石榴籽油的提取、脂質(zhì)組成及功能研究進展

李道明， 劉看看， 鐘小榮， 崔俊杰， 劉 寧

(陜西科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

0 引言

石榴(PunicagranatumL.)為石榴科石榴屬落葉灌木或小喬木，因能高度適應(yīng)各種氣候條件，廣泛種植于伊朗、土耳其、以色列、西班牙、突尼斯、意大利、中國和美國等地.石榴品種繁多，其果實不僅風味獨特，且營養(yǎng)豐富，是公認的“水果之冠”.目前對石榴的利用主要以新鮮食用為主，也可制作成果汁、果醬、果凍、果酒、果醋以及食品生產(chǎn)中的調(diào)味料或著色料等[1]，而對于加工過程中產(chǎn)生的石榴籽則以廢料棄之[2].石榴籽約占水果可食用部分的20%，含有豐富的油脂(含量在12%～24%)，研究發(fā)現(xiàn)石榴籽油富含不飽和脂肪酸，占總脂質(zhì)的90%以上，此外石榴籽油中還含有一定量的酚類、甾醇、生育酚、角鯊烯、類胡蘿卜素等生物活性成分[3-7].與其他植物油相比，石榴籽油的脂肪酸主要由共軛亞麻酸(Conjugated linoleic acid,CLNA)組成，目前在石榴籽油中共鑒定出四種9,11,13-18∶3和一種8,10,12-18∶3共軛亞麻酸異構(gòu)體，即石榴酸(9c,11t,13c-CLNA)、α-桐酸(9c,11t,13t-CLNA)、β-桐酸(9t,11t,13t-CLNA)、梓樹酸(9t,11t,13c-CLNA)和藍花楹酸(8c,10t,12c-CLNA)，它們與自然界中另外兩種8,10,12-18∶3異構(gòu)體——α-金盞花酸(8t,10t,12c-CLNA)和β-金盞花酸(8t,10t,12t-CLNA)同屬于位置或幾何構(gòu)型不同的十八碳共軛三烯脂肪酸[8-11].四種9,11,13-18∶3和三種8,10,12-18∶3共軛亞麻酸異構(gòu)體的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1所示.

石榴酸(Punicic acid,PA)是石榴籽油中的主要共軛亞麻酸，占總脂肪酸含量的70%～85%[12-14].研究表明，PA具有清除體內(nèi)自由基[15]、預(yù)防動脈粥樣硬化[16]、提高機體免疫力[17]、促進皮膚細胞新陳代謝[18]、抗癌[19]、抗肥胖[20]、抗糖尿病[21]以及抗炎[22]等多種生理功效，是石榴籽油發(fā)揮藥理作用的主要活性成分.因此，從石榴籽中提取石榴籽油并加以開發(fā)利用，不僅能減少資源的浪費，還能提高其經(jīng)濟和社會效益.

β-金盞酸(反-8，反-10，反-12-18∶3)圖1 石榴酸及異構(gòu)體結(jié)構(gòu)式

石榴籽油的提取是開發(fā)利用PA的關(guān)鍵.近年來，隨著超臨界流體萃取、亞臨界流體萃取、超聲提取、微波提取、水酶法等提取手段的應(yīng)用，國內(nèi)外對石榴籽油提取工藝的研究也越來越深入[23].楊兆艷等[24]通過正交試驗利用超聲波輔助有機溶劑提取石榴籽油，在最佳工藝條件下，石榴籽油得率為21.77%.Khoddami等[25]采用冷榨技術(shù)提取石榴籽油，提取過程中避免了高溫熱處理和有機溶劑的使用，所得石榴籽油具有較低的過氧化值、酸價和較高的總酚含量，品質(zhì)顯著優(yōu)于有機溶劑萃取得到的石榴籽油.Aruna等[26]研究了正己烷萃取石榴籽油的最佳工藝條件，結(jié)果顯示：在石榴籽平均粒度為0.15 mm、室溫28～32 ℃、提取時間8 h的條件下，石榴籽油得率高達39%.

對石榴籽油的脂質(zhì)組成如脂肪酸組成、甘油三酯分子種類、生育酚、甾醇等生物活性成分的含量進行分析，是表征石榴籽油的最基本方式.Jing等[12]對4個中國陜西石榴品種(天紅蛋、凈皮甜、三白甜和酸石榴)的種子油進行分析，發(fā)現(xiàn)石榴籽油中PA占總脂肪酸的73%～79%，油酸是唯一的單不飽和脂肪酸，占3.4%～6.0%，還檢測到少量棕櫚酸(2.8～3.6)和硬脂酸(1.6～2.8)等飽和脂肪酸；總生育酚為5.3～12.0μmol/g，其中δ-生育酚含量最高(1 414.4～3 513.2μg/g)，其次是α-生育酚(718.7～1 388.3μg/g)和γ-生育酚(34.1～54.9μg/g).Juhaimi等[27]對土耳其的6個石榴品種(Mayho?,Silifke A?,Erdemli A?,Devedi?i,Hicaz和Nizip)進行研究發(fā)現(xiàn)，石榴籽油除含有豐富的不飽和脂肪酸(PA 71.2%～77.6%，油酸7.6%～9.1%，亞油酸7.5%～8.8%)，還含有一定量的酚類、生育酚和花青素等活性物質(zhì)，其中測得三種生育酚，分別是α-生育酚(69.3～107.6 mg/100 g)、γ-生育酚(235.6～389.4 mg/100 g)和δ-生育酚(3.3～6.2 mg/100 g).Habibnia等[28]分析了5個伊朗石榴品種(Red Seed Ardestani,Taft′s Tokhm-e Mush,Chatrud's Sour Shahi,Rizdavar′s Dorpaye和Ashkzar′s Sour Narak)的脂質(zhì)組成，發(fā)現(xiàn)PA是主要的脂肪酸(78%～82%)，其次是油酸(5.7%～7.4%)、亞油酸(5.2%～7.0%)、棕櫚酸(2.9%～3.6%)和硬脂酸(1.9%～2.5%)；測得α和γ-生育酚含量分別為543.6～1 134.6 mg/kg和1 856.6～7 106.1 mg/kg，甾醇總量為5 239.44～5 757.67 mg/kg，其中β-谷甾醇含量占85.49%～87.71%，其次是菜油甾醇(7.56%～8.83%)和豆甾醇(3.14%～5.93%)；另外還發(fā)現(xiàn)不同品種石榴籽油的磷脂含量也顯著不同，最高達3 729.0 mg/kg.

