创新集成技术高效富集澳洲坚果油中棕榈油酸(PA)：工艺优化与抗氧化活性评估

本研究针对棕榈油酸(PA)天然丰度低、易氧化难题，开发了低温溶剂结晶(LTSC)-尿素包合(UC)-分子蒸馏(MD)集成工艺，成功将PA含量从18.99%提升至61.99%，系统评估了脂肪酸组成与抗氧化活性变化，为PA工业化生产提供了创新方法学框架。

　　

棕榈油酸(Palmitoleic Acid, PA)作为一种omega-7单不饱和脂肪酸，近年来因其显著的生物活性功能备受关注。研究表明，PA对动脉粥样硬化、心血管疾病、肥胖、脂肪肝和糖尿病等多种健康问题具有改善作用，同时在化妆品领域也能有效增强皮肤水合作用与弹性，延缓衰老。然而，PA的自然来源十分有限，主要依赖深海鱼油提取，不仅难以满足日益增长的市场需求，过度开发海洋资源还可能引发生态风险与可持续性挑战。

在这一背景下，富含PA的澳洲坚果油成为理想替代资源。澳洲坚果（Macadamia integrifolia）作为原产澳大利亚的常绿坚果树种，其坚果含油量高达70%以上，且不饱和脂肪酸占比超过80%，其中PA含量尤为突出。但现有分离技术如低温溶剂结晶(LTSC)、尿素包合(UC)、分子蒸馏(MD)等单一或简单组合方法存在效率低、纯度不高等局限，难以实现PA的高效富集。

为此，研究人员开发了一种创新的LTSC-UC-MD集成工艺，系统优化了分子蒸馏参数，并通过响应面法(RSM)确定了最佳操作条件。研究还全面评估了不同富集阶段的脂肪酸组成、总酚与黄酮含量以及抗氧化活性变化，为PA的工业化生产提供了重要的方法学依据和理论框架。

本研究主要采用以下关键技术方法：首先通过低温压榨从云南西双版纳采集的澳洲坚果中提取 crude oil；接着经皂化酸化制备混合脂肪酸；分别采用低温溶剂结晶(LTSC)、LTSC-尿素包合联用(LTSC-UC_com)和LTSC-UC-分子蒸馏联用(LTSC-UC-MD_com)三种方法进行PA富集；利用气相色谱-质谱(GC-MS)分析脂肪酸组成；采用福林酚法和硝酸铝法测定总酚与总黄酮含量；通过DPPH和羟基自由基清除实验评估抗氧化活性；运用响应面法优化分子蒸馏工艺参数。

3.1. 分子蒸馏单因素优化结果

通过单因素实验发现，蒸馏温度对PA得率和含量影响最为显著。温度升高导致得率增加但含量降低，70°C时PA含量最高(29.5%)但得率仅3.25%。刮膜速度在140 r/min时PA含量达到峰值(28.97%)，过高速度会破坏液膜形成。进料速度在1 mL/min时PA含量最高(25.78%)，但得率较低。最终确定90-110°C、130-150 r/min和0.6-1 mL/min为优化范围。

3.2. 响应面法优化工艺条件

采用Box-Behnken设计进行响应面优化，建立了PA得率与含量的预测模型。方差分析表明模型极显著(P<0.01)，确定最佳工艺条件为：蒸馏温度103.524°C、刮膜速度150 r/min、进料速度1 mL/min，预测PA得率36.38%、含量23.98%。经实验验证，调整条件(100°C、150 r/min、1 mL/min)下实际得率38.56%、含量24.10%，与预测值高度吻合。

3.4. 脂肪酸组成分析

原始澳洲坚果油中PA含量为19.09%。经LTSC处理后，PA含量增至20.02%，饱和脂肪酸(SFA)从16.89%降至13.43%。LTSC-UC_com进一步将PA提升至29.92%，SFA降至11.89%。最终LTSC-UC-MD_com使PA含量达到61.98%，SFA降至7.50%，单不饱和脂肪酸(MUFA)增至89.89%。结果表明LTSC和UC主要去除SFA，而MD能有效分离高分子量多不饱和脂肪酸(PUFA)。

3.6. 总酚与总黄酮含量

粗油中总酚和总黄酮含量最高，分别为17.41 mg/100g和52.43 mg/100g。随着纯化步骤进行，这些活性成分含量逐渐降低：LTSC(0.23 mg/kg酚类)、LTSC-UC_com(0.21 mg/kg)、LTSC-UC-MD_com(0.19 mg/kg)。这种减少是由于纯化过程中除去了酚类、生育酚等微量活性成分。

3.7. 微量成分分析

仅检测到α-生育酚(25.70 mg/kg)，其含量随纯化过程逐步降低(LTSC:20.42 mg/kg; LTSC-UC_com:17.65 mg/kg; LTSC-UC-MD_com:15.19 mg/kg)。类胡萝卜素未检出。结果表明纯化过程虽然提高了PA纯度，但导致了生物活性成分的损失。

3.8. 抗氧化活性

抗氧化活性呈现浓度依赖性。粗油的DPPH自由基清除率最高(34.07%)，相当于0.044 mg/mL VC活性；羟基自由基清除率达99.61%，相当于0.96 mg/mL VC活性。随着纯化程度提高，抗氧化活性逐渐降低：LTSC-UC-MD_com的DPPH和羟基自由基清除率分别降至31.06%和93.01%。这种下降与酚类、黄酮类和生育酚含量的减少直接相关。

本研究成功建立了一种高效的LTSC-UC-MD集成工艺用于澳洲坚果油中PA的富集，使PA含量从18.99%显著提高至61.98%。研究通过响应面法优化确定了分子蒸馏的最佳工艺参数，并系统评估了不同富集阶段的产品特性和抗氧化活性。

研究发现，随着PA纯度的提高，总酚、黄酮类和生育酚等生物活性成分含量逐渐减少，导致抗氧化活性相应降低。这表明在PA富集过程中，需要权衡纯度与生物活性保留之间的关系。尽管如此，获得的纯化PA仍然保持了其核心生物功能，在营养保健品和化妆品领域具有重要应用价值。

该研究的主要意义在于：首次开发了针对澳洲坚果油的PA高效富集集成工艺，为omega-7脂肪酸的工业化生产提供了创新方法；建立了完整的工艺优化和质量评价体系，为类似功能性脂肪酸的分离纯化提供了参考模板；明确了工艺参数对产品理化性质和生物活性的影响规律，为后续产品开发提供了理论指导。

研究同时指出了当前技术的局限性：61.98%的纯度和34.86%的得率仍难以满足高价值应用(>90%纯度)的需求；纯化过程中有价值生物活性成分的损失问题亟待解决。未来研究可探索与超临界流体萃取(SFE)或银离子层析等技术的联用，以进一步提高纯度和得率，并更好地保留生物活性成分。

该研究成果发表于《LWT》(Food Science and Technology国际期刊)，为功能性脂肪酸的高效制备提供了重要的技术支撑和理论依据，对推动相关产业发展具有积极意义。