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漆树籽油脂肪酸组成及其油脂伴随物分析

2022-09-09武利梅吴丽华赵晶晶毛振涛李建科

中国粮油学报 2022年7期
关键词:漆树甾醇籽油

武利梅,吴丽华,,赵晶晶,李 洁,毛振涛,余 玲,李建科

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院1,西安 710119) (西安市粮油质量检验中心2,西安 710003) (陕西秦乔农林生物科技有限公司3,商洛 726000)

漆树[Toxicodendronvernicfluum(Stokes) F.A. Barkley] 漆树科(Anacardiaceae)漆树属(Toxico-dendron)双子叶植物,中国漆树资源占世界总量的90%以上,是亚洲独有树种,也是中国特有经济林树种[1,2]。漆树除了生产生漆,漆树籽产量也很大,中国漆籽年产量约150万t以上,漆树籽富含油脂,漆籽可以提取加工成漆树籽油,具有特有的香气,在民间已有几十年的食用历史[3,4,7]。漆树籽油中丰富的亚油酸和不饱和脂肪酸,是一种营养及健康功能较高的食用植物油[5,6]。

关于漆树籽油的研究主要集中在脂肪酸的分析,关于漆树籽油油脂伴随物等微量功能营养成分的研究鲜见报道。陕西秦巴山区是我国最主要的漆树林带之一,本研究以陕西秦巴山区漆树籽为原料,研究了漆树籽油中脂肪酸组成以及油脂伴随物等微量功能营养成分,为全面认识漆树籽油的营养功能价值,进一步开发利用漆树籽油提供参考。

1 材料与方法

1.1 试剂与材料

漆树籽油、角鲨烯(≥99.5%)、角鲨烷(≥99.2%);维生素E标准品: δ-生育三烯酚(≥97%),β-生育三烯酚(≥97%),γ-生育三烯酚(≥97%),α-生育三烯酚(≥97%),δ-生育酚(≥98%),β-生育酚 (≥95%),γ-生育酚(≥98%),α-生育酚(≥98%);植物甾醇标准品: 菜油甾醇(≥97%),豆甾醇(≥95%),β-谷甾醇(≥98%),羽扇豆醇(≥97%),羊毛甾醇(≥97%),β-香树精(≥97%);没食子酸(≥98% );丙酮、甲醇、正己烷均为色谱纯;氢氧化钾、无水乙醇均为分析纯;二醇基固相萃取柱(500 mg,3 mL);中性氧化铝(500 mg,3 mL)。

1.2 仪器设备

GC-14C气相色谱仪,配氢离子火焰(FID)检测器,Evolution 300紫外分光光度计;Agilent 7890B-7000C气相色谱质谱联用仪,Agilent 1200液相色谱仪,气相色谱柱DB-5MS毛细管柱(30 m×250 μm×0.32 μm),HP-5(30 m×320 μm×0.25 μm ),Infinity Lab Poroshell 120 PFP(4.6×250 mm 4-Micron)。

1.3 实验方法

1.3.1 脂肪酸组成的测定

参照GB 5009.168—2016[8]方法对脱色前后的漆树籽油进行甲酯化处理,并利用气相色谱仪分析其脂肪酸组成。

气相色谱条件:色谱柱:DB-225MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.2 μm );升温程序:170 ℃保持1 min,以15 ℃/min升到200 ℃保持1 min,再以1 ℃/min的升到220 ℃保持15 min;进样口温度230 ℃ ,检测器温度250 ℃,分流比20∶1。

1.3.2 植物甾醇和角鲨烯的测定1.3.2.1 植物甾醇和角鲨烯的提取

称取油样0.2 g,用5 mL正己烷溶解,振荡10 min后,加30 mL 0.5 mol/mL氢氧化钾-乙醇溶液,沸水浴回流皂化30 min,皂化结束后加入5 mL乙醇取出,流水迅速冷却至室温。将皂化液加于活化好的中性氧化铝柱中,先用5 mL乙醇洗提,再用20 mL正己烷溶液洗提,流速1.2 mL/min,收集洗脱液。将洗脱液旋干,用2 mL正己烷定容,过0.22 μm有机滤膜于样品瓶中,置于-20 ℃下保存待测。每份样品重复测定3次,取平均值。

1.3.2.2 GC-MS分析条件

色谱柱:DB-5MS石英毛细管柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm );升温程序:180 ℃保持1 min,以15℃/min升至280 ℃保持40 min;柱流速:1 mL/min;进样口:280 ℃,分流比50∶1,进样体积1.0 μL。

