亚麻籽功能性成分的研究进展

亚麻籽功能性成分的研究进展 农产食品科技2007,1(3):54,57~gricuhuralFoodProductsScienceandTechnolo~ 亚麻籽功能性成分的研究进展 孙伟洁,梁凌云,杨宏志,钟运翠 (1.黑龙江八一农垦大学食品学院,黑龙江大庆163319;2.国家粮食局,北京100038) 摘要:综述了亚麻籽中Or_一亚麻酸,亚麻胶,木酚素的结构和生理功能.重点介绍 木酚素的雌激素和抗 雌激素效应,抗肿瘤,降低体内氧化水平,预防糖尿病,防治心脑血管疾病等生理功 能,同时对Or_一亚麻酸,植 物胶和木酚素在食品,药品及化妆品中的应用及开发前景进行. 关键词:亚麻籽;功能成分;生理功能 中图分类号:TS225.3文献标识码:A ResearchProgressonFunctionalConstituentsofFlaxseed SUNWei—jie',LIANGLing—yun,YANGHong—zhi,ZHONGYun—cui (1.eilongiiangAugustFirstAgriculturalReclamationUniversity,HeilongiiangDaqing163 319,China 2.StateGrainAdministration,Beijing100038,China) Abstract:Researchadvancesofthestructureandphysiologicalfunctionof一linolenicacid. flaxseedgumandlignanswerereviewedinthispaper.Thephysiologicalfunctionsoflignans were introducedsuchasthefunctionsofestrogenicandanti—estrogeniceffect,anti— tumor,loweringoxidation levelinvivo,preventingdiabetes,preventingcardiovasculardisease,andSOon.Simultaneo usly,the applicationprospectof-linolenicacid,flaxseedgumandlignansinfood,drugandcosmetics werealso analyzed. Keywords:Flaxseed;Tunctionalcomponent;Physiological;Functions 亚麻又称胡麻,分为油用亚麻和纤用亚麻,前 者是一种油料作物,后者是一种纤维作物.亚麻籽 呈扁卵形,具有光泽,褐色,千粒重3,5g.我国 是继加拿大,阿根廷,美国之后第四大亚麻主产国l1l. 我国亚麻年播种面积约66.7万hm,年产亚麻50 万t左右_2】.亚麻籽含油量30%一40%,含蛋白量 为20%左右.亚麻油中绝大部分为一亚麻酸, 亚油酸,油酸等不饱和脂肪酸.亚麻籽除含有油脂 和蛋白质以外,还含有丰富的矿物质以及维生素 等,另外,亚麻籽含具有抗癌,雌激素和抗雌激素 作用的木酚素类植物雌激素.木酚素广泛分布植 物界和多种食物当中.其中亚麻籽中含量最多,在 亚麻籽粉含有约53000I.zg/1O0g,要比其他66种 食品高75,1O0倍_3】.近20年亚麻籽受到医学界 的重视,美国国家肿瘤研究院(NCI)把亚麻籽作 为6种抗癌植物对象之一{,因此,利用亚麻籽的 功能成分,开发保健功能性食品有很大潜力. 收稿日期:2007—06—05 基金项目:黑龙江省教育厅骨干教师资助项目. 作者简介:孙伟洁(】982一),女,黑坨江省鸡西人,黑龙江八一农 大食品学院在读研究生.研究方向,农产品加l『:. E—mail:sunweijie0928@l63.corn 通讯作者 1亚麻籽的有效成分及功能 1.1o[一亚麻酸 亚麻籽油富含有人体必需的不饱和脂肪酸,其 中具有保健价值的一亚麻酸(C也称 ALA)是生命合成中最基本的原始物质.