红花(Carthamus tinctorius L.)籽油：提取工艺与栽培品种对化学组成、理化参数及营养品质指数的影响

《Food Science & Nutrition》：Safflower (Carthamus tinctorius L.) Seed Oils: Effect of Extraction Process and Cultivars on Chemical Composition, Physicochemical Parameters and Nutritional Quality Index

　　

摘要：本文研究了产自摩洛哥两个地区的红花(Carthamus tinctorius)籽油的营养与代谢特征，并评估了索氏提取(Soxhlet)、冷榨(cold pressing)和浸渍提取(maceration)三种提取方法对出油率及生物活性化合物含量的影响，填补了摩洛哥栽培品种相关数据有限的空白。索氏提取(Soxhlet extraction)出油率最高，所得油脂富含亚油酸(linoleic acid, C18:2 n-6，40.45%±0.17%–80.25%±0.16%)，为一种多不饱和脂肪酸(PUFA)。尽管高PUFA含量引发对氧化稳定性的担忧，但两种无溶剂提取（冷榨）所得油样的过氧化值(peroxide value, PV)分别为9.62±0.03和9.45±0.04 meq O2/kg，低于冷榨植物油推荐限值，且含有高水平生育酚(tocopherol)，尤以α-生育酚(α-tocopherol)为主(580.66±0.27–837.61±0.22 mg/kg)，可提供抗氧化保护。关键营养指标亦凸显了该油脂的健康益处。研究结果表明，该油是膳食脂质的有前景来源，多项营养指数表现优异，包括h/H比(hypocholesterolemic/hypercholesterolemic ratio，3.50±0.06–13.53±0.013)、致动脉粥样硬化指数(atherogenicity index, AI，0.079±0.002–0.39±0.015)及血栓形成指数(thrombogenicity index, TI，0.211±0.001–0.639±0.01)，提示其对心血管健康具潜在益处。本研究有助于确定获得兼具理想品质与营养特性的红花籽油的最适生产工艺，为其未来在农食、化妆品及制药领域的应用奠定基础。

论文解读：红花(Carthamus tinctorius L.)籽油提取工艺与品种对化学组成、理化参数及营养品质指数的影响

研究背景与意义

植物油是人类重要的能量与必需脂肪酸(essential fatty acid, EFA)来源，其中红花(Carthamus tinctorius L.)籽油因富含亚油酸(linoleic acid, C18:2 n-6)与油酸(oleic acid, C18:1 n-9)而具抗炎、舒张血管及神经保护作用，在食品、化妆品及传统医药中均有应用。然而，有关摩洛哥本地栽培品种红花籽油的化学成分、营养品质指数及相关数据仍较匮乏。此外，不同提取方法——索氏提取(Soxhlet extraction)、冷榨(cold pressing)及浸渍提取(maceration)——对油脂得率、脂肪酸谱、生育酚(tocopherol)保留量及氧化稳定性的影响尚未在本土种质中明确。鉴于消费者对健康膳食脂质的关注提升，明确品种与工艺对红花籽油品质的影响，对优化生产工艺及拓展其在农食与工业中的应用具有重要意义。本研究由研究人员开展，旨在评价摩洛哥两个产区、两个栽培品种经三种方法提取的红花籽油之理化特性、脂肪酸组成、营养及代谢指数，以判定最适生产方式，论文发表于《Food Science》。

主要关键技术方法

研究人员选用采自摩洛哥Ait Melloul（南撒哈拉-马萨大区）与Guelmim（盖勒明-乌德努恩大区）两地的同变种不同栽培品种红花籽为样本队列。主要实验技术包括：(1)近红外/标准法测定种子基本成分（水分、灰分、总脂肪按ISO标准）；(2)三种提取方式——冷榨（Komet DD 85G压榨机，接触管加热至约90°C）、索氏提取（石油醚，回流6 h）、浸渍提取(maceration，石油醚室温搅拌48 h，旋转蒸发除去溶剂）；(3)气相色谱-氢火焰离子化检测(GC-FID)分析脂肪酸甲酯(fatty acid methyl ester, FAME)并计算饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)、多不饱和脂肪酸(PUFA)含量及各营养/代谢指数（致动脉粥样硬化指数AI、血栓形成指数TI、h/H比、健康促进指数HPI、氧化度Cox、氧化稳定性OS、过氧化指数PI、不饱和度UI等）；(4)按AOCS标准测定游离脂肪酸(FFA)、过氧化值(PV)、碘值(IV)、特定消光系数(K₂₃₂、K₂₇₀)及叶绿素与类胡萝卜素含量（紫外分光光度法）；(5)高效液相色谱(HPLC-荧光检测)按ISO 9936测定α-及β-生育酚含量；(6)采用Tukey检验进行差异显著性分析(p<0.05)，Pearson相关系数分析各参数间关系。

