石榴籽油的提取工藝及生理功能研究進展

趙遵樂，張 巖，鄒琴艷，吳 帥，張立華，譚 偉

（棗莊學院食品科學與制藥工程學院，山東棗莊 277160）

石榴（Punica granatumL.）為石榴科石榴屬落葉灌木或小喬木，原產伊朗、阿富汗等中亞地區，后傳入我國。石榴品種繁多，營養豐富，具有較好的保健功能[1-2]。近年來，石榴的種植面積不斷擴大，除鮮食外，還可制作成石榴果醬、果汁、果酒等一系列加工產品，經濟效益大幅提高，但在產品生產加工過程中，石榴籽利用率極低，大多以廢料丟棄，造成了資源的嚴重浪費[3-4]。

據統計，石榴籽約占果實總質量的12.54%，含有纖維素、脂肪、粗蛋白、甾醇類化合物、揮發油等多種成分[5]，其中含油率在15%～20%[6]。利用石榴籽可加工出石榴籽油產品，有研究表明，石榴籽油具有較好的抗氧化、延緩衰老、降血糖、抗糖尿病、預防腫瘤等藥理作用[7]。近年來，隨著科技的進步和設備的不斷完善，國內外對石榴籽油的功能研究也越來越深入。本文就石榴籽油的化學成分、提取方法及生理功能進行了綜述，旨在為石榴籽油的綜合開發與利用提供理論基礎。

1 石榴籽油的化學組成

石榴籽含油量為15%～20%，明顯高于蘋果、桃、檸檬等中的含油量[6-8]。石榴籽油含有多種不飽和脂肪酸，主要有石榴酸、亞麻酸、亞油酸、油酸等，含量占不飽和脂肪酸的90%左右，其中石榴酸含量最高，占不飽和脂肪酸的50%～90%[9-13]。除不飽和脂肪酸外，石榴籽油還含有一定量的酚類、甾醇、魚鯊烯、生育酚等生物活性物質[3-8]，其中生育酚包括α、γ、δ三種類型，甾醇類有β-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇等[14-15]。

2 石榴籽油提取工藝

關于油脂提取的方法目前報道很多，其中應用于石榴籽油的提取方法主要有壓榨法[16-17]、冷榨法[18-20]、水酶法[20]、索氏提取法[21]、超臨界流體萃取法[22-24]、亞臨界流體萃取法[25-26]、超聲波輔助提取法[27-28]、微波輔助提取法[29]等。通過對比分析發現，不同提取方法對石榴籽油提取率有不同的影響。

2.1 壓榨法

壓榨法是借助物理壓力，將油脂直接從油料中分離出來的一種提取方法，是目前國內外提取植物油脂最常用的方法。Eikani 等[30]以10 t 機械壓力壓榨石榴籽提取石榴籽油，提取率較低，僅為4.29%。與其他制油方法相比，壓榨制油產品安全、衛生，且污染小，天然營養成分不易被破壞，但制油成本高，出油率低，動力消耗大，設備易損壞[16-18]。

2.2 冷榨法

植物油冷榨技術是借助機械力擠壓制油，加工溫度一般低于60 ℃。冷榨法是依靠物理壓力直接將油脂從原料中分離出來，使脂肪氧化酶滅活，提高出油率，縮短壓榨時間，同時防止揮發油、多酚等活性物質的損失。該方法全程不添加任何化學添加劑，能保證產品的安全和衛生。且可完整地保存油的生理活性物質，最大限度保留原料中的營養成分，油料顏色好。與普通壓榨制油不同，冷榨法可以避免與溶劑、酸液、堿液等有害物質的接觸，但提取不夠充分，精煉過程復雜[18-20]。

李勇[31]在最佳溫度62 ℃，含水量7%、壓力3.5 MPa、轉速36 r/min 的條件下，采用冷榨技術提取石榴籽油，得率為41.6%，且油中VE 和磷脂含量分別為312.5 mg/100 g、1 470 mg/100 g，營養成分保留程度大。Khoddami 等[32]分析了以伊朗品種Torshe Malas（TMOI）為原料冷榨的石榴籽油和來自伊朗和土耳其的兩種商品油（COI、COT）的理化特性。脂肪酸分析表明，所有油品均含有主要的脂肪酸——石榴酸，其他主要脂肪酸為亞油酸和油酸。使用差示掃描量熱法測定三種油的熔點，發現TMOI 熔點較低，且具有最有利的化學質量屬性，包括較低的過氧化物值，較低的游離脂肪酸含量和較高的總酚含量，然后是COT。使用快速色譜-表面聲波技術對3 種油氣味化合物分析，檢測到其中13 種不同香氣。綜上，三種油的理化性質均優于先前報道的用有機溶劑提取的石榴籽油。

