摘要：我国木本油料种质资源丰富, 在保障食用油脂安全方面具有重要作用。本文根据木本油料的地理分布和用途进行了简单分类, 并比较了不同木本油料油脂中脂肪酸的组成差异, 特别是松油酸和神经酸等特殊脂肪酸, 阐释了其生理学活性。最后系统分析了不同木本油料脂肪伴随物的营养及功能, 如多酚化合物、甾醇、生育酚、色素以及特殊伴随物, 为推动木本油料产业快速发展, 提升木本油料产品创新, 普及木本油料产品认知度提供帮助。
关键词：木本油料油脂,分类,脂肪酸,脂质伴随物,营养
我国人多耕地少, 消费需求增长迅速, 国内食用植物油产需缺口不断扩大, 进口激增。食用油对外依存度已经突破60%, 还有继续上升的趋势。然而, 我国木本油料种质资源十分丰富, 种子含油量在40%以上的有150多种。木本油料产业是我国的传统产业, 也是优质食用植物油的重要来源。目前, 我国还有0.4亿多hm2宜林荒山荒地、426.7多万hm225°以上坡耕地和大量的盐碱地、沙荒地等[1]。利用这些土地大力发展木本油料, 在不与粮争地的前提下, 对提高我国油料综合生产能力, 保障国家食用植物油供给安全, 提高人民健康水平, 促进生态建设具有重要意义。
1 木本油料分类
我国木本油料资源丰富, 分布地域广泛, 种植历史悠久。我国木本油料种质资源的地理分布是以秦岭、太行山为大致区分南北界, 北方树种约占25%, 南方树种约占75%[2]。其中含油量大于40%的树种占54%, 含油量20%~40%的树种占38%左右, 而含油率程度低于20%的树种仅占8%左右[3]。按照木本油料的用途可以将其分为食用木本油料、工业用木本油料 (包括生物燃料用) 、木本芳香油料以及药用木本油料等。
食用木本油料是指那些种子含油量高并以食用为主的树种。目前, 我国食用木本油料有50多种, 其中亚热带以南有17种, 包括油棕、椰子、腰果、油梨、油瓜、大果瓜栗、牛油果、猪油果、澳州果、榄仁树、梭子果、木花生、蝴蝶果和破布木;亚热带地区26种, 包括油茶类、竹柏类、油橄榄、山核桃类、榧树类和核桃类;温带地区14种, 包括文冠果、巴旦杏、阿月浑子、榛子类、松子类、油树、翅果油树和刺山柑[4]。
工业用木本油料是指能够满足工业用脂肪酸特殊需求的树种, 比如桐酸含量在70%以上的油桐籽油具有易氧化、快干等特性, 形成的油膜光亮持久, 是理想的油漆原料;阴香、山胡椒、潺槁树和石山樟等油料由于富含葵酸和月桂酸 (大于70%) , 具有较好的气泡和去污能力, 是制备香精、牙膏以及高端洗涤用品的理想原料。此外, 还包括可以用于制备增塑剂和尼龙的瑶果和蒜头果油, 可以制备润滑油的竹柏、山杏、油松和山核桃油等。
木本芳香油料是指具有特殊香气的挥发性油脂油料, 广泛应用于食品、化妆品和药品当中。比如山花椒油和紫穗槐籽油。木本芳香油料根据提取部位的不同, 又可以分为以下几类:用花提取芳香油的有茉莉、黄山木兰、香港鹰爪、山蜡梅和阔叶瓜馥木等;用根提取芳香油的有沙针、樟树、擦树以及松柏等;采用果皮, 枝叶或种子提取芳香油的有花椒、八角、橙、九里香、土沉香、两面针、山樟、油松、马尾松以及五味子等。
