全 文 ：2 0 02 年第7 期 很 食 与 油 脂2 9
文章编号: 10 o se7 9 5 s( 2 002) o7 we2 0 o9 we0 3
金 盏 菊 油 开 发 利 用
D e ve l o Pe me n t so f Cale n du l o af i c ln al l s0 11
郭玉宝 裘爱泳( 江南大学食品学院 , 无锡 21 40 36)
徐 皿 (张家港粮油工业有限公司 , 张家港 21 563 4)
摘 要 : 金盏菊富含多种功能性化合物 ,如类黄酮 、 三格烯名武 、 类胡萝卜紊、 维生素 E 及共扼十八
破三烯酸等。 本文主要练述国内外对金盏菊油研究现状和可能的工 业应用 , 并展望其开
发前景。
关健词 : 金盏菊 金盏菊油 共扼十八破三烯酸 天然色素 维生素 E
中图分类号 : T S 225 .l 十 9 文献标识码 : A
0 前言
几个世纪前人们就开始利用金盏菊花的萃取液或其制
成软膏用于消炎、 促进伤口愈合及作为抗菌剂。 早期研究结
果表明 ,金盏菊不仅含有醇溶性碳水化合物、 脂肪 、 氨基酸、
果胶 、 半纤维素等常见化学成分 ,而且富含类胡萝 卜素 、 类黄
酮、 三菇烯皂贰、 香豆素和香精油等活性成分〔’泪 。 近来 , 金
盏菊作为专用油脂的来源在国外已广为人知 ,因它的种籽富
含高活性的+ 八碳三烯酸 ( e a le n d ie a c id ) [3〕,在工业上可作
为油漆或涂料的粘合剂 ,也可作为活性稀释剂 ,可减少溶剂
的挥发 ,从而降低对人体和环境的危害。
金盏菊头状花序的药用已有几个世纪。 过去 ,人们常用
动物油来浸泡头状花序 ,以制取可用于治疗皮肤炎的制剂。
这种应用的首次报导可以追溯到 12 世纪 ,且至今仍在沿用
(例如在奥地利阿尔卑斯山脉 ) 。 最近出版的维也纳论坛会
议录阐明 , 已鉴别出款冬二醇醋 ( af r a d i ol es ter s , 金盏菊中
主要三菇烯醇醋 )是这些制剂中的主要功能性成分。 目前 ,
这些功能性成分的含量可当作该类产品质量控制的指标。
金盏菊 (e a ze n d u za o m e in a li s L . ) ,又名大金盏花、 水涨
菊、 山金菊 ,属菊科、 金盏菊属 , 一年生或两年生草本植物 ,喜
温暖向阳 t4j 。 花呈黄色或橙色 ,头状花序。 金盏菊是一种常
见的观赏花卉 , 也是一种中草药 ,易于栽培。 原产于欧洲南
部 , 现世界广泛栽培 ,我国主要分布于四川 、 贵州 、 湖北、 广
西 、 广东 、 福建等省。 其名字起源于拉丁语意 “ 月的第一 天
(n
r s t d a y o r t h e m o n t h )
” ,花期长 , 一年每个月都有可能开
花。 花瓣可入软膏 、 茶 、 化妆品或其它配方 ,用于皮肤病 、 抗
菌、 提神、 皮肤干裂 、 牙痛、 驱除昆虫等。 因它有驱虫能力而
适于混种。
1 金盏菊营养成分分析
营养成分分析表明〔’ 〕, 金盏菊花富含多种功能性化合
物 ,见表 l ; 氨基酸组成也很全面 ,如表 a2
研究发现金盏菊花还富含无机元素 ,灰分含童较高 ,为
9
.
5% 左右 。 其中有益的矿质元素包括 F e 、 M g 、 is 、 sr 等 ,见
表 3。
收稿日期 : 2 002 一代〕5一24
表 1 金盏菊花功能性成分含-
功能成分 类胡萝 卜素
l , 9 17
.
2 0
l
,
8 74
.
30
类黄酮
l , 9 83 0 0
1 , 8 26乃0
( m g / l0() + t )
叶绿素 `
黄花
红花
62
.
0 9
62
.
60
5
.
2 2
5
.
0 7
a : 单位为 m g /一0 9鲜童
表 2 金盏菊花氮基酸组成 (m g1/ 0 g0 干 t )
氛基酸 黄花 红花 黄花 红花
5419320
ǐn
o
ó1nùOC
材天门冬抓酸
苏抓酸
丝氮酸
谷奴酸
甘氛酸
丙氮酸
脱氮酸
绷氛酸
蛋氛酸
异亮氮酸
:
.
