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石榴籽油

发布日期:2018/5/3 18:01:57

【背景及概况】[1]

石榴是落叶灌木或者小乔木,树高一般为3~4 m,生长寿命超过200 年。树干呈灰棕色,上有小瘤,干多左扭。枝呈针状,柔韧且不容易折断,叶顶端尖,面光滑,背面中脉凸起。石榴花多朱红色,呈钟状或筒状,花期为 5~6 月。石榴果实呈手榴弹状,宽度达 12~13 cm,果皮厚,呈深红色或者淡粉色,通常被认为是一个多个室、多个子的浆果,每室内有数个子粒,籽中富含油,外种皮肉质味美汁多,甜而带酸。种差异、气候条件和存储方式等外部因素都会引起石榴果皮、果汁、叶、籽等部位的化学成分和含量的差异。石榴果皮、果汁和叶中的主要活性成分为多酚、黄酮、生物碱和有机酸等,石榴籽以纤维素和脂肪酸为主。此外,石榴果实中还含有人体所需的碳水化合物、水溶性维生素、氨基酸和微元素等。石榴籽是石榴的重要组成部分,其中纤维素的含量最多,高达58.76%,因为石榴籽中含有较多的皮壳;其次是脂肪酸,占石榴籽总重量的18.22%,其中不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的70%以上;蛋白质含量约为12.30%,其中谷蛋白含量最多,达50%以上;总糖含量为9.54%,主要成分为还原糖,占总糖含量的76%。

石榴籽油约占石榴籽总重的20%,其最主要的特点是含有大量的脂肪酸,其中饱和脂肪酸占8%,单不饱和脂肪酸占10%,多不饱和脂肪酸大约占70%以上。脂肪酸中最主要成分为石榴酸(顺9,反11,顺13-十八碳三烯酸),约占石榴籽油总量的 40%~80%,含量随来源、品种、提取方法、摘采时间的不同有较大的变化。石榴酸是α-共轭亚麻酸(CLNA)的同分异构体,属多不饱和脂肪酸,因此性质极为活泼,稳定性差,易于氧化腐败并散发刺激性气味,对石榴籽油的稳定性造成很大的影响。

【外观】

【成分】[2]

石榴籽油是唯一植物源的多不饱和共轭脂肪酸,含有 6 种主要脂肪酸:石榴酸、亚麻酸、亚油酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸,其中前4种为不饱和脂肪酸,含量极其丰富,是石榴籽油的主要药效成分。据报道,石榴籽油中石榴酸含量为64%~86%。在分子结构上,石榴酸(顺9,反 11,顺 13- 十八碳三烯酸) 为共轭三烯不饱和脂肪酸,与α- 桐酸 (顺9,反11,反 13- 十八碳三烯酸)和β- 桐酸 (反9,反 11,反 13-十八碳三烯酸)互为同分异构体,它们的分子式和双键位置相同,但双键构型不同,在一定条件下可以相互转化。国内众多学者研究报道的石榴籽油化学成分差别很大,有人认为,石榴籽油的脂肪酸成分主要是石榴酸,其相对含量为 76.06%~86.01%。有研究通过质谱分析鉴定出石榴籽油含有 8 种脂肪酸:石榴酸58.68%,亚油酸 6.06%,油酸 6.46%,棕榈酸 2.81%,硬脂酸 3.18%,二十碳三烯酸 15.02%,二十碳四烯酸5.39%,二十碳烯酸1.23% 。

实验材料的品种、产地、成熟度、贮存时间等因素,以及提取方法的不同很可能是造成这种差别的主要原因。国外研究表明,石榴籽油的化学成分随品种、产地的不同有较大的变化。采用气相色谱法定性和定量分析了伊朗 2 个不同产地 25 个品种石榴籽油的脂肪酸组成,发现 1kg 石榴籽干物质中含油量为 66.3~193.0g,其主要脂肪酸为亚麻酸(31.8%~86.6%),其次为亚油酸 (0.7%~24.4%)、油酸(0.4%~17.4%)、硬脂酸(2.8%~16.7%)、棕榈酸(0.3%~9.9%),再次为饱和肉豆蔻酸(0.1%~4.7%)和山嵛酸(0~3.9%),未发现以前曾报道过的石榴酸、月桂酸、花生四烯酸和二十四烷酸。

