沙棘油是一种提取自沙棘籽、沙棘果肉或沙棘全果的特种油脂,不同部位油脂在物质组成上具有较大差异,但均富含多不饱和脂肪酸、维生素E、植物甾醇、类胡萝卜素和酚类化合物等多种营养成分,具有多种生物活性和药理作用,有着广阔的应用前景。然而,沙棘籽或沙棘果含油量较低,因品种和地域等因素影响一般为1.4%~13.7%,且现有提取工艺难以富集油脂中的营养成分,营养功能研究深入不够,限制了其深度开发与利用,因而开展沙棘油提取新工艺研究,以提高沙棘油提取得率、促进营养成分在油中溶入,并进行功能活性评价,对于提升沙棘油营养品质以及深度开发利用具有重要意义。本论文分别以沙棘籽、沙棘果肉及沙棘全果为原料,首先以油脂得率、酸价、过氧化值为基础指标,建立了微波预处理溶剂提取(MPE)和加速溶剂萃取(ASE)沙棘油新工艺;在此基础上对比了两种新工艺与常规溶剂提取(SE)、超声波辅助溶剂提取(UAE)工艺对油脂主要理化品质、营养品质的影响规律,并探讨了影响沙棘油热稳定性及抗氧化活性的关键物质基础;最后,选用具有与人类类似视网膜黄斑结构的青紫蓝兔作为光损伤模型,采用微波预处理溶剂提取沙棘籽油、果肉油及全果油,从视觉功能调节、视网膜细胞保护、抗氧化作用、炎症因子调节、细胞凋亡蛋白调控等方面探讨其对视网膜光损伤的保护作用,旨在为沙棘油得率提高、营养品质改善及保护眼睛功能食品的研发提供理论依据和技术支撑。获得的主要研究结果如下:(1)建立了沙棘油提取新工艺:以兼顾油脂得率和品质指标为目的,建立了微波预处理溶剂提取新工艺,在固定微波频率2450 MHz、功率强度560 W/120g的条件下,优化得出沙棘籽、沙棘果肉和沙棘全果最优的微波预处理时间分别为2 min、2 min、3 min,在此条件下,得率分别是7.94%、5.73%和6.91%,与常规溶剂提取相比分别增加了9.36%、3.61%和7.13%,在此条件下三种油脂过氧化值分别是1.77、2.86和1.82 mmol/kg,酸价分别是7.55、9.13和8.56 mg KOH/g。建立了加速溶剂萃取新工艺,经正交优化得到沙棘籽油最佳提取条件为:萃取温度90℃、静态萃取时间5min、萃取次数2次;沙棘果肉油为:萃取温度90℃、静态萃取时间7min、萃取次数3次;沙棘全果油为:萃取温度100℃、静态萃取时间7min、萃取次数3次。在此条件下,得率分别是7.21%、6.12%和6.92%,除籽油外,与常规溶剂提取相比分别增加了10.67%和7.29%,过氧化值分别是1.39、2.87和1.58 mmol/kg,酸价分别是13.01、13.38和11.57 mgKOH/g,两种新工艺的理化指标均显著优于现有行业标准。(2)阐明了沙棘油提取工艺对其理化品质和营养品质的影响:对比测定了2种新工艺与常规溶剂提取(SE)、超声波辅助溶剂提取(UAE)工艺对不同部位沙棘油理化品质和营养成分的影响,四种工艺获得油脂的酸价、过氧化值、K232和K270的高低顺序均为果肉油>全果油>籽油,p-茴香胺值为全果油>果肉油>籽油,因此籽油的理化品质优于果肉油和全果油;不同部位油脂营养成分含量具有较大差异,其中对于α-亚麻酸和异油酸(C18:1n-7)含量,籽油分别为30.92~31.56%和未检出,果肉油为2.07~2.17%和7.92~8.01%,全果油为11.77~13.55%、4.96~5.37%;植物甾醇以籽油中含量最高,总量为1617~1906 mg/100g,显著高于果肉油和全果油,且均以β-谷甾醇、△5燕麦甾醇为主;而类胡萝卜素、维生素E均以果肉油含量最高,籽油最低,其中果肉油中叶黄素、番茄红素和β-胡萝卜素含量分别为68.49~92.06、45.94~68.07、85.49~104.82 mg/100g,分别是籽油的4倍、2倍和7倍以上;总酚以全果油含量最高,籽油最低。