皺紋盤(pán)鮑脂肪酸及脂肪醛二甲基縮醛的氣相色譜/質(zhì)譜分析

樓喬明,王玉明,楊延存,高 壯,薛長(zhǎng)湖,賈 敏

(中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島266003)

皺紋盤(pán)鮑脂肪酸及脂肪醛二甲基縮醛的氣相色譜/質(zhì)譜分析

樓喬明,王玉明,楊延存,高 壯,薛長(zhǎng)湖＊＊,賈 敏

(中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島266003)

研究了用氣相色譜/質(zhì)譜法測(cè)定皺紋盤(pán)鮑中脂肪酸及脂肪醛二甲基縮醛的方法。皺紋盤(pán)鮑經(jīng)Folch法提取總脂,用10%硫酸-甲醇溶液進(jìn)行反應(yīng),通過(guò)氣相色譜/質(zhì)譜法對(duì)其脂肪酸及脂肪醛二甲基縮醛的組成進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:10%硫酸-甲醇溶液能有效地對(duì)脂肪酸進(jìn)行甲酯化衍生;同時(shí)促使烯醚鍵斷裂,并與甲醇發(fā)生縮醛反應(yīng)生成脂肪醛二甲基縮醛。通過(guò)氣相色譜/質(zhì)譜分析,從皺紋盤(pán)鮑中共鑒定出32個(gè)化合物,包括26種脂肪酸和6種脂肪醛二甲基縮醛;脂肪酸以C16:0、C20:4(n-6)、C20:5(n-3)、C18:1(n-7)和C22:5(n-3)為主;脂肪醛二甲基縮醛以C18:0DMA和C20:1DMA為主。皺紋盤(pán)鮑肌肉和內(nèi)臟中的脂肪酸及脂肪醛二甲基縮醛的組成基本一致,但內(nèi)臟中的4,8,12-三甲基十三烷酸含量遠(yuǎn)高于肌肉,具有極顯著差異(P<0.01)。

皺紋盤(pán)鮑;脂肪酸;脂肪醛二甲基縮醛;氣相色譜/質(zhì)譜法

鮑魚(yú)是軟體動(dòng)物門(mén)(Mollusca)、腹足綱(Gastropoda)、鮑科(Haliotidae)、鮑屬(Haliotis)的海洋動(dòng)物,其肉質(zhì)細(xì)嫩、營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美、被譽(yù)為海味之冠,具有較高的食用價(jià)值和藥用價(jià)值,是海洋中重要的食藥資源[1]。皺紋盤(pán)鮑(Haliotis discus hannaiIno)主要分布于西北太平洋的日本北部、朝鮮半島和中國(guó)遼東與山東半島,是我國(guó)鮑科中最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的種類之一,現(xiàn)已也成為我國(guó)北方海珍品的主要養(yǎng)殖品種[2-3]。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)皺紋盤(pán)鮑的營(yíng)養(yǎng)成分已有諸多研究,然而對(duì)其脂質(zhì)中烯醚鍵基團(tuán)的綜合分析尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究采用氣相色譜/質(zhì)譜法對(duì)皺紋盤(pán)鮑肌肉和內(nèi)臟中的脂肪酸及烯醚鍵基團(tuán)進(jìn)行分析鑒定,以期為皺紋盤(pán)鮑營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)和相關(guān)研究提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

6980N型氣相色譜儀、5973型質(zhì)譜儀:美國(guó)Agilent公司;Laborota 4000 efficient旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器:德國(guó)海道爾夫公司;AB135-S型精密電子分析天平,瑞士梅特勒-托利多公司;Milli-Q Synthesis超純水系統(tǒng):美國(guó)Millipore公司。

脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于Sigma公司;甲醇、三氯甲烷、正己烷等分析純購(gòu)于天津市科密歐化學(xué)試劑公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 總脂提取 皺紋盤(pán)鮑(56.67±3.12)g購(gòu)于青島市鮑魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng)。將鮑魚(yú)去殼,分離出肌肉和內(nèi)臟,冷凍干燥后粉碎。取肌肉和內(nèi)臟樣品各10 g,用Folch法提取樣品總脂。

1.2.2 樣品甲酯化 取皺紋盤(pán)鮑內(nèi)臟和肌肉的總脂各5～10 mg,加入1 mL 10%濃硫酸-甲醇溶液,于60℃水浴中甲酯化15 min,冷卻后加入正己烷1 mL振蕩,靜置分層。取上清液供GC/MS分析。