在人体内 代谢生成二十碳五烯酸(c,俗称EPA)和二十 二碳六烯酸(c:俗称DHA).EPA和DHA具 有以下保健功能:显着减低血清中甘油酯和胆固 醇的作用,抗血小板凝聚,延缓血栓形成,防止冠 心病和心脑血管疾病,可消退动脉粥样硬化,预防 癌症,糖尿病,并具有增强免疫功能的作用.所以 每日摄入一定量的亚麻籽油对人体有益l5I. 1.2亚麻胶 亚麻胶也称富兰克胶,是覆盖在亚麻籽表皮的 一 种胶类物质,主要成分为多糖物质和蛋白质,其 多糖为D一木糖,L一鼠李糖,D一半乳糖.亚麻胶 具有良好的保水,乳化,稳定增稠功效,是一种极 具营养价值的食用纤维,是国家绿色食品发展中 心认定的绿色专用添加剂_2j.另外亚麻胶具有减 少糖尿病和冠心病危险的作用,能防止结肠和直 2007孙伟洁等:亚麻籽功能性成分的研究进展 肠癌的产生,减少肥胖症等功能. 1.3木酚素 木酚素是存在于亚麻籽种皮中的一种生理活 性物质,其结构与人体雌激素十分相似,被认为是 一 种植物雌激素. 1.3.1亚麻籽中木酚素的结构 木酚素种类较多,主要为开环异落叶松树脂酚 二葡萄糖苷(SDG)(分子式C.HO,分子量 MW=662)其结构如图1所示,还有少量的马树脂 醇,异落叶松树脂醇,落叶松树脂醇,树脂醇等酚 类物质.木酚素是一类双分子苯丙素合成的天然 酚类化合物,绝大多数通过侧链B一碳原子聚合 而成.1956年由Bakke等人首先从亚麻籽中分离 出来,其得率仅有3%.尽管人们发现木酚素具有 2,3一取代的1,4一苯甲基丁烷结构,并且以长链 聚合的形式存在于食物和其他植物中,但其他结 构至今还没有完全确定. CHO H0 图1开环异落叶松树脂醇二葡萄糖苷 (SDG)的分子结构 1.3.2木酚素代谢 早在20世纪80年代,哺乳动物木酚素肠内 脂(ED)和肠二醇(EL)就作为一种区别于植物来 源的木酚素在人的尿液中被发现.SDG在肠道菌 群下水解,去甲基和去羟基后变为ED或进一步 氧化为ELI,MAT也可在肠道菌群作用下脱羟基 转化为EL.EL和ED通过血液循环,最终以葡萄 糖苷酸和硫酸盐形式从尿液和胆汁中排出. 1.3.3木酚素的功能 (1)雌激素和抗雌激素效应,木酚素能双向调 节人体内雌激素水平,显示弱的雌激素或抗雌激 素的效应.当人体缺乏雌激素时(如妇女绝经 期),木酚素可以与细胞上的雌激素受体起作用, 增加绝经妇女阴道细胞成熟,减轻妇女更年期综 合症;但当人体内雌激素水平过高,存在引发乳腺 癌的危险时,它能占据雌激素受体,抑制雌激素的 作用,并刺激肝脏合成雌激素结合蛋白而加速雌 激素的消除,从而预防和阻止乳腺癌的发生和发 展l7_.富含木酚素的食物能预防与雌激素相关的 骨质疏松症. (2)抗肿瘤活性,乳腺癌Adlercreut研究了 EL对乳腺癌细胞生长的影响,在体外EL浓度高 于10molL时能抑制雌二醇依赖型的MCF一7细 胞的生长.EL对MCF一7细胞DNA的合成的影响 具有两相效应.在低浓度时能诱导DNA的合成, 而在高浓度时则抑制DNA的合成.木酚素的抗肿 瘤活性不但表现在对激素依赖型癌细胞生长的影 响及对癌细胞DNA合成的抑制,且其抗氧化活性 与抗癌作用密切相关『81. 前列腺癌,含亚麻籽且低脂肪的食物能显着 影响前列腺癌患者尿液中胆固醇,睾丸激素和雄 激素水平;与对照组比较,其前列腺肿瘤细胞的增 生率降低,凋亡比率升高. 结肠癌,木酚素抑制促进初级胆酸形成的酶 的活性,从而影响胆酸以及胆固醇的新陈代谢,预 防结肠癌. (3)降低体内脂质过氧化水平,动脉粥样硬 化,木酚素是一种抗氧化剂,而抗氧化剂对减少高 胆固醇性动脉硬化症有重要作用.Adlercreutz 2002年的研究结果表明SDG是通过减少氧化胁 迫和降低血浆中胆固醇和低密度脂蛋白(I,DL)胆 固醇的水平,增加血浆中高密度脂蛋白(HDL)胆 固醇的水平而达到减少高胆固醇性动脉粥样硬化 的发生『9l.Prasad2005年研究表明,从亚麻籽中 分离的木酚素能减少高胆固醇性动脉硬化症的程 度,这种效应和降低氧化胁迫,降低血浆胆固醇总 量和降低低密度脂蛋白(LDL)胆固醇的水平,升 高血浆中高密度脂蛋白(HDL)胆固醇的水平有 关.