價(jià)值，有著其他食用油不可比擬的優(yōu)勢。

牡丹籽油的成分結(jié)構(gòu)合理且營養(yǎng)價(jià)值較高，不易氧化沉積在人體血管壁、心臟冠狀動脈等部位，是迄今發(fā)現(xiàn)較為適合人體營養(yǎng)的油脂，牡丹籽油因其獨(dú)特的營養(yǎng)和保健作用，被營養(yǎng)學(xué)家視為植物油中的珍品[10]。目前對牡丹籽油的研究主要集中在提取工藝的優(yōu)化、脂肪酸成分的分析、牡丹籽油的穩(wěn)定性以及其應(yīng)用價(jià)值上，本文對以上研究進(jìn)行綜述，旨在為牡丹籽油在食品行業(yè)的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用提供理論支持。

1 牡丹籽油的成分組成及功效

1.1 脂肪酸

油脂營養(yǎng)價(jià)值的高低主要取決于其脂肪酸的構(gòu)成，牡丹籽油中含有軟脂酸和硬脂酸等飽和脂肪酸，以及亞麻酸、亞油酸、油酸和花生烯酸等不飽和脂肪酸，其成分結(jié)構(gòu)合理，營養(yǎng)價(jià)值較高，同時(shí)具有較高的食用安全性[11]。趙菁菁等[12]采用超臨界CO2流體萃取牡丹籽油，得率為19.54%，分析檢測牡丹籽油的成分發(fā)現(xiàn)，其中亞麻酸含量高達(dá)41.4%，亞油酸含量為27.4%，油酸含量為23.2%，總不飽和脂肪酸含量高達(dá)92.3%。劉穎等[13]研究發(fā)現(xiàn)牡丹籽油中飽和脂肪酸含量僅為10.05%，不飽和脂肪酸含量為89.95%，因此牡丹籽油主要以不飽和脂肪酸為主，其中亞麻酸的含量遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的花生油和大豆油等食用油。由此可見，牡丹籽油中的脂肪酸含量會因提取工藝、測定方法以及牡丹品種等的不同而存在差異，但總體來看，牡丹籽油中不飽和脂肪酸含量更為豐富，尤其是人體必需脂肪酸亞麻酸和亞油酸[14]，這也是其營養(yǎng)價(jià)值和功能特性的重要保障。

高含量的α-亞麻酸是發(fā)揮牡丹籽油營養(yǎng)價(jià)值和保健功能的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[15]。α-亞麻酸是人體所有ω-3 多不飽和脂肪酸的前體物質(zhì)，可在多種酶作用下生成二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸[16]。其中，EPA 是體內(nèi)三烯前列腺素的前體物質(zhì)，DHA 是大腦、視網(wǎng)膜等神經(jīng)系統(tǒng)磷脂的主要成分，對人體生長發(fā)育和正常代謝起重要作用。中國營養(yǎng)協(xié)會推薦單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸∶飽和脂肪酸=1∶1∶1，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織推薦的n-6/n-3 比例為5∶1～10∶1，我國傳統(tǒng)食用油一般以大豆油和花生油為主，在人們?nèi)粘ｏ嬍持腥菀兹狈Ζ?亞麻酸，導(dǎo)致n-6/n-3 比例過高[2]，從而易導(dǎo)致機(jī)體慢性低度炎癥水平提高，影響胰島素敏感性，促進(jìn)胰島素抵抗[17]，因此將食用牡丹籽油與其他食用油進(jìn)行調(diào)和，對于日常飲食營養(yǎng)搭配具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 微量元素

雖然人體每日對微量元素的需求極少，但其卻是機(jī)體不可或缺的一部分，它們幾乎參與人體的全部生理過程，牡丹籽油中含有各種微量元素，其中以Ca 和Na 的含量較高。賈玉良[18]采用電感耦合等離子體質(zhì)譜測定了牡丹籽油中的Fe、Se、Zn、K、Na、Ca、Mg、Cu、Mn、Pb、As、Hg、Cd 等13 種微量元素的含量。結(jié)果顯示，牡丹籽油的常量元素中Ca 的含量最高，為153.61 mg/kg，微量元素以Fe 的含量較高，約為54.82 mg/kg，Cu 的含量最低，為0.820 mg/kg，同時(shí)，Pb、Hg、As、Cr、Cd 等對人體有害的重金屬元素的含量均在檢出限以下（0.02 mg/kg）。翟文婷等[19]也發(fā)現(xiàn)牡丹籽油中含有Ca、Na、Fe、K、Zn 和Mg 等微量元素，其中Cu 的含量最低，為0.73 mg/kg，而Pb、Hg、As、Cd 等有害微量元素均低于檢出限。測定結(jié)果表明，牡丹籽油含有Fe、Cu、Zn 等人體必需的微量元素，且含量適中，并具有食用安全性，是一種理想的保健植物油脂[18]。

