莱氏独行菜（*Lepidium sativum* L.）种子油与种子粕的综合表征及其作为营养与功能性健康补充剂来源的研究

《Journal of Food Composition and Analysis》：Comprehensive Profiling of Lepidium sativum L. Seed oil and Seed meal as a Source for Nutritional and Functional Health Supplements

　　

莱氏独行菜（*Lepidium sativum* L.）属于十字花科（Brassicaceae）独行菜属（*Lepidium* L.），是该科第二大属，包含约250个物种。莱氏独行菜是一种生长相对较快的药用植物，广泛分布于亚洲，并在印度、欧洲和美国作为未充分利用的作物种植。其叶、花、种子和油均可药用。已知莱氏独行菜种子具有多种健康益处，如抗癌、抗高血压、降血糖、降胆固醇、止泻、解热和镇痛等活性。在传统医学中，莱氏独行菜用于治疗炎症性疾病，包括糖尿病（Diabetes mellitus）、关节炎和肝炎。莱氏独行菜种子呈棕红色，含约24%的油，主要由α-亚麻酸（α-linolenic acid）和亚油酸（linoleic acid）组成。其种子中高含量的蛋白质、膳食纤维和矿物质（钙、磷、铁）凸显了其高营养价值。莱氏独行菜种子提取油后获得的种子粕含高达25%的优质蛋白质，氨基酸组成近乎最优，并含有多种具有重要健康益处的生物活性植物营养素，包括天然抗氧化剂、酚酸和黄酮类化合物。尽管莱氏独行菜具有重要的药用价值，但其未获得应有的关注。关于莱氏独行菜种子油脂肪酸组成的文献较多，但对其种子和种子粕的全面表征及其潜在用途的信息却十分匮乏。据研究人员所知，目前尚未有整合莱氏独行菜种子化学表征的综合性研究报道。本研究对莱氏独行菜种子油和种子粕的化学成分进行了探索，包括含油量、脂肪酸组成、蛋白质含量、氨基酸组成和矿物质含量，以评估其用于功能性食品和健康补充剂的可能性。

## 莱氏独行菜种子油与种子粕综合表征的学术解读

### 一、研究背景与意义

随着人们对饮食与健康关系的认识不断加深，寻找富含生物活性成分的食品原料已成为食品科学与营养学领域的研究热点。莱氏独行菜（*Lepidium sativum* L.），又称家独行菜，属于十字花科独行菜属，是该科第二大属，全球约有250个物种。莱氏独行菜作为一种生长相对较快的药用植物，广泛分布于亚洲，并在印度、欧洲和美国作为未充分利用的作物种植。其叶、花、种子及种子油均具有药用价值，在传统医学中被用于治疗糖尿病、关节炎、肝炎等多种炎症性疾病。研究表明，莱氏独行菜种子具有抗癌、抗高血压、降血糖、降胆固醇、止泻、解热和镇痛等多重药理活性。种子水合后产生的粘液（占种子重量的5–7%）由L-阿拉伯糖、D-葡萄糖醛酸、D-半乳糖醛酸、D-半乳糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖和D-甘露糖等复杂碳水化合物组成，具有抗菌、抗糖尿病、抗氧化和降血脂等生物活性，并可作为水胶体广泛应用于食品和制药工业中作为胶凝剂、增稠剂、稳定剂和乳化剂。

然而，尽管莱氏独行菜具有悠久的食用和药用历史，学术界对其种子及种子粕的全面化学表征研究仍十分有限。现有文献多聚焦于脂肪酸组成，缺乏涵盖含油量、脂肪酸谱、蛋白质、氨基酸及矿物质等多维度的综合性分析。此外，全球超过50%的人口面临微量营养素缺乏的困扰，导致发病率和死亡率上升、生产力下降以及婴幼儿认知发育的永久性损害。在此背景下，系统评估莱氏独行菜种子的营养与功能成分，对其作为功能性食品和营养补充剂的开发具有重要的科学意义和应用价值。

### 二、主要技术方法概述

本研究以采集自印度古吉拉特邦阿南德地区印度农业研究理事会药用与芳香植物研究局（ICAR-DMAPR）农场的莱氏独行菜种子为材料。采用液压冷榨法和索氏提取法（以正己烷为溶剂，提取8小时）分别制备种子油（LS-CPO和LS-SEO）及对应的种子粕（LS-CPM和LS-SEM）。利用气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）分析脂肪酸组成；采用高效液相色谱-光电二极管阵列检测器（HPLC-PDA）测定生育酚（维生素E）；采用超高效液相色谱（UHPLC）结合二极管阵列检测器定量分析植物甾醇（豆甾醇和β-谷甾醇）；通过凯氏定氮法测定蛋白质含量；采用AccQ.Tag方法经HPLC分析氨基酸组成；利用电感耦合等离子体-发射光谱法（ICP-OES）定量常量与微量矿物质；以Folin-Ciocalteu法测定总酚含量；采用UHPLC-PDA和超高效液相色谱-电喷雾电离-质谱联用（UPLC-ESI-MS）技术对酚酸进行定性与定量分析。

### 三、主要研究结果

**（1）含油量、色泽及理化指标**

莱氏独行菜种子千粒重（TSW）为1.665 ± 0.019 g。液压冷榨法获得油含量为14.00%，索氏提取法获得油含量为25.00%，高于大豆（*Glycine max*，17%）和油橄榄（*Olea europea*，20%）的含油量。冷榨油（LS-CPO）和索氏提取油（LS-SEO）的碘值分别为124.86 g I₂/100 g和124.95 g I₂/100 g；皂化值分别为125.57 mg KOH/g和131.42 mg KOH/g，低于棕榈油、橄榄油、葵花籽油和大豆油等常见植物油。

