亚麻籽功能成分提取及其应用
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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、α-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
5.619.735.03.829.82.3
6.1脱脂
1.737.10.87.445.46.27.6
(%,W/W )1亚麻油及α-亚麻酸
亚麻籽中含油35%以上,亚麻油富含α-亚麻酸,约
为40%~61%,α-亚麻酸属ω-3型脂肪酸,是人体必需脂肪酸。相对于亚油酸而言,α-亚麻酸的资源和含量相对有限,如大豆油中α-亚麻酸为7.8%、花生油中α-亚麻酸为1.5%、米糠油中α-亚麻酸为1.1%;苏子是现有已知植物中α-亚麻酸含量最高的物种,含油量在45%~50%,α-亚麻酸含量在60%左右;另外有些动物体内也富含α-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%。α-亚麻酸最重要的生理功能首先在于它是ω-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);α-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50~60min ,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2500~3000MPa ·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
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GRAIN SCIENCE AND TECHNOLOGY AND ECONOMY
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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13.2mg/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257.85mg/kg下降到18.58mg/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20r/min,螺杆转速90r/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20min,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20min,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640W,烘烤时间2min,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25min,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α-亚麻酸
亚麻油及α-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α-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-Food Science and Technology,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)
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