目前，國外對石榴籽油的功能特性研究，已延伸到降糖、降脂、癌癥防治和免疫調(diào)節(jié)等方面[29-31].Khajebishak等[29]探討了補充石榴籽油對肥胖的2型糖尿病患者的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4(GLUT-4)基因表達和血糖控制的影響，通過給肥胖的2型糖尿病患者每天補充3 g石榴籽油，8周后與對照組相比，發(fā)現(xiàn)膳食補充石榴籽油能顯著提高患者體內(nèi)GLUT-4基因表達水平和降低空腹血糖值，并且無任何副作用.Mirmiran等[30]進行了石榴籽油治療高脂血癥的臨床研究，患者每天服用400 mL石榴籽油，4周后與對照組相比，發(fā)現(xiàn)石榴籽油組患者體內(nèi)甘油三酯濃度與甘油三酯/高密度脂蛋白膽固醇比值顯著下降，表明膳食石榴籽油對高脂血癥患者的血脂具有良好的調(diào)節(jié)作用.Grossmann等[31]以人乳腺癌細胞為模型，研究PA對雌激素不敏感性和敏感性兩種乳腺癌細胞(MDA-MB-231和MDA-ERα7)的生長影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PA不僅能顯著抑制兩種乳腺癌細胞的增殖(抑制率92%～96%)，還能誘導(dǎo)兩種癌細胞的凋亡(86%～91%)，表明了PA對乳腺癌的顯著抑制作用.近年來國內(nèi)也展開了石榴籽油抗氧化、抗癌、抗炎、降血糖、降血脂、腎保護等方面的研究，但關(guān)于石榴籽油在食品、藥品和化妝品生產(chǎn)中的應(yīng)用仍較少.

盡管近年來對石榴籽油的提取、脂質(zhì)組成及功能的研究引起了廣泛關(guān)注，但目前關(guān)于石榴籽油的提取、脂質(zhì)組成及功能研究的綜述較少.基于此，本文就石榴籽油的提取方法、不同產(chǎn)地石榴籽油脂質(zhì)組成、PA的代謝及石榴籽油發(fā)揮功能的作用機制進行了綜述，以期為未來石榴籽油的功能特性研究和綜合開發(fā)利用提供參考依據(jù).

1 石榴籽油提取方法的研究進展

近年來有關(guān)油脂提取的方法、技術(shù)不盡相同，但其目的大都是一致的：盡量保留油脂中的天然活性成分，避免破壞油脂；減少雜質(zhì)及溶劑的殘留，保證油品質(zhì)量；盡可能多地從原料中提取油脂等[32].目前提取石榴籽油常用的方法主要有冷榨法、超臨界流體萃取法、亞臨界流體萃取法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、水酶法、索氏提取法、過熱己烷萃取法等.采用不同方法提取石榴籽油對其出油率及脂質(zhì)組成有較大影響.

1.1 冷榨法

冷榨法是采用低溫與傳統(tǒng)壓榨相結(jié)合的一種油脂提取技術(shù).通常冷榨時溫度不超過60 ℃，提取過程中不涉及熱萃取和化學(xué)萃取，僅靠物理壓力將油脂直接從油料中擠壓出來.冷榨時由于溫度較低，降低了對油脂的破壞程度，從而能最大限度地保留油料中的天然成分和風味物質(zhì)[33,34].冷榨油通常無需精煉即可食用，并且在口感、色澤、香氣、質(zhì)量上均優(yōu)于精煉油，但冷榨技術(shù)存在出油率低的弊端，限制了冷榨法在油脂工業(yè)中的應(yīng)用[35].

李勇[33]采用冷榨法制取石榴籽油，通過優(yōu)化工藝，確定了最佳壓榨溫度62 ℃，石榴籽水分含量7%，壓力3.5 MPa，螺旋榨油機轉(zhuǎn)速36 rpm，此時出油率為41.6%；此外，其對石榴籽油的組成進行了分析，測得石榴籽油中含脂肪酸20多種，維生素E含量為312.5 mg/100 g，磷脂含量為1 470 mg/100 g.Khoddami等[25]比較了冷榨石榴籽油和兩種商品化石榴籽油的物理、化學(xué)性質(zhì)(熔點、過氧化值、酸價、脂肪酸組成、總酚含量和風味化合物種類等).結(jié)果表明，冷榨油品質(zhì)最高，其具有低過氧化值(4.67 meq/kg)、低游離脂肪酸含量(0.65%)和高總酚含量(10.44 mg/g樣品)，而且檢測到13種芳香物質(zhì)，理化性質(zhì)優(yōu)于溶劑提取得到的石榴籽油.

