温林凤，刘 果，宋明月，曹 庸*
（1.华南农业大学食品学院，广东广州 510642；2.华南农业大学园艺学院，广东广州 510642；3.广东省功能食品活性物重点实验室，广东广州 510642；4.广东省天然活性物工程技术研究中心，广东广州 510642）
汉麻（Cannabis sativaLinn.）属桑科（Moraceae）大麻种（Cannabis sativaL.）植物[1]，也称为大麻、线麻及火麻等[2]，是经过人工选育，植株群体花期顶部叶片及花穗中的四氢大麻酚（Tetrahydrocannabinol，THC）含量＜0.3%（干物质百分比），且已不具备提取毒品或直接作为毒品利用价值的工业用大麻品种类型[3]。为了与有毒品之称的大麻有所区别，2005 年8 月经中国人民解放军总后勤部军需装备研究所专家倡议，将中国各地可用于做工业原料的低毒大麻改称“汉麻”[4]。我国是世界上第一个栽培和使用汉麻的国家，距今已有8 000 多年[4]。汉麻可广泛应用于纺织、造纸、食品、医药、建筑、交通运输、国防军工等领域，是一种绿色、用途广、易种植的高值特种生物质资源[5]。
汉麻籽是我国乃至世界的传统食品，具有丰富的油脂、蛋白质、碳水化合物、矿质元素及维生素等营养成分，这些营养成分对人类健康有重要的作用。汉麻籽仁中不饱和脂肪酸含量很高，是高档食用油和保健品的原料[6]。汉麻籽仁口感较好，早在1990 年人们就对汉麻籽仁的工业化生产产生了极大的兴趣。近几年，人们发现汉麻籽具有重要的营养和药用价值，普遍认为汉麻籽制成的商业化产品比汉麻皮杆部位的纤维具有更大的开发价值和意义[6-8]。因此，汉麻籽已成为一种极具开发价值与应用前景的食品原料。在欧、美、日、韩等发达地区和国家，汉麻籽作为食品和保健品原料，越来越受消费者的欢迎。但当前我国汉麻籽的开发仍处于粗加工阶段，本文对汉麻籽的活性成分及其利用情况进行了综述，以期为汉麻籽在食品、保健品、化妆品、化工等领域的开发提供参考。
1 汉麻籽油1.1 汉麻籽油的性质及组成
汉麻籽油是汉麻籽中最大的组分，约占30%～35%[9]。不同工艺提取的汉麻籽油颜色存在差异，热榨的汉麻籽油外观为深墨绿色，透明，呈浓香油味；冷榨的汉麻籽油外观为浅墨绿色，透明，呈清香油味[10]。汉麻籽油的不饱和脂肪酸含量高，为89.79%～92.79%，是一种干性油，最主要的成分是甘油和脂肪酸组成的甘油三酯，并伴有种类繁多的类酯物质，其脂肪酸主要包括豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、十七烷酸、顺-10-十七烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生四烯酸和山嵛酸等，其中亚油酸与亚麻酸的比值在2.29～4.68 之间，符合人体正常代谢所需的比例，Simopoulos[11]认为当膳食中亚油酸（ω-6）与亚麻酸（ω-3）比例较高（＞10∶1）时，容易增加患癌症、炎症和心血管疾病的风险。此外，汉麻籽油还含有生育酚、叶绿素、植物甾醇和多酚类化合物等[10,12-14]。
1.2 汉麻籽油的提取
汉麻籽油的提取方式有多种，从传统的压榨法、浸出法、超声波法等，再到现代提取方法，如超临界萃取法等。压榨法包括冷榨和热榨，优点是工艺设备简单、操作简便；缺点是出油率低，并且油中的生物活性物质含量较低，同时受水分、温度变化的影响，油脂会发生一些生物化学方面的变化，如蛋白质变性、酶被破坏或受到抑制、油脂氧化等。Crescente 等[6]利用冷榨法提取汉麻籽油，油脂回收率达60%～80%。浸出法的优点是油脂回收率高、干粕残油率低、毛油质量高、粕蛋白变性少，但也存在着毛油成分复杂、溶剂残留、溶剂易燃易爆等缺点，而且与压榨法一样，不能有效地进行物质成分的选择性提取。超声波提取法具有活性物质不被破坏，提取时间短，产率高，条件温和等优点。