质谱部分:接口温度300 ℃,离子源温度230 ℃,电离方式:EI源,电离电压70 eV,采用全扫描模式进行定量。

1.3.3 维生素E含量的测定1.3.3.1 维生素E的提取

称取油样0.5 g,5 mL正己烷溶解,加入10 mL 90%甲醇水,9 200 r/min均质90 s,10 000 r/min 4 ℃下离心5 min,收集水醇层于25 mL容量瓶中,重复2次,最后定容到25 mL过0.22 μm滤膜,待测,为防止光对维生素E的影响,整个操作处于避光环境。

1.3.3.2 HPLC分析条件

色谱柱:InfinityLab Poroshell 120 PFP(4.6×250 mm 4-Micron);流动相:90∶10甲醇水等度洗脱;流速:0.8 mL/min;进样量:10 μL;柱温:35 ℃。

检测器:荧光检测器(激发波长294 nm,发射波长328 nm)。

1.3.4 总酚的测定1.3.4.1 总酚的提取

称取油样0.5 g(±0.001 g),用5 mL正己烷溶解,分别用6 mL甲醇和6 mL正己烷活化二醇基固相萃取柱,上样,5 mL正己烷淋洗柱子2次,再用10 mL无水甲醇洗脱,收集洗脱液,旋蒸,甲醇定容2 mL,待测。

1.3.4.2 总酚含量的测定

用没食子酸标准品配制质量浓度为1、2、5、10、20、30 μg/mL的工作液,测定总酚含量。

吸取1.3.4.1中定容液、没食子酸工作液、水各 1 mL于10 mL棕色离心管中,加入1 mL 10%福林酚,暗处静置反应3 min后,加入3 mL碳酸钠溶液(7.6%),避光反应1 h后过0.22 μm有机滤膜,在765 nm波长下测定其吸光度,根据外标法计算油样中总酚含量。

2 结果与分析

2.1 漆树籽油脂肪酸组成分析结果

表1和表2分别是漆树籽油脱色前后脂肪酸的组成和相对含量,可以看出,漆树籽油主要含有12种脂肪酸,其组成和玉米油相似。漆树籽油中饱和脂肪酸与单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的比例为1∶1.5、4.5,饱和脂肪酸主要是棕榈酸9.8%,不饱和脂肪酸主要是亚油酸,占脂肪酸质量分数的一半以上,为62.8%,油酸占比21%。目前已知亚油酸质量分数最高的是红花籽油,为77%[9]。亚油酸作为人体必需的脂肪酸之一,在人体内可进一步衍化成花生四烯酸(AA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等具有良好健康功能的多不饱和脂肪酸[10]。此外,具有预防二型糖尿病和良好的消炎作用的棕榈油酸[11],在漆树籽油中的质量分数占到0.7%左右。

表1 未脱色漆树籽油脂肪酸组成及相对含量

表2 脱色漆树籽油脂肪酸组成及相对含量

2.2 漆树籽油油脂伴随物分析

2.2.1 12种油脂伴随物线性范围、检出限和定量限

在已建立的检测条件下,角鲨烯采用内标法定量,其余物质采用外标法进行定量,横坐标为各目标化合物的质量浓度x(μg/mL),目标物质的峰面积(y)为纵坐标进行线性回归,同时对目标化合物的检出限、定量限进行考察,结果见表3。

表3 植物甾醇、角鲨烯和维生素E的线性范围、检出限、定量限(n=5)

续表3

由表3可知,在线性范围内,目标物质的质量浓度与峰面积的线性关系良好,回归系数均大于0.996。检出限和定量限分别以3倍和10倍的信噪比计算,植物甾醇、角鲨烯的检出限是0.1~0.25 μg/mL,定量限是0.17~0.83 μg/mL,维生素E的检出限是0.02~0.05 μg/mL,定量限是0.07~0.17 μg/mL。说明气相色谱质谱检测植物甾醇和角鲨烯,液相色谱检测维生素E灵敏度较低,可以对漆树籽油中植物甾醇、角鲨烯及维生素 E进行定量分析。

2.2.2 漆树籽油中角鲨烯、植物甾醇和维生素E的测定结果

图1和图2分别是角鲨烯和植物甾醇标准物质和漆树籽油的气相色谱质谱总离子流图。检测结果显示漆树籽油中不含有角鲨烯,含有8种植物甾醇,分别是菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇、δ5-燕麦甾醇、β-香树精、羽扇豆醇、β-扶桑甾醇、柠檬二烯醇。

注:1为菜油甾醇;2为豆甾醇;3-β为谷甾醇;4为羊毛甾醇;5为β-香树精;6为羽扇豆醇。图1 植物甾醇混合标准物质GC-MS总离子流图

注:1为菜油甾醇;2为豆甾醇;3为β-谷甾醇;4为羊毛甾醇;5为β-香树精;6为羽扇豆醇;7为β-扶桑甾醇;8为柠檬二烯醇。图2 漆树籽油的GC-MS总离子流色谱图