1.2 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取是一種以超臨界流體代替常規(guī)有機溶劑對目標組分進行提取的技術(shù).它是利用流體在超臨界狀態(tài)時具有高滲透和高溶解能力等特點對目標組分進行萃取，具有效率高、產(chǎn)品安全，流體可回收等優(yōu)點[34].二氧化碳具有密度大、惰性、無毒、來源豐富和價格便宜等特點，是目前應(yīng)用較多的超臨界流體.

Abbasi等[36]以石油苯和正己烷為溶劑，比較了四種溶劑萃取法(普通攪拌法、索氏提取法、微波提取法和超聲波提取法)和超臨界CO2萃取法對石榴籽油總酚含量的影響，發(fā)現(xiàn)不同超臨界萃取條件下的石榴籽油中總酚含量影響較大(7.8～72.1 mg/g)，其中高溫和高壓均不利于酚類的提取，在壓力200 atm、溫度40 ℃、不使用改性劑的條件下，總酚含量高達72.1 mg/g，是溶劑萃取法(8.0～9.0 mg/g)的數(shù)倍.Liu等[37]采用響應(yīng)面分析法對超臨界CO2萃取石榴籽油的工藝參數(shù)進行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)在壓力37.9 MPa，溫度47.0 ℃，流速21.3 L/h的條件下，通過回歸模型預(yù)測的石榴籽油最高得率為156.3 g/kg.此外，與索氏提取法所得石榴籽油的脂肪酸組成和維生素E含量進行比較發(fā)現(xiàn)，兩種方法提取的石榴籽油脂肪酸組成差異不大，PA為主要脂肪酸，占總脂肪酸的60%左右；但超臨界CO2萃取油中的生育酚總量(295.73±10.61 mg/100 g)比索氏提取法高14%左右，主要成分是γ-生育酚，占94%.在另一項研究中，Liu等[38]發(fā)現(xiàn)超臨界CO2萃取的石榴籽油對DPPH和ABTS具有較強的清除能力，且清除能力與石榴籽油中生育酚含量顯著相關(guān).Natolino等[39]利用破壁和完整細胞(BIC)模型研究超臨界CO2萃取石榴籽油的動力學(xué)過程并且利用Chrastil模型對石榴籽油在SC-CO2中的溶解度進行估算和建模，均取得了良好的效果；其中在320 bar和60 ℃實驗條件下獲得最高油溶度為2.043 g/kg CO2.雖然超臨界二氧化碳流體萃取可獲得較高品質(zhì)的石榴籽油，但工業(yè)化生產(chǎn)成本較高.

1.3 亞臨界流體萃取法

亞臨界流體萃取技術(shù)是指在一定溫度和壓力下，以液化的亞臨界溶劑對物料進行萃取，萃取液在常溫下減壓蒸發(fā)，從而分離出目標組分的一種萃取技術(shù)[40].亞臨界流體萃取法常用的介質(zhì)有丙烷、丁烷、異丁烷和二甲醚等.與超臨界流體萃取法相比，亞臨界流體萃取壓力較低(<1 MPa)，運行成本低，工業(yè)應(yīng)用前景廣闊.

王林林等[41]通過對比4種不同制油方法對石榴籽油品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)亞臨界丁烷萃取法對石榴籽油的提取效果最好，出油率為14.76%，且所得石榴籽油中PA含量明顯高于其他3種提取方法，高達82.39%；進一步對4種提取方法所得石榴籽油的理化指標和抗氧化性進行分析，發(fā)現(xiàn)亞臨界流體萃取所得石榴籽油理化指標較好，抗氧化性最強.Ahangari和Sargolzaei[42]用亞臨界丙烷和超臨界CO2萃取石榴籽油，考察了萃取溫度和壓力對萃取效果的影響，結(jié)果表明亞臨界丙烷萃取在萃取的時間和壓力上均低于超臨界CO2萃取，且出油率較高.

1.4 超聲波輔助提取法

超聲波對油脂萃取分離的強化作用主要源于其空化作用，而超聲空化又引起了湍動效應(yīng)、聚能效應(yīng)、微擾效應(yīng)和界面效應(yīng)，因而超聲波可強化油脂提取過程的傳質(zhì)速率和效果，從而有利于油脂的提取[43].

Bariz?o等[44]采用響應(yīng)面分析法對超聲波輔助提取石榴籽油的工藝進行了優(yōu)化，確定了最佳工藝條件：溶劑與固體的比例25 mL/g、溫度60 ℃、時間20 min，此時出油率為27.99%；進一步比較了微波輔助提取與其他常規(guī)提取方法(氯仿-甲醇提取法、索氏提取法)對石油籽油的出油率和脂肪酸組成的影響，結(jié)果顯示，三種提取方法所得石榴籽油的脂肪酸組成差異很小，超聲輔助提取的出油率與索氏提取相當，但顯著高于氯仿-甲醇提取法.徐國良[45]采用超聲波輔助亞臨界萃取技術(shù)對石榴籽油進行提取，并運用響應(yīng)面分析法對影響石榴籽油提取率的主要參數(shù)進行優(yōu)化，在萃取溫度38 ℃，時間42 min，料液比6 mL/g的條件下，石榴籽油出油率高達21.07%.劉花花等[46]以新疆石榴籽為原料，考察了超聲輔助溶劑法對石榴籽油出油率的影響，測得最佳出油率為15.09%，通過GC-MS分析結(jié)果顯示，石榴籽油中主要有7種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸占89.80%，PA占43.46%.