1.3 分析條件

1.3.1 色譜條件 HP-INNOWax石英毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25μm),高純氦氣為載氣,采用恒壓模式,壓力為54 kPa,分流比為25∶1。進(jìn)樣口溫度為230℃,檢測(cè)器溫度為250℃,柱溫以每秒3℃由140℃升到210℃,然后在210℃下保持10 min,整個(gè)分析過(guò)程為33 min。

1.3.2 質(zhì)譜條件 GC/MS接口溫度280℃,EI離子源,電離能量70 eV,離子源溫度230℃,掃描周期2.84次/s,質(zhì)量掃描范圍m/z 50～450 u。

2 結(jié)果與分析

2.1 脂肪醛二甲基縮醛的形成機(jī)理和斷裂方式

脂肪醛二甲基縮醛的形成機(jī)理和斷裂方式見(jiàn)圖1?？s醛型甘油酯上的烯醚鍵在酸性條件下,快速形成游離脂肪醛;并進(jìn)一步與甲醇發(fā)生縮醛反應(yīng),生成相應(yīng)的脂肪醛二甲基縮醛[4]。二甲基縮醛(DMA)中的二甲氧基頭部斷裂形成離子m/z75,此離子為二甲基縮醛的基峰離子,可作為判斷二甲基縮醛的依據(jù)[5];而二甲基縮醛的其中1個(gè)甲氧基斷裂形成[M-31]+離子,由此可以得到二甲基縮醛的特征離子:m/z75,[M-31]+。在二甲基縮醛的質(zhì)譜圖中看不到分子離子M+,但離子[M-31]+可以作為判斷分子量的重要依據(jù),以C16:0DMA為例,其質(zhì)譜圖見(jiàn)圖2。從圖2可以看出,基峰離子為m/z75,表明其為二甲基縮醛;而離子m/z255,表明其分子量為286,說(shuō)明是C16:0DMA。

圖1 脂肪醛二甲基縮醛的形成機(jī)理和斷裂方式Fig.1 Formation mechanism and fracture mode of fatty aldehyde dimethyl acetals

圖2 十六醛二甲基縮醛質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectrum of hexadecanal dimethyl acetals

2.2 皺紋盤(pán)鮑脂肪酸的鑒定結(jié)果

皺紋盤(pán)鮑肌肉和內(nèi)臟脂肪酸成分的GC/MS總離子流色譜圖分別見(jiàn)圖3和圖4。皺紋盤(pán)鮑肌肉和內(nèi)臟脂肪酸成分分析在扣除溶劑峰后,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)照和數(shù)據(jù)庫(kù)檢索,同時(shí)結(jié)合特征離子和出峰順序進(jìn)行定性分析,按峰面積歸一法進(jìn)行定量,分析鑒定結(jié)果列于表1。

圖3 皺紋盤(pán)鮑肌肉脂肪酸成分的GC/MS總離子流色譜圖Fig.3 Total ion chromatogram(TIC)of fatty acid components in muscle ofHaliotis discus hannaiIno by GC/MS

圖4 皺紋盤(pán)鮑內(nèi)臟脂肪酸成分的GC/MS總離子流色譜圖Fig.4 Total ion chromatogram(TIC)of fatty acid components in viscera ofHaliotis discus hannaiIno by GC/MS

表1 皺紋盤(pán)鮑脂肪酸成分的鑒定結(jié)果及其含量Table 1 Identification and contents of fatty acid components ofHaliotis discus hannaiIno by GC/MS

從皺紋盤(pán)鮑肌肉的氣相色譜/質(zhì)譜圖中共鑒定出32個(gè)化合物,其中脂肪酸26種,由C14-C22脂肪酸組成,占總含量的86.18%;飽和脂肪酸6種,占總含量的26.85%,主要為C16:0(16.65%)、C14:0(4.32%)和C18:0(3.48%);單烯脂肪酸7種,占總含量19.14%,主要為

C18:1(n-7)(7.36%)、C20:1(n-9)(4.59%)和C18:1(n-9)

(4.68%);多不飽和脂肪酸13種,占總含量40.19%,

以C20:4(n-6)(11.98%)、C20:5(n-3)(7.83%)和C22:5(n-3)

(7.63%)為主。皺紋盤(pán)鮑肌肉中的C22PUFAs主要為

C22:5(n-3)(7.63%)、C22:2(n-6)(6.11%)和C22:4(n-6)