与传统提取方法相比，超临界二氧化碳萃取法具有许多优点，如提取温度较低，能稳定地处理，尤其适合温度敏感的物质；通过调节温度和压力，改变溶剂的溶解度，可选择性地分离非挥发性物质，溶剂回收简单，产品不含残留溶剂；无毒无害、无环境污染等问题[15]。耿晶娟等[16]对比了热榨法、冷榨法、不同酶制剂辅助压榨（热榨、冷榨）法、水酶法提取火麻籽油，结果表明水酶法提取率最高，达83.2%；对不同方法提取的火麻籽油进行感官评价、理化性质和营养成分的比较，结果表明冷榨法和水酶法得到的火麻籽油理化特性方面最优，不同方法提取的火麻籽油脂肪酸含量无明显差别。Devi 等[17]对比了超临界萃取、索氏抽提、渗透法、超声波处理、热降解等不同提取工艺下汉麻籽油的提取效果，并对其提取率、油脂成分和理化性质进行了比较，结果发现超声波辅助溶剂萃取法提取率最高；索氏提取法提取的脂肪酸组成相对较适合；总体而言超临界流体萃取是相对最优工艺，其次是索氏法、超声波法、超声波辅助溶剂萃取法和索氏抽提辅助超声波法等。
1.3 汉麻籽油的生物活性
汉麻籽油富含亚油酸、α-亚麻酸、油酸等多不饱和脂肪酸，此外汉麻籽油中还含有挥发性油、多种矿物质元素、植物甾醇类、生育酚类、黄酮类等成分，因此汉麻籽油含有极高的营养价值[18-19]。亚油酸、α-亚麻酸、油酸等脂肪酸对心血管疾病、肥胖和糖尿病等具有潜在的功效。ω-3 脂肪酸可能在一些人类病理（如肥胖和2-型糖尿病）中发挥有益作用，还与降低中风、动脉粥样硬化以及心血管疾病的发病率有关。合理饮食并适当补充ω-3 脂肪酸，对预防和治疗心血管疾病至关重要[20]。此外，α-亚麻酸作为ω-3 长链多不饱和脂肪酸的前体物质，在人体内可以合成二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic acid，DHA）和二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid，EPA）两种活性因子，这两种物质是构成大脑细胞和人体神经细胞的主要成分，因此汉麻籽油还具有提高记忆力的功效[21]。有研究发现，汉麻籽油中的K 和Na 两种元素的比例较为理想，对癌细胞的繁殖具有一定的抑制作用[22]。此外，汉麻籽油中的植物甾醇类成分具有保护肝脏、预防骨质疏松、抗氧化、抗癌、抗菌、消炎等多种功效，由于植物甾醇和胆固醇存在竞争性作用，摄入适量的植物甾醇可以减少胆固醇的吸收，从而起到降血脂的作用[23-25]。生育酚是一种天然抗氧化剂，具有延缓衰老的作用，能增强皮肤的抗氧化能力[26-27]。
1.4 汉麻籽油的应用
汉麻籽油在食品、保健品、化妆品及生物柴油等方面具有广泛的应用。汉麻籽油含有丰富的不饱和脂肪酸，可作为凉拌油或制成胶囊，有效补充人体所需的亚麻酸[28]。魏月媛等[29]在脱脂奶中添加火麻仁油发酵制得火麻仁油酸奶，与脱脂酸奶相比，火麻仁油酸奶在酸度、持水力以及流变学性质上均有一定的改善，并且具有更加丰富的挥发性香气成分。汉麻籽油中的不饱和脂肪酸，具有较强的皮肤穿透能力，属于天然表面活性剂，适合作为护肤防晒用品的原料[30]。此外，汉麻籽油还具有抗氧化、保湿等功效[31]，将汉麻籽油添加到化妆品中，可以制成保湿霜、清洁霜、防晒霜、润肤霜、防冻霜及洗发护发产品等[13]。经过一系列的处理后，汉麻籽油可作为生物柴油原料油使用，与柴油相比，汉麻生物柴油降低了氮氧化合物、碳氢化合物和CO 的排放，同时增加了CO2和烟的排放量，并且显著提高了制动热效率[32]。在汉麻籽油的开发与应用上，实现富含功能性油脂原料及加工副产物的高值化利用及产业增值，具有广阔的前景。
2 汉麻籽蛋白2.1 汉麻籽蛋白的性质及组成