1.5 微波輔助提取法

微波輔助提取是近年來興起的一種油脂提取方法，利用微波能快速加熱和破壞生物細胞結(jié)構(gòu)，從而能顯著縮短提取時間，提高提取效率；并且微波能選擇性地加熱和溶出相關(guān)極性分子.與常規(guī)的有機溶劑萃取法相比，微波受溶劑親和力的限制比較小，可供選擇的溶劑多，同時可降低溶劑用量[34,47].

黃愛妮等[48]以石榴籽為原料，對微波輔助法和酶解法提取石榴籽油的工藝進行了比較研究，通過單因素試驗比較得知微波輔助法的提油率更高，并進一步利用正交試驗確定了最佳提取工藝：微波功率480 W、料液比5 mL/g、處理5次、每次50 s，在此條件下出油率為16.35%.?avdar等[49]研究發(fā)現(xiàn)微波輔助溶劑提取所得石榴籽油出油率(35.10%，5 min)高于索氏提取(34.70%，8 h)和冷溶劑提取(17.50%，8 h)，測得微波輔助提取的石榴籽油中總不飽和脂肪酸占95.57%，其中PA占86.53%，而且微波輔助提取油的理化性質(zhì)、總酚含量以及抗氧化活性均高于冷溶劑提取油.

1.6 水酶法

水酶法主要是在機械破碎的基礎(chǔ)上，采用酶(蛋白酶、淀粉酶、果膠酶、維生素酶等)降解植物細胞壁使油料得以釋放[50].與傳統(tǒng)提油工藝相比，水酶法提油技術(shù)設(shè)備簡單、能耗低、污染少，而且在提取油脂的同時亦可以獲得優(yōu)質(zhì)的植物蛋白[51].

苗利利等[52]以陜西臨潼石榴籽為原料，利用水酶法提取石榴籽油，通過單因素和二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗研究了不同提取條件對石榴籽出油率的影響，確定石榴籽油的最佳提取工藝條件：Alcalase蛋白酶添加量1.0%、原料粒度40目、料液比5 mL/g、提取溫度50 ℃、提取時間5 h、pH 8.0、離心時間25 min，在該條件下石榴籽出油率達18.2%.金婷等[53]研究了木瓜蛋白酶水解石榴籽提取石榴籽油時相關(guān)參數(shù)對提油率的影響，在單因素試驗的基礎(chǔ)上利用正交試驗分析，當提取溫度60 ℃、提取時間6 h、加酶量0.09 g(9%)、料液比7 mL/g時，石榴籽油最大出油率為15.1%.

1.7 索氏提取法

索氏提取法，即連續(xù)提取法，是提取溶劑通過不斷蒸發(fā)再冷凝回流，反復(fù)從油料中提取油脂的一種方法，由于產(chǎn)物中可能含有游離脂肪酸、脂肪、固醇等脂類物質(zhì)，提取得到的油脂為“粗脂肪”，因此，通常用來估計油料中的總脂含量[54].此法具有出油率高，操作簡單及能耗低等優(yōu)點，缺點是耗時較長、溶劑用量大及容易有溶劑殘留等.Abbasi等[55]分別以石油苯和正己烷為溶劑，比較了四種溶劑萃取法(普通攪拌法、索氏提取法、微波提取法和超聲波提取法)對石榴籽油提取效果的影響，結(jié)果表明索氏提取法的出油率最高，分別為18.6%和18.7%，而且不同提取方法獲得的石榴籽油脂肪酸組成沒有顯著差異，但索氏提取的耗時最長，達6 h.進一步分析，發(fā)現(xiàn)四種溶劑提取法對石榴籽油總酚含量無顯著影響，其中以石油苯和正己烷為溶劑的索氏提取法的酚類化合物總量分別為8.9 mg/g和9.0 mg/g[36].

1.8 過熱己烷萃取法

過熱己烷萃取法是一種將溫度和壓力與液體己烷相結(jié)合的方法，可以快速有效地從待提取物中提取目標組分.與常壓下進行的溶劑萃取法相比，主要優(yōu)點是加壓溶劑仍能保持液體狀態(tài)，甚至高于其常壓沸點，從而允許高溫萃取.其主要缺點是對提取裝置要求高、成本高且較高的提取溫度增加了油脂中多不飽和脂肪酸和抗氧化物質(zhì)氧化的風險.Eikani等[56]優(yōu)化了過熱己烷萃取法提取石榴籽油的工藝條件，并與索氏提取法和冷榨法提取石榴籽油的效果進行了比較.結(jié)果表明，過熱己烷萃取法提取石榴籽油的最佳工藝條件為：提取溫度80 ℃、平均顆粒大小0.25 mm、己烷流速1 mL/min，2 h內(nèi)出油率達22.18%，高于索氏提取法(17.94%，24 h)和冷榨法(4.29%，72 h)，另外其脂肪酸組成上與冷榨油接近，在油酸、亞油酸等脂肪酸含量上明顯高于索氏萃取法所得石榴籽油，證明過熱己烷萃取法是提取石榴籽油的一種快速、有效的方法.過熱己烷萃取系統(tǒng)示意圖，如圖2所示.