(3.66%),而C22:6(n-3)含量極少,這與河豚[6]、三文魚(yú)[7]等海洋魚(yú)類以及貽貝[8]、扇貝[9]等海洋貝類動(dòng)物的脂肪酸組成存在較大差異[10]。皺紋盤(pán)鮑肌肉中含有較高的C22:5(n-3)和痕量C22:6(n-3),可認(rèn)為是其脂肪酸組成的1個(gè)重要特征,且其較高含量的C22:5(n-3)主要來(lái)自于C22:6(n-3)的轉(zhuǎn)化[11-12]。

同時(shí)從皺紋盤(pán)鮑肌肉中鑒定出6種脂肪醛二甲基縮醛,占總含量的13.82%,以C18:0DMA(8.43%)和C20:1DMA(2.46%)為主。一般海洋動(dòng)物中比較常見(jiàn)的為偶數(shù)碳脂肪醛二甲基縮醛,如C16:0DMA和C18:0DMA;而皺紋盤(pán)鮑肌肉中不僅含有豐富的偶數(shù)碳脂肪醛二甲基縮醛,還含有奇數(shù)碳脂肪醛二甲基縮醛,如C17:0DMA和C19:0DMA;同時(shí)還有較高含量的C20:1DMA,這在海洋生物中是比較少見(jiàn)的。脂肪醛二甲基縮醛主要由縮醛型甘油酯上的烯醚鍵斷裂產(chǎn)生,皺紋盤(pán)鮑肌肉中脂肪醛二甲基縮醛占總含量的13.82%,表明皺紋盤(pán)鮑總脂中含有豐富的縮醛型甘油酯。

皺紋盤(pán)鮑內(nèi)臟脂肪酸組成與肌肉基本一致。內(nèi)臟中直鏈飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸含量與肌肉接近,各組分沒(méi)有顯著差異;而內(nèi)臟中4,8,12-三甲基十三烷酸的含量為3.21%,遠(yuǎn)高于肌肉的0.16%,具有極顯著差異(P<0.01)。內(nèi)臟中的多不飽和脂肪酸(PUFAs)含量與肌肉相近,但各組分差異較大。內(nèi)臟中C18PUFAs含量為4.17%,遠(yuǎn)高于肌肉的1.88%,具有極顯著差異(P<0.01)。在C20PUFAs組成方面,內(nèi)臟中的C20:2(n-6)(0.58%)、C20:3(n-6)(0.57%)和C20:4(n-3)(0.52%)均顯著高于肌肉的0.28%、0.17%和0.13%。而內(nèi)臟中C22PUFAs含量為12.91%,低于肌肉的17.61%,具有顯著差異(P<0.05)。同時(shí)內(nèi)臟中脂肪醛二甲基縮醛總含量為10.76%,低于肌肉的13.82%,表明內(nèi)臟中的縮醛型甘油酯百分含量低于肌肉。

3 討論

縮醛型甘油酯上的烯醚鍵與脂肪酸羧基的差異決定其不能采用2-氨基-2-甲基丙醇和鄰氨基苯酚等衍生方法進(jìn)行衍生;同時(shí)烯醚鍵基團(tuán)需在酸性條件下才能與甲醇發(fā)生縮醛反應(yīng)生成脂肪醛二甲基縮醛,因此堿甲酯化以及酸堿結(jié)合甲酯化的衍生方法不適合烯醚鍵基團(tuán)的分析測(cè)定。本文采用10%濃硫酸-甲醇溶液對(duì)皺紋盤(pán)鮑肌肉和內(nèi)臟總脂進(jìn)行衍生得到較好結(jié)果,共鑒定出26脂肪酸和6種脂肪醛二甲基縮醛;其中脂肪酸以多不飽和脂肪酸為主,占總含量的40%以上,主要為C20:4(n-6)、C20:5(n-3)和C22:5(n-3);脂肪醛二甲基縮醛占總含量的10%以上,以C18:0DMA和C20:1DMA為主。本研究的衍生方法和脂肪醛二甲基縮醛的特征離子鑒定方法為海洋動(dòng)物中縮醛型甘油酯的研究提供科學(xué)依據(jù),同時(shí)脂肪酸的分析結(jié)果也為皺紋盤(pán)鮑產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了理論參考。

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Abstract: The determination of fatty acids and fatty aldehyde dimethyl acetals inHaliotis discushannai Ino was studied using gas chromatography/mass spectrometry(GC/MS).The total lipids ofH.discus hannaiIno were extracted using Folch method,derivatised with 10%H2SO4-CH3OH solution,and finally the composition of fatty acids and fatty aldehyde dimethyl acetals was analysed by GC/MS.The results showed that 10%H2SO4-