亚麻籽功能成分提取及其应用.pdf

亚麻籽功能成分提取及其应用 孙爱景 1 刘 玮 2 1 黑龙江省北大荒米业集团有限公司 黑龙江 哈尔滨150090 2 农垦科学院农畜产品综合利用研究所 黑龙江 佳木斯154007 摘要 通过对亚麻籽油 亚麻酸 亚麻籽胶 亚麻木酚素的含量 功能和提炼技术的综述 介绍 了亚麻籽中各成分在改善营养 增强免疫力 防治慢性病 抗肿瘤等方面的功能 及各成分在保健食品 中的应用 并介绍了亚麻生氰糖苷的去除方法 关键词 亚麻籽 功能成分 提取 应用 收稿日期 2009 11 10 亚麻籽是传统的油料作物之一 在中国西北及东北 地区广泛种植 其化学成分组成见表1 长期以来 由于 亚麻籽油含有大量不饱和脂肪酸 在贮存过程中易被氧 化且干燥性能极强 因而被用于油漆 涂料等化工原料 近年来研究发现亚麻籽中含有大量不饱和脂肪酸 亚麻 籽胶 膳食纤维 亚麻木酚素等营养成分 1 是一种十分 优秀的食物资源 另外亚麻籽粕或亚麻籽中还含有生氰 糖苷等有毒物质 使亚麻籽的利用受到限制 其深加工及 综合利用成为目前研究热点之一 表1亚麻籽的化学成分 亚麻籽粉 粕 水分 蛋白质 N 6 25 脂肪 灰分 总膳食纤维 可溶性膳食纤维 碳水化合物 全脂 5 6 19 7 35 0 3 8 29 8 2 3 6 1 脱脂 1 7 37 1 0 8 7 4 45 4 6 2 7 6 W W 1亚麻油及 亚麻酸 亚麻籽中含油35 以上 亚麻油富含 亚麻酸 约 为40 61 亚麻酸属 3型脂肪酸 是人体必需脂 肪酸 相对于亚油酸而言 亚麻酸的资源和含量相对 有限 如大豆油中 亚麻酸为7 8 花生油中 亚麻酸 为1 5 米糠油中 亚麻酸为1 1 苏子是现有已知植 物中 亚麻酸含量最高的物种 含油量在45 50 亚麻酸含量在60 左右 另外有些动物体内也富含 亚 麻酸 如蚕蛹油中含量高达72 84 牛蛙的肝脏和脂肪 中含量分别达到22 84 和16 06 亚麻酸最重要的 生理功能首先在于它是 3系列多不饱和脂肪酸的母 体 在体内可代谢生成DHA 二十二碳六烯酸 和EPA 二十碳五烯酸 亚麻酸的其他功能还表现在对心血 管疾病的防治及增强机体免疫效应 2 3 王俊国等 4 采用充氮技术对亚麻籽油进行精炼 碱 炼 水洗过程均在封闭的碱炼罐中进行 在氮气保护下 避免了常压高温长时间接触空气对油脂的氧化作用 脱 色 脱臭破真空充入氮气 对油脂起到保护作用 且有效 地缩短了脱臭时间 脱色 脱蜡过滤采用氮气压滤有效地 防止了油脂的氧化 国外一些学者在研究使用超临界二 氧化碳的方法萃取亚麻籽油 也取得了很好的效果 5 2亚麻籽胶 亚麻籽胶 也称富兰克林胶 通常从亚麻籽种子或脱 脂饼粕中提取 亚麻籽胶可作为食品增稠剂 乳化剂 稳 定剂使用 与需要大量进口的瓜儿豆胶 卡拉胶等具有相 似的作用 也可作为可溶性膳食纤维使用 具有缩短食物 在肠内的通过时间 降低血胆固醇水平 减少动脉粥样硬 化 减少胆石症发生 治疗糖尿病等作用 中国的膳食纤 维普遍从大豆 麦麸中提取 但其提取的大部分为不溶性 膳食纤维 可溶性膳食纤维提取原料来源较少 亚麻籽是 优秀的可溶性膳食纤维来源之一 罗彤彤及国外学者Cacace等 6 7 人以水作为唯一溶 剂提取亚麻籽胶 确定了合理的工艺流程与参数 浸取 温度90 95 浸取时间50 60 min 胶液的分离与干燥 分别采用蒸汽加温加压分离法和喷雾干燥法 最终制成 优质的亚麻胶粉 得胶率达13 14 1 胶液的黏度达 2 500 3 000 MPa s 并已实现工业化生产 王惠芳等 8 分 别采用酸法从亚麻籽粕 亚麻籽壳中及水法从亚麻中提 取亚麻籽胶 并认为水法从亚麻籽中提取亚麻籽胶最为 第 35 卷第 1 期 2010 年 1 月 Vol 35 No 1 Jan 2010 GRAIN SCIENCE AND TECHNOLOGY AND ECONOMY 44 理想 一方面工艺流程简单 操作方便 工艺过程中未添 加任何溶剂类添加剂 另一方面 亚麻籽提取胶后迅速干 燥 对榨油无任何影响 且能提高亚麻油的水化脱胶率 叶垦等 9 也采用水法从亚麻籽中提取亚麻籽胶 结果表 明 