2.3 水酶法

水酶法是利用生物酶的酶解作用和機械作用破壞植物細胞壁，促進植物油脂分離，以水作為分散相替代有機溶劑的一種新型提取方法，油脂不需要脫膠工序，生產成本大大降低，能量消耗也大幅減少。與傳統工藝相比，水酶法操作安全、提取效率高、污染小；所得毛油質量高、色澤好、便于精煉；處理條件溫和[21]。

苗利利等[33]研究表明在Alcalase 蛋白酶添加量1.0%（mg/L）、原料粒度40 目、料液比1∶5（g/L）、提取6h、pH8.0、離心時間25 min 的條件下，石榴籽出油率最高，可達18.2%。金婷等[34]在提取溫度60 ℃、提取時間6 h、木瓜蛋白酶添加量0.09 g、料液比1∶7 的條件下，石榴籽出油率為15.1%。雖然料液比、酶解溫度、提取時間、加酶量等因素對石榴籽油提取率都有不同程度的影響，但采用上述水酶法提取石榴籽油，提取率均在15%以上。

2.4 索氏提取法

索氏提取法是從固體物質中萃取化合物最常見的方法，所需儀器簡單，周期短，萃取效率高[22]，所得產品雜質含量少[35]。

國內采用索式提取法提取石榴籽油的研究相對較少，而在其他油料作物的提取中應用廣泛，如對黃瓜籽[36]、葡萄籽油[37]的提取。郭守軍等[38]優化了索氏提取法提取番石榴籽油提取工藝，通過單因素試驗和L9(33)正交試驗確定了最佳提取工藝為以石油醚為溶劑，料液比1∶10（g/mL），90 ℃提取3 h，得出出油率為12.82%。馬齊等[39]在85 ℃下，采用索氏提取法提取石榴籽油，石油醚回流2 h，可將提取率穩定在15%左右。

2.5 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取技術是一種將超臨界流體作為萃取劑，把一種成分（萃取物）從混合物（基質）中分離的技術，具有反應條件溫和、高效快速和潔凈等優點，在食品工業領域有廣闊的應用前景[23-24]。CO2作為主要的萃取劑，具有價格低廉，超臨界流體狀態下溶解度大，臨界壓力與溫度適中等優點。與傳統方法相比，超臨界CO2萃取法提取時間短、出油率高、藥效成分提取率高[40-41]。

不同研究者采用此方法獲得的出油率不同，可能與實驗參數及石榴品種有關。焦靜等[42]采用超臨界CO2萃取法提取石榴籽油，得出在粉碎度40 目、裝料量200 g、萃取壓力30 MPa、萃取溫度40 ℃、CO2流量15 L/h、分離壓力8 MPa、分離溫度35 ℃的條件下，出油率為23.55%。伍亞華等[43]采用超臨界CO2提取石榴籽油，并應用響應面法優化工藝條件，研究測得懷遠石榴籽油得率可達19.4%。侯曉丹[44]研究比較了三種方法對石榴籽出油率的影響，結果表明，微波輔助提取石榴籽油出油率最高，為15.75%；超臨界CO2萃取法次之，出油率為14.60%；而冷榨法所得出油率僅為2.80%。

2.6 亞臨界流體萃取

亞臨界流體萃取法是在密閉、無氧、低壓的壓力容器內，以亞臨界狀態的低級烷烴或低沸點化合物為介質，依據有機物相似相溶的原理，通過萃取物料與萃取劑在浸泡過程中的分子擴散作用，將固體物料中的脂溶性成分轉移到液態的萃取劑中，再通過減壓蒸發將萃取劑與目的產物分離，最終從天然產物中提取目標組分的一種新型技術[25-26]。此法可保留提取物活性成分不被破壞，且目標物提取效率高，無毒、無害、環保安全[45]。