{:
3451726900no
ùUnU气`,万
氛基酸
亮氛酸
酷氛酸
苯丙氮酸
赖抓酸
组抓酸
精抓酸
脯抓酸
必摇纸荃酸
抓羞破总t ;
.嚣
ù
OR一肉、ù,`ōb1.胜产内,Q口1é月仲R,J工、óJ砚曰ō日片ùUOǐInù0的诵ù八“ó4`八石Inù已胜呢ùō乙O产,了1ùJ4砚Jl咤甘nnUCCU1on甘油沛八ù
裹 3 金盏菊花无机元寮含 t ( m g/ lo g 干 t )
元 索 黄花 红花
N a 2 50 240
K 3
, 02 0 2
,
82 0
F e 9 0 9 0
51 40 40
M g 20 0 20
C a 16 0 18 0
A 1 4 0 40
M
n 2
.
0 1
.
8 7
Z n 3
.
2 8 2
.
56
C u 1
.
04 1
.
39
S r (召g / 100 9 ) 6 70 630
2 金盏菊油脂
国内未曾见金盏菊油脂研究报道 ,欧洲在这方面研究方
兴未艾。 在欧洲有几个小组正在研究金盏菊 ,荷兰 、 比利时、
英国 、 法国和德国的研究小组正在对提取和精炼油脂进行评
估 ,并开发其工业应用以 `〕。
2
.
1 油脂提取和精炼
根 食 与 油 脂 2 02年第 7 期
野生的种子由于它们的形状奇异 (包括船型 、 蜘型和勾
型 )、 密度低和纤维含量高而难于加工 。 若采用传统方法预
处理 , 生产的毛油颜色深 、 游离脂肪酸含量高且难于精炼 ,油
脂有固有的颜色 ,用常规方法很难脱色 。 由于热敏性脂肪酸
(共扼十八碳三烯酸 )的存在 , 高温脱臭不可能采用 ,否则将
引起异构化和聚合反应 。
仅用破裂 、 分选 、 气旋、 除尘过滤并不能获得良好质量的
油籽 , 除非以种子的大量损失为代价。 采用 A s t er 过程为基
础的新型预处理技术可以解决这一问题 ,这种技术按种子的
密度差异将其分为几个部分 ,可达到较好效果 ,而且这种油
籽预处理方法可使油脂质量提高。 中密度种子萃取得到的
毛油质量最好 ,表 4 列出金盏菊毛油脂肪酸组成。
在短程分子蒸馏过程中 , 约 90 % 维生素 E 被分离 (表
6 )
。 收集的馏出物中含维生素 E 、 幽醇 、 脂肪酸和部分甘油
醋。 当温度达到 2 40 ℃ 时 ,金盏菊油脂肪酸组成受到影响。
然而 ,气相色谱分析表明 ,十八碳三稀酸含量未受这一过程
的影响。 这一现象可以这样解释 : 油脂在高温下停留的时
间极短 , 且过程在高真空下进行 ,没有足够的氧气。
表 6 不同温度下短程分子燕馏实验获得脱胶、中和并
脱色金盏菊油中维生索 E 含 , ( P m )
生育酚 未处理油 18 0℃ 22 0℃ 240℃
一”82 0 94 7 4 00 180 1 3 {一仪n伪尸丫`表 4 金盏菊油脂肪酸组成
脂肪酸 百分含量 脂肪酸 百分含量
159104054238285
C 2 4: o
C 1 6 0
C咫 u
C比 ]
C , : 盛
C l :
二〕
(g e
,
12 e
,
15 e )
C : 3 (s
t
,
10 t
,
1 2 e )
(
’
20 。
C Zo l
一般来说 , 金盏菊油的劣变反应普遍存在。 由于油籽的
破坏 ,贮存期间光 、 氧 、 温度及酶的作用 ,使共扼三烯体系发
生氧化和异构化反应 。 因此 ,在种子收获清理后尽快取油 、
并充氮冷贮以阻止油脂质量的劣变是必要的 。 实验室研究
表明 ,总的说来 , 只要谨慎加工完全可获得清亮、 颜色可以接
受的毛油 (表 5 ) ,且通过精炼完全可降低磷的含量 。
6一 36 8 4 7 4
2 3 金盏菊油稳定性
维生素 E 含量不同的金盏菊油 , 其氧化稳定性可通过
加速稳定性试验来测定 ,这些实验是在 O ix rP es 系统下进行
的 ,条件为高氧气压力 (6 ab )r 和高温 (60 ℃ )。 氧气与不饱
和脂肪酸结合后 ,形成了氢过氧化物。 结合的程度可通过氧
气压力的线性下降来测定。 从截距和压降的斜率可获得诱
导时间 ( I n d u c ti o n eP r i o d , I p ) , Ip 是氧化稳定性的一个指
标 , I P 值越高 ,氧化稳定性越高 (表 7 ) 。
表 7 金盏菊油叙化稳定性试验结果 .(0 001 m bar )
未处理油 6 0oC 180 ,C 20 0,C 2 20 ,C 2 40 oC
诱导时间 厂h( I )P
相对稳定性 (% )
1 9 12 2 7 7 4 7 4
.
