石榴籽油研究進(jìn)展

馮曉慧，張立華，呂慧，鄭美，盛積貴，周穎

(棗莊學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，山東 棗莊 277160)

0 引言

石榴籽油是一種非常有益于人體的天然ω-3系保健油，占石榴籽的13%～23%，具有很好的藥用價值及營養(yǎng)價值.

1 石榴籽油的組成成分

研究發(fā)現(xiàn)，石榴籽油中主要含有8種脂肪酸，其中飽和脂肪酸主要為硬脂酸(Octadecanoic acid)和棕櫚酸(Hexadecanoic acid)；不飽和脂肪酸主要為石榴酸(9(Z)，11(E)，13(Z)-Octadecatrienoic acid)、油酸(9(Z)-Octadecenoic acid)、亞油酸(9(Z)，12(Z)-Octadecenoic acid)、α-桐油酸(9(Z)，11(E)，13(E)-Octadecatrienoic Acid)、β-桐油酸(9(E)，11(E)，13(E)-Octadecatrienoic acid)和梓樹酸(9(E)，11(E)，13(Z)-Octadecatrienoic acid)[1,2].由于石榴品種、提取方法的不同，這些成分在石榴籽油中的含量也不盡相同.然而，大量研究表明，石榴酸是其中最主要的不飽和脂肪酸，占脂肪酸含量的60%以上.馬齊等[3]檢測石榴籽油中石榴酸含量為62.9%，高忠梅[4]研究三種不同品種的石榴籽油，石榴酸含量分別在77.51%，74.58%，68.98%.楊萬政等[5]采用氣相色譜(GC)分析石榴籽油，其中石榴酸占81.028% .趙淑娟等[6]采用堿催化法檢測石榴籽油中石榴酸含量為74%.Pande等[7]檢測美國石榴籽油中油脂成分及脂肪酸組成，其石榴酸含量為78%～83%.Kyralan等[8]測定土耳其石榴籽油中的石榴酸含量為70%～76%.

除脂肪酸外，石榴籽中還含有磷脂、甾類化合物及揮發(fā)油等成分[9].磷脂主要包括卵磷脂、磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺等[10].甾類化合物主要有睪丸激素、雌甾酮、雌二醇、雌甾三醇等[11].GasmiJ[12]采用GC-MS方法測定石榴籽油中的不皂化組分含量為3.1%～4.2%，主要是鯊烯、脂肪族醇、維生素E、植物甾醇和三萜烯.其中鯊烯高達(dá)800 mg/kg，脂肪族醇118～185 mg/kg.

2 石榴籽油的快速提取

目前，關(guān)于石榴籽油的提取方法，據(jù)文獻(xiàn)報道有以下幾種：傳統(tǒng)的提取方法主要有壓榨法、冷浸法、有機(jī)溶劑萃取法.隨著科技的進(jìn)步，設(shè)備的完善，涌現(xiàn)出多種新型快速的提取方法，主要有微波輔助提取法、超臨界CO2萃取法、水酶法、超聲波輔助提取法、亞臨界丁烷萃取法等.

2.1 微波輔助提取法

微波輔助提取(Microwave-assisted extraction，MAE)是微波與傳統(tǒng)溶劑萃取法相結(jié)合的萃取方法.利用不同極性化合物吸收微波能力的不同，使細(xì)胞內(nèi)部溫度升高，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而將所需化合物從樣品基體中分離的技術(shù)[13,14].目前國內(nèi)報道微波輔助提取法的提取率均在15%以上，其中李文敏等[15]采用此技術(shù)出油率為15.95%.朱麗莉等[16]檢測石榴籽油的得率為15.48%.黃愛妮[17]利用微波輔助法在石榴籽與正己烷的料液比1:5(g/mL)，微波功率480 W萃取50 s，重復(fù)處理5次的最佳工藝參數(shù)下，石榴籽油的提取率為16.35%.