研究發現，萃取時間、萃取溫度以及萃取劑的選用等對石榴籽油得率均有不同程度影響。徐國良[46]優化了石榴籽油的亞臨界流體提取工藝，得出在液料比1∶6（g/mL）時，38 ℃萃取42 min 的條件下，石榴籽油得率均達21.07%，與模型預測值21.15%之間具有良好的擬合性。王琳琳等[47]比較了超臨界CO2萃取法、有機溶劑萃取法、亞臨界丁烷萃取法和壓榨法4 種不同制油工藝對石榴籽油品質的影響，結果表明亞臨界丁烷萃取所得石榴籽油的石榴酸含量最高，可達82.39%。Ahangari 等[48]采用超臨界二氧化碳和亞臨界丙烷提取石榴籽油，再通過正己烷的索氏提取，得出石榴籽油產率為22.31%。通過索格利特萃取法測得的石榴籽油總量中，超臨界二氧化碳和亞臨界丙烷提取量分別高達石榴籽油總量的58.53%（對應于最大產率13.06 wt%）和76.73%（對應于最大產率17.12 wt%）。與CO2萃取技術相比，亞臨界丙烷更適用于萃取石榴籽油，其使用的時間更短、壓力更低。

2.7 超聲波輔助法

超聲波輔助提取法是采用超聲波輔助溶劑進行提取，利用超聲波產生的高速、強烈的空化效應和攪拌作用，破壞植物細胞，使溶劑滲透到細胞中，從而縮短提取時間，提高提取率。與傳統提取方法相比，該法具有出油率高、提取時間短、提取溫度低等優點，有利于石榴籽油的工業化規模生產[27-28]。

國內研究者通過超聲波輔助提取石榴籽油，出油率均高于15%。張立華等[28]采用超聲波輔助提取技術提取大青皮石榴籽油，出油率達19.81%。楊兆艷等[49]以冰糖石榴為原料，得到石榴籽油的最佳工藝條件為超聲波功率400 W，料液比1∶20（g/mL），50 ℃提取40 min，在此條件下，石榴籽油產出率為21.77%。與索氏提取法相比，超聲波輔助法提取率更高，提取時間也大大縮短。高振鵬等[50]采用超聲波及有機溶劑浸提聯用技術提取石榴籽油，出油率為23.84%。Goula 等[51]研究了超聲探針對水溶酶法提取石榴籽油的作用。發現在水中僅需要10 min 即可回收油，產量為18.15 g 油/100 g 干種子，石榴籽油回收率提高了18.4%，提取時間減少了91.7%。

2.8 微波輔助提取法

微波輔助提取是采用適合的溶劑在微波反應器中從天然植物組織中提取各種化學成分的技術和方法，具有快速高效、加熱均勻、無污染等優點。微波輔助提取較一般的有機溶劑提取，石榴籽油的得率更高，提取時間更短且溶劑用量更少[29]。

朱麗莉等[52]研究了處理時間、料液比以及微波功率對石榴籽油得率的影響，得出在微波功率420 W，料液比1∶4（g/mL），處理時間50 s×5（時間×次數）條件下，石榴籽油的得率為15.48%。黃愛妮等[53]研究微波輔助法提取石榴籽油，確定最佳工藝條件為料液比1∶5（g/mL）、微波功率480 W、處理5 次、每次50 s，在此條件下石榴籽油的提取率為16.35%。其中料液比對石榴籽油的提取率影響顯著，處理時間、微波功率等影響較小。

2.9 加壓溶劑提取法

加壓溶劑提取技術是近幾年發展較快的一項提取技術，在密閉體系中，向反應體系通入高純氮氣，提高反應壓力，使萃取溶劑的沸點升高，增加提取物的溶出率；具有快速、高效、低溶劑消耗、回收率高、無污染等優點，被廣泛地應用于食品、藥品、化妝品等諸多領域[54-55]。

加壓溶劑提取石榴籽油，所得提取率均在25%以上，不同研究者所得提取率不同，可能與石榴品種和提取溶劑不同有關。朱慶書等[56]采用加壓溶劑法優化提取石榴籽油工藝，通過響應面法得到最佳提取工藝條件為液固比33∶1（mL/g），在壓力0.25 MPa 下98 ℃提取30 min，提取率為25.8%。與加熱回流法相比，加壓溶劑提取法提取時間縮短了5 倍，提取率提高了2 倍。文佑英[57]以棗莊產石榴籽為實驗材料，采用加壓提取技術研究石榴籽油的提取工藝，使石榴籽油提取率穩定在30.6%左右。