因此木酚素化合物对于预防动脉硬化,减小冠 状动脉疾病等风险因子有益. (4)预防糖尿病,Prasad等人证明亚麻籽木 酚素SDG能降低体内组织的氧化胁迫,从而可以 防止I型和?型糖尿病的发生和发展『】们.从亚麻 籽中分离的SDG能够减少小鼠糖尿病和高血糖 症.SDG能够延迟雌鼠?型糖尿病的发展.研究 表明,糖尿病的发展是和较高的氧化胁迫有关, SDG具有很重要的抗氧化特性,因此SDG能够阻 止或减少了氧化胁迫的生物标记,从而达到预防 糖尿病的功效. (5)其它功能,木酚素还具有抑制芳香酶活 56农产食品科技 性,抑制DNA和RNA合成,抗病毒,真菌等的特 性.CLark等研究表明木酚素有助于减缓肾功能 的衰退,有助于狼疮性肾炎的减轻和辅助治疗. 2亚麻籽的开发与应用 2.1a一亚麻酸的应用 日本,德国已申请专利,将富含d一亚麻酸的 植物油作为药品和食品添加剂,日本还规定多不 饱和脂肪酸制品n一3系列产品是餐桌上的必备食 品,在美国,加拿大等国家亚麻籽,亚麻籽油作为 功能性食品进入百姓家中,超市可见瓶装亚麻油 和袋装亚麻籽…】.我国内蒙古金宇集团生物制品 有限公司开发的亚麻籽保健食用油中d一亚麻酸 含量高达5l%,并经过脱酸,脱色和脱臭等精炼工 艺,产品质量和适口性显着提高,保存期也被延长. 2.2亚麻胶的应用 九十年代初,一些发达国家开始广泛研究和 开发亚麻胶,并应用于食品,医药,日用化工和轻 纺等行业.食品行业主要用于高中档雪糕,冰淇 淋,原汁饮料,搅拌型酸奶,软糖,中档香肠,方便 面,挂面以及膨化食品等方面.亚麻胶的乳化性, 发泡性和泡沫稳定性远优于其他食品胶,在食品 工业上常代替果胶,琼脂,阿拉伯胶,海藻胶等而 广泛应用.在面包加工中添加亚麻胶,可以增大面 包的体积,出炉后的面包富有弹性且能保持质量. 亚麻胶有很好结合水的特性,有助于延长焙烤产 品的货架寿命.在日化工行业亚麻胶作为发乳,洗 发香精和浴液产品的原料ll21.另有实验证明,亚麻 胶对人的皮肤,头发具有明显保护作用,对皮肤病 的治疗也有一定功效,有待于医疗领域的进一步 研究开发应用. 2.3木酚素的应用 由于木酚素的独特作用,以木酚素为主要原 料,开发新药或保健品,化妆品成为目前研究的热 点.截至目前荷兰联合利华有限公司,艾尔康母生 物技术株式会社等已分别就木酚素在食品,药品, 化妆品中的应用申请了专利. 2.3.1在食品中的应用 从亚麻籽中提取的木酚素通常是粉末,片剂, 糖浆或果汁的形式,可以作为蛋黄酱,冰淇淋,奶 油代用品,含抗皱剂的保健饮料,运动饮料,巧克 力,糖果,烘焙食品以及汤,谷物,调味料等的添加 剂,或作为食品表皮的抗皱剂,包衣等方面有独特 的应用.食品中加入这些木酚素不仅可使产品质 量,特别是这些产品的稳定性(抗氧化性能)提高, 同时可改善食品的口味(固有风味)和物理结构 (交联),使其营养价值也得到提高.目前荷兰联 合利华有限公司已就木酚素在生产具有消炎或防 衰老性能的食品中的用途申请专利,同时提供了 获得良好质量的冰淇淋,涂酱. 2.3.2在l临床医学中的应用 木酚素具有抗病毒活性,抗有丝分裂活性和 杀真菌活性以及强的抗氧化特性,对减少荷尔蒙 依赖的癌症(如:乳腺癌,前列腺癌,结肠癌),心 血管疾病(动脉粥样硬化)及I型,?型糖尿病均 有预防或抑制作用.它可以有效遏制促使癌生成 的有害化学物质,抑制人体乳腺癌,结肠癌,前列 腺癌细胞的生长,减少肿瘤的大小和减少其产生 的几率.在临床上从亚麻籽中提取的SDG用于抗 肿瘤,预防结肠癌,前列腺癌,胸腺癌,糖尿病,狼 疮性肾炎,动脉硬化,特别是动脉粥样硬化以及I 型和?