研究结果

3.1 近似组成(Proximate Analysis)

研究人员测定两产地种子水分、灰分及总脂肪含量，发现Ait Melloul种(SA)水分(8.655%±0.134%)、灰分(3.860%±0.226%)及总脂肪(28.675%±0.672%)均显著高于Guelmim种(SG)(分别为6.813%、1.575%、26.325%，p<0.05)。结论：种子近似组成受环境及遗传因素共同影响，较高水分需注意储存条件以防微生物滋生与脂质氧化。

3.2 出油率与脂肪酸谱(Oil Yields and Fatty Acid Profile)

研究人员对比三种方法得出：索氏提取出油率最高（SA为28.68%±0.67，SG为26.33%±0.63），冷榨次之（SA 25.3%±1.20，SG 22.55%±1.06），浸渍最低（SA 15.78%±0.74，SG 14.65%±0.28）。GC-FID分析检出11种脂肪酸，以亚油酸(C18:2, PUFA)为主，其次为棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)及油酸(C18:1)。索氏提取油中亚油酸最高(SAS: 78.20%±0.07，SGS: 80.26%±0.16)，油酸最低(SAS: 11.35%，SGS: 9.05%)；浸渍提取油则反常地呈高油酸(约23.09%)、低亚油酸(约40.45%)及偏高SFA。结论：出油率受品种(环境贡献>基因型)及提取方法影响显著；脂肪酸相对百分比受提取溶剂与温度影响，索氏提取更完全萃出高不饱和组分，浸渍过程可能伴随部分选择性损失或样品本底差异。

3.3 定性、营养及代谢指数(Qualitative, Nutritional, and Metabolic Indexes)

基于脂肪酸组成，研究人员计算出SFA范围为9.99%–25.74%（浸渍组高），不饱和脂肪酸(UFA)为68.23%–89.97%，PUFA/SFA比为1.63–7.93（均高于推荐下限0.45）。索氏提取组PUFA含量(约80.38%)及氧化度(Cox: 8.18–8.38)、氧化稳定性值(OS: 3539–3633)、过氧化指数(PI: 约80.73)、不饱和度(UI: 约170)最高，提示虽PUFA丰富但更易氧化。营养指数方面：致动脉粥样硬化指数(AI)为0.079–0.390，血栓形成指数(TI)为0.211–0.639，h/H比(hypocholesterolemic/hypercholesterolemic ratio)为3.50–13.54，健康促进指数(HPI)为2.57–12.51。冷榨与索氏组AI低、h/H高，显示较好降胆固醇与抗动脉粥样化潜力。代谢酶活指标中，Δ-9去饱和酶(desaturase, 油酸/硬脂酸比)在冷榨中最活跃，Δ-12去饱和酶(ODR, linoleic desaturation ratio, LDR)显示C18:2合成通路活跃。结论：无溶剂提取（尤其冷榨）在维持低AI、高h/H及保留天然抗氧化成分方面优于溶剂法，营养品质更佳；索氏提取虽PUFA高但氧化风险亦高。

3.4 理化参数(Physicochemical Parameters)