汉麻籽蛋白具有很高的营养价值，近20 年来人们对汉麻籽蛋白的研究越来越重视。汉麻籽蛋白主要由麻仁球蛋白（Globulin，GLB）和白蛋白（Albumin，ALB）组成，占比分别为65%～75%和25%～35%[33]。GLB 分子类似于六聚体结构，由酸性亚基和碱性亚基通过二硫键连接而成[34]，分子量为300 kDa 左右，其中酸性亚基和碱性亚基分子量分别约为33.0、20.0 kDa[35]。与GLB 相比，ALB 分子中的二硫键较少，因此结构更为松散，有较大的灵活性。此外，ALB 分子具有较大的溶解性和起泡性，但两者间的乳化性几乎无差别[36]。汉麻籽蛋白具有良好的起泡性、乳化性和聚集性，因此具有很好的加工潜力。
2.2 汉麻籽蛋白的提取
汉麻籽蛋白的提取方法包括碱溶酸沉法、水相酶解法等，其中碱溶酸沉技术是最常用的。张涛[37]利用优化后的碱溶酸沉法得到纯度较高的汉麻籽分离蛋白，产品的碱溶出率为86.95%，蛋白质得率为70.56%，溶解度为31.89%，蛋白质纯度为92.39%。水相酶解法涉及的酶种类较多，包括木瓜蛋白酶、风味酶、碱性蛋白酶、胃蛋白酶、胰酶等。宋淑敏等[38]利用木瓜蛋白酶和中性蛋白酶复合酶法制备汉麻籽多肽，水解度达27.23%。
2.3 汉麻籽蛋白的活性
汉麻籽蛋白主要有降血压、降胆固醇、促进细胞生长、与金属离子螯合、调节血糖、抗氧化等功效。Girgih等[39-40]利用自发性高血压大鼠作为动物模型，喂养不同酶解得到的汉麻籽蛋白（HPI），结果发现汉麻籽蛋白降低了大鼠的收缩压，并且不同产品的降压时间存在差异。胃蛋白酶和胰蛋白酶提取的汉麻籽蛋白能抑制3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶（3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzymeAreductase，HMGCoAR）的活性[41]，抑制前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶/kexin 9 型（proprotein convertase subtilisin/kexintype，PCSK-9）活性、降低低密度脂蛋白受体（low-density lipoprotein receptor，LDLR）胆固醇水平[42]。汉麻籽蛋白和汉麻分离蛋白均能与Zn2+结合，其中由风味蛋白酶降解得到的肽具有相对较高的结合能力[43]。小分子肽抑制血管紧张素转化酶（Angiotensin-converting enzyme，ACE）活性的效果更强[40]。通过模拟胃肠道吸收，表明DPP-IV 生成的汉麻籽水解蛋白（hemp protein hydrolysates，HPH）能抑制葡萄糖苷酶的活性。
碱性蛋白酶酶解得到的HPH 能有效增强α-葡萄糖酶的活性，同时得到分子量分别为287.2 Da 和568.4 Da的两种新寡肽，均能抑制血糖的生成[44-45]。不同蛋白酶（包括碱性蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶、复合蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶）酶解得到的HPH 具有一定的清除DPPH 自由基的能力，其中胃蛋白酶酶解得到的HPH 能力最强[46]。
2.4 汉麻籽蛋白的应用
目前市面上的汉麻籽蛋白产品较多，主要有蛋白饮料、功能性添加剂、营养补充剂以及各类保健产品。由于汉麻籽蛋白的低致敏性，可以将其用作其他蛋白产品的替代物。汉麻籽蛋白在食品中的应用主要包括5 大类，分别为面包产品、压榨类产品、蛋白饮料、婴幼儿奶粉和加工肉类产品。
汉麻籽蛋白可以替代米粉、面粉、小麦粉制作成饼干、面粉、面包等产品，一方面可以增加常量、微量营养物质，另一方面可以改善产品的质地结构，减少烘烤类产品结块等问题，也能缩短面团发酵时间，提高面包的制作效率[47-49]，也可做成压缩干粮、能量棒等压缩类产品，体积小，能量密度大，易携带，保存期长[14]。同时可将脱脂汉麻籽蛋白添加到玉米粒中做成玉米类零食产品[50-51]。汉麻籽蛋白可以添加到葡萄汁、水果醋、橙汁等饮料中，能抑制多巴胺的氧化、微生物的生长及炎症因子的表达[52-53]；另外也可以直接制作成植物蛋白饮料或者固体饮料。在婴幼儿产品方面，相比大豆蛋白、小麦蛋白等植物蛋白，汉麻籽蛋白在巴氏杀菌前添加到生牛乳中，可减少其降解，并增加酸奶的黏稠度。汉麻仁、汉麻籽分离蛋白也可做成奶制品、蛋白粉等婴幼儿产品。在肉制品的加工过程中也可以添加汉麻籽蛋白来提高肉制品的理化性质。汉麻籽蛋白在食品中利用的关键是保证其营养价值、功能特性、安全性、感官上的可接受性[54]。