药用木本油料具有很高的药用价值, 比如可以用于活血化瘀, 治疗跌打损伤的接骨木;清热解毒的黄连木和山杏;抗癌杀菌的元宝枫、沙棘和扁桃等;祛风除湿的地枫皮;止咳润肺的五味子和毛梾等;具有软化血管功效的翅果油树、盐肤木、木棉、油茶和橄榄等。
2 脂肪酸功能与特点
不同木本油料油脂的脂肪酸含量及比例差异很大, 不饱和脂肪酸的含量普遍较高, 比如核桃、扁桃、翅果、元宝枫、杜仲、蒜头果仁、美藤果、杏仁、榛子和松子等木本油料的不饱和脂肪酸均达到了90%以上。
在各种脂肪酸中, 油酸有助于预防心血管疾病, 维持脑细胞膜结构, 减缓少记忆力衰退, 还可以抑制肺肿瘤的发生。油茶籽、扁桃、文冠果、蒜头果仁、茶叶籽、沙棘果、杏仁、油橄榄和榛子等油种油酸的含量最高, 特别值得一提的是榛子油和油橄榄分别达到了82.26%和79.4%, 具有非常好的保健作用。
亚油酸 (ω6) 和α-亚麻酸 (ω3) 是长碳链的多不饱和脂肪酸, 也是人体必需脂肪酸。它们是大脑、视网膜和其他神经组织中富含的长碳链多不饱和脂肪酸的前体物质, 对维护机体正常生理功能具有重要的作用。核桃、文冠果、翅果、元宝枫籽、美藤果、山桐子、沙棘籽、松子以及盐肤木果油中的脂肪酸均以亚油酸为主, 其中山桐子和核桃油中亚油酸分别达到了80.12%和60.9%。杜仲籽、美藤果、牡丹籽和紫苏籽油中的脂肪酸则以亚麻酸为主, 其中杜仲籽和紫苏籽油中亚麻酸均达到了60%以上, 美藤果油也达到了45%以上。
实验表明中碳链脂肪酸在人体中通过门静脉直接被运输到肝脏, 迅速被降解产生能量, 其消化吸收速率是普通长链脂肪酸的4倍, 代谢速度是其10倍, 因而很难形成脂肪, 不会造成肥胖, 因此被用于开发针对特殊人群的膳食产品。椰子油和棕榈仁油中就富含月桂酸, 分别达到50%和40%以上。
除了以上常见的脂肪酸外, 木本食用油料中还存在一些特殊成分, 比如红松 (或马尾松) 籽油中存在松油酸 (顺-5, 9, 12-十八碳三烯酸, 又名皮诺敛酸Pinolenic Acid) , 具有减肥、防止血脂沉积和降低胆固醇的作用。其与γ-亚麻酸和α-亚麻酸是同分异构体, 属于亚麻酸系列化合物的一种[28];神经酸 (顺-15-二十四碳烯酸) 是世界公认的唯一一个能完整通透过血脑屏障, 修复疏通受损大脑神经通路, 并促使神经细胞再生的物质。文冠果、元宝枫以及蒜头果仁油中都富含神经酸, 其中蒜头果仁中的神经酸达到了总脂肪含量的44.21%, 具有重要的营养价值;奇数碳脂肪酸广泛存在于天然脂类中, 通常高等动植物中含量很少。奇数碳的ω5和ω7酸能有效地代替偶数ω6酸执行必需脂肪酸的功能, 衍生为高度生理活性的前列腺素。奇数碳脂酸能够促进动物机体中胰岛素的分泌, 且奇数碳脂肪酸能够被动物体中现有的代谢装置所利用, 其氧化后丙酰CoA能够为饥饿动物提供内源性葡萄糖前体, 因此具有重要的生理和临床营养方面价值。牡丹籽、麻风树种子和翅果油中存在十五碳和十七碳烷酸, 花椒籽油中存在十七碳烯酸[29];甲基饱和脂肪酸也具有特殊的作用, 比如13-甲基十四烷酸 (13-methyltetradecanoic acid, 13-MTD) 能够诱导肿瘤细胞凋亡, 对白血病细胞HL60和T细胞淋巴瘤等均具有较强的抑制作用。翅果和文冠果油中都发现有甲基脂肪酸的存在, 比如10-甲基-十一烷酸和12-甲基-十四烷酸[30,31,32]。除此之外, 木本油料中还存在其他特殊脂肪酸, 比如核桃油中的11, 14-二十碳二烯酸、15-二十四碳烯酸和13-二十二碳烯酸[33], 毛叶山桐子油中高达60%反式9, 12-十八碳二烯酸[34]。这类脂肪酸都具有潜在的应用价值, 有待进一步研究和开发。