型糖尿病,妇女荷尔蒙紊乱包括绝经妇女 出现的骨质疏松症,高血压,抑郁症,肥胖,潮热等 症状的辅助治疗.艾尔康母生物技术株式会社已 申请专利用于预防和治疗神经变性疾病的含二苯 并环辛烷木酚素衍生物的药物制剂.盐野义制药 株式会社也已申请了专利生产木酚素类化合物及 其胺盐,用于治疗动脉硬化,特别是动脉粥样硬化. 2.3.3在化妆品中的应用 在化妆品方面的应用,主要是应用木酚素具 有强的抗氧化特性.木酚素作为化妆品中的媒介 物或抗老化活性剂在防止或治疗肌肤老化,特别 是肌肤松弛,缺乏弹性,减少皱纹形成,使肌肤更 富弹性以及防止或治疗肌肤干燥,保持肌肤润泽, 改善皮肤外表的化妆品方面应用前景广阔. 3亚麻籽开发的展望 随生活水平的不断提高,同时也带来负面影 响,饮食习惯的不健康发展,表现为高血压,动脉 粥样硬化以及一些心脑血管疾病患者的不断增 加.由于以上原因对于保健功能食品就有了强烈 需求.亚麻籽的有效功能性恰能满足要求.我国是 亚麻籽的主产国,年产亚麻50万t左右,对于开 发亚麻籽提供了强大基础.随着对亚麻籽成分的 进一步认识,有利于进一步深加工.将精加工的亚 麻籽油引人餐桌就可以轻松的在日常饮食中预防 心脑血管疾病.用天然植物胶亚麻胶代替人工合 成的胶,不但能提高产品质量,还能保障食品安全 2007孙伟洁等:亚麻籽功能性成分的研究进展57 性.木酚素可有效降低患乳腺癌,前列腺癌的风 险.目前存在的问题,需要优化亚麻籽油的工艺, 来提高提取率及其纯度,增大产量,增强广大人民 对亚麻籽油益处的认识,最终达到增加亚麻籽油 的消费量,来改善人们的饮食习惯,提高人类健康 水平.亚麻胶的提取工艺基本成熟,需要进一步研 究寻找优良方法来延长其储藏期.关于亚麻籽中 木酚素的研究还仅限于实验室中,若能工业化生 产得到纯度较高的SDG,就可以将其制成胶囊, 作为保健食品投放市场,不但会促进经济发展,更 会为人们健康带来福音,定会取得巨大的经济效 益和社会效益. 综上所述,亚麻籽中d一亚麻酸有显着减低 血清中甘油酯和胆固醇和防止冠心病和心脑血管 疾病的作用;亚麻胶具有减少糖尿病和冠心病危 险的作用;木酚素的雌激素和抗雌激素效应,抗肿 瘤活性,降低体内脂质过氧化水平,预防糖尿病的 功能性已经得到实验证明.d一亚麻酸,亚麻胶, 木酚素在保健食品行业,I临床医学和化妆品行业 已有很好的应用,所以亚麻籽有很好的开发前景. 参考文献: [1]石永峰.亚麻籽的保健功效及其有害成分的分离方法[J].中 国油脂,1996,21(5):26—29. [2]张金.胡麻籽的营养价值与产业前景[J].学术论坛,2006. [3]狄济乐.亚麻籽作为一种功能性食品来源的研究[J].中国油 脂,2002,27:55—57. [4]陈见南.国外亚麻籽保健作用中和研究和应用近况[J].中国 医药情报,2001,30:54—56. [5]赵毅.亚麻籽的功能性成分及其在食品工业种应用价值[J]. 山西食品工业,2005:31—33. [6]BerriilloSP,SetchellKD,AxelsonM,eta1.Productionand metabolismoflignansbythehumanfecalflora[J].Appl Bacterial,1985,58(1):37. [7]赵利,党占海,李毅.亚麻木酚素的研究进展[J].