程安瑋，孫金月，王維婷，劉 超，郭 溆

（山東省農產品精深加工技術重點實驗室/山東省農業(yè)科學院農產品研究所，山東濟南 250100）

牡丹籽油的研究進展

程安瑋，孫金月*，王維婷，劉 超，郭 溆

（山東省農產品精深加工技術重點實驗室/山東省農業(yè)科學院農產品研究所，山東濟南 250100）

隨著牡丹籽油被批準為新資源食品，并被列為可用化妝品目錄，油用牡丹作為一種新生事物近年來進入快速發(fā)展時期。牡丹籽含油量通常在25%左右，不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的90%以上，其中α-亞麻酸含量約40%，對促進人體健康具有多種醫(yī)療和保健功能。對牡丹籽油的提取工藝、影響其穩(wěn)定性的不同因素進行了綜述，以期為牡丹籽油的進一步開發(fā)應用提供支持。

牡丹籽油；新資源食品；提取工藝；保健功能

牡丹屬于多年生木本植物，其壽命可達數(shù)10年。我國牡丹種植栽培歷史已有1 600多年，藥用歷史2000余年。我國是世界上牡丹種植面積最大的國家，尤其是山東、河南、安徽等省份。根據(jù)用途不同，牡丹可分為油用型牡丹和觀賞型牡丹。顧名思義，油用型牡丹主要用來榨取牡丹籽油。2014年全國油用牡丹種植面積達493.3 km2，牡丹籽年產量超過1億kg。牡丹籽畝產量較高，一般年景，種植第3年畝產籽粒約150 kg（0.225 kg/ m2），種植第5年畝產籽粒約250 kg（0.375 kg/ m2），約是大豆畝產量的2倍，和大豆相比牡丹籽含油量略高為25%。

牡丹籽油的主要理化性質指標是折光指數(shù)（20℃）1.74，相對密度（20℃）0.93，酸值1.78 KOH mg/ g，碘值176 g/100 g，皂化值194 KOH mg/ g，過氧化值4.02 mmol/ kg［1］。牡丹籽油不飽和脂肪酸含量達90%以上，其中α-亞麻酸（ω-3系列）含量超過40%，為橄欖油的60倍。牡丹籽油成份結構合理、營養(yǎng)價值高，且不易氧化沉積在人體血管壁、心臟冠狀動脈等部位，是迄今發(fā)現(xiàn)較為適合人體營養(yǎng)的油脂。牡丹籽油因其獨特的營養(yǎng)和保健作用，被營養(yǎng)學家譽為“世界上最好的油”，植物油中的珍品。文獻查閱表明，有關牡丹籽油的研究主要集中在國內，國外研究極少，因此相關的參考文獻主要來自國內。目前對牡丹籽油的研究主要集中于提取工藝、脂肪酸組成分析、油脂穩(wěn)定性及影響因素、功能評價等方面。本文將主要從上述方面進行綜述，以期為牡丹籽油的進一步開發(fā)應用提供支持。

1 牡丹籽油的提取工藝研究

植物油脂的傳統(tǒng)提取工藝主要有壓榨法和浸出法，新提取工藝主要有水代法、水酶法、反膠束萃取法、超臨界CO2萃取法、超聲波萃取法、微波提取法等。查閱相關文獻表明，目前牡丹籽油的提取工藝研究也集中在這些方法。

易軍鵬等［2］以安徽亳州產的牡丹籽為原料，采用微波輔助手段確定牡丹籽油的提取工藝為:溶劑為正己烷，微波功率825 W，料液比1∶9（g/ mL），時間8 min，提取的油脂中不飽和脂肪酸含量為91.7%，出油率達到24.52%。張鈺［3］采用微波輔助手段確定的工藝參數(shù)為:微波功率800 W、料液比1∶9（g/ mL）、時間8 min，提取的油脂中不飽和脂肪酸含量為94.2%，出油率27.7%。兩者之間工藝參數(shù)相差不大，出油率稍有差異，這可能與選用原料的差異有關。