1：己烷儲罐；2：滴定管；3：泵；4：烘箱；5：預(yù)熱器；6：進口閥；7：旁路流；8：出口閥；9：萃取池；10：雙管換熱器；MF：微濾器；P：壓力指示器；BPR：背壓調(diào)節(jié)器；TI：溫度指示器；WI：冷卻水進口；WO：冷卻水出口圖2 過熱己烷萃取系統(tǒng)示意圖

1.9 石榴籽油不同提取方法的比較研究

基于上述石榴籽油不同提取方法的歸納，現(xiàn)將石榴籽油不同提取方法的特點總結(jié)如表1所示.

表1 石榴籽油不同提取方法的優(yōu)缺點

2 石榴籽油的脂質(zhì)組成分析研究進展

因石榴的品種、產(chǎn)地、栽培條件、采收時間、儲存環(huán)境、籽油的提取工藝以及分析測定方法的不同，導(dǎo)致石榴籽油的脂質(zhì)組成及其他生物活性成分(如生育酚、甾醇、酚類、類胡蘿卜素等)存在定性和定量上的差異，但整體上脂肪酸組成以PA為主，生育酚組成以γ-生育酚為主，甾醇組成以β-谷甾醇為主.

2.1 石榴籽油脂肪酸組成及其甘油三酯分子種類的研究進展

關(guān)于石榴籽油中的甘油三酯分子組成，Topkafa等[5]用RP-HPLC在石榴籽油中檢測到19種甘油三酯分子，其中PaPaPa占主導(dǎo)地位(32.99%)，其次是同時含有石榴酸(Pa)和梓樹酸(Ca)的PaPaCa(27.22)和PaCaCa(10.11%)此外還檢測到少量的PaPaO、PaPaL、PaLPa和PaCaO等；其中在各甘油三酯分子中脂肪酸分布最多的是PA，這與脂肪酸組成的分析結(jié)果一致，其他脂肪酸的分布也有類似的結(jié)果.

總之，目前關(guān)于石榴籽油脂肪酸組成的研究報道較多，而關(guān)于其甘油三酯分子種類組成的研究報道則較少.不同產(chǎn)地石榴籽油的脂肪酸組成如表2所示.

表2 不同產(chǎn)地石榴籽油的脂肪酸組成(%)

2.2 石榴籽油中生育酚組成的研究進展

研究表明，石榴籽油也是生育酚、酚類化合物等抗氧化成分的良好來源.Verardo等[61]測定了不同石榴品種(分別從以色列、西班牙、土耳其、伊朗、突尼斯進口)果汁加工后的種子油的母育酚(total tocol)組成，共檢測出三種生育酚(α、γ、δ-生育酚)和兩種生育三烯酚(α、β-生育三烯酚)，其中以γ-生育酚含量最高，達616～2 400μg/g，占母育酚總量的88%～94.5%，α和δ-生育酚含量較低；生育三烯酚含量僅占總母育酚的1.7%～4.8%.Górna等[62]在石榴籽油中檢測到α、γ、δ-生育酚和α、γ-生育三烯酚，對比其他果籽油(蘋果、木瓜、西瓜、葡萄、醋栗)的生育酚(tocochromanols)含量，發(fā)現(xiàn)石榴籽油中生育酚總量最高，達398.73 mg/100 g，以γ-生育酚為主，占總檢出量的96%；另外DPPH試驗表明，石榴籽油中的生育酚含量與自由基清除能力呈顯著正相關(guān).Jing等[12]測得4個中國陜西石榴品種的種子油的生育酚總量為5.3～12.0μmol/g，但含量上γ-生育酚含量最低(34.1～54.9μg/g)，δ-生育酚含量最高(1 414.4～3 513.2μg/g).此外Caligiani等[63]分析石榴籽油的非皂化成分時也得出了不一致的結(jié)果，其在三種石榴籽油樣品中均檢測到4種生育酚(α、β、γ、δ-生育酚)，其中β和δ-生育酚是含量最豐富的生育酚.Costa等[13]在土耳其和以色列的冷榨石榴籽油中檢測到豐富的生育酚(α、γ、δ-生育酚)，以γ-生育酚為主.

上述研究表明，石榴籽油富含維生素E，包含生育酚和生育三烯酚兩類，基于生育三烯酚痕量的特點，目前對生育三烯酚的分析研究較少；體外抗氧化試驗表明，石榴籽油對DPPH、ABTS和羥基自由基的清除能力與其生育酚含量呈正相關(guān).不同產(chǎn)地石榴籽油的生育酚組成及含量因品種、栽培條件、提油方法、提取條件如溫度、壓力等因素不同而存在差異，不同產(chǎn)地石榴籽油的生育酚組成及含量如表3所示.

