紫花二月蓝种子与油脂的理化特性研究：一种潜在的二羟基脂肪酸新来源

为解决工业用羟基脂肪酸(HFAs)来源受限问题，研究人员对紫花二月蓝(Orychophragmus violaceus, Ov)种子及其油脂开展系统研究。通过冷压-己烷联用提取法获得含62.7% HFAs的油脂，其中武汉酸(wuhanic acid)占50.5%。该油脂展现优异润滑性能（磨损面积196μm@60°C）、高热稳定性（氧化起始温度182.8°C）及高粘度指数(139)，为替代蓖麻油等工业油料提供新选择。

　　

在寻找可持续生物基材料的浪潮中，羟基脂肪酸(HFAs)因其独特的极性和可功能化特性备受关注。传统HFAs主要来源于蓖麻油(含80-90%蓖麻油酸)，但因其种子含剧毒蓖麻蛋白，美国已停止生产。另一种潜在来源——莱斯奎拉油(含60%莱斯奎拉酸)尚未实现规模化种植。这种供需矛盾促使科学家将目光投向新型油料作物。紫花二月蓝(Orychophragmus violaceus, Ov)的发现打破了这一僵局，其种子油含有两种独特的24碳二羟基脂肪酸：单不饱和内布拉斯加酸(nebraskanic acid)和双不饱和武汉酸(wuhanic acid)，但此前对其理化特性缺乏系统研究。

美国农业部农业研究服务局的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表的研究填补了这一空白。研究人员采用冷压结合己烷提取的优化方案，通过气相色谱(GC-FID)、高频往复摩擦试验机(HFRR)、热重分析(TGA)等技术，首次全面表征了Ov种子及其油脂的物理化学特性。

种子特性

Ov种子千粒重3.1g，含油量高达42.2wt%，显著高于莱斯奎拉(22.7wt%)和蓖麻(33.2wt%)。其真实密度1144g·L^-1与油菜籽相近，适合常规加工。

油脂提取与组成

冷压后饼粕经己烷二次提取的方案(方法A)获得最高HFAs含量(62.7wt%)，显著优于直接研磨提取(40.0wt%)。武汉酸(24:2 7,18-OH)占比50.5wt%，内布拉斯加酸(24:1 7,18-OH)占9.9wt%。

抗氧化体系

油脂含653.03μg·g^-1生育酚(以α-生育酚为主)和7.22mg·g^-1植物甾醇，其中β-谷甾醇(sitosterol)含量最高(2.80mg·g^-1)。

物理特性

倾点(-18°C)适合温带气候使用，氧化起始温度(182.8°C)和T_d95(314.2°C)显示良好热稳定性。40°C运动粘度达265.42mm²·s^-1，粘度指数(139)优于蓖麻油(87)。

润滑性能

高频摩擦试验显示，Ov油在60°C时磨损面积(196μm)和摩擦系数(0.04)仅为石油基润滑剂PAO-6的一半，这归因于羟基基团的极性吸附作用。

副产物特性

脱脂粕含69.80μM·g^-1表前致甲状腺肿素(epiprogoitrin)，可能限制其饲料应用。

这项研究首次系统揭示了Ov作为工业油料作物的潜力。其高含油量、独特的二羟基FA组成以及优异的润滑性能，使其成为替代蓖麻油的理想候选。特别是武汉酸的双羟基结构可能开辟新的化学改性途径。研究提出的冷压-萃取联用工艺为工业化提取提供了技术路线，而粘度指数等参数的突破性发现则拓展了生物润滑剂的应用场景。未来通过品种选育降低葡萄糖硫苷含量，将进一步提升该作物的经济价值。这项工作为开发新型特种油料作物提供了重要范式，对促进农业多元化发展和生物基材料创新具有战略意义。