研究人员测定游离脂肪酸(FFA)发现索氏提取组FFA略高(最高约0.95%)，冷榨组较低(0.52%–0.74%)，符合水解程度差异。过氧化值(PV)：冷榨组PV为9.62±0.03(SAP)和9.45±0.04(SGP) meq O₂/kg，低于CODEX对冷榨油15 meq O₂/kg限值；索氏组稍高(10.84–11.89)。碘值(IV)：索氏组最高(约152–154 g I₂/100 g)，与高PUFA相符。特定消光系数K₂₃₂（初级氧化产物共轭二烯）与K₂₇₀（次级氧化产物共轭烯醛）：索氏提取组K₂₇₀显著升高，表明加热与溶剂促使微量次级氧化。色素分析：叶绿素具促氧化作用，索氏组含量(0.54–0.79 mg/kg)高于冷榨；类胡萝卜素（抗氧化）在索氏组中最低。结论：冷榨红花籽油初、次级氧化产物低，符合优质冷榨油标准；索氏提取因受热致轻微氧化指标上升，但仍在可接受范围。

3.5 生育酚含量(Tocopherols Content)

研究人员通过HPLC鉴定出α-生育酚(α-tocopherol)与β-生育酚(β-tocopherol)两异构体，未检出γ-型。α-生育酚占总生育酚(TT)94%–96%，冷榨组最高(SAP: 837.61±0.22，SGP: 831.18±0.03 mg/kg)，索氏组降低(SAS: 729.88，SGS: 631.47 mg/kg)，浸渍组最低。β-生育酚含量较低且受方法与品种影响不一(3.62–62.58 mg/kg)。结论：冷榨最能保留内源抗氧化生育酚，尤以α-生育酚为主，可部分抵消高PUFA带来的氧化敏感性；溶剂高温提取导致部分生育酚热降解或随残渣流失。

3.6 相关性分析(Correlation Analysis)

Pearson分析显示：亚油酸(C18:2)与PUFA/SFA、UI、Cox、碘值(IV)、h/H比呈极显著正相关(r≈0.998–0.999)，与棕榈酸(C16:0)、油酸(C18:1)呈强负相关；总生育酚(TT)及α-生育酚与C18:2呈中度正相关(r≈0.675–0.718)，提示高亚麻酸品种伴生高α-生育酚，具内在抗氧化协同；β-生育酚与C18:2负相关。h/H比与TT呈正相关(r=0.677)。PV、K₂₃₂、K₂₇₀相互高度正相关(r>0.9)，但与TT弱相关甚至微负，佐证生育酚抑制过氧化的作用。结论：红花籽油品质由脂肪酸谱与抗氧化物质（生育酚、类胡萝卜素）及促氧化剂（叶绿素）间平衡共同决定，高linoleic acid配高α-tocopherol赋予其良好营养稳定性。

讨论与结论翻译

讨论指出，索氏提取获最高出油率与亚油酸含量，但因受热使过氧化值、K₂₃₂、K₂₇₀略升，氧化敏感性增加；浸渍提取使油酸、豆蔻酸及棕榈酸比例异常升高；冷榨保留最多总生育酚特别是α-生育酚，后者已知可抵抗氧化损伤。营养上，红花籽油富含EFA（亚油酸约77.63%，油酸可达12.98%），具备降胆固醇(hypocholesterolemic)、抗动脉粥样硬化(anti-atherogenic)及抗血栓(antithrombogenic)特性，有利于心血管初级预防；且亚油酸、h/H比与总生育酚及α-生育酚呈强正相关，证实该油料作物的营养价值。

结论（翻译）： 近年健康生活方式备受关注，追求通过优化自然资源实现均衡可持续膳食以保障营养安全与福祉。本研究评估了栽培品种与提取方法对红花(Carthamus tinctorius)籽油植物化学成分、营养及代谢轮廓的影响。摩洛哥红花籽油富含生物活性化合物，在食品、药物及化妆品应用中具前景。虽然品种间无重大差异，但提取法显著影响油脂品质：索氏提取给出最高脂肪得率与亚油酸量，但提升油脂氧化易感性（如PV、K₂₃₂、K₂₇₀所示）；浸渍提取产出较高油酸、豆蔻酸及棕榈酸；相反，机械冷榨产生更高水平总生育酚，其中α-生育酚显著增加，已知其可抵御氧化损伤。营养层面看，红花籽油高含必需脂肪酸尤其是亚油酸(77.63%)与油酸(12.98%)，赋予有益的降胆固醇、抗动脉粥样硬化及抗血栓属性。因此，将红花(Carthamus tinctorius)种子纳入膳食可促进健康可持续生活方式。