對牡丹籽油的超聲波輔助提取工藝也有研究。孫明哲［4］采用250 W功率輔助石油醚浸提牡丹籽油，原料粉碎粒度20～30目，料液比1∶7（g/ mL），浸提時間35 min，溫度25℃，出油率為26.76%。該實驗中原料的粉碎粒度偏低僅有20～30目，應該進一步提高粉碎粒度，更容易提高原料的出油率。易軍鵬等［5］超聲波提取工藝的研究也是以石油醚為浸提溶劑，料液比1∶8（g/ mL），超聲波功率350 W，處理時間30 min，溫度40℃，牡丹籽的出油率達24.89%。兩者的工藝參數(shù)稍有差異，這可能與選用的超聲設備不同有關；出油率也有一定差異，可能與原料的來源不同有關。

目前研究較多的為超臨界CO2萃取技術，也是高檔油脂制備常用的工藝。綜合來看，牡丹籽油超臨界CO2萃取工藝參數(shù)范圍為:物料真空烘干1.5～2 h，工藝篩粉碎粒度40～60目，1 L萃取釜投料量250～300 g，CO2流量20～30 L/ h，萃取壓力30～35 MPa，萃取溫度40～55℃，解析壓力9～10 MPa，解析溫度50～60℃，時間1～2 h，可使牡丹籽油的提取率達25%以上，有效提取率達90%以上［6 -8］。研究確定影響牡丹籽油提取率因素由大到小的順序為:萃取壓力、CO2流量、萃取溫度、萃取時間［9］。

姚茂君等［10］采用單因素實驗和正交試驗考察亞臨界萃取因素對牡丹籽出油率影響，影響因素由大到小的順序為:萃取次數(shù)、萃取溫度、萃取時間、萃取壓強。較優(yōu)工藝條件為:萃取溫度50℃，萃取壓強0.5 MPa，萃取3次，每次萃取30 min，該條件下的平均出油率為24.16%。

水酶法也是新發(fā)展起來提取油脂的一種輔助技術手段，因反應條件比較溫和，出油率較高，并且不破壞其他營養(yǎng)成分而倍受青睞。彭瑤瑤確定的水酶法工藝流程為:先加ρ= 5%的纖維素-果膠復配酶（2∶1）對細胞壁進行酶解2.5 h，再加ρ=2%的α-中溫淀粉酶水解45 min，最后加ω=0.4%堿性蛋白酶反應2 h，最終水酶法游離油得率為17.65%，總油得率達25.47%［11］。李靜［9］也對牡丹籽油的水酶法提取工藝進行了研究，確定的參數(shù)為:酶解pH值 10.3，酶解溫度52℃，料液比1∶5.4（g/ mL），加酶量556 U/ g，該條件下牡丹籽出油率達23.25%。兩者相比，后者工藝相對簡單。采用該方法提取牡丹籽油過程中，由于加入的是纖維素酶、淀粉酶及堿性蛋白酶等，反應條件較為溫和，為分離制備牡丹籽活性蛋白奠定了基礎。

采用不同的萃取方法，牡丹籽油的提取率都能達到25%左右，有效提取率達到90%以上。但采用有機溶劑（如石油醚、正己烷）輔助其他超聲、微波等提取手段，可造成有機溶劑的殘留，產品質量也受到一定影響，還需要進一步精煉澄清等技術手段。相對來說，超臨界CO2萃取技術，綠色、安全、無殘留，且提取率也較高，是發(fā)展的一個重要方向。