进一步比较四种提取工艺的差异,结果表明新工艺新工艺对总酚的富集效果极为显著,与SE工艺相比,ASE、MPE、UAE提取的籽油分别增加2.37倍、1.11倍和0.26倍,果肉油增加2.34、0.25和0.27倍,全果油增加2.76倍、0.31倍和0.12倍;类胡萝卜素含量也有较明显的增加,籽油中分别增加0.68倍、0.67倍、0.50倍,全果油分别增加0.09倍、0.27倍和0.12倍,而果肉油则变化不显著;对维生素E的富集也以ASE效果最好;对于植物甾醇的富集则以MPE工艺最好,与SE工艺相比,籽油、果肉油、全果油分别增加3.9%、23.9%和22.9%;以上结果表明不同提取工艺对沙棘油中营养成分的富集具有不同的作用,其中ASE在整体上的富集效果最好,但该工艺对酸价、p-茴香胺值、K232和K270等理化指标会产生一定的影响。(3)阐明了沙棘油提取工艺对其热稳定性和抗氧化活性的影响:就不同工艺得到的不同部位油脂而言,氧化诱导时间长短和氧化起始温度高低的顺序均为果肉油>全果油>籽油,表明果肉油的热稳定性最高,籽油最低;在DPPH体系、ABTS体系和FRAP体系中,果肉油和全果油的抗氧化能力明显高于籽油;在FIC体系中,果肉油和全果油的抗氧化能力低于籽油。就提取工艺而言,四种工艺对提高沙棘油热稳定性的能力大小依次为ASE>MPE>UAE>SE;在DPPH、ABTS、FRAP和FIC四个体系中,油脂抗氧化活性大小顺序为ASE>MPE>UAE>SE,就籽油而言,ASE、MPE、UAE提取油脂的DPPH值分别是SE的2.77倍、1.45倍和1.18倍;ABTS值分别是SE的4.28倍、2.21倍和1.21倍;FRAP值分别是SE的3.11倍、1.76倍和1.12倍;FIC值分别是SE的2.36倍、1.66倍和1.12倍,果肉油和全果油也保持了较为一致的变化趋势,以上结果表明ASE、MPE两种新工艺可作为提高沙棘油热稳定性和抗氧化活性的有效手段。通过将油脂的物质组成与氧化稳定性和抗氧化活性进行相关性分析可知,不饱和脂肪酸与氧化诱导时间、氧化起始温度的相关性系数分别为-0.814、-0.910,维生素E、类胡萝卜素和总酚与氧化起始温度的相关性系数分别为0.962、0.861和0.714,与氧化诱导时间的相关性系数分别为0.858、0.686和0.626;总酚与DPPH、ABTS、FRAP的相关性系数分别为0.975、0.995、0.998,以上结果表明不饱和脂肪酸是导致油脂氧化稳定性下降的主要因素,而通过富集油脂中的抗氧化活性成分,可显著增加油脂的氧化稳定性和抗氧化能力。(4)开展了沙棘油对青紫蓝兔视网膜光损伤的预防作用研究:实验结果表明沙棘籽油、果肉油及全果油对光诱导的视网膜视杆细胞和视锥细胞损伤均有保护作用,且均能增加视网膜ONL厚度,与模型对照组相比,籽油组、果肉油组和全果油组的ONL层厚度分别增加了15.09%、12.54%和30.31%;具有调节氧化应激、增加抗氧化酶含量、减少自由基水平的作用,CAT分别增加了27.31%、17.10%和21.06%,SOD含量分别增加了39.37%、37.63%和40.77%,而3-硝基酪氨酸分别减少了23.83%、2.59%和5.70%;能提高抗氧化基因调控水平,视网膜中HO-1和Nrf-2 mRNA表达量分别增加了103.16%和86.73%、51.58%和9.73%、91.58%和56.64%;具有降低促凋亡蛋白Bax表达水平,升高抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平的作用,能显著抑制视网膜Caspase-3表达和感光细胞凋亡,视网膜Caspase-3表达分别降低了46.0%、34.0%和6.0%;能抑制炎症因子的生成,沙棘籽油组、果肉油组和全果油组视网膜中IL-1βmRNA水平分别降低了18.13%、31.6%和33.3%;且能降低视网膜组织膜血管内皮生长因子含量,改善视网膜微循环。以上结果表明,沙棘油对青紫蓝兔视网膜光损伤具有一定的预防保护作用,可以开发为眼睛保护功能食品素材。