提胶后对榨油过程产生明显的促进作用 降低了毛亚 麻油的胶质含量 可以提高亚麻籽油的品质 3亚麻木酚素 亚麻木酚素是存在于亚麻籽种皮中的一种生理活性 物质 结构与人体雌激素十分相似 被认为是一种植物雌 激素 具有抗肿瘤 预防糖尿病 降低体内脂质过氧化水 平 防止冠心病 动脉粥样硬化的发生等作用 亚麻籽中 的木酚素主要为开环异落叶松树脂酚 SECO 而SECO 主要是以开环异落叶松树脂酚二葡萄糖 SDG 的形式存 在 亚麻木酚素在亚麻籽中的含量约为1 4 W W 其含量比其他食品高出75 800倍 10 目前 亚麻木酚素的提取方法主要有溶剂萃取 酶法 及辅助微波 辅助超声提取等 张文斌等 11 比较了常规溶 剂提取 索氏提取 微波辅助提取3种方法 结果表明微 波辅助提取法大大缩短了提取时间 显著提高了亚麻木 酚素的得率 节省了能耗 提取率为2 191 徐海娥等 12 采用常规溶剂提取和超声辅助提取 结果表明超声提取 可提高浸膏量及浸膏中亚麻木酚素的含量 90 甲醇与 70 乙醇提取的效果相当 综合考虑溶剂的毒性 价格 提取效率等因素选择70 乙醇作为浸提溶剂 浸膏中 SECO为13 2 mg g 4亚麻生氰糖苷 亚麻籽中的主要毒性成分生氰糖苷可溶于水 经糖 苷酶或者稀酸水解成氢氰酸 氢氰酸的沸点低 沸点为 25 7 26 5 加热易挥发 13 由于亚麻中生氰糖苷的存 在大大限制了亚麻籽 粕 在食品中的应用 亚麻籽脱毒处理一般采用水浸泡 微波 溶剂 挤压 等方法 李次力等 14 人采用挤压处理 亚麻籽中的生氰糖 苷含量由257 85 mg kg下降到18 58 mg kg 挤压参数 物 料含水量30 加工温度 喂料区80 混合区90 剪 切区110 泻压区95 喂料速度20 r min 螺杆转速 90 r min 杨宏志 15 分别采用水煮法 烘烤法 微波法和蒸煮法 对亚麻籽进行脱毒 通过实验确定了水煮法的最佳脱毒 工艺参数为 水煮温度100 水煮时间20 min 料水比 1 20 W V 生氰糖苷的最大去除率为93 71 烘烤法的 最佳脱毒工艺参数为 烘烤时间20 min 烘烤温度120 生氰糖苷的最大去除率仅为37 76 微波法的最佳脱毒 工艺参数为 微波输出功率640 W 烘烤时间2 min 生氰 糖苷的最大去除率为89 9 蒸煮法的最佳脱毒工艺参数 为 蒸煮时间25 min 蒸煮温度120 可将生氰糖苷完 全去除 通过比较得出蒸煮法最适合工业化大规模生产 5亚麻籽功能成分应用 5 1亚麻油及 亚麻酸 亚麻油及 亚麻酸不易贮藏 易氧化哈败 亚麻油 精炼后 可采用真空小包装或强化维生素E避免氧化 也 可与米糠油 玉米油 大豆油等植物油 按人体需要脂肪 酸模式调配成营养调和油 也可制成胶囊 此外 亚麻油 及 亚麻酸也可作为食品原料添加到婴儿乳制品 焙烤 制品 糖果等食品中及作为辅料 5 2亚麻籽胶 亚麻籽胶作为食品增稠剂 乳化剂 稳定剂及膳食纤 维 可广泛应用于食品领域 如肉制品 冷饮制品 饮料 挂面 方便面 果酱 调味品等 此外还可应用于化妆品 医药 石油工业等方面 5 3亚麻木酚素 亚麻木酚素与大豆异黄酮具有类似的生理功效 可 应用于饮料 糖果 焙烤制品等食品 也可作为原料应用 于保健食品中 此外还可应用于化妆品 医药等方面 16 亚麻籽本身营养成分很丰富 但各营养成分的功能 各不相同 全籽食用不利于有针对性地补充某种生物活 性成分 而且其中所含的抗营养因子和有毒成分的去除 也是一个难题 建议对亚麻籽各成分进行分离提取 使各 成分充分发挥效用 亚麻籽综合利用的主导思路应为全 籽提取亚麻籽胶 干燥后提取亚麻油 饼粕提取亚麻籽蛋 白后提取亚麻木酚素 从而实现亚麻籽全利用 参考文献 1 陈海华 亚麻籽的营养成分及开发利用 J 中国油脂 2004 29 72 75 2 吴时敏 功能性油脂 M 北京 中国轻工业出版社 2001 83 111 3 赵晓燕 马越 亚麻酸的研究进展 J 中国食品添加剂 2004 1 27 29 4 王俊国 王新宇 亚麻籽油的精炼技术研究 J 粮油加工 2007 1 47 48 5 Jiao S Li D Huang Z et al