2.2 超臨界 CO2萃取法

CO2超臨界萃取(Supercritical fluid extraction，SFE)是一種物理分離純化的方法，CO2在臨界壓力和溫度下的細(xì)微變化可導(dǎo)致溶解能力巨大變化為特點(diǎn)，通過控制溫度和壓力的大小，使待分離物析出完成萃取過程[18].不同研究者采用此方法獲得的結(jié)果不盡相同，可能和實(shí)驗(yàn)參數(shù)及石榴品種有關(guān).楊萬政[19]比較了超聲波萃取、溶劑回流萃取、超臨界CO2流體萃取、微波萃取四種方法提取石榴籽油.發(fā)現(xiàn)超臨界CO2流體萃取效率相對最高，提取率可達(dá)17%以上.Liu等[20]在萃取溫度為47.0℃，萃取壓力為37.9 MPa的條件下，石榴籽的最大出油率為15.63%.臧紅霞[21]研究新疆石榴籽在萃取壓力為30 MPa，溫度為40℃下萃取3 h，出油率為18.35%.趙武奇[22]和涂洪強(qiáng)[23]采用相同方法分別得到石榴籽油含量20.3%和20.4%.張嬙[24]采用萃取條件為溫度53.19℃，萃取83.59 min，壓力29.32 MPa，石榴籽油的萃取率為21.09%.焦靜[25]在溫度40℃，壓力30MPa的條件下，石榴籽出油率為23.55%.

2.3 水酶法

水酶法是近年來新興的一種油脂提取工藝，主要是利用機(jī)械破碎油料之后加水和酶，進(jìn)行酶解，使油脂從含油種籽中釋放，利用碳水化合物、蛋白質(zhì)等非油脂成分對油、水的親和性及比重的不同，將油層與非油成分分離的技術(shù)[26].與傳統(tǒng)工藝相比具有操作條件溫和，能耗低，安全性好，易于處理，污染少等具有諸多優(yōu)點(diǎn)[27].目前水酶法應(yīng)用于石榴籽油的提取還在探索階段，酶的選用及提取工藝也不盡相同.阿依姑麗·艾合麥提[28]采用中性蛋白酶提取石榴籽油，參數(shù)為：料液比為1:3(g/mL)，酶解溫度為55℃，酶解時間為2 h；提取率為12.6%.金婷[29]采用的是木瓜蛋白酶，當(dāng)料液比1:7，提取溫度60℃，時間6 h，時，最大提取量為15.1%.苗利利[30]用Alcalase蛋白酶，在料液比1:5(g/ml)，提取溫度50℃，提取時間6 h的工藝條件下，石榴籽出油率達(dá)18.2%.

2.4 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取法就是利用超聲波在提取過程中產(chǎn)生的空穴效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)等來加速細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散和溶解，從而提高提取效率.超聲波輔助提取法因具有時間短、溫度低、效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，更加適合工業(yè)化生產(chǎn)[31].目前研究主要集中在提取工藝的優(yōu)化，袁妍等[32]通過響應(yīng)面分析法得到最佳提取條件：料液比1:12、溫度51 ℃、功率70 W、處理時間40 min，在此條件下，石榴籽油提取率為18.83%.高振鵬等[33]研究的較佳提取工藝條件為液料比1:12、溫度50℃、功率225 W、處理時間15 min.在該條件下石榴籽油得率為23.84%.劉花花[34]以新疆石榴籽為原料，通過正交試驗(yàn)確定了石榴籽油的最佳提取工藝條件為：料液比1:10，超聲功率240 W，超聲處理時間50 min，超聲處理溫度45℃；在該條件下，石榴籽提油率為15.09%.