2.10 超微粉碎輔助提取法

超微粉碎技術是近20 年來迅速發展起來的一項高新技術，是指利用機器或者流體動力的途徑將直徑在3 mm以上的顆粒粉碎至微米甚至納米級（10～25 μm）的技術，是目前最新的粉碎技術。與傳統粉碎技術相比，超微粉碎后獲得的粉體粒度更小[58]。目前此項技術被廣泛應用于多糖[59]、黃酮[60]、植物油[61]等天然產物的提取中。

翟文俊等[62]運用超微粉碎輔助提取石榴籽油，以物料顆粒平均直徑8.76 μm、粉體比表面積0.92 m2/mL 的石榴籽超微粉為原料，以乙醇-石油醚提取溶劑，物料比1∶8（g/mL），90 ℃浸提60 min，使石榴籽油的提取率增大，可達34.86%。經超微粉碎后原料中的油脂和其他有效成分更易溶出，提高產率。

3 石榴籽油的生理功能

石榴籽油富含脂類物質，如亞油酸、亞麻酸及其他脂類（包括石榴酸、十八烯酸、硬脂酸及棕櫚酸）[63]，且不飽和脂肪酸含量豐富。大量研究證明，石榴籽油及提取物具有抗氧化[64]、降血糖[65]、抗腫瘤[66]、控制體重[67-68]等作用。

3.1 抗氧化

石榴酸是石榴籽油最重要的抗氧化成分[64]。石榴籽油在體外可以清除超氧陰離子自由基（最大清除率可達80.61%），對蛋白質和DNA 的PC12 細胞損傷都有較強的保護作用[69-70]。阿依姑麗·艾合麥提等[71]的研究表明，石榴籽油在體外具有較強的抗氧化作用，與維生素E 調配使用，抗氧化效果更強。研究還發現合理食用石榴籽油可以增強機體的抗氧化機能，延緩衰老[72]。

3.2 抗糖作用

石榴籽油中發揮抗糖作用的主要有效成分為石榴酸、石榴籽多酚、石榴籽多糖等[65]。研究發現，石榴籽油能提高胰島素的敏感性，有效改善糖耐量，減少Ⅱ型糖尿病的發病幾率，大大降低胰島素水平，具有顯著的降糖功效[73-74]。李潔[75]給患糖尿病大鼠食用石榴籽油（0.18 mL 石榴籽油＋0.12 mL 橄欖油/天/只），八周后檢測，與對照組對比發現糖尿病大鼠血糖水平明顯下降，可見，石榴籽油通過提高糖尿病大鼠體內抗氧化酶的活性，能達到抗糖的效果。石榴籽多酚和石榴籽多糖同樣具有一定的降糖功效。Yamasaki 等[76]研究發現，石榴酸能夠刺激小鼠產生免疫球蛋白G、M，證實石榴籽油有助于提高機體免疫力。石榴中的多酚類通過提高胰島素受體敏感性、增強PPAR-γ（Peroxisome proliferator-activated receptor），過氧化酶體增殖物激活受體）的表達、抑制α-葡萄糖苷酶活性等作用達到抗糖功效。

3.3 抗癌、抗腫瘤

石榴籽油可以抑制乳腺癌細胞的增殖活性，促進其凋亡[66]。石榴籽油還可以抑制臍靜脈內皮細胞增殖和小管形成。此外，石榴籽油對形成雌激素敏感型乳腺癌細胞和雌激素非敏感型乳腺癌細胞的新生血管有輕微的抑制作用，對人類子宮纖維細胞的增殖也有一定的抑制作用[77-78]。Lyndon 等[79]研究發現，石榴籽油能有效抑制LNCaP等型前列腺腫瘤細胞的侵襲性生長，阻止PC-3 型前列腺癌細胞的擴散，可以有效預防前列腺癌，且對正常細胞沒有不良影響。

3.4 免疫調節

研究表明，石榴籽油能夠保護人體的免疫系統，提高機體免疫力[80]。黃旭等[81]通過灌胃途徑給小鼠喂食石榴籽油，分離培養巨噬細胞，并檢測其吞噬能力。結果發現，在D-半乳糖誘導的衰老小鼠模型體內，石榴籽油發揮了一定的免疫調節功能。在衰老模型小鼠體內，脾臟/胸腺指數以及ConA 刺激的脾臟/胸腺增殖均明顯降低，處于分裂期的脾臟細胞比例明顯減少。石榴籽油的干預改善了衰老模型小鼠的免疫功能，并有效加強了巨噬細胞的吞噬能力和表達分泌免疫調節因子的能力，也使衰老小鼠血清中免疫球蛋白與補體蛋白的含量明顯增加。