5
10 0 64 4 0 2 5 24
表 5 金盏菊油质 , 指标
色泽
碘值
粘度
F F A
PO V
茵香胺值
不皂化物
叶绿素
磷
70黄 , 2 3红 , 14蓝
25 1一 5 3 91 , 10 0 9油
4 9一m P a · s (2 5 ,C )
0一 14石%
0
.
6一 14石 m e q zkg
3
.
1一 4 ] . 6
1~ 1 1
.
8%
1 34一 2 95 P Pm
5 90一 8 60 P Pm
.2 2 金盏菊油 中维生素 E分离
金 盏 菊 油 富 含 犷 生 育 酚 和 犷 生 育 酚 ( l , 80 一
1
,
90 0 p p m )
, 这个水平不受精炼条件的影响 ,其含量相对高
于其它如大豆油或玉米油天然生育酚含量 。 在提取 V 。 过
程中不应改变共扼三烯酸的活性 , 应避免使用高温 ,研究开
发在温和条件下脱臭和分离提取 。
半精炼金盏菊油短程分子蒸馏实验已进行很多 。 这种
技术允许在温和条件下分离热敏原料中化合物 ,如金盏菊油
中维生素 E ,可在低温下进行 。 物料预热到 50 ℃ , 然后以
0
.
7 K g/ h 泵入体系。 蒸发器表面积为 .0 05 m , ,油以薄膜形
式在其内表面流动 。 由于真空度高 (0 . 05 一 0 . 0 01 m bar ) ,挥
发性化合物 (如脂肪酸 、 甘一醋 、 甘二酷 、 生育酚和幽醇 )被除
去 ,并各自作为一个馏分收集起来。
氧化稳定性损失达 70 % ,这直接与维生素 E 含量相关 ,
从这种明显的下降来看 ,维生素 E 作为高效抗氧剂的作用
是很清楚的。
.2 4 金盏菊油工业应用
金盏菊油生产和应用是最近之事。 在前人研究基础上 ,
荷兰 Wag en in ge n 植物培育与繁殖研究中心 M盯vi n 及其同
事进行了五种不同新型油作物的培育 (L u an r ia an n au , C ” -
le n d u la o if e in a lis
,
D im o r P h o th e e a P h iv ia li s
,
L e s q u e r e ll a
g r a n d i n o r a a n d E u p h o r b i a la g a s e a e )
, 认为金盏菊是最有前
途含油作物。 高活性共扼十八碳三烯酸 ( 8t , 10t , 12 c 一十八碳
三烯酸 )可用于多种工业 。 在某些情况下 ,其可代替桐油 ,因
两者均含一种共扼三烯脂肪酸 。 由于存在独特的共扼三烯
结构 ,这种油有高度的活性 , 其应用包括以下几方面 :
活性稀释剂 由金盏菊油生产的活性甲基醋 ,可在油漆
配方中应用 ; 从长远来看 , 金盏菊油作为家庭装满油漆的活
性稀释剂是非常有前途的 ,特别是能减少溶剂挥发。 而且也
会有直接的环境效应 ,使用活性基油漆比传统丙烯酸油漆对
人体健康保护更有益。
醉酸树脂 与多元醇醋交换生产醇酸树脂及与二价酸
醋化确定分子量 ;可检验非颜料瓷漆在不同材料上的应用 。
非离子表面活性剂 通过醋键断裂 、 环氧化 、 二聚合和
2 2 0 0年第 7期 很 食 与 油 脂
醋化反应 ,金盏菊油可用于碱性油脂化学品 ; 由于它们是天
然无污染的 , 因此可用作化妆品和个人护理产品非离子自乳
化表面活性剂 ; 以及表面活性剂的合成 、 配方。
聚氮醋泡沫塑料 在发泡剂存在下通过多元醇与聚异
氰酸醋反应制备聚氨醋泡沫塑料。
3 金盏菊色索提取
金盏菊花类胡萝 卜素属于天然色素 (也是维生素 A 前
体 ) ,资源丰富。 金盏菊花传统上用作中草药 , 使用安全 ,是
一种有前途的天然色素来源 。 胡晓丹等人川研究类胡萝 卜
素提取 ,其工艺如下 :
干花” 石 油醚 / 丙酮浸提一过滤” 30 ℃下真空浓缩
( l
: l )
洗脱液 I
个
” 粗提取液` M g o 柱色谱纯化一以石 油醚洗脱
” 石 油醚 / 丙酮洗脱` 提纯类胡萝卜紊
( 10
: l ) (洗脱液 I )
由此工艺得到金盏菊花类胡萝 卜素性质如下 : 紫外吸
收 ,主峰 44 6 n m ,肩峰 4 4 2 n m 和 4 70 n m ;对热较稳定 ,但应