2.5 亞臨界流體萃取技術(shù)

亞臨界流體萃取技術(shù)是指在常溫和一定壓力下，根據(jù)相似相容原理，以液化的亞臨界溶劑對物料進(jìn)行萃取，減壓蒸發(fā)使溶劑汽化，得到目標(biāo)組分的一種新型萃取分離技術(shù)[35].王林林等[36]通過對4種制油方法所得石榴籽油的對比研究發(fā)現(xiàn)，亞臨界丁烷萃取法所得石榴籽油石榴酸含量最高(82.39%).此技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)可以進(jìn)行大型的工業(yè)化生產(chǎn)，而超聲波輔助提取法還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段.

3 石榴籽油的藥理活性

3.1 抗糖尿病作用

目前已知石榴籽的抗糖尿病有效成分主要有石榴籽油、石榴籽多糖、石榴籽多酚等[37].對于石榴籽油來說，李艷等[38]發(fā)現(xiàn)石榴籽油能有效降低糖尿病小鼠空腹血糖和肝臟載脂蛋白B100(Apo-B100)含量，并能改善糖尿病小鼠的脂質(zhì)代謝和尿酸代謝.她推斷石榴籽油的降糖、降脂效果可能與Apo-B100分泌減少有關(guān).這與Keisuke等[39]的研究結(jié)果相一致.楊靜[40]研究發(fā)現(xiàn)，石榴籽油可以明顯提高體內(nèi)PPAR-γ蛋白的表達(dá)并激活PPAR-γ，進(jìn)一步說明石榴籽油通過脂代謝調(diào)節(jié)血糖.Nekooeian等[41]在給患Ⅱ型糖尿病的大鼠喂食石榴籽油中發(fā)現(xiàn)，石榴籽油可以使血清中的胰島素水平增加，但不會使血糖水平降低.石榴籽油還可以改善高脂飲食引起的肥胖[42]和提高胰島素受體的敏感性[43]，從而降低Ⅱ型糖尿病發(fā)病風(fēng)險.

3.2 抗炎作用

石榴籽油可以對結(jié)腸炎、胃腸道炎等多種炎癥具有抵抗作用[44]，有望成為預(yù)防或治療炎癥的有效成分[45].針對石榴籽油抗炎機(jī)制的研究較深入，Minaiyan[46]研究發(fā)現(xiàn)，石榴籽可以有效的預(yù)防由蛙皮素誘導(dǎo)的小鼠急性胰腺炎.Coursodon-Boyiddle[47]在給小鼠喂食添加石榴籽油的牛奶時發(fā)現(xiàn)，石榴籽油可以緩解小鼠患壞死性小腸結(jié)腸炎的癥狀并且能夠降低發(fā)病率.石榴籽油中含有大量的石榴酸，Bassaganya-Riera[48]和Viladomiu[49]發(fā)現(xiàn)，石榴酸可以作為PPAR-γ和PPAR-δ的激動劑，從而改善粘膜免疫細(xì)胞和上皮細(xì)胞的炎癥.也有人認(rèn)為，石榴酸是通過升高人體內(nèi)8-異前列腺素F2α的水平，從而發(fā)揮抗炎作用[50].

3.3 抗氧化作用

研究表明[51]石榴籽油對DPPH、羥自由基、超氧陰離子都有一定的清除作用，其中對羥自由基、超氧陰離子的清除能力都強(qiáng)于抗壞血酸，其抗氧化能力與濃度呈線性關(guān)系.石榴籽油中的石榴酸，具有超強(qiáng)抗氧化能力，可以抑制類二十烷酸酶的活性[52]，從而抵抗氧化作用對機(jī)體的破壞.具有預(yù)防動脈硬化和冠心病發(fā)生、延緩衰老等功效[53].除此之外，石榴籽油還可以減輕羥基自由基誘導(dǎo)DNA及蛋白質(zhì)氧化損傷以及保護(hù)PC-12細(xì)胞對抗氧化損傷的作用[54].李文敏[15]用Schaal烘箱法(60±1℃)比較了石榴籽油和VE對豬油和色拉油抗氧化的作用，發(fā)現(xiàn)石榴籽油的體外抗氧化作用要優(yōu)于VE，且與VE同用具有協(xié)同增效作用[28].