3 汉麻籽纤维
汉麻籽中含有可溶性和不溶性纤维，大部分纤维存在于汉麻籽壳中，其中不溶性纤维包括纤维素、木质素、半纤维素，占不溶性纤维的比例分别为46%、31%、22%。可溶性纤维的特点是膨胀力大，可形成凝胶，并且可提高黏度[55]。原材料中可溶性纤维占比高时，食品加工利用的优势较大。可以通过一些加工技术（如挤压、加热或加压等）使长链多糖中的共价键断裂，改变纤维的溶解性，从而增加原材料的可利用率[56]。
目前对于汉麻籽纤维功效的研究较少，应用主要集中在食品方面。有研究表明，在制作馒头时添加一定量的汉麻籽纤维，馒头无粗糙感，并有特殊香味；在制作面条时添加一定量的汉麻籽纤维，面条更加耐煮，口感筋道。当pH 为10 时，汉麻籽面粉具有相对较高的溶解性、乳化性和起泡性，但究竟是汉麻籽中的蛋白、纤维或是其他成分引起的这种性质变化，还有待进一步研究[57]。此外，在制作面包、饼干、蛋糕、桃酥等烘焙食品时添加面粉量5%～10%的汉麻籽纤维，可以改良食品的口感；在制作乳饮品或饮料时添加汉麻籽纤维，可以使产品营养更加完善，长期食用具有疏通肠道、调节血脂、调节血糖等生理功效[14,58]。
4 汉麻籽多酚
不同栽培条件下生产的汉麻籽中总酚和总黄酮含量存在差别[9]。研究表明，汉麻籽壳中的总酚含量要高于汉麻仁[59]。目前虽然没有对汉麻籽不同部位总酚含量的比较研究，但与南瓜籽类似，汉麻籽各组分中酚类物质含量由多到少分别是汉麻籽壳、汉麻籽粕及汉麻籽油[58]。
一直以来，学者主要聚焦于汉麻籽蛋白和汉麻籽油的研究，但是其显著的抗氧化活性也引起了较多学者的关注。汉麻籽壳和仁中的总酚含量分别为0.92～13.93、0.39～1.56 mg GAE/100 mg[60]，主要的两种酚类物质是木脂素酰胺类物质和羟基肉桂酸[61]。木脂素酰胺类主要包括N-反式香豆酰基酪胺（N-trans-coumaroyl tyramine）、N-反式阿魏酰酪胺（N-trans-feruloyl tyramine）、N-反式咖啡酰酪胺（N-trans-caffeoyl tyramine）、大麻素A（Cannabisin A）、大麻素B（Cannabisin B）、大麻素C（Cannabisin C）、大麻素D（Cannabisin D）、大麻素E（Cannabisin E）、大麻素F（Cannabisin F）、大麻素G（Cannabisin G）、格罗斯酰胺（Grossamide）等[62]。目前在多酚类的功效研究上主要体现其清除自由基能力和抗氧化活性方面。同时，在作为食品添加剂或保健食品应用的安全性方面仍需进一步研究。
5 展望
目前对汉麻籽油脂和蛋白质的研究较广泛，但对汉麻籽壳中的其他物质（如纤维类物质等）的功能特性研究较少。对生物活性物质，如酚类、黄酮类、纤维等物质的研究及应用是未来研究的热点之一。现有动物试验和体外试验研究表明，汉麻籽成分对心血管、神经系统等具有潜在的保护作用，但研究结果存在相互矛盾之处，因此对汉麻籽安全性方面的研究需要进行人体试验[8]。此外，目前我国市场上的汉麻籽加工产品大多是初级加工产品，科技含量不高，未能充分体现其保健价值[63]，即在相应产品的精深加工方面无论是深度还是广度都需要突破汉麻籽功能成分在应用中的局限性，充分利用汉麻籽原料，提高汉麻籽的精深加工以及高附加值产品的开发，在综合利用汉麻籽的新技术、新工艺、新产品开发等方面，形成一套汉麻籽综合利用共性关键技术和理论，提高汉麻籽产业的竞争力，实现汉麻产业的现代化发展。