3.5 調節血脂、減肥

石榴籽油可有效抑制高脂肥胖大鼠血脂的增高，對動脈硬化的形成有明顯的抑制作用[67-68]。Arao 等[82]研究了富含石榴酸（9cis，11trans，13cis 共軛亞油酸和9c，11t，13c-CLNA）的石榴籽油在肥胖高脂血癥的大冢長埃文斯德島脂肪（Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty，OLETF）大鼠飲食代謝中的影響。結果發現，在OLETF 大鼠中9c，11t，13c-CLNA 飲食顯著降低了肝三酰甘油的累積含量，但未改變與脂肪酸合成和脂肪酸β-氧化有關的肝酶活性。高脂血癥的OLETF 大鼠中血清三酰甘油中單不飽和脂肪酸的水平明顯增高。此外，9c，11t，13c-CLNA 飲食可顯著降低OLETF 大鼠的單不飽和脂肪酸水平。郭琦等[83]研究了石榴籽油對高脂飲食小鼠體質量的影響。結果發現，石榴籽油能通過調控血液中的高密度脂蛋白控制血液中脂肪的堆積。李艷等[84]探討了復方石榴籽油對糖尿病小鼠血脂的影響，結果表明，復方石榴籽油可調節患病小鼠血脂水平、控制體質量，并隨周期的延長，效果明顯優于單種石榴籽的作用效果。

3.6 抗炎

石榴籽油通過多種機制發揮抗炎作用，可以有效降低腸道炎、結腸炎等多種炎癥的發病率[65]。Susan 等[85]研究石榴籽油的消炎潛力，在某些人類結腸癌（HT29 和HCT116）、肝癌（HepG2 和Huh7）、乳腺癌（MCF-7 和MDA-MB-231）和前列腺癌（DU145）中發揮作用。研究結果表明，石榴籽油中石榴酸及其同源物誘導了兩種乳腺癌細胞系的細胞活力顯著下降。與未經處理的細胞相比，細胞周期增長。此外，VEGF 和9 種促炎細胞因子（IL-2、IL-6、IL-12、IL-17、IP-10、MIP-1α、MIP-1β、MCP-1 和TNF-α）隨著石榴籽油親水性提取物含量的增加而呈劑量依賴性降低，從而證明石榴籽油具有抗炎作用。

3.7 雌激素活性

石榴籽油中的甾類雌激素和非皂化物質有很強的雌激素活性，能被黃體酮所拮抗[14-15]。阿依姑麗·艾合麥提等[86]、許文勝等[87-88]研究發現，石榴籽油可以抑制雌激素相關骨質疏松癥骨量的減少，阻滯破骨細胞的溶骨功能，同時還具有較強的抗疲勞作用，可以改善婦女更年期綜合癥，預防骨質疏松。

3.8 其他作用

除以上作用外，石榴籽油還是一種良好的干性油，其干燥速度快、附著力強、易成膜，可以作為僵化劑或改性劑添加到油漆或者涂料中，作為油漆、涂料工業的好原料[89]。石榴籽油對水果也有顯著的保鮮作用[90]。王田等[91]、Junko等[92]發現石榴籽油還具有抗抑郁的作用，能有效改善小鼠抑郁狀態。石榴籽油還可以作為化妝品添加劑，具有改善膚質，使皮膚保持水潤，提高皮膚彈性的作用。此外，石榴籽油還具有排毒、祛皺、增白、保濕等功效，是一種優良的天然護膚品[93]。

4 展望

近幾年，國內外對石榴籽油進行了較深入的研究，對其生物活性的研究也已成為國內外的熱門課題。目前石榴籽油主要應用于研發護膚品以及作為食品補充劑灌制成軟膠囊使用。以石榴籽為原料研發的相關產品在歐美國家具有一定的市場，但是國內市場認可度不高。我國對石榴的利用主要在果實方面，而石榴籽在石榴產品加工過程中，直接被丟棄，利用率極低。今后應多借鑒其它植物油的提取技術，以實現石榴籽油的高效、快速、高品質提取，并進一步深入了解石榴籽油化學組成及生物活性功能，開發一系列相關產品，延長石榴的產業鏈條，促進石榴籽向食品、藥品、保健品、化妝品等方面的應用發展。