【生产工艺】[2][3]

目前,关于石榴籽油的提取方法,据文献报道有以下几种:压榨法、溶剂浸出法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、超临界 CO2萃取法、水酶法等。

1. 压榨法

压榨法是一种传统的油脂提取方法,其原理是以强大的外界压力压榨油料使其细胞破裂,导致油分流出。法在室温下操作,所得油脂质量好,可保持原有的新鲜香味,但操作复杂,出油率低,所得产品不纯,通常由于含有水分、黏液质及细胞组织等杂质而呈混浊状态。国外大多采用该法。

2. 溶剂浸出法

浸出法是应用固液萃取的原理,选用石油醚、乙醚、氯仿等能够溶解油脂的有机溶剂,经过对油料的浸泡或喷淋,使油料中油脂被萃取出来。以石榴籽超微粉为原料,用乙醇-石油醚溶剂浸提石榴籽油,提取率最大可达 34.86%。石油醚为溶剂的提取率最高,所得产品纯净无杂质,粕中蛋白质变性程度小。也有国外学者采用过热正己烷浸提石榴籽油,研究得到最佳提取温度 80 ℃,颗粒平均直径 0.25 mm,正己烷流量 1 mL/min,处理时间 2 h,提取率可达 22.18%,效率明显高于索氏提取法和压榨法。

3. 超声波辅助提取法

超声波提取油脂工艺简单,提取率高,提取时间短,所需温度低,具有良的应用前景,以石油醚作为浸提溶剂较好。通过正交试验采用超声波强化有机溶剂提取的石榴籽油得率为 23.84%,高于普通方法提取的石榴籽油得率 17.59%。

采用超声波辅助提取石榴籽油,发现原料粉碎粒度对石榴籽油的出油率影响较大,当原料粒度为 60 目时,提取效果最好,出油率可达 29.0%。有研究认为料液比是影响超声波提取石榴籽油提取效果的主要因素,在料液比 1∶4~1∶8,随着提取溶剂用量的增加,出油率明显增大,但是当料液比超过 1∶8 时,出油率降低。

4. 微波辅助提取法

目前,把微波应用于植物油脂提取中的研究和应用还处于起步阶段。微波提取法较优,所得油为深黄色,清亮度高。选择正己烷为提取剂,在微波辅助提取工艺研究中,微波功率 420 W,料液比 1∶4,处理时间 50 s×5(即每次处理 50 s,间歇处理 5 次),石榴籽油得率为 15.48%。在此条件下微波辅助提取比一般有机溶剂提取石榴籽油的得率要高,且提取时间短,溶剂用量少

5. 超临界 CO2萃取法

与一般的萃取分离技术相比,超临界流体萃取具有良好的选择性、渗透性和传递性,溶解度大,萃取率高,操作条件温和,避免了有毒溶剂的使用,特别适用于分离热敏性物质。研究表明石榴籽的粉碎度、装料量、萃取温度、萃取压力和 CO2流量是影响石榴籽油萃取率的重要因素。试验得出超临界 CO2萃取石榴籽油的合适工艺参数是粉碎度40 目、装料量 200 g,萃取压力 30 MPa,萃取温度40 ℃,CO2流量 15 L/h,分离压力 8 MPa,分离温度35 ℃,萃取率达 23.55%,产品质量好。

6. 水酶法

水酶法提油是一种新兴的提油方法,它是在机械破碎的基础上,采用一些酶如纤维素酶、果胶酶、淀粉酶、蛋白酶等处理油料,对油料组织以及脂多糖、脂蛋白等复合体进行降解而使油脂分子得以释放。以陕西临潼石榴籽为原料,利用水酶法提取石榴籽油,通过单因素和二次正交旋转组合试验研究了不同提取条件对石榴籽油出油率的影响,确定石榴籽油的最佳提取工艺条件:Alcalase 蛋白酶添加量 1.2%,原料粒度 40 目,料液比 1∶5,提取温度 49.5 ℃,提取时间 5h,pH 值 8.0,离心时间 25 min,该条件下石榴籽油出油率达 18.2%,所得油脂品质较高,不需要进行脱胶。

