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基于气相色谱-飞行时间质谱分析花生油成分

2020-09-10黄丹彤刘晓艳钱敏

农产品加工·下 2020年1期
关键词:衍生物有机酸花生油

黄丹彤 刘晓艳 钱敏

摘要:采用GC-TOFMS技术分析花生油的成分,鉴定出有机酸40种,氨基酸及其衍生物9种,醇类及酯类均为7种,酮类6种,糖类及其衍生物5种,酚类、醛类、胺类均为2种,烯类1种,其他10种,共91种化合物。结果表明,有机酸在花生油中的相对含量最高,且数量最多。此外,醇类、氨基酸及其衍生物、酯类等也具有较高的相对含量和化合物数量。研究结果为花生油产品开发和品质控制提供了技术支撑。

关键词:花生油;成分;飞行时间质谱;有机酸;氨基酸;醇类;酯类;酮类

中图分类号:TS227      文献标志码:A    doi:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2020.01.051

Abstract:The components of peanut oil were detected and analyzed by GC-TOFMS. The results showed that a total of 91 flavor components were identified,including 40 organic acid,9 amino acids and their derivatives,7 alcohols,7 esters,6 ketones,5 sugars and their derivatives,2 phenols,2 aldehydes,2 amines,1 alkenes and 10 others. Organic acids have the highest relative content and largest amount of components in this oil,followed by alcohols,eaters,amino acids and their derivatives. The results provided technical support for the development and quality control of peanut oil.

Key words:peanuts oil;components;time of flight mass spectrometry(TOFMS);organic acid;amino acids;alcohols;esters;ketones

0   引言

飛行时间质谱(Time of flight mass spectrometry,TOFMS)作为质谱技术的一种,具有灵敏度高、可检测的分子量范围大、扫描速度快、仪器结构简单等优点,且能自动给出分子和碎片离子的元素组成以简化解谱过程等特点[1],实现化合物的快速筛查,提高痕量物质鉴定的准确性[2-3],对组分复杂试样的分析具有独特优势。

花生又名长生果,能健脾胃,饮食难消者宜之[4],是重要的食用植物资源。花生油(Peanut oil)淡黄透明,色泽清亮、气味芬芳、滋味可口,是一种比较容易消化的食用油。采用TOFMS技术对花生油的成分进行分析,研究结果为花生油产品开发和品质控制提供了技术支撑。

1   材料与方法

1.1   材料

花生油,当地市场采购。

1.2   试剂

甲醇,HPLC,CNW Technologies;氯仿,HPLC,Adamas;吡啶,HPLC,Adamas;甲氧铵盐,AR,TCI;L-2-氯苯丙氨酸,≥98%,上海恒柏生物科技提供;BSTFA(with 1% TMCS,V/V),REGIS Technologies;饱和脂肪酸甲酯,Dr. Ehrenstorfer;正己烷,HPLC,CNW Technologies。

1.3   仪器与设备

气相色谱,7890B,Agilent;质谱仪PEGASUS HT,LECO;色谱柱DB-5MS(30 m×250 μm×0.25 μm),Agilent;离心机,Heraeus Fresco17,Thermo Fisher Scientific;超低温冰箱,Forma 900 series,Thermo Fisher Scientific;BSA124S-CW型分析天平、JXFSTPRP-24型研磨仪,上海净信科技有限公司产品;明澈D24 UV型纯水仪;PS-60AL型超声仪,深圳市雷德邦电子有限公司产品;DHG-9023A型烘箱,上海一恒科学仪器有限公司产品;LNG-T98型真空干燥仪,太仓市华美生化仪器厂产品。

1.4   试验方法

1.4.1   物质提取

(1)取样品10 μL于1.5 mL EP管中,加入     1 000 μL正己烷,再加入L-2-氯苯丙氨酸5 μL,涡旋30 s。

(2)超声处理10 min(冰水浴)。

(3)将样品于4 ℃下以转速12 000 r/min离心15 min。

(4)小心移取100 μL上清液于1.5 mL EP管中。

1.4.2   提取物衍生

(1)在真空浓缩器中干燥提取物。

(2)向干燥后的代谢物中加入40 μL甲氧胺盐试剂(甲氧胺盐酸盐,溶于吡啶20 mg/mL),轻轻混匀后,放入烘箱中,于80 ℃下孵育30 min。

(3)向每个样品中加入60 μL BSTFA(含有1% TMCS,V/V),将混合物置70 ℃下孵育1.5 h。

(4)随机顺序上机检测。

1.4.3   上机检测

Agilent 7890气相色谱-飞行时间质谱联用仪配有Agilent DB-5MS毛细管柱(30 m×250 μm× 0.25 μm,J&W Scientific,Folsom,CA,USA),GC- TOF-MS具体分析条件如下:

进样量1 μL,分流模式(Front Inlet Mode):Splitless Mode,隔垫吹扫流速3 mL/min,载气Helium,色谱柱:DB-5MS(30 m×250 μm×0.25 μm),柱流速1 mL/min,柱箱升温程序50 ℃保持1 min,以10 ℃/min的速度升温到310 ℃,保持8 min,前进样口温度280 ℃,传输线温度280 ℃,离子源温度250 ℃,电离电压-70 eV,质量范围50~500 m/z,扫描速率12.5 spectra/s;溶剂延迟6.03 min。

1.5   数据处理

使用Chroma TOF软件(V 4.3x,LECO)对质谱数据进行了峰提取、基线矫正、解卷积、峰积分、峰对齐等分析[5]。对物质定性工作中,使用了LECO-Fiehn Rtx5数据库,包括质谱匹配及保留时间指数匹配。

2   结果与分析

2.1   花生油成分的TOF-MS分析

参考相关文献报道的分析条件及依据TOF-MS的基本原则,对花生油中挥发性成分的TOF-MS分析方法进行优化。

GC-TOFMS分析获得的总离子流图见图1。

2.2   花生油的成分分析

2.2.1   花生油成分的种类与相对百分比含量

通过Pegasus 4D工作站质谱库的自动检索,在花生油中共分离出200多个样品峰。通过相似度、保留时间及手动对比分析,从花生油样品中鉴定   ;出91种成分。根据化学结构的差异,可将其分为11类,分别是有机酸、醇类、氨基酸及其衍生物、胺类、酯类、糖类及其衍生物、酮类、烯类、醛类、酚类及其他。

花生油中化合物的种类见图2。

由图2可见,花生油的成分中,有机酸的数量最多为40种,氨基酸及其衍生物次之为9种,醇类及酯类均为7种,酮类6种,糖类及其衍生物5种,酚类、醛类、胺类均为2种,烯类1种,其他10种。

花生油的成分及其相对百分比含量水平见图3。

由图3可见,花生油中含量最丰富的化合物是有机酸(84.69%),醇类化合物(3.30%)次之,此外,氨基酸及其衍生物(2.30%)、酯类化合物    (2.06%)、胺类化合物(2.07%)和糖及其衍生物类化合物(0.98%)的含量也较为丰富,而酮类     (0.65%)、烯类(0.33%)、醛类(0.21%)和酚类(0.19%)的含量较少。

2.2.2   花生油的香气成分与相对含量

花生油分析鉴定出的主要物质见表1。

由表1可见,花生油中硬脂酸、3 -羟基丙酸和油酸含量较高,其相对含量占24.67%,23.64%和10.03%。此外,棕榈酸(软脂酸)、亚油酸和二十二酸(山嵛酸)的含量也比较高。这与胡彦和郑振佳等人[6-7]的研究结果基本一致。

花生油中醇的含量也很高,其中丙三醇、豆甾醇、叶绿醇等的含量分别占2.17%,0.51%和0.26%。

花生油还含有大量的氨基酸及其衍生物,其中含量最高的氨基酸是瓜氨酸(0.77%),此外4 -氨基丁酸(0.31%)的含量也很高。4 -氨基丁酸即γ -氨基丁酸(Gaba),是一种重要的功能性氨基酸,具有降低血压、改善脑功能、增强记忆力的生理活性[8-9]。

花生油中的酯類主要是核糖酸- 1,4 -内酯、2 -十八烯酸单甘油酯和1 -棕榈酸单甘油酯等,均为长链脂肪酸酯。

花生油中还检测到一定量的赤藓糖(0.20%)。赤藓糖是一种稀有糖,可作为食品添加剂、化妆品原料、医药前体化合物等,用途广泛且使用量大,具有较高的工业应用价值[10]。

花生油中角鲨烯的含量较高(0.33%),角鲨烯又称鲨烯,是一种开链三萜类化合物,因最初从鲨鱼肝油中提取得到故得名。据报道,角鲨烯具有抗氧化[11-13]、抗肿瘤[14-15]、提高缺氧耐受力[16-17]、抗心血管疾病[18-20]、抗菌消炎等作用[21-22]。尤其是能有效抑制化学诱导的啮齿目动物的乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、肺癌和皮肤癌等多种癌症的发生[23]。

试验所用的压榨花生油的风味不同于市场上常见花生油的糊香或烘烤香味,呈现出一种独有的丰满且让人愉悦的甜香味,这可能与苯乙醛等具有甜香型风味的挥发性物质含量较高有关,特别是苯乙醛有浓郁的玉簪花香气,具有类似风信子的甜清香气味[24],Walradt J P等人[25]研究发现,苯乙醛对熟花生甜的芳香味贡献较大[26]。

3   结论

采用GC-TOFMS技术分析了花生油的组分,鉴定出包括有机酸40种,氨基酸及其衍生物9种,醇类及酯类均为7种,酮类6种,糖类及其衍生物     5种,酚类、醛类、胺类均为2种,烯类1种,其他10种,共91种化合物。研究表明,有机酸在花生油中的相对含量最高,且数量最多。此外,醇类、酯类、氨基酸及其衍生物等也具有较高的相对含量和化合物数量,研究结果为花生油产品开发和品质控制提供了技术支撑。

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