上述內容主要是實驗室內開展工藝研究的結果，如果在生產上進行規(guī)?；瘧茫€需要根據(jù)生產設備的不同確定具體的工藝參數(shù)。目前牡丹籽油的制備工藝主要采用超臨界CO2萃取技術，國內專門從事牡丹籽油生產的山東菏澤堯舜牡丹生物科技有限公司，主要采用超臨界CO2萃取法，生產工藝較為簡單，但是缺點是生產工藝成本較高，因此需要改進生產工藝，以降低生產成本。最近該企業(yè)正在研究亞臨界萃取技術以期降低生產成本?，F(xiàn)在國內油用牡丹種植面積仍相對較小，牡丹籽油年產量不大，導致牡丹籽油價格相對較高，主要用于開發(fā)保健食用、化妝品等高檔產品來提高其市場價值。

2 牡丹籽油的脂肪酸組成研究

牡丹籽油的脂肪酸組成分析采用的方法有氣相色譜法、氣相色譜-質譜聯(lián)用法、輔助其他分析手段如等效鏈長分析法等。

Li等［12］采用GC-MS法測定了來源于我國中原地區(qū)20個品系、西北地區(qū)20個品系、日本產地2個品系以及2個品系的野生牡丹籽油的脂肪酸成分，發(fā)現(xiàn)主要有9種脂肪酸組成，分別為肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、異油酸、亞油酸、花生酸、α-亞麻酸、11-二十碳烯酸。其中，棕櫚酸4.7%～9.1%、硬脂酸0.9%～2.1%、油酸14.2%～31.6%、亞油酸19.1%～41.1%、α-亞麻酸26.1%～54.7%，ω-3位不飽和脂酸的含量非常高。從測定的結果來看，不同產地、不同品系牡丹籽油中各種成分的含量差異較大，其他研究也得出了同樣的結論［13］。Duygu等［14］從土耳其產地的牡丹籽乙醇提取物中共分離到7種成分，其脂肪酸組成及含量變化幅度較大，其中棕櫚酸含量5.97%～20.50%、硬脂酸0.97%～3.86%、油酸21.93%～61.15%、亞油酸10.89%～28.95%、亞麻酸0%～44.11%，在提取物PB中含有3.60%的肉豆蔻酸，不含亞麻酸，該7種成分的具體制備分離方法，在文中沒有詳細的敘述，因此無法分析之間的差異性原因。

劉建華等［15］應用化學萃取法提取牡丹籽油，采用毛細管氣相-質譜聯(lián)用技術，共檢測到14種甲酯化后的脂肪酸，主要成分為亞油酸和亞麻酸，含量分別為57.93%和28.2%。鄧瑞雪等［7］采用超臨界CO2萃取技術提取牡丹籽油，GC-MS法分析組成，共發(fā)現(xiàn)了33種成分，包括酯類、醛類、烷基、烯類、醇類及一些衍生物等，又分析得到17種脂肪酸類成分，不飽和脂肪酸的相對含量超過70%，其中亞麻酸32.38%、亞油酸20.57%、棕櫚酸13.36%。戚軍超等［16］利用石油-乙酸乙酯作為萃取劑，通過GC-MS分析，檢測到牡丹籽提取物中共含有37種成分，其中脂肪酸17種，亞油酸、亞麻酸和油酸等不飽和脂肪酸含量最高達83.05%，飽和脂肪酸僅為14.33%。韓雪源等［17］采用GC-MS方法，測定了不同產區(qū)油用牡丹品種“鳳丹”的脂肪酸含量，其不飽和脂肪酸含量豐富，依次為亞麻酸、亞油酸和油酸，棕櫚酸和硬脂酸含量較少，不同產區(qū)牡丹籽油中主要總脂肪酸的含量變異系數(shù)為7.83%。

由于很多研究采用的方法和原料不同，導致測定的牡丹籽中脂肪酸成分的含量也不相同。用傳統(tǒng)的氣相分離檢測手段，一般鑒定的牡丹籽油脂肪酸成分為17種，其中含量最高的不飽和脂肪酸為亞麻酸和亞油酸，不飽和脂肪酸的總量超過85%。如結合質譜、等效長鏈等多種手段，檢測到的脂肪酸種類則明顯增多，且正反式不飽和脂肪酸都可以分辨出來。研究結果集中表明，牡丹籽中不飽和脂肪酸含量達90%以上，依次為亞油酸、亞麻酸、油酸，飽和脂肪酸為棕櫚酸和硬脂酸。

