《Food Chemistry: X》：An efficient and clean extraction approach for hazelnut oil with high ceramide: Enhanced biological properties and abundant flavor complexity
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本文针对提升榛子油（HO）功能性与风味的挑战，探索了亚临界水萃取（SWE）这一清洁高效技术。研究通过优化工艺显著提升了HO提取率，并系统比较了SWE-HO与商业、冷榨、索氏提取等不同方法所得油的差异。结果表明，SWE不仅能高效提取，更能显著富集神经酰胺（Cer）、总酚等生物活性成分，赋予产品更优的抗氧化与免疫激活能力，并形成独特的焦糖化风味。该工作为功能性植物油脂的绿色制备与高值化开发提供了重要的技术与理论支撑。
榛子，这种全球广受欢迎的坚果，不仅是重要的生态经济树种，其油脂更以高含量的不饱和脂肪酸，特别是油酸和亚油酸而备受推崇，具有显著的营养与健康促进特性。然而，在榛子油的提取上，传统方法面临着两难困境：机械压榨法虽能较好地保留油脂品质和感官属性，但提取效率往往偏低；而索氏提取法虽然得率高，却常常伴随着有机溶剂残留的风险，并需要复杂的精炼步骤。更重要的是，这些传统方法可能无法充分优化榛子油的风味轮廓，也未能最大化其作为功能性食品的潜力。有没有一种方法，能够在高效获取油脂的同时，更好地保留甚至增强其生物活性成分，并塑造独特的风味呢？来自西北农林科技大学的研究团队将目光投向了一种名为亚临界水萃取（SWE）的绿色技术。
亚临界水萃取利用在高温高压下性质发生改变的“亚临界水”作为萃取介质，其极性和离子积的改变使其能够高效地从植物材料中提取生物活性化合物。尽管SWE被视为一种清洁高效的替代方案，但其通常在高温下操作也引发了担忧：高温是否会降解营养成分、促进脂质氧化？它能否从榛子中释放出独特的芳香化合物？为了解答这些疑问，全面评估SWE法提取榛子油的理化性质和功能活性变得至关重要。这项发表在《Food Chemistry: X》上的研究，正是为了填补这一研究空白，为创新性植物油脂提取技术提供有价值的见解和参考。
研究人员开展了一项系统性的研究。他们首先通过单因素实验和响应面法（Box–Behnken设计）优化了SWE提取榛子油的工艺参数，最终确定了最优条件。接着，他们将在此最优条件下提取的SWE-榛子油（SW-HO），与市售精炼油（P-HO）、冷榨油（CP-HO）和索氏提取油（S-HO）进行了全方位的对比分析。评估涵盖了营养成分（脂肪酸、总酚）、理化性质（酸价、过氧化值等，傅里叶变换红外光谱FTIR，紫外-可见UV光谱，差示扫描量热法DSC，流变学和色度分析）、感官特性（电子鼻E-nose和气相色谱-质谱联用GC–MS）、脂质组学、生物活性（体外抗氧化性能-DPPH和ABTS自由基清除活性）以及免疫活性（细胞活力、吞噬活性和炎症信号因子分泌）。
3.1. 榛子油提取率的优化
通过单因素实验探讨了提取温度、时间和液固比对得率的影响。在此基础上，采用响应面设计建立了优化模型。方差分析表明，提取温度和时间对得率有极显著影响，而液固比的影响不显著。根据模型预测，最优条件为：提取温度210°C，时间30分钟，液固比1:10 g/mL。在此条件下进行验证实验，实际平均得率达到42.80%，与预测值高度吻合。
3.2. 榛子油的营养成分
3.2.1. 脂肪酸含量
四种榛子油的不饱和脂肪酸（UFA）含量均超过92%，其中S-HO和SW-HO的UFA含量最高。SW-HO的油酸（C18:1）含量与S-HO相当，且为最高。所有油样的动脉粥样硬化指数（AI）和血栓形成指数（TI）都很低，表明其具有潜在的心血管健康益处。
3.2.2. 总酚含量（TPC）
四种油的TPC存在显著差异。SW-HO的总酚含量最高，显著高于其他三种油。这归因于SWE法在高温下能更有效地释放和提取与榛子皮结合的酚类化合物。
3.3. 榛子油的理化性质
3.3.1. 品质特性
所有油样的过氧化值均合格。SW-HO的酸价显著高于其他样品，这可能与SWE高温条件下甘油三酯的水解有关。冷榨油（CP-HO）的碘值最高，表明其不饱和双键总数最多。
3.3.2. 光谱特性
FT-IR光谱显示四种油样的主要化学结构高度相似。UV光谱则显示出差异，SW-HO在250-300 nm波段的紫外吸收能力最强，这可能与其不饱和脂肪酸中的共轭双键有关。
3.3.3. 热分析
