Riantong Singanusong, Jorg J. Jacoby
(1. 泰國那黎宣大學 農業自然資源與環境學院 農業工業部,泰國 彭世洛府 65000;2. 豐益(上海)生物技術研發中心有限公司,上海 200137)
大約100 年前,米糠油在印度和日本是一種受歡迎的食用油。如今,它在中國、泰國、越南、韓國和尼泊爾等其它亞洲國家迅速獲得認可。在這些國家,米糠油被視作“健康油”,得到了世界各地多個組織的支持,包括世界衛生組織(WHO)、中國糧油學會(CCOA)、印度國家營養研究所(NIN)和日本油脂化學家協會(JOCS)。
米糠油的營養價值來自脂肪酸組成以及油中所含的植物化學物質,主要歸因于平衡脂肪酸組成,其中包含約22%的飽和脂肪酸(SFA)、41%單不飽和脂肪酸(MUFA)和37%多不飽和脂肪酸 (PUFA),符合上述機構推薦的脂肪酸比例。飽和脂肪酸主要由棕櫚酸組成,有少量硬脂酸和肉豆蔻酸。單不飽和脂肪酸主要是油酸,多不飽和脂肪酸主要以ω-6 族的亞油酸為代表,但是米糠油中ω-3 多不飽和脂肪酸量少,只有亞麻酸[1]。
除了擁有良好的脂肪酸比例,米糠油的不皂化物中包含幾種被認為對人體健康有益的植物化學物質。γ-谷維素是一種獨特而重要的微量營養素,在物理精煉米糠油中約占1.5%。最初,γ-谷維素被認為是一種單一的物質,后來發現它是幾種三萜醇和植物甾醇類阿魏酸酯的混合物[2]。
同樣重要的是維生素E 衍生物生育酚和生育三烯酚。不同于其他植物油,米糠油中的生育三烯酚含量(大約0.07%)比生育酚含量更高(大約0.04%)。事實上,在食用油里,米糠油的生育三烯酚含量僅次于棕櫚油。其他有價值的微量營養素還有未結合的植物甾醇,如γ-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇和角鯊烯。
許多動物試驗和人體試驗都探索了米糠油的潛在健康功效,研究最多的主題之一是米糠油對脂質代謝的影響。已經開展了幾個臨床對照試驗,最近的一項meta 分析包含11 個臨床對照試驗,該分析發現米糠油的攝入能夠將低密度脂蛋白膽固醇降低6.91 mg/dl,總膽固醇降低12.65 mg/dl[3]。甘油三酯水平也降低了,但是沒有顯著性差異。
另一方面,在飲食中加入米糠油對高密度脂蛋白膽固醇沒有益處。研究認為是米糠油的脂肪酸組成在降血脂上起了重要作用。但這僅是一部分情況,利用非人類靈長類動物和人類的臨床研究表明,與具有相似脂肪酸組成的油混合油相比,米糠油降低膽固醇的效果更明顯[4-5],研究者們認為米糠油中的植物化學物質也對降低膽固醇有作用。因為已經證明了米糠油中的幾種微量營養素與降低膽固醇有關,所以認為植物化學物質對降低膽固醇有作用也并不奇怪。例如,在腸道中,米糠油中豐富的植物甾醇與膽固醇競爭被吸收,因而能降低血液中的膽固醇濃度[6]。另外,生育三烯酚可以通過抑制HMG-CoA 還原酶來降低膽固醇水平,HMG-CoA 還原酶是膽固醇合成的限速酶[7]。
除了降低膽固醇,米糠油及其所含的微量營養素還具有許多其他健康功效[7-8]。許多關于γ-谷維素和生育三烯酚的研究表明,這些微量營養素具有抗氧化、神經保護、抗動脈粥樣硬化、抗癌、抗糖尿病、抗潰瘍和免疫調節作用,這些使米糠油成為減輕人體常見疾病的重要膳食手段。盡管這些結果非常有前景且已經研發了機制路徑,但大多數研究都是在臨床前環境中完成的,還需要更多的研究來進一步揭示飲食中米糠油的好處。
有趣的是,最近的研究表明,生育三烯酚還可能通過阻止衰老細胞的積累而具有抗衰老特性,研究認為衰老細胞的聚集在衰老中起重要作用。提出的機制是通過減少活性氧(ROS)的產生以及抑制雷帕霉素機制性靶標(mTOR)和NF信號通路來延緩衰老,mTOR 和NF 信號通路會導致衰老相關分泌表型(SASP)的分泌,SASP是炎癥因子,也可能是誘導衰老細胞選擇性死亡的衰老清除劑[9]。
總之,米糠油因其良好的脂肪酸組成比例和幾種有價值的微量營養素被視為“健康油”。米糠油的降膽固醇作用已得到充分證實,許多其它關于米糠油及其微量營養素的研究也已經證明了各種不同的健康功效,但是,大多數研究都是臨床前或初步的,因此,迫切需要精心設計的臨床對照試驗來進一步證實對人體健康功效。
如上所述,米糠油是最有營養的油之一,且由于其優良的脂肪酸組成以及其具有獨特的、豐富的、重要的生物活性植物化學物質和抗氧化劑(如γ-谷維素、生育三烯酚、生育酚、磷脂或卵磷脂、植物甾醇、角鯊烯和阿魏酸),研究證明米糠油對人類健康具有潛在的有益影響。由于這些有價值的化合物及其抗氧化能力,有報道稱米糠油具有一些生物活性,如降低低密度脂蛋白水平、降低膽固醇、降血壓和預防結直腸癌[10]。此外,米糠油具有良好的平衡的脂肪酸組成,這使其在油炸條件下更穩定,并且比其他植物油的保質期更長[11]。因此,除了傳統上用作烹飪油和色拉油之外,米糠油還在營養、制藥和化妝品應用領域開辟了新維度[12-13]。