避免 80 ℃以上高温使用或保存 ;对直射日光不稳定 ,但对散
射光和一定强度的紫外光很稳定 ; 耐氧化 、 耐还原性好 ; 对
酸、 碱稳定 , p H 为 2 . 7一 12 . 5 时色素保存率仍在 % % 以上 ;
对 E D T A 及大多数金属离子稳定 ,但对 F e , 十 、 lA , + 、 C u ,+ 敏
感。 这与曹春华等人川的研究结果相一致。
另外 ,杜桂彩等人川对金盏菊中叶黄素进行分离纯化及
高效液相色谱的测定。 叶黄素具有色泽鲜艳、 着色力强 、 安
全无毒、 富有营养等优点 ,越来越受到人们的重视 ,广泛应用
于食品 、 化妆品、 医药、 烟草和禽类饲料等各种领域。 美国每
年都要从东南亚进 口大量 的金盏菊花 , 以满足美国市场的
需求。
4 结束语
综上所述可看出 ,金盏菊开发前景是美好的 ,它既可用于
食品 、 医药和化妆品业 ,也可用于化学工业。 但值得注意的
是 ,国内外脂肪酸分析的结果并不一致。 胡晓彤的 G C 分析
表明 t51 , 肉豆范酸是金盏菊花的主要脂肪酸 , 占 40 . 3% ; 而
M a m e d o v a 等 t o`〕报道 ,花中最主要脂肪酸为棕搁酸 , R o b e r t
等 (3 )的分析结果却是 e l。 : 3(s t , l o t , 12 e ) 是 主要脂肪酸 , 占
59
.
1%
。 这可能与金盏菊的产地 、 品种和取油部位有关。
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K h im
.
P r i r s o e d i n
,
19 9 5 (6 )
:
9 0 9一 9 10 .
’ `中美小夫品质研讨会 ” 即将在北京举办
国家粮食局科学研究院将于 20 02 年 8 月 20 ~ 2 日在北京举办“ 中美小麦品质研讨会 ” ,美国小麦协会 、 美国北达科他州立
大学谷物与食品科学系协办。 届时国内外著名专家 K h ial l hK an 博士 (美国北达科他州立大学谷物与食品科学系主任 ) 、 G a yr
A
.
H ar el a n d 博士 (美国农业部农业研究服务中心硬红春和杜仑麦品质实验室主任 ) 、 刘广田教授 (中国农业大学小麦品质研究
室 ) 、 郑家丰研究员 (北京市粮食科学研究所 ) 、 张元培教授级高级工程师(原北京市粮食局总工程师 )等将到会与代表交流。
“ 中美小麦品质研讨会 ” 适时举办正是为了增加有关大学、 研究机构 、 生产企业对小麦品质研究与应用的沟通 ,加强中美同行
在小麦品质研究与应用方面的交流与合作 ,探讨小麦品质研究与应用的新思路 ,促进粮食科学研究与实际工业生产运用的结合 。
会议时间 : 20 02 年 8 月 20 日~ 8 月 2 日 ( 8 月 19 日报到 ) 会议地点 : 北京九华山庄 ( 四星级 )
如提交论文 ,请于 20 02 年 7 月 20 日前用电子邮件或软盘形式提交国家粮食局科学研究院业务处 (最好用中、 英两种文字
书写 , 要有英文题 目及摘要 ) , 我们将组织有关专家对论文进行评审 ,精选优秀论文入选 “ 中美小麦品质研讨会论文集” 。 并陆
续刊载于我院《粮油食品科技》杂志和中国粮食机械网 (w w w . ch in ag ar in . co m )o
报名事项 : 参会人员请按要求填写“ 中美小麦品质研讨会报名表 ” (请向我院业务处索取或从中国粮食机械网上下载) ,于
7 月 20 日前提交到国家粮食局科学研究院业务处。 也可 网上报名 , 网址 : w w w . e h in a g r a i n . e o m /s em in a r . h t m
通信地址 : 北京市西城区百万庄大街 1 号粮科院业务处 邮政编码 : 100 0 37 联系人 : 马榕 孙辉
联系电话: 0 10一 68 3 19 26 5 0 10一 68 356 18 2 传真 : 0 10一 68 3 192 65 -E m a i l: m a n a g e @ e h in a g r a in . e o m