1.3 其它功能成分

牡丹籽油中還含有一些不皂化物，包括甾醇類、角鯊烯、維生素E 等。王洋等[20]采用氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析法，對牡丹籽油中不皂化物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中主要的不皂化物是甾醇類化合物，含量達(dá)到197.34 mg/100 g，還含有少量的角鯊烯，維生素E 含量也較高，可達(dá)98.51 mg/100 g[21]。植物甾醇可預(yù)防心血管疾病、促進(jìn)新陳代謝、調(diào)節(jié)激素水平、抑制腫瘤細(xì)胞增殖[22-23]；角鯊烯是一種天然的三萜類不飽和烴，具有抗癌、抗炎、抗氧化、增強(qiáng)機(jī)體免疫以及降血脂等功效[24-25]；維生素E 是人類和動物自身不能合成的，只能從外界獲取，它是一種天然抗氧化劑，在體內(nèi)發(fā)揮強(qiáng)抗氧化作用，具有優(yōu)良的抗衰老、抗腫瘤的效果[26-27]。

2 牡丹籽油的提取工藝

植物油脂的傳統(tǒng)提取工藝主要有壓榨法和浸出法，新提取工藝主要有壓榨法、水酶法、水代法、超臨界CO2萃取法、超聲波提取法等，目前牡丹籽油的提取主要也是采用這些方法。每種方法各有差異，表1 為不同工藝提取牡丹籽油的研究結(jié)果。

表1 牡丹籽油的不同提取工藝及組成成分Table 1 Different extraction techniques and components of peony seed oil

2.1 壓榨法

壓榨法是一種非常傳統(tǒng)的油脂提取方法，通過借助機(jī)械外力，將油脂從油料中擠出來，工藝簡單靈活、無溶劑殘留，但出油率較低，工藝過程中的壓榨溫度會影響牡丹籽油中熱敏性物質(zhì)的活性[33-34]。趙優(yōu)萍等[35]采用壓榨法得到的牡丹籽油出油率為14.27%，品質(zhì)較好。李汶罡等[36]進(jìn)一步研究了低溫壓榨牡丹籽油的可行性，對適溫壓榨牡丹籽油的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，所得最大出油率為23.11%。

2.2 溶劑萃取法

溶劑萃取法需要用到有機(jī)溶劑，提取過程中不僅會有殘留，對環(huán)境造成不良影響，還會對其中的生物活性成分造成破壞[33]。Cao 等[37]比較了7 種溶劑對牡丹籽油產(chǎn)率的影響，得出正己烷和異丙醇的油脂得率最高為35.63%。馬曉等[38]利用有機(jī)溶劑浸出法提取牡丹籽油，得出其出油率為32.93%，相對較高，但安全性有待商榷。

2.3 水酶法

水酶法是提取牡丹籽油的一種新型方法，是以機(jī)械破碎為基礎(chǔ)，利用有降解作用的酶（如纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、淀粉酶）進(jìn)行酶解，使油脂從油脂脂體中釋放，從而提高出油率，因反應(yīng)條件比較溫和，而且不破壞其他生物成分而備受青睞[34]。蓋晴晴等[39]采用酸熱預(yù)處理輔助水酶法，測得牡丹籽清油提取率為55.31%，總油提取率為90.81%，牡丹籽油酸值、過氧化值等指標(biāo)均達(dá)到牡丹籽油標(biāo)準(zhǔn)，但前期的預(yù)處理增加了一定的成本。彭瑤瑤等[30]采用水酶法提取牡丹籽油，最終采用三步酶解結(jié)合二次破乳的工藝流程，總油得率達(dá)25.4%。

2.4 水代法

水代法是我國傳統(tǒng)提取油脂的方法之一，其制取的油脂品質(zhì)好、成本低，且對環(huán)境污染少，符合安全、營養(yǎng)、綠色的理念，但油脂提取率較低[31]。劉普等[40]采用超聲輔助水代法提取牡丹籽油，并對其脂肪酸組成進(jìn)行分析，研究了超聲時(shí)間、超聲功率、超聲溫度和液料比4 個主要因素對牡丹籽油提取率的影響，得出在最佳工藝條件下，產(chǎn)油率可達(dá)28.850 6%。昌有權(quán)等[32]將水代法提取技術(shù)和超高壓電裂解工程技術(shù)結(jié)合，優(yōu)化超高壓超高頻電裂解輔助水代法，得到出油率為96.40%，以水代法為基礎(chǔ)，結(jié)合其他工藝，既滿足了綠色無污染的需求，又提高了出油率。