上述研究結果表明，我國產地的牡丹籽油不飽和脂肪酸含量高達90%以上，特別是α-亞麻酸含量通常達42%以上，遠遠超過其他食用油，其品質優(yōu)于被廣為推崇的橄欖油。α-亞麻酸是構成人體腦細胞和組織細胞的重要成分，人體不可缺少、自身不能合成的必須脂肪酸。鑒于對于人體健康的重要性，世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農組織決定在全世界專項推廣α-亞麻酸。因此，牡丹籽油是一種品質優(yōu)良的高端食用油。

3 牡丹籽油的穩(wěn)定性研究

由于牡丹籽油不飽和脂肪酸含量非常高，一些脂肪酸在不同位置含有多個不飽和鍵，因此易受熱、光照、輻射、儲藏時間等多因素影響發(fā)生氧化、酸敗等現(xiàn)象［1］。高溫環(huán)境下牡丹籽油過氧化值（peroxide value，POV）和酸值的變化幅度明顯高于室溫和低溫條件下的變化幅度。李靜等［18］也研究證明，在超過40℃的溫度條件下，牡丹籽油的POV值明顯升高，光照條件下其POV值升高幅度明顯高于避光條件下，敞口保存條件下其與空氣接觸的增加也加快了其POV值的升高。這些因素都加快了牡丹籽油的氧化速度，導致其品質受到一定的影響。

添加抗氧化劑是防止不飽和脂肪酸氧化的手段之一，常見的抗氧化劑有VE、茶多酚、二氫楊梅素、檸檬酸、抗壞血酸等。李靜［9］通過測定超臨界CO2萃取技術制備的牡丹籽油的POV和硫代巴比妥酸值（2-thiobarbituric acid，TBA）值，抗氧化效果由強到弱的順序為茶多酚、二氫楊梅、迷迭香提取物、VE。以POV為指標，高原菊測定發(fā)現(xiàn)一些成分對牡丹籽油的抗氧化能力順序為迷迭香提取物＞茶多酚＞生育酚＞大豆異黃酮＞葡萄籽提取物，但這些天然抗氧化劑的抗氧化能力均低于人工合成的BHT（二叔丁基-4-甲基苯酚）。研究還進一步證實，迷迭香提取、茶多酚和生育酚彼此之間存著協(xié)同作用，復配檸檬酸和迷迭香提取物在一定程度上提高了牡丹籽油的抗氧化能力［19］。

添加抗氧化劑能防止牡丹籽油發(fā)生氧化，抗氧化劑可有效抑制油中丙二醛的產生，增加自由基的穩(wěn)定性。但添加抗氧化劑并不能長時間抑制不飽和油脂的氧化反應，長期保存的效果并不理想。采用常規(guī)的低溫避光保存，并盡量短時間內用掉，才能更好地發(fā)揮牡丹籽油的保健效果。

4 牡丹籽油的功能性研究

牡丹籽油不飽和脂肪酸含量很高，特別是ω-3多元不飽和脂肪酸，其中α-亞麻酸含量超過40%，這些不飽和脂肪酸對牡丹籽油的功效起著重要作用。研究證明牡丹籽油的主要功能表現(xiàn)在抗氧化、降血脂、降血糖、保護肝損傷等方面。