3.4 抗腫瘤作用

石榴籽油對多種腫瘤細(xì)胞具有一定的抑制作用.Kim等[55]在對小鼠的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，石榴汁和石榴籽油能顯著抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖，使乳腺癌細(xì)胞分別減少46%和87%.Lyndon等[56]發(fā)現(xiàn)石榴籽油可以在不影響其他正常上皮細(xì)胞的情況下，有效的抑制LNCaP，DU145和PC-3型前列腺癌細(xì)胞的活性；Kohno等[57]研究發(fā)現(xiàn)石榴籽油能增加腸粘膜中PPAR-γ蛋白表達(dá)及結(jié)腸中共軛亞油酸的含量，對結(jié)腸癌有抑制作用.Koba等[58]在大鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)石榴籽油除了可以抑制化學(xué)誘導(dǎo)的結(jié)腸癌外，還可以減少大鼠體內(nèi)的脂肪組織.Hora等[59]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用5%的石榴籽油可以有效治療由7，12-二甲基苯并蒽引發(fā)并經(jīng)過12-O-十四烷酰佛波醋酸酯-13(TPA)誘導(dǎo)的CD1小鼠皮膚癌.

3.5 保護(hù)心血管作用

李雪梅等[60]研究發(fā)現(xiàn)石榴籽油可顯著抑制高脂膳食大鼠血脂的增高，其中高劑量干預(yù)后，可以顯著預(yù)防大鼠皮下脂肪的增加.李艷等[38]對2型糖尿病小鼠脂質(zhì)代謝的研究時發(fā)現(xiàn)，石榴籽油可使小鼠血漿總膽固醇、低密度脂蛋白、甘油三酯顯著降低，因此能有效改善糖尿病小鼠的脂質(zhì)代謝.對于石榴籽油減少動脈硬化和冠心病等心血管疾病的發(fā)生機(jī)制，有研究認(rèn)為[61]，他是通過減少載脂蛋白B100的分泌，從而降低低密度脂蛋白膽固醇，也有研究認(rèn)為[62]，他是通過抑制過氧化脂質(zhì)的形成，從而對肝臟脂質(zhì)代謝進(jìn)行調(diào)節(jié).

3.6 雌激素作用

石榴籽油中含有一定的雌性激素，研究發(fā)現(xiàn)，在給切除卵巢的大鼠使用石榴籽提取物后，能明顯增強(qiáng)雌激素活性，并能被黃體酮拮抗[63].許文勝[64]在對雌激素相關(guān)的骨質(zhì)疏松癥小鼠股骨近端骨密度及骨小梁微結(jié)構(gòu)的觀察中發(fā)現(xiàn)，石榴籽油抑制骨量丟失的同時可以促進(jìn)成骨細(xì)胞分化，抑制破骨細(xì)胞活性.石榴籽提取物還能夠改善婦女骨質(zhì)疏松癥和更年期綜合征[65].除此之外，石榴籽油所含雌激素還可以應(yīng)用于化妝品中，能夠平衡皮膚pH值，并具有抗衰老、抗氧化、祛皺、增白、保濕等功效[66].

3.7 其他作用

石榴籽油除了以上作用之外，還是良好的干性油，具有透明清亮、附著力強(qiáng)、成膜性好、干燥快、耐酸堿等特點(diǎn)，可以作為油漆、印刷、涂料、化工等行業(yè)的重要原料.石榴籽油還具有抗抑郁的作用[67]，王田發(fā)現(xiàn)石榴籽油高劑量組、低劑量組可顯著減少小鼠游泳不動時間與懸尾不動時間.

4 展望

我國石榴資源豐富，產(chǎn)區(qū)較多，在溫帶及亞熱帶地區(qū)的多個省市自治區(qū)均有栽培.石榴籽油具有多種功效，在食品、醫(yī)藥、功能保健品、化妝品等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景，是一種極具開發(fā)價值的天然油脂.