**（2）脂肪酸组成**

研究人员在莱氏独行菜种子油中共检出14种脂肪酸，包括6种饱和脂肪酸（SFA）和8种不饱和脂肪酸（UFA）。LS-CPO和LS-SEO中不饱和脂肪酸含量分别高达81.45%和82.32%，与棉籽油（74.1%）、花生油（83.1%）、大豆油（84.4%）和橄榄油（86.2%）相当或更优。多不饱和脂肪酸（PUFA）含量超过单不饱和脂肪酸（MUFA）。MUFA中以油酸（C18:1n9c）占比最高，LS-CPO和LS-SEO中分别为21.295%和20.620%。PUFA中α-亚麻酸（C18:3n3）含量最丰富，分别为30.382%和31.532%；亚油酸（C18:2n6c）分别为11.519%和11.757%。芥酸（C22:1n9）含量为4.955%和4.976%，低于5%，符合世界卫生组织对食用油中芥酸含量的规范。尤其值得注意的是，种子油中检出了神经酸（C24:1n9），含量分别为0.931%和0.957%，显著高于菜籽油中0.18%的水平。神经酸是一种超长链脂肪酸，在脑组织和神经组织中含量丰富，是神经细胞髓鞘生物合成的重要组分，对促进大脑发育、改善记忆和预防脑神经衰弱具有重要作用。

**（3）植物甾醇与维生素含量**

LS-CPO和LS-SEO中豆甾醇含量分别为63.37 μg/mL和77.18 μg/mL，β-谷甾醇含量分别为117.52 μg/mL和106.82 μg/mL，两者构成油中总甾醇的主体。维生素D₂和维生素E虽有检出，但含量低于定量限（LOQ 0.010 μg/mL），未能准确定量。

**（4）粗纤维与蛋白质含量**

LS-CPM和LS-SEM中粗纤维含量分别为21.88%和21.00%，高纤维含量有助于改善肠道蠕动、预防便秘、降低胆固醇水平及改善糖耐量。蛋白质含量分别为26.68%和16.88%（LS-CPM高于LS-SEM），表明莱氏独行菜种子粕是优质植物蛋白的潜在来源。

**（5）氨基酸组成**

氨基酸分析显示，谷氨酸含量最高（LS-CPM中3.290%，LS-SEM中3.406%），其次是天冬氨酸（1.827%和1.890%）、精氨酸（1.503%和1.655%）和亮氨酸（1.502%和1.555%）。LS-CPM和LS-SEM中总必需氨基酸分别占6.949%和7.401%，包括异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和缬氨酸，表明其可作为补充必需氨基酸的膳食来源。

**（6）矿物质含量**

种子粕灰分含量分别为6.40%（LS-CPM）和8.11%（LS-SEM），表明其富含矿物质。常量元素中磷含量最高（31.50和33.83 mg/g），其次为钾、镁、钙和硫。每100 g种子可提供约480 mg钙（满足推荐膳食供给量RDA的48%）和322 mg镁（满足RDA的77–80%）。微量矿物质中铁含量尤为突出，LS-CPM和LS-SEM中分别为130.00 μg/g和122.00 μg/g，显著高于豆类（10 mg/100 g）和谷物（5 mg/100 g）。锌含量分别为42.4 μg/g和47.00 μg/g，接近印度农业研究理事会和国际半干旱热带作物研究所珍珠粟生物强化项目的目标值。有毒金属镉未检出，镍和铅虽有检出但低于安全阈值。

**（7）酚类化合物组成**

LS-CPM和LS-SEM甲醇提取物的总酚含量分别为62.40和61.25 mg/g没食子酸当量（GAE）。采用UHPLC-PDA定量分析四种酚酸，其中芥子酸（SA）含量最高（LS-CPM中0.2387%，LS-SEM中0.1889%），其次为咖啡酸（CFA，0.1403%和0.0753%）。进一步通过UPLC-ESI-MS技术，在正负电离模式下从种子提取物中初步鉴定出26种酚类化合物，包括奎宁酸、阿魏酸、香草酸、没食子酸、咖啡酸、肉桂酸、芥子碱、芹菜素-7-C-葡萄糖苷、1-O-芥子酰-β-D-葡萄糖、迷迭香酸、山柰酚-3-O-半乳糖苷、(+)-儿茶素、异虎耳草素、咖啡酰奎宁酸、白藜芦醇、丁香酸、槲皮素、表没食子儿茶素没食子酸酯、五味子酯乙和绿原酸等，涵盖酚酸、黄酮、黄烷醇、呋喃香豆素、芪类和木脂素等多个化学类别。

### 四、总结与结论

本研究首次对莱氏独行菜种子油和种子粕进行了系统全面的化学表征，填补了该领域综合性数据的空白。研究结论表明：莱氏独行菜种子含油量显著高于传统油料作物大豆，且油中不饱和脂肪酸含量超过81%，富含油酸、亚油酸和α-亚麻酸等必需脂肪酸。种子油中神经酸的存在尤为突出，使其在脑神经发育和维护方面具有独特的医学应用价值，有望成为神经酸的植物性新来源，用于缓解肾上腺脑白质营养不良症和多发性硬化症等脱髓鞘疾病。种子粕蛋白质含量可达25%以上，富含必需氨基酸，矿物质（尤其是铁、锌、钙和镁）含量丰富。高膳食纤维含量使其在便秘和糖尿病管理方面具有应用潜力。这些研究结果为莱氏独行菜在传统用途中的功效提供了科学依据，并为其作为功能性食品和营养保健补充剂的开发奠定了基础。未来应加强高效栽培技术的研究，以提高莱氏独行菜的产量和品质，推动其在营养与功能健康领域的产业化应用。