表3 不同產(chǎn)地石榴籽油的生育酚組成及含量

2.3 石榴籽油中甾醇組成的研究進展

多項研究表明，石榴籽油中植物甾醇含量豐富，且種類繁多.Kaufman和Wiesman[64]在4個不同石榴品種(Wonderful,Mule-Head,BG1和BG2)的石榴籽油中，測得較高含量的植物甾醇，達4 089～6 205 mg/kg，主要有β-谷甾醇(占總甾醇的80%)、菜油甾醇和豆甾醇.Habibnia等[28]在5個不同伊朗石榴品種的油脂樣品中，測得甾醇總量為5 239.44～5 757.67 mg/kg，其中β-谷甾醇含量最高(85.49%～87.71%)，其次是菜油甾醇(7.56%～8.83%)和豆甾醇(3.14%～5.93%).Fernandes等[4]分析了西班牙9個石榴品種(Mollar de Elche,Valenciana,White,CG8,Cis 127,Katirbasi,Parfianka,Wonderful 1和Wonderful 2)油脂中的甾醇含量，發(fā)現(xiàn)甾醇總量為364～553 mg/100 g，所有樣品中的甾醇組成順序為：β-谷甾醇>菜油甾醇>谷甾烷醇>豆甾醇.Caligiani等[63]通過GC-MS技術(shù)對3種不同石榴籽油的非皂化成分進行定性和定量分析，在石榴籽油中檢測到豐富的β-谷甾醇，含量高達8 069 mg/kg，其次是菜油甾醇、Δ5-燕麥甾醇和豆甾醇.這與Amri等[10]分析突尼斯石榴籽油的甾醇組成獲得的結(jié)果相似，其測得石榴籽油中主要甾醇組分包括β-谷甾醇(77.94%)，Δ5-燕麥甾醇(7.45%)和菜油甾醇(6.35%).不同產(chǎn)地石榴籽油的甾醇組成及含量如表4所示.

表4 不同產(chǎn)地石榴籽油的甾醇組成及含量

續(xù)表4

3 石榴籽油的代謝與功能研究進展

研究發(fā)現(xiàn)，PA大量存在于絲瓜、栝樓和石榴等天然植物種子中，其中在石榴籽中的含量最高，達74%～85%[65,66].動物和人體試驗表明，PA是石榴籽油發(fā)揮抗氧化、降血糖、降血脂、抗癌、調(diào)節(jié)免疫等一系列生理活性的關(guān)鍵因子，未來有望成為功能食品和保健食品的候選者[66].以下就PA的代謝和石榴籽油的功能研究進展進行了總結(jié).

3.1 石榴酸的代謝

目前關(guān)于PA的確切代謝機制尚不清楚，但近年來對石榴籽油或PA代謝情況的研究也取得了一定進展.Yuan等[67]以10 g PA/kg日糧喂食小鼠6周，結(jié)果表明膳食PA能顯著降低肝臟中甘油三酯的含量，這與喂食共軛亞油酸(等量的9c,11t-CLA和10t,12c-CLA)能提高肝臟中甘油三酯的情況明顯不同.進一步分析PA對小鼠各組織器官脂肪酸組成的影響，發(fā)現(xiàn)PA能降低小鼠心臟、肝臟、腎臟中n-6 PUFA含量，但能顯著提高心臟、肝臟、腎臟中n-3 PUFA含量，尤其是DHA[68].另外，通過急性灌胃實驗，發(fā)現(xiàn)PA能整合到血漿和不同組織器官中，且部分代謝為9c,11t-CLA[69].這一點在Yuan等[70]進行的人體實驗中得到了驗證，給健康青年補充PA，連續(xù)28天后，發(fā)現(xiàn)人體血漿和紅細胞膜中PA和9c,11t-CLA的比例均顯著提高，說明PA也可以在人體中整合且代謝為9c,11t-CLA.對比α-酮酸的代謝情況，Yuan等[71]發(fā)現(xiàn)二者均能整合到小鼠不同組織器官上，且部分代謝為9c,11t-CLA，但α-酮酸相對轉(zhuǎn)化率顯著高于PA，α-酮酸轉(zhuǎn)化率以脂肪組織(91.8%)、脾臟(91.4%)和腎臟(90.7%)最高，心臟最低(84.6%)，PA轉(zhuǎn)化率以肝臟最高(76.2%)，心臟最低(54.5%).以健康青年為研究對象，Yuan等[72]研究發(fā)現(xiàn)膳食補充富含PA的栝樓籽油能顯著提高尿液中8-異前列腺素F2α(8-iso-PGF2α)的濃度，表明PA具有增加人體脂質(zhì)過氧化的作用.楊靜[73]分別以不同成分(富含油酸或亞油酸)和不同結(jié)構(gòu)(甘油二酯或甘油三酯)的油脂為載體，研究PA在大鼠體內(nèi)的代謝情況，結(jié)果表明攝入富含PA的石榴籽油不僅可以顯著降低血清和肝臟中TG的積累，降低肝臟中TC的水平，而且能恢復(fù)由油脂攝入導(dǎo)致的各組織器官脂肪酸成分的變化；攝入富含PA的石榴籽油可以在體內(nèi)代謝為9c,11t-CLA，可以提高肝臟中DHA、總n-3 PUFA和C20∶4 n-6的含量；補充石榴籽油還能降低大鼠體內(nèi)血清肌酐和血清尿素的含量，對腎功能具有保護作用；另外還能明顯提高肝臟中PPARγ的蛋白表達，說明PA或石榴籽油可以作為過氧化物酶體增殖激活受體γ(PPARγ)的激動劑.表5歸納了PA在動物體/人體中代謝的相關(guān)結(jié)論，如表5所示.