食品科 学,2003,22:88—93. [8】AdlercrdutZH.Enterolactoneandestradialinhibiteach other'sproliferativeeffectonMCF-7breastcancercellsin cuhure[J].steroidBiochemMolbiol,1992,41(3-8):615. [91lAdlercreuzH.Phyto—oestroyensandcancerthelancet oncolohy,2002(3):364—373. [10]Prasad.Anti0xidantactivityofsecoisolariciresinoldiglucos— side—drivedmetabolite,Secoisola—riciresinolenterodiol andenterolactone.Internationalofangiolog,2000,9:220-225. [11]赵利,党占海,李毅,等.亚麻籽的保健功能和开发利用 [J].中国油脂,2006,31:71—73. [12]胡晓军.亚麻木酚素的营养保健作用[J].中国食物与营养, 2005,8:36-37. (上接第53页)随着市场需求的扩大和对果酒加工技 术及质量要求的提高,还须开发出更加安全且具 有新增功能的新一代酶制剂.如在果酒生产过程 中,漆酶『l9I及粥化酶『201的开发及应用便很具有市 场前景. 展望未来,随着生物技术的发展,酶技术本身 的发展以及与生物技术的结合,酶制剂在果酒生 产中的应用前景将会更加光明. 参考文献: [1]奚惠萍.中国果酒[M],北京:轻工业出版社,1991:25—34, [2]罗云波,蔡同一,等.园艺产品贮藏加工学(加工篇)[M].北 京:中国农业大学出版社,2001.8:212. [3]郭勇.酶的生产与应用[MJ.北京:化学工业出版社,2003,9: 1,143—148,211—213. [4]Sakait,Sakamolot,Hallacrt,Vandammcej团.adv.app1.Microbiol, 1993(39)'213-295. [5】Toytor,M.T.eta1.Ad.inApp1.Micro.1979(25):7. 【6]凌键斌,郑建仙.酶在果酒生产中的应用与研究[J].四川食品 与发酵,2001,1,2:22—24. [7]彭志英.食品生物技术[M].北京:中国轻工业出版社, 1999,8:238—240. [8]杨辉,陈合,等.果胶酶在苹果酒生产中的应用[J].食品 与发酵工业,2003.12:110—112. [9】郭其昌,等.葡萄酒的净化与皂i[J].酿酒,1991(5):58—63. [10]陈驹声.酶制剂生产技术[M].北京:化学工业出版社,1994: 212-2l3. [11]王璋.食品酶学[M].北京:中国轻工业出版社,1996: 30l一303. [12】马清河,胡常英,等.葡萄糖氧化酶在果汁保鲜中的应用[J], 中国食品添加剂,2005(3):83—85. [13]ThurstonCF.Thestructureandfunctionoffungallaccases [J].Microbiology,1994(140):19-26. [14]GianfredaL.XUF&BollagJM.Laccases:ausefulgroupof oxidoreductiveenzymes[J].BioremediationJourna1,1999 (3):1-25, [15]张欣,葛毅强,等.酶在果蔬汁加工中的应用[J].广州食品 工业科技,1999(3):13—15, [16]H,DAWES.KiwifruitJuiceClarificationusingaFugal ProteolyticEnzyme[J].JournaloffoodScience,1999,59(4): 83—85. [17]谭兴和,甘霖,等.酶在果品加工中的应用与其固定化[J]. 保鲜与加工,2003.6:10—12. [18]彭志英.食品酶学导论[M].北京:中国轻工业出版社, 2002,1:183—190. [19]任建,杨志宏.漆酶在饮料中的潜在应用[J].饮料工业, 2004,7(1):8—11. [2o1顾宇峰,姜晓红,等.粥化酶在果蔬加工中的应用[J].食品与 生物技术,2005,24(3):80—83.