Optimization of Supercritical Carbon Dioxide Extraction of Flaxseed Oil Using Response Surface Method ology J International Journal of Food Engineering 2008 4 4 1409 1426 6 罗彤彤 唐燕祥 单齐梅 等 胡麻胶提取新工艺的研究 J 矿冶 2003 12 4 93 95 7 Ho C H L Cacace J E Mazza G Extraction of lignans proteins and carbohydrates from flaxseed meal with pressurized low polarity water J LWT FoodScienceandTechnology 2007 40 9 1637 1647 8 王惠芳 尉蕊仙 亚麻籽中提取亚麻胶的工艺探讨 J 西部粮油 科技 2002 5 23 24 9 叶垦 张铁军 张存劳 用浸提法提取亚麻籽胶的中试研究 J 中 国油脂 2001 4 22 23 孙爱景等 亚麻籽功能成分提取及其应用 下转第50页 第 35 卷 2010 年第 1 期 45 于粮食补贴的每一部分增加了多少 增加 的部分应较多的倾向于良种补贴和农机具购置补贴 只 有这样才能逐步优化农业的生产要素配置结构 让农业 以更好更快的方式向现代化迈进 3结语 粮食直接补贴政策在支农惠农的同时暴露出了诸多 方面的弊端 这符合经济规律 因为任何政策的制定和推 行都有一个在运行中不断改进和完善的过程 应该根据 每一方面的问题制定出相应的对策 对其不断地完善 如 果这样尚不足以解决问题 还可以推出其他替代性 辅助 性的政策 如用农业保险来取代粮食直接补贴 用农村医 疗补贴来辅助粮食直接补贴等等 参考文献 1 熊群芳 对土地流转过程中粮食补贴情况的调查及建议 J 金融 与经济 2009 7 2 杨林 公共财政视角下的粮食补贴政策评析及其建议 J 湖南农 业大学学报 社会科学版 2009 6 3 杨红旗 汪秀峰 张玉乐 浅谈我国现行的粮食补贴政策 J 种业 导刊 2009 7 4 杨建立 邢娇阳 我国粮食补贴的政策绩效与粮食累进补贴方式 创新 J 农业现代化研究 2009 7 10 赵利 党占海 李毅 亚麻木酚素研究进展 J 中国农学通报 2006 22 4 88 92 11 张文斌 许时婴 亚麻木酚素的微波辅助提取工艺研究 J 天然 产物研究与开发 2006 18 2 286 290 12 徐海娥 李莉 仓公敖 亚麻木酚素提取工艺的研究 J 中国卫 生检验杂志 2008 18 2 275 276 13 宋春芳 韩献生 亚麻籽脱毒方法研究进展 J 粮油与油脂 2009 2 32 34 14 李次力 缪铭 挤压膨化对亚麻籽中化学成分及结构的影响 J 食品科技 2007 2 77 80 15 杨宏志 孙伟洁 钟运翠 四种不同处理方法对于亚麻籽脱毒效 果的研究 J 食品科学 2008 29 9 245 248 16 Madhusudhan B Potential Benefits of Flaxseed in Health and Disease A Perspective J Agriculturae Conspectus Scientificus 2009 74 2 67 72 产效率 不仅仅是单位干物质 生物技术能够提供相当大 的空间 通过改变GAX数量和组成 以及木质素交联 来 改变玉米干草的化学组成 植株能够忍耐这些改良 没有 相反的多效性效果 就表明生物技术方法是成功的 3 在禾草类细胞壁形成中 多聚糖合成途径的遗传 改良工程还处于幼年期 只有完全理解这些合成途径 才 能产生采用生物技术调控植物细胞壁合成的工具盒 目前 中国可以利用已经掌握的重要资料 将常规育种和转基因 方法结合 改变玉米干草和籽粒组分 提高干草的酶消化 力 增加乙醇产量 同时加大木质素的生物精炼技术研究 4 在中国耕地面积有限的情况下 通过育种增加玉 米单产潜力很大 必须考虑将能源玉米育种与粮食玉米 