在食品應用方面,由于米糠油的高煙點和溫和的風味,它適用于制造人造黃油和起酥油[14]。然而,對于起酥油、黃油和人造黃油的生產,通常會在氫化過程中形成反式脂肪酸(TFA)。報道稱TFA 會導致血管疾病和癌癥,因此操作中采用化學法或酶促酯交換,或者油的混合,來避免氫化過程中TFA 的形成。
混合植物油主要是為了提高它們的熱穩定性、氧化穩定性、營養價值并獲得所需的特性。商業上米糠油可以與穩定性較差的油進行混合,以延緩油的變質,并增加混合油和油炸產品的穩定性。例如,米糠油、初榨橄欖油和芝麻油與穩定性較差的油混合[15],米糠油與葵花籽油、花生油、芥末油以及棕櫚液油混合[16],米糠油與大豆油混合[17]。在這項應用中,必須研究米糠油與其它油的最佳混合比,以滿足混合油和油炸產品的物理化學和感官特性。在工業生產人造黃油、黃油、涂抹醬和起酥油的過程中,油包水(W/O)乳液中會使用米糠油。但是,乳液非常不穩定,可以通過用米糠固脂代替30%~45%的米糠油來完全抑制相分離[18]。
可以用米糠油生產高質量的乳化填充凝膠(EFG)或脂肪替代品[14],來替代或模擬食品中脂肪的特性。然而,乳滴的體積分數、大小和空間分布、脂肪分布的均勻性以及凝膠基質和乳滴之間的相互作用,很大程度影響著EFG 的流變特性和分解行為[19]。因此,為了獲得有效的且具有功能性的 EFG,需要在每種產品中應用適合的條件。
報道稱米糠油具有難聞的味道和強烈的氣味[20],這可能會限制其應用。通過將米糠油制備為水包油(O/W)乳液,可以改善這些不良特性。就生產而言,乳液更易提供更好的感官特性且成本低,沒有油膩的口感、令人不快的味道和氣味[21]。很多產品中都應用了米糠油水包油(O/W)乳液,如食品、油漆、化妝品和醫藥產品,但是因為乳液是熱不穩定的系統,所以在生產乳液中必須使用乳化劑,使乳液在特定環境條件下(pH、溫度、儲存時間)保持穩定。果膠-玉米醇溶蛋白復合物可用于改善水包油(O/W)乳液的物理穩定性,尤其是在含高比例油的配方中[22]。
米糠油、米糠油與其它油的混合油或一些具有生物活性的化合物廣泛用于制藥和醫療。將物理精制的富含γ-谷維素的米糠油與冷壓、未精制的、富含抗氧化劑和木脂素的芝麻油以80∶20 的比例混合,可控制高血糖和改善2 型糖尿病患者的血脂狀況[23]。通過酶促修飾,將中鏈脂肪酸如癸酸(C10:0)和辛酸(C8:0)成功加入RBO,以提高RBO 在增加高密度脂蛋白水平方面的健康益處[24]。米糠油和紅花油的混合物(7∶3)影響大鼠的血清和肝臟脂質水平[25],并對健康的年輕女性具有顯著的降膽固醇作用[26]。研究認為米糠油和葵花籽油混合物(80∶20 比例,谷維素含量達到5 000 ppm)可以維持正常的血脂水平,因此對血脂異常患者和血脂正常人群均有益[27]。
從米糠油中可分離出富含生育三烯酚的部分,因米糠油抗氧化功能,對高脂血癥大鼠中有降膽固醇作用[28]。富含生育三烯酚的部分抑制了化學誘導的肝癌的發生[29]。米糠油具有抗氧化和抗炎作用[30-32]。有研究報道了含米糠油的藥物劑型的開發,用于局部防曬[33]和治療皮膚病[34]。在這個研究中,將米糠油制成藥物劑型,或制成含有充滿米糠油的脂質核納米膠囊的半固體制劑(水凝膠)[35]。主要因為納米膠囊能夠控制藥物的釋放和提高藥物穩定性,所以其適用于治療系統[36]。納米封裝能提高米糠油對于皮膚因暴露于紫外線受到損傷后的保護性能[35]。報道稱,米糠油具有降血脂、抗動脈粥樣硬化、抗糖尿病[37]和癌癥化學預防特性[29],能夠預防結腸癌發生[38]。由于植物油的降血脂作用,用米糠油或菜籽油代替葵花籽油可以減輕2 型糖尿病女性的脂質紊亂[39]。從米糠油中成功提取純化出谷維素[40-41]。從米糠油中分離出的環木菠蘿烯醇阿魏酸酯和24-亞甲基環木菠蘿烯醇阿魏酸酯具有抗炎活性[42],在抗腫瘤活性[43]、對MCF-7 人乳腺癌細胞的細胞毒性[44]以及抑制純化的人類免疫缺陷病毒1 型逆轉錄酶[45]等方面表現出更大的效力。
綜上所述,從脂肪酸組成和微量營養素幾個方面來看,米糠油具有很高的營養價值和功能價值。這種油含有很多谷維素、植物甾醇和生育酚,這是非常罕見的。這些都為米糠油的營養食物應用和藥用價值提供了可能性。除了營養性,米糠油因其穩定性、油炸食品中的感官特性等,在油炸食品中性能良好。市場上也有米糠油或其制劑加工的醫藥產品。米糠油是一種獨特的天然油脂,有待進一步探索其更廣泛的應用。