4.1 抗氧化能力

研究證明超臨界CO2萃取的牡丹籽油（3 mg/ mL）對DPPH自由基的清除作用明顯，清除率達50%［8］。翟文婷等［20］研究了冷榨的牡丹籽油對DPPH自由基的清除作用，結果表明其EC50值為29.30 mg/ mL，顯示出較強的清除能力。張萍［21］將牡丹籽油與乙醇以不同的比例混合，當牡丹籽油含量低于50%時，隨著牡丹籽油濃度的升高對DPPH自由基的清除能力明顯增強。上述研究表明，采用目前方法制備的牡丹籽油都具有一定的抗氧化能力，可提高機體的免疫能力。

4.2 降血脂和降血糖作用

高血脂和高血糖是現(xiàn)代人群常發(fā)、易發(fā)疾病，也是導致其他疾病的基礎性病癥，與人們長期不良飲食習慣有著很大關系。目前我國居民食用的主要油脂為花生油、大豆油、豬油等，這些油脂飽和脂肪酸含量高，易誘導高血脂或高血糖等病癥的發(fā)生。經(jīng)常食用一些不飽和脂肪酸含量高的油脂，可從飲食上預防高血脂和高血糖病癥的發(fā)生。牡丹籽油中不飽和脂肪酸含量非常高，對降低有害血脂、提高有益血脂的含量具有明顯的效果。以高脂血大鼠為模型，連續(xù)灌胃30 d，結果證明血清中總膽固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）明顯降低，而有益的高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）值顯著上升［22］。朱宗磊［23］研究表明，高血糖小鼠飼喂低、中、高濃度的牡丹籽油后，血清中TC、TG、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）的含量均顯著下降，而HDL-C含量顯著升高。牡丹籽油可顯著降低糖尿病小鼠的血糖值，且具有一定劑量的依賴性，可改善正常小鼠的糖耐量［22］?？傊?，食用一定量的牡丹籽油對降低血脂、血糖具有明顯的作用。

4.3 保護肝臟，增強免疫

牡丹籽油對小鼠急性肝損傷具有保護作用?？娠@著地提高肝臟的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）水平，并能極顯著地降低肝臟丙二醛（malondialdehyde，MDA）的含量，提高谷胱甘肽過氧化酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）水平。因此，適量攝入牡丹籽油對小鼠急性肝損傷有顯著的保護作用［24］。王蕓［25］的研究結果也同樣證實了牡丹籽油對肝臟的保護作用。

給予小鼠不同劑量的牡丹籽油軟膠囊30d，對其體重增長、脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)及NK細胞活性無影響，而對單核-巨噬細胞吞噬功能及小鼠抗體生成細胞數(shù)具有較明顯的影響，小鼠血清抗體積數(shù)增加顯著［23］。牡丹籽油對提高小鼠自身的免疫力也有一定的作用。

4.4 其他作用

牡丹籽油對紫外線吸收有很好的作用，加入牡丹籽油的基礎配方在290～310 nm有強吸收峰，恰好能吸收紫外線，可具有防曬效果［26］。牡丹籽提取物對枯草桿菌、沙門氏菌、根霉菌和黑曲霉菌等有一定的抑制作用，且其穩(wěn)定性不易受溫度和紫外線的影響。牡丹籽油中含有角鯊烯，其功能主要是有效地促進人體血液循環(huán)，增強人體免疫機能，還能有效保護皮膚脂質細胞不受自由基傷害，防止皮膚表面水分散失。因此，牡丹籽油可用于化妝品的生產。

美國FDA確認α-亞麻酸具有多項功能:降血脂和降血壓，增強免疫，預防糖尿病，防治癌癥，防腦中風和心肌梗塞，清理血中有害物質和防治心臟病，緩減更年期綜合征，提神健腦、增強注意力和記憶力，輔助治療多發(fā)性硬化癥，輔助治療類風濕性關節(jié)炎，用于皮膚癬或濕疹，預防與治療便秘、腹瀉和胃腸綜合征。由于牡丹籽油中α-亞麻酸含量豐富，高達40%，研究證明牡丹籽油也具有多項功能。