2.5 超臨界CO2 萃取法

超臨界CO2萃取法是以超臨界流體為溶劑，利用其高滲透性和高溶解能力來提取分離混合物的過程，其產(chǎn)油量高、溶劑無殘留，可減少環(huán)境污染[33-34]。趙菁菁等[12]優(yōu)化了超臨界CO2流體萃取牡丹籽油的工藝，得到的出油率為19.54%。史國安等[41]利用超臨界CO2萃取法提取牡丹籽油，并且研究了壓榨法和超臨界CO2萃取法兩種工藝提取的牡丹籽油清除DPPH 自由基和抗脂質(zhì)過氧化能力的差異，結(jié)果表明，通過超臨界CO2萃取得到的牡丹籽油無論是在DPPH 自由基清除能力還是在抗脂質(zhì)過氧化能力方面都存在顯著的優(yōu)勢。

2.6 超聲波萃取法

超聲波萃取法利用其空化作用，使溶劑分子滲透到組織細(xì)胞中，與溶質(zhì)分子更好地接觸，使細(xì)胞中可溶成分更好地釋放出來，從而加速植物油脂的滲透，增加油和酚的產(chǎn)量，減少天然活性物質(zhì)的損失[34]。Li 等[42]采用響應(yīng)面法優(yōu)化超聲提取條件，優(yōu)化條件下牡丹籽不同采收時(shí)期油脂提取率變化范圍為25.35%～30.85%；賀洋洋等[43]采用超聲-微波萃取儀對牡丹籽油進(jìn)行萃取，粗油得率為31.5%，該方法在常溫常壓下進(jìn)行，提取時(shí)間較短，提取率較高。

2.7 亞臨界萃取法

亞臨界萃取法高效、低能耗、低成本，且低溫操作可以有效避免產(chǎn)品中熱敏性物質(zhì)被破壞[33]。姚茂君等[44]采用亞臨界流體技術(shù)萃取牡丹籽油，出油率為24.16%，且所得產(chǎn)物具有獨(dú)特的香味。王林林等[45]也采用這項(xiàng)技術(shù)，在優(yōu)化條件下，牡丹籽提取率達(dá)到98.1%，所得牡丹籽油ɑ-亞麻酸含量為41.54%，具有較好的品質(zhì)。

3 牡丹籽油的穩(wěn)定性

3.1 影響牡丹籽油氧化穩(wěn)定性的因素

牡丹籽油中富含不飽和脂肪酸，因不飽和鍵較多，故更易氧化，在光照、溫度、氧氣、水分、重金屬、微生物等因素的影響下，可產(chǎn)生大量過氧化物和自由基，嚴(yán)重威脅人體健康[2]。油脂在高溫油炸時(shí)因降解所產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)如醛、酮、反式脂肪酸等更需要關(guān)注[46]。劉佳瑩等[47]研究了不同光照、溫度、空氣、儲藏條件對牡丹籽油過氧化值的影響，結(jié)果顯示，要保證牡丹籽油的過氧化值較低且游離脂肪酸含量不會過高，應(yīng)在低溫、密封、避光的條件下儲藏。

3.2 提高穩(wěn)定性的措施

添加抗氧化劑可有效增強(qiáng)牡丹籽油的穩(wěn)定性。劉普等[48]采用Schaal 烘箱耐熱試驗(yàn)法，研究了天然抗氧化劑和增效劑對牡丹籽油氧化穩(wěn)定性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合抗氧化劑的抗氧化效果優(yōu)于同等質(zhì)量濃度的單一抗氧化劑，可使牡丹籽油的貯藏時(shí)間明顯延長。王俊朋等[46]研究發(fā)現(xiàn)，迷迭香提取物對不飽和脂肪酸的裂解和氧化及反式脂肪酸的生成具有顯著抑制作用，說明迷迭香提取物能夠降低其油炸過程中的營養(yǎng)損失，延緩油脂品質(zhì)的下降速率。

近年來微膠囊技術(shù)發(fā)展迅速，并且微膠囊包埋技術(shù)可以對固體、液體等成分進(jìn)行保護(hù)和固定，從而減緩有效成分的流失和提高抗氧化能力，該技術(shù)對牡丹籽油脂肪酸組成沒有影響，氧化穩(wěn)定性較好[49]。劉成祥等[50]的研究表明在25 ℃儲藏條件下，牡丹籽油微膠囊的貨架期為212 d，而未經(jīng)微膠囊化的牡丹籽油貨架期為110 d，因而油脂的微膠囊化能有效延長產(chǎn)品貨架期，有助于牡丹籽油的保存及功能產(chǎn)品的開發(fā)及推廣。