3 脂肪伴随物的营养与功能
脂肪伴随物是指伴随在油脂中的非三酰甘油成分, 包括类脂物和非类脂物。由于脂肪伴随物与人体健康的关系十分密切, 不同品种油脂中脂肪伴随物的种类和含量差别可能很大, 由此决定了各种油脂具有不同的营养价值和健康功能[35]。脂肪伴随物通常包括多酚类化合物、角鲨烯、生育酚和植物甾醇等。
多酚化合物具有良好的抗氧化活性, 能与维生素C、E和胡萝卜素等其他抗氧化物在体内一起发挥抗氧化功效, 清除自由基。多酚类化合物按结构可分为类黄酮、芪、酚酸和木酚素, 目前已经分离鉴定出8 000多种多酚类物质, 最常见的有儿茶素等。角鲨烯 (Squalene) 又名鲨烯、鲨萜, 最早是从鲨鱼肝油中提取出来的, 化学名称为2, 6, 10, 15, 19, 23-六甲基-2, 6, 10, 14, 18, 22-二十四碳六烯, 是一种高度不饱和的直链三萜烯类化合物。角鲨烯能够提高体内超氧化物歧化酶 (SOD) 活性, 预防及治疗因血液循环不良而引起的心脏病、高血压、低血压及中风等, 显著降低胆固醇和甘油三酯含量, 延缓动脉粥样硬化形成等作用。植物甾醇是一类具有多种生理功能的物质, 目前已鉴定出100多种。植物甾醇的结构类似, 以环戊烷全氢菲为骨架, 中心环的碳上连接羟基和8~10个碳原子的脂肪酸侧链, 因而既具有疏水性, 又具有亲水性, 可以以游离型、酯化型、糖苷型以及酰化糖苷型形式存在。植物甾醇作为一种天然活性物质, 具有降低胆固醇、抗癌和抗氧化等功效。生育酚是维生素E的水解产物, 是最重要的抗氧化剂之一。同时生育酚能促进性激素分泌, 使男性精子活力和数量增加, 提高女性雌性激素水平, 预防流产。此外, 生育酚还可用于改善血液循环, 预防近视眼发生和发展, 防治毛细血管出血和更年期综合症。
油茶籽油除了富含油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸外, 还含有约1%的不皂化物, 主要为0.6%的甾醇 (包括豆甾醇、2, 2-二氢菠菜甾醇、燕麦甾醇和菠菜甾N醇) 、510~750 mg/kg生育酚、83.3 mg/kg多酚化合物、100.09~130.64 mg/kg角鲨烯、38.5 mg/kg茶皂素以及类胡萝卜素等, 这些脂肪伴随物均对油茶籽油独特的生理功能起着重要作用。
橄榄油中含不皂化物1.5%, 角鲨烯为其最突出功能性成分, 含量1.36~7.08 mg/g, 超过任何植物油, 但其含量随加工工艺、生长环境、成熟度而有所表变化[36]。橄榄油中还存在丰富的酚类伴随物, 橄榄多酚的存在使得橄榄油最初呈现微苦和刺激味道, 随后在氧化作用下进一步形成芳香和风味化合物, 形成橄榄油特有的风味。同时, 橄榄多酚具有加速清除自由基、促进细胞代谢、纠正肝脏脂质代谢紊乱和减轻肝细胞脂肪变, 保护胃肠道黏膜, 抑制血糖升高, 增强骨密度和骨钙含量, 消炎镇痛以及光谱的抗菌抗病毒等作用, 也是初榨橄榄油具有良好氧化稳定性的原因之一[37]。除橄榄多酚外, 橄榄油极性伴随物还包括低分子多肽和褪黑素, 从而赋予橄榄油特有的营养特性。