5 牡丹籽油的研究展望

油用型牡丹作為一種新生事物，近幾年才剛從藥用牡丹發(fā)展起步。隨著2011年國家衛(wèi)生部批準牡丹籽油作為新資源食品、2014年國家食品藥品監(jiān)督管理總局將牡丹籽油原料列為可用化妝品目錄，標志著牡丹籽油可以正式進入食用油、化妝品市場。目前牡丹種植主要集中在我國，但由于種植面積不大，總產量不高，造成牡丹籽油的加工生產成本相對較高，牡丹籽油及其相關產品在我國消費市場上還不多見，主要是作為高檔禮品的形式出現(xiàn)。油用牡丹作為一個朝陽、新興產業(yè)，具有良好的經(jīng)濟、生態(tài)和社會價值。2015年我國多個省、地、市都出臺了在當?shù)剡m宜地區(qū)發(fā)展油用牡丹產業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，如甘肅省計劃到2020年油用牡丹種植面積達667 km2，山東省更是要在2020年發(fā)展油用牡丹面積到2 467 km2，其中山東省菏澤市要把油用牡丹的種植和加工打造成當?shù)氐闹鲗Мa業(yè)。通過大力發(fā)展油用牡丹，擴大其種植面積，提高牡丹籽的產量，形成較大的區(qū)域規(guī)模優(yōu)勢，可降低牡丹籽油及其相關產品的價格。

由于目前牡丹籽油的總產量還比較小，價格比較昂貴，對其開發(fā)產品的形式還比較單一。未來對牡丹籽油的研究及發(fā)展方向主要集中在以下幾個方面。1）深入研究優(yōu)化牡丹籽油的綠色提取工藝，提高出油率、改善油脂品質和性能；2）開發(fā)出性能良好的配套加工設備，降低生產成本及能耗；3）在對牡丹籽油脂肪酸及其他成分了解比較清楚的基礎上，對其功能、作用機理做進一步的深入研究，為開發(fā)新型產品提供理論支持；4）利用制備的牡丹籽油，通過不同的加工技術和包裝形式，開發(fā)出適于我國不同居民需求的方便、形式多樣的牡丹籽油新型功能產品。通過這些方面的研究與開發(fā)，進一步為開拓國際市場奠定基礎。

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Research Progress of Peony Seed Oil

CHENG Anwei，SUN Jinyue*，WANG Weiting，LIU Chao，GUO Xu
（Key Laboratory of Agro-Products Processing Technology of Shandong Province/ Institute of Agro-food Science and Technology，Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 250100，China）

Recently peony seed oil was approved as a new food resource，and it was also listed in the inventory of ingredients to be used for producing cosmetics.Since then the peony seed oil has entered into a rapid development period.The oil content in the peony seeds is approximate 25%，and unsaturated fatty acids in the total fatty acids is over 90%，in which α-linolenic acid is about 40%.Peony seed oil is rich in nutrition，which is beneficial to human health.Extraction methods for peony seed oil and factors affecting its stability are also reviewed and summarized in order to provide supports for its further application.

peony seed oil；new food resource；extraction method；health function

李 寧）

TS225.1

A

10.3969/ j.issn.2095-6002.2016.03.012

2095-6002（2016）03-0079-06

程安瑋，孫金月，王維婷，等.牡丹籽油的研究進展［J］.食品科學技術學報，2016，34（3）:79 -84.

CHENG Anwei，SUN Jinyue，WANG Weiting，et al.Research progress of peony seed oil［J］.Journal of Food Science and Technology，2016，34（3）:79 -84.

2015 -06- 13

山東省自主創(chuàng)新及成果轉化專項（2014CGZH0712）；山東省引進國外智力項目（特殊類型脂肪酸植物的引進及其儲存脂在植物籽中的生物合成）。

程安瑋，女，副研究員，主要從事活性物質提取方面的研究；*孫金月，男，研究員，主要從事植物功能油脂方面的研究。通信作者。