表5 石榴酸在體內(nèi)的代謝特點

3.2 石榴籽油的功能研究進展

3.2.1 抗氧化作用

石榴籽油中富含多種天然抗氧化成分，如PA、生育酚(以γ生育酚為主)、酚類化合物等，可以有效地抵抗人體炎癥和氧自由基的破壞作用，具有預(yù)防動脈粥樣硬化、延緩衰老等功效[13,74].Basiri等[75]采用水、甲醇、丙酮、乙酸乙酯和己烷分別對石榴籽和脫脂石榴籽中的酚類物質(zhì)進行提取，結(jié)果發(fā)現(xiàn)石榴籽和脫脂石榴籽的甲醇提取物含有較高的酚類化合物，對DPPH具有較強的清除能力，抗氧化性強.Mukherjee等[74]報告了PA在大鼠模型中的抗氧化性，發(fā)現(xiàn)以0.6%的劑量喂食大鼠，其抗氧化效果顯著；以2.4%的劑量喂食大鼠，血糖中總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇顯著降低.王雁[15]研究發(fā)現(xiàn)，石榴籽油對DPPH、羥自由基、超氧陰離子都有一定的清除作用，其對羥自由基和超氧陰離子的清除能力都強于抗壞血酸，且其抗氧化能力與石榴籽油濃度呈線性關(guān)系.王毓寧等[76]研究表明石榴籽油能緩解氧化應(yīng)激導(dǎo)致的PC12細胞活力下降，通過顯著提高細胞內(nèi)超氧化物歧化酶及過氧化氫酶的活性，減少丙二醛的生成，進而達到保護氧化細胞損傷的作用；此外還發(fā)現(xiàn)石榴籽油對DNA和蛋白質(zhì)氧化損傷的保護作用隨著石榴籽油濃度的升高而增強.

3.2.2 抗糖尿病作用

Anusree等[77]研究發(fā)現(xiàn)，PA作為天然的PPARγ的激動劑，能通過改善線粒體的生物合成、能量、跨膜電位和動力學(xué)來恢復(fù)腫瘤壞死因子α(TNF-α)誘導(dǎo)的胰島素抵抗模型3T3-L1脂肪細胞中的線粒體功能障礙，證明了PPARγ激動劑PA具有改善胰島素抵抗和線粒體功能的作用，可作為治療糖尿病和代謝綜合征的有效先導(dǎo).Vroegrijk等[78]研究了石榴籽油對高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖和胰島素抵抗的影響，高脂膳食組用棕櫚油制備，而石榴籽油組以1 g石榴籽油代替高脂膳食中的1 g棕櫚油，喂食小鼠12周后，發(fā)現(xiàn)石榴籽油組小鼠的體重和體內(nèi)脂肪增加量(分別為5.7±2.9 g和3.3±2.3 g)均低于高脂膳食組(分別為8.5±3.1 g和6.7±2.7 g)，充分說明了石榴籽油降低肥胖的特性；進一步分析小鼠體內(nèi)胰島素水平，發(fā)現(xiàn)膳食石榴籽油不影響肝胰島素敏感性，但能明顯改善外周胰島素敏感性(達164±52%)，表明膳食石榴籽油可以改善飲食引起的肥胖和胰島素抵抗.Miranda等[79]也進行了類似的研究，分析PA對致肥胖飲食喂養(yǎng)的大鼠脂肪積累和血糖控制的影響，結(jié)果表明，0.5% PA不會減少脂肪在脂肪組織，肝臟或骨骼肌中的蓄積，也不會改善胰島素抵抗，但相比對照組，PA組大鼠體內(nèi)血糖值明顯下降.楊靜[73]以富含PA的石榴籽油分別干預(yù)高糖高脂和小劑量STZ誘導(dǎo)成模的糖尿病大鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)石榴籽油可顯著降低糖尿病大鼠的空腹血糖水平和胰島素抵抗；其降糖機制可能是通過PA作為PPARα和PPARγ的激動劑實現(xiàn)的.這與Hontecillas等[80]研究結(jié)果一致，后者證明PA可上調(diào)組織中PPARα和PPARγ受體活性，維持血糖穩(wěn)態(tài)，同時還能抑制腫瘤壞死因子α的表達，改善與肥胖相關(guān)的炎癥.

3.2.3 抗癌、抗腫瘤作用

研究發(fā)現(xiàn)，石榴籽油對多種腫瘤細胞具有一定的抑制作用[19].付國強[81]研究發(fā)現(xiàn)石榴籽油具有抑制兩種乳腺癌細胞(雌激素受體ER+和ER-的兩種乳腺癌細胞)的增殖活性，促進其凋亡，且這種增殖抑制作用呈現(xiàn)時間-濃度依賴性.Lansky等[82]研究發(fā)現(xiàn)，石榴中PA和其他生物活性成分(如鞣花酸、咖啡酸和木樨草素)對前列腺癌細胞(PC-3)的侵襲和增殖均具有抑制作用，而且這些活性成分的組合，對前列腺癌細胞的侵襲和增殖表現(xiàn)出協(xié)同作用.Gasmi和Sanderson[83]研究發(fā)現(xiàn)PA能通過抑制細胞中芳香酶的活性來抑制類固醇激素的產(chǎn)生，從而間接抑制激素依賴性前列腺癌細胞(LNCaP)的增殖活性，促進其凋亡.Hora等[84]研究了石榴籽油對小鼠皮膚腫瘤的化學(xué)預(yù)防作用，認為其機制是通過PA抑制前列腺素的生物合成來實現(xiàn)的，還發(fā)現(xiàn)γ-生育酚也是石榴籽油中重要的抗癌活性成分.Jiang等[85]研究表明，γ-生育酚能通過抑制鞘脂的合成來抑制前列腺癌細胞的增殖.Campbell等[86]研究發(fā)現(xiàn)γ-生育酚的抑癌機制包括降低C反應(yīng)蛋白水平，抑制環(huán)氧合酶活性，上調(diào)PPARγ等.