4 牡丹籽油的應(yīng)用

4.1 用作食用油

牡丹籽油的應(yīng)用中最為廣泛的就是作為食用油，牡丹籽油是從牡丹籽仁中經(jīng)過一定的加工工序提取出來的金黃色透明可食用油，富含不飽和脂肪酸，尤其是亞麻酸，還含有多種生物活性成分，是適合人體營養(yǎng)的油脂，因此將牡丹籽油應(yīng)用到日常膳食中具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)多個品牌的牡丹籽油，但其出油率比較低，利用超臨界CO2萃取法、微波輔助提取法和超聲波輔助提取法的出油率也僅在24%～31%之間，遠(yuǎn)低于常見食用油[11]，因此價(jià)格較高。此外調(diào)和牡丹籽油的種類較少，長期食用同一種油不利于人體營養(yǎng)平衡，食用調(diào)和油不僅可以改善這個問題，還可以攝入豐富的有益伴隨物，目前調(diào)和油配方中的油種大都是葵花籽油、菜籽油、大豆油和橄欖油[51]，而牡丹籽油作為食用油的方面還需要深入研究，因此可以集中在優(yōu)化提取工藝、降低生產(chǎn)成本、開發(fā)符合消費(fèi)者需求的調(diào)和油以及其它牡丹籽油新型產(chǎn)品等方面。

4.2 作為化妝品用油

牡丹籽油不僅可以作為食用油，還能作為化妝品用油。周暢[52]研究了牡丹籽油的組分及理化性質(zhì)，表明其富含的不飽和脂肪酸可以促進(jìn)皮膚新陳代謝、軟化角質(zhì)層、提高皮膚保濕度，而且對牡丹籽初榨油、脫膠油、脫酸油、脫色油、脫臭油的理化性質(zhì)檢測分析結(jié)果表明，牡丹精煉油酸值為0.179 mg KOH/g，過氧化值為1.890 mmol/kg，皂化值為189.700 mg KOH/g，顏色呈淡黃色，澄清透明，密度為0.923 9 g/cm3。此外，牡丹籽油在中波段具有較強(qiáng)的吸光度，這些理化性質(zhì)都滿足化妝品基礎(chǔ)油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，目前主要應(yīng)用在精華液、面膜、素顏霜等產(chǎn)品中。近幾年的研究表明牡丹籽油在防曬方面也具有一定的功效，馬曉原等[53]研究表明牡丹籽油對于皮膚有一定的防曬、防紫外、修復(fù)和美白等功效，可以用于開發(fā)清爽、高SPF 值的防曬化妝品。

4.3 生產(chǎn)保健產(chǎn)品

牡丹籽油作為一種新型高端植物油，其中富含的α-亞麻酸可有效促進(jìn)人體的生長發(fā)育、預(yù)防和輔助治療糖尿病、防治心腦血管疾病發(fā)生、降低患癌幾率、抗菌以及降低血脂，因此，每日適當(dāng)?shù)臄z入牡丹籽油具有一定保健作用[54]。此外牡丹籽油微膠囊技術(shù)也為開發(fā)牡丹籽油保健產(chǎn)品提供了技術(shù)支持，使其具有便攜性、穩(wěn)定性。張乾浩等[55]采用響應(yīng)面優(yōu)化了牡丹籽油-魚油微囊的配方，最終得到多不飽和脂肪酸含量高、種類豐富且各項(xiàng)性能指標(biāo)良好的微囊產(chǎn)品。微乳液因含有增溶功能性油脂和維生素等疏水性化合物，具有通過在胃腸道中的快速釋放來提高吸收能力的特點(diǎn)而備受關(guān)注。楊晨等[56]采取相轉(zhuǎn)變法和擬三元相圖法制備牡丹籽油微乳液，最終得到微黃澄清透明狀液體，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，牡丹籽油微乳液更適用于含有低濃度鹽離子的食品。目前市面上以牡丹籽油制作的保健產(chǎn)品還比較少，未來可用牡丹籽油與其他保健品原料進(jìn)行組合調(diào)配，以期開發(fā)出更多以ω-3 主導(dǎo)的保健產(chǎn)品。

5 展望

自2011 年國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)牡丹籽油作為新資源食品，2014 年國家食品藥品監(jiān)督管理總局將牡丹籽油原料列為可用化妝品目錄，牡丹籽油正式進(jìn)入大眾視線，各類研究不斷涌現(xiàn)，推動了牡丹籽油的深入發(fā)展。首先，牡丹籽油是植物油中較為少見的富含亞麻酸的油脂，在食用、藥用、商用等方面都具有良好的應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景，并且可以向功能性食品推進(jìn)；其次，開發(fā)牡丹籽油可以緩解國內(nèi)食用植物油供應(yīng)不足的現(xiàn)狀，同時(shí)還可推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展、解決國民膳食普遍缺乏亞麻酸的問題；再次，牡丹籽油的開發(fā)利用為其他農(nóng)產(chǎn)品廢棄物的高附加值再利用提供了一個成功的發(fā)展方向，為我國農(nóng)產(chǎn)品深加工開辟了一條值得借鑒的道路。