由表4可知,漆树籽油中含有丰富的β-谷甾醇,漆树籽油脱色前含量可达到343 8.67 mg/kg,可以与芝麻油相媲美[12],脱色后其含量仍可达到250 6.46 mg/kg。其中β-扶桑甾醇、柠檬二烯醇通过质谱检索得出,主要存在于中药材中[13,14]。在常见的植物油鲜见对β-扶桑甾醇有报道,β-扶桑甾醇是β-谷甾醇的同分异构体,其抗生育活性更加明显[15],且对胃癌细胞株的增殖在一定程度上有抑制作用[16]。Lucía 等[17]检测出橄榄油中含有柠檬二烯醇,但其原料产地源于国外,目前以国内橄榄为原料的橄榄油很少检测出柠檬二烯醇。研究表明柠檬二烯醇可能通过阻断SARS-CoV-2病毒蛋白合成,阻止病毒进入宿主细胞,抑制相关炎症因子的表达发挥作用[18]。在漆树籽油中发现这两种特殊植物甾醇,具有重要的意义。

表4 漆树籽油脱色前后植物甾醇和维生素E含量(n=6)

维生素E(包括α-T,β-T,γ-T,δ-T 4种生育酚和α-T3,β-T3,γ-T3,δ-T3 4种生育三烯酚)是人体主要的脂溶性抗氧化剂[19]。摄入一定量的维生素E可降低心血细管疾病,延缓细胞衰老,但它们不能由人体合成,必须从饮食中获得,主要来源之一便是植物油[20]。

图3是维生素E标准品和漆树籽油HPLC色谱图,未脱色漆树籽油检测出1种生育三烯酚和3种生育酚,分别为δ-生育三烯酚,δ-生育酚,β-生育酚,γ-生育酚。未脱色漆树籽油的维生素E含量为(645.06±16.12) mg/kg,其中δ-生育酚含量最高,含量为(435.12±10.94) mg/kg,脱色后含量降为(190.61±16.60) mg/kg。其次是γ-生育酚,未脱色前含有(202.89±4.72) mg/kg,脱色后为(47.25±4.29) mg/kg。

注:1为δ-生育三烯酚;2为β-生育三烯酚;3为γ-生育三烯酚;4为α-生育三烯酚;5为δ-生育酚;6为β-生育酚;7为γ-生育酚;8为α-生育酚。图3 维生素E标准品和漆树籽油HPLC色谱图

大多数植物油主要的维生素E是活性最强的α-生育酚,如葵花籽油[21]、橄榄油、红花籽油、芝麻油[22]、亚麻籽油[23]等植物油主要为γ-生育酚。由表4可知,漆树籽油中主要的维生素E是δ-生育酚,占到了总维生素E的65%以上。δ-生育酚的强抗氧化性较好的保证了漆树籽油的品质,同时δ-生育酚抗炎症[24]的作用和作为多数维生素E制剂中促进健康的限制因素[25]使漆树籽油更具营养和药用价值。所以,漆树籽油可作为提取δ-生育酚的重要来源之一。

2.2.3 漆树籽油中总酚含量测定结果

采用福林酚法进行总酚含量的测定,测得没食子酸标准曲线的回归方程为y=0.009 1x+0.008 4,R2=0.998,未脱色前漆树籽油总酚含量为(176.11±17.42) mg/kg,经过脱色工艺后含量降到(141.99±10.6) mg/kg。

2.3 精炼过程中脱色对漆树籽油成分的影响

脱色作为植物油精炼过程中的一道工序,主要的影响因素是脱色剂的类型及含量等[26]。由表1、表2可知漆树籽油经过脱色精炼工艺处理后,其脂肪酸组成和相对含量并没有发生明显变化。

由图4和图5可以发现,漆树籽油在脱色过程对植物甾醇、维生素E、总酚的种类没有影响,但是含量均有一定程度降低,尤其是δ-生育酚、γ-生育酚、β-谷甾醇,损失率分别为56%、76%、27%,这可能是在脱色过程中脱色剂的吸附和催化,导致维生素E和甾醇酯发生水解,以及脱色前脱酸和脱胶工序中皂脚和胶质的吸附。

图4 漆树籽油脱色前后植物甾醇含量的对比

图5 漆树籽油脱色前后维生素E和总酚含量的对比

3 结论

本实验研究发现,漆树籽油不仅是一种高亚油酸植物油外,还含有大量的油脂伴随物等功能微量营养成分,如,β-谷甾醇在漆树籽油中含量达(3 438.67±35.56) mg/kg,δ-生育酚在漆树籽油中含量达(435.12±10.94) mg/kg,植物多酚在漆树籽油含量为(76.11±17.42) mg/kg。同时,发现漆树籽油含有特有的β-扶桑甾醇和柠檬二烯醇。这些物质具有重要的生理活性和保健功能,表明漆树籽油具有良好的潜在开发应用前景。

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