茶叶籽毛油含有生育酚250~450 mg/kg, 主要为α-生育酚, 高于橄榄油。甾醇含量2 500~3 200 mg/kg[38], 角鲨烯为400~800 mg/kg, 多酚含量为46.4~117.3 mg/kg, 均显著高于油茶籽油。此外, 还可能含有棕榈酰油酰EGCG、棕榈酰EC、棕榈酰羟基酪醇等酯型多酚。
长柄扁桃仁油含约1%不皂化物, 甾醇种类最为丰富, 目前已鉴定出谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、胆固醇、羊毛甾醇、麦角甾醇等近20种。其他还包括植醇、生育酚、角鲨烯、香叶基香叶醇、番茄红素等。
在木本油料油脂中, 生育酚的含量显著高于其他植物油。比如翅果油中的生育酚含量高达15 580 mg/kg, 为已知所有植物油之冠。美藤果和元宝枫籽油中生育酚含量也分别达到了2 000~3 000 mg/kg和1 250 mg/kg, 也名列食用植物油前茅。
棕榈油的伴随物虽然不足1%, 包括类胡萝卜素、生育酚、甾醇、三萜烯醇和脂肪醇等, 但对棕榈油的稳定性和营养有重要作用。棕榈油含13种类胡萝卜素, 总量为500~700 mg/kg, 主要有β-胡萝卜素 (56%) 和α-胡萝卜素 (35%) 。毛棕油含生育酚600~1 000 mg/kg, 尤其是三烯酚占生育酚总量的68%, 其抗氧化能力40~60倍于α-生育酚。
牡丹籽油富含生育酚、角鲨烯和甾醇。牡丹籽的甲醇提取物中有13种功能成分:齐墩果酸、12, 13-dehydrom icromeric acid、常春藤皂甙元、山奈酚、木犀草素、芹菜素、柯伊利素、反式葡根素、顺式葡根素、反式白藜芦醇、β-谷甾醇、豆甾醇和β-胡萝卜苷, 均具有较高的生理活性。
杜仲籽含具有特殊药理功能的桃叶珊瑚甙、绿原酸、多聚环烯醚萜甙。桃叶珊瑚甙可抑制肝细胞RNA及蛋白质合成, 对CCl4诱发肝损伤有保护作用, 抑制革兰氏阴性和阳性菌, 促进伤口愈合, 清除自由基。绿原酸具有利胆、抗菌、抗病毒、降压、增高白血球及兴奋中枢神经系统等多种药理作用。多聚环烯醚萜甙的碱水解产物环烯醚萜类具有抗突变活性和降血压、血脂、抗炎症、抗肿瘤及强抗氧化作用。
综上所述, 我国有着2 000多年的木本油料种植历史, 种质资源丰富。大力推进木本油料产业发展, 积极培育木本油料加工龙头企业, 鼓励和支持主产区原料林基地的建设, 鼓励和支持企业利用新技术、新工艺, 开发精深加工产品, 提高附加值, 延伸产业链。积极开展木本食用油营养健康知识的宣传、教育和普及, 多渠道宣传木本油料的特点、优点及优势, 引导消费者合理消费, 提高其市场占有率。与此同时, 进一步探索不同木本油料油脂在营养与健康方面的作用, 特别是油脂伴随物的生理活性, 为提升木本油料产业的技术水平, 培育潜在的消费市场, 完善国家和行业规划, 保障我国食用油安全和国民健康提供理论指导。
参考文献
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