3.2.4 免疫調(diào)節(jié)作用

動物試驗表明，石榴籽油具有調(diào)節(jié)代謝紊亂，抵抗炎癥，提高機體免疫力的作用[87].Yamasaki等[88]用含0.12%和1.2%石榴籽油的飼料分別喂食小鼠，3周后與對照組相比，小鼠重量和各個器官組織的重量沒有顯著差異，但石榴籽油組小鼠脾細胞中免疫球蛋白G和M都顯著增加，表明石榴籽油具有提高機體免疫力的作用.Bassaganya Riera等[89]研究發(fā)現(xiàn)，攝入PA能夠增強動物和人的免疫應(yīng)答，提高動物體內(nèi)CD4+和CD8+T淋巴細胞水平，增強免疫功能.

3.2.5 其他作用

許文勝等[90]研究發(fā)現(xiàn)石榴籽油對雌激素相關(guān)的骨質(zhì)疏松癥骨量丟失方面具有抑制作用，石榴籽油能通過調(diào)節(jié)破骨細胞和成骨細胞的相關(guān)基因，抑制破骨細胞活性，減少小鼠骨量的損失，同時促進成骨細胞分化，促進成骨，從而改善小鼠骨質(zhì)疏松癥.Colombo等[91]發(fā)現(xiàn)石榴籽油及其主要成分PA通過調(diào)控PPARγ和PPARδ激動劑來抑制促炎因子的表達，從而在腸道中顯示較強的抗炎活性.Boroushaki等[92]發(fā)現(xiàn)石榴籽油能減弱由六氯丁二烯(HCBD)誘導(dǎo)的大鼠腎毒性，與對照組相比，石榴籽油預(yù)處理不僅能顯著降低大鼠血清肌酐、血清尿素水平以及尿糖和蛋白質(zhì)濃度，還能逆轉(zhuǎn)腎勻漿樣品中由HCBD導(dǎo)致的總硫醇含量的減少和硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物的增加.Arao等[93]研究發(fā)現(xiàn)石榴籽油中的PA有利于預(yù)防冠心病和動脈粥樣硬化等疾病，其機理在于減少載脂蛋白B100的分泌.Bassaganya Riera等[89]研究發(fā)現(xiàn)，攝入一定量的PA能有效預(yù)防或改善炎癥性腸病(IBD)以及與IBD相關(guān)的腸道損傷，其機制可能是PA通過調(diào)解PPARγ的表達和活性，以改善腸道炎癥.

目前關(guān)于PA的代謝和作用機制，仍需進一步研究，圖3總結(jié)了PA發(fā)揮功能的相關(guān)作用機制，具體如下：

NF-κB：核因子-κB；TNF-α：腫瘤壞死因子α；IL-6和IL-8：白細胞介素6和8；TG：甘油三酯；TC：總膽固醇；HDL-C：高密度脂蛋白膽固醇圖3 石榴籽油的主要功能及發(fā)揮 功能的相關(guān)機制

4 結(jié)論

石榴籽是加工石榴汁時所產(chǎn)生的副產(chǎn)物.從石榴籽中提取石榴籽油，不僅能變廢為寶，實現(xiàn)資源的高值化利用，而且能緩解污染處理的壓力.通過分析比較發(fā)現(xiàn)，不同提取方法對石榴籽出油率及石榴籽油脂質(zhì)組成有較大影響；未來對石榴籽油的提取應(yīng)兼顧出油率和脂類伴隨物的含量，尋求更佳的組合提取工藝，實現(xiàn)對石榴籽油的高效高質(zhì)量提取.此外，本文還歸納了各個產(chǎn)地不同品種間石榴籽油的脂質(zhì)組成(包括脂肪酸、甾醇、生育酚等成分)的組成情況，因石榴的品種、產(chǎn)地、栽培條件、采收時間、儲存環(huán)境以及油脂提取工藝的不同，導(dǎo)致石榴籽油中的脂肪酸和脂類伴隨物成分存在定性和定量的差異，但整體上石榴籽油的主要脂肪酸是PA(占總脂肪酸的70%以上)，生育酚以γ-生育酚為主(占90%左右)，甾醇以β-谷甾醇為主(占77%～87%).PA是石榴籽油發(fā)揮各種生理功能的主要活性成分，其在體內(nèi)的代謝特征決定了其具有各種生理功能，其可在體內(nèi)整合并部分代謝為 9c,11t-CLA，因而富含PA的石榴籽油可作為共軛亞油酸的潛在膳食來源.隨著對石榴籽油中各類活性成分和功能特性的深入研究，未來富含PA或石榴籽油的相關(guān)產(chǎn)品，如制備富含PA的結(jié)構(gòu)脂質(zhì)(磷脂、甘油二酯等)，在食品、醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用也會越來越廣泛.