育种结合起来 参考文献 1 张继泉 孙玉英 关凤梅 等 玉米秸秆稀硫酸预处理条件的初步 研究 J 纤维素科学技术 2002 10 2 6 2 陈合 张强 菌酶共降解玉米秸秆的工艺研究 J 农业工程学报 2008 24 3 270 273 3 Bals B et al Enzymatic hydrolysis of distiller s dry grain and sol ubles DDGS using ammonia fiber expansion pretreatment J Energy Fuels 2006 20 2732 2736 4 Duvick DN Cassman KG Post green revolution trends in yield potential for temperate maize in the north central United States J Crop Science 1999 39 1622 1630 5 Graham RL et al Current and potential U S corn stover supplies J Agronomy Journal 2007 99 1 11 6 Belyea RL et al Composition of corn and distillers dried grains with solubles from dry grind ethanol processing J Bioresource Techno logy 2004 94 293 298 7 Hazen SP et al Quantitative trait loci and comparative genomics of cereal cell wall composition J Plant Physiology 2003 132 263 271 8 Torney FL et al Genetic engineering approaches to improve bioethanol production from maize J Current Opinion in Biotech nology 2007 18 1 7 9 Carrari F et al Engineering central metabolism in crop species Learning the system J Metabolic Engineering 2007 5 191 200 10 Meyer FD et al Field evaluation of transgenic wheat expressing a modified ADP glucose pyrophosphorylase large subunit J Crop Science 2007 47 336 342 11 Levy I et al Modification of polysaccharides and plant cell wall by endo 1 4 glucanase and cellulose binding domains J Biomolecular Engineering 2007 19 17 30 12 Zhong R et al Arabidopsis fragile fiber 8 which encodes a puta tive glucuronyltransferase is essential for normal secondary wall synthesis J Plant Cell 2005 17 3390 3406 13 Persson S et al The Arabidopsis irregular xylem 8 mutant is defi cient in glucuronoxylan and homogalacturonan which are essential for secondary cell wall integrity J Plant Cell 2007 19 23