【应用】[2]

1. 免疫调节作用

石榴籽油能促进小鼠脾细胞免疫球蛋白的生成,可以提高体内的 B 细胞功能。有试验研究了食用石榴籽油对 C57BL/6N 小鼠免疫功能的影响,结果表明每天喂食小鼠含 0.12%和 1.2%石榴籽油的饲料,3 周后试验组与对照组相比,体质量没有差异,但试验组小鼠脾细胞中免疫球蛋白 G 和免疫球蛋白 M 都显著增加,说明石榴籽油有助于提高机体免疫力。

2. 抗氧化作用

石榴籽油中的石榴酸具有较强的抗氧化能力,可以抑制环氧化酶、脂氧化酶和花生四烯酸途径中的关键酶,抵抗人体炎症和氧自由基的破坏。有关研究显示:适量的石榴籽油 (剂量不大于 5 mL/(kg·bw·d))对小鼠肝、脑组织中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活力有显著提高,可以降低小鼠大脑组织的脂质过氧化程度,有助于增强机体清除自由基的能力。此外,石榴籽油还有很好的体外抗氧化作用,并与 VE 产生协同增效作用。

3. 抗癌作用

国外研究人员报道,石榴籽油能使 37%~56%的肿瘤细胞丧失活力,而对绝大多数健康细胞没有影响。最新研究表明,摄入一定量的石榴籽油可以减少小鼠肿瘤发生率和多重性。实验表明,石榴籽油能显著抑制小鼠乳腺癌细胞的增生,促进乳腺癌细胞的凋亡,减少其扩散数量。局部施用化学致癌物处理雌性 CD-1 鼠皮肤,并用 5%的石榴籽油进行防护,结果肿瘤发生率和多重性明显降低。此外,石榴籽油具有较强的抗前列腺癌活性,能显著地抑制 LNCa P,PC-3 和DU145 型前列腺癌细胞的增生,阻滞 PC-3 型前列腺癌细胞的扩散,并对正常前列腺上皮细胞无任何不良影响。此外,石榴还具有抗口腔癌和结肠癌等作用。

4. 保护心血管作用

研究石榴籽油对高脂膳食大鼠血脂水平的影响,结果发现经过石榴籽油的干预,同高脂喂饲组相比,试验组总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇均有显著降低,同时高密度脂蛋白胆固醇有显著升高,表明石籽油可显著抑制高脂膳食大鼠血脂的增高。另有研究证实,石榴籽油可通过抑制过氧化脂质的形成,减轻血管内皮细胞的损伤,调节肝脏的脂质代谢,对大鼠的高脂血症和动脉硬化的形成和发展具有预防作用。石榴籽油中的石榴酸还可以减少载脂蛋白 B100 的分泌,从而降低冠心病和动脉粥样硬化等心血管疾病的发生。

5. 其他作用

研究发现,石榴籽油中含有较为丰富的甾类雌激素 (如雌甾酮、雌二醇、雌三醇等),能改善妇女更年期综合症和骨质疏松症。石榴籽油具有抗痢疾性腹泻作用,其作用机制可能是石榴籽油中含有甾类、黄酮和单宁类化合物,抑制分泌活性,减缓胃肠蠕动和肠内物质移动速度。石榴籽油中的石榴酸和多种维生素,可促进皮肤细胞新陈代谢,增强细胞活力,调节脂肪代谢,清除体内毒素和肠毒素。石榴酸还能增加棕色脂细胞线粒体活性,消耗体内过多热量,具有减肥作用。

【参考文献】

[1] 杨笑笑. 石榴中活性物质的提取及应用研究 [D][D]. 无锡: 江南大学, 2014.

[2] 张润光, 吴倩, 张亮. 石榴籽油的研究进展[J]. 农产品加工. 学刊, 2012 (6): 26-29.

[3] 杨兆艳, 白宏伟, 王璇. 石榴籽油提取工艺的研究[J]. 中国油脂, 2010, 2: 007.