差示扫描量热法（DSC）显示，所有油样均呈现单一的熔融峰和结晶峰。SW-HO在结晶过程中表现出更高的结晶起始温度和更窄的半峰宽，表明其具有更大的结晶驱动力和更快的结晶动力学。
3.3.4. 流变学性质
所有榛子油在测试范围内均表现出典型的牛顿流体行为，表观粘度不随剪切速率变化。P-HO的粘度最高，S-HO的粘度最低。
3.3.5. 色度分析
SW-HO的亮度（L值）最低，红色度（a值）最高，颜色明显深于其他样品。这主要归因于SWE高温条件下发生的焦糖化反应、美拉德反应以及多酚等有色成分的共提取。
3.4. 感官分析
3.4.1. 电子鼻分析
电子鼻传感器响应和主成分分析（PCA）结果显示，SW-HO的挥发性成分谱与其他三种油样明显区分，表明SWE法显著改变了油的挥发性化合物组成，可能与水热过程中发生的美拉德反应和/或焦糖化反应有关。
3.4.2. 气相色谱-质谱（GC–MS）分析
共鉴定出147种挥发性化合物。SW-HO中醛类、酮类、呋喃类、吡嗪类和吡咯类的相对丰度较高。许多具有焦糖、烘烤、坚果香气的化合物，如多种吡嗪和呋喃衍生物，仅在SW-HO中被检测到。这证实了SWE过程能有效促进美拉德反应和焦糖化产物风味的形成，赋予SW-HO独特的风味特征。
3.5. 脂质组学
脂质组学PCA分析显示四种油样明显分离。在SW-HO中，神经酰胺（Cer）是最丰富的脂质类别，含量显著高于其他三种油。而甘油三酯（TG）的含量在SW-HO中则相对较低。差异脂质分析发现，与其它油相比，SW-HO中上调的脂质分子以神经酰胺为主。Cer(d18:0_18:2)、Cer(d18:0_16:0)等神经酰胺物种被确定为区分SW-HO与其他油的潜在生物标志物。
3.6. 生物活性
3.6.1. 抗氧化能力
SW-HO的DPPH和ABTS自由基清除能力均显著强于其他三种油，其半数抑制浓度（IC50）值也最低，表明SW-HO具有最强的抗氧化活性。这与其高总酚含量密切相关。
3.6.2. 免疫分析
细胞毒性实验表明，在测试浓度范围内，四种榛子油对NIH3T3和RAW264.7细胞均无毒性，且SW-HO在较高浓度下能促进RAW264.7细胞增殖。在免疫活性方面，所有榛子油均能以剂量依赖的方式增强RAW264.7巨噬细胞的吞噬活性，其中SW-HO的效果最为显著。在炎症信号因子分泌方面，SW-HO能有效促进一氧化氮（NO）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-6（IL-6）的分泌，且在400 μg/mL浓度下，其诱导的NO分泌水平与脂多糖（LPS）刺激组相当，诱导的TNF-α和IL-6水平甚至超过LPS组。这表明SW-HO具有显著的免疫激活效应。
3.7. 相关性分析
相关性分析表明，SW-HO的神经酰胺含量和总酚含量与其抗氧化能力（DPPH和ABTS的IC50值）呈负相关，即这些成分含量越高，抗氧化能力越强。同时，总酚含量、神经酰胺、不饱和脂肪酸和油酸与NO、TNF-α、IL-6的分泌呈正相关，表明这些成分可能共同贡献了SW-HO的免疫激活活性。
本研究成功优化了亚临界水萃取（SWE）榛子油的工艺，在210°C、30分钟、液固比1:10 g/mL条件下获得了42.80%的高提取率。与市售、冷榨和索氏提取的榛子油相比，SWE法提取的油（SW-HO）在多个方面展现出独特优势。在风味上，SW-HO富含呋喃、吡嗪等物质，形成了独特的烘烤、坚果和焦糖化香气。在营养成分和生物活性上，SW-HO含有显著更高的总酚和神经酰胺（Cer）含量，这使其具备了卓越的体外抗氧化能力和强大的免疫激活潜力，能显著增强巨噬细胞的吞噬功能并促进促炎细胞因子分泌。脂质组学分析进一步确认了神经酰胺是SW-HO区别于其他油的标志性成分。
这项研究的意义在于，它首次系统揭示了SWE技术用于榛子油提取时，不仅是一种高效、清洁的物理方法，更能主动“塑造”和“增强”最终产品的特性。该技术通过高温水介质环境，引发了原料中成分的转化与反应（如美拉德反应、焦糖化反应），从而创造出了传统方法无法获得的风味复杂性。同时，它还能选择性地富集如神经酰胺这类具有重要生理功能的生物活性脂质。因此，SWE为生产具有特定风味和增强功能特性的高品质榛子油提供了一种创新解决方案。研究结果不仅为榛子油的功能性制备与开发提供了扎实的理论与技术基础，也为其他植物油脂的绿色、高值化加工提供了新的思路。当然，研究也指出了SWE工艺在能耗、油品色泽较深以及潜在热致污染物等方面存在的挑战，为未来的工艺改进和安全性评估指明了方向。总体而言，这项工作成功地将一种提取技术提升到了“风味与功能设计师”的层面，展现了食品加工创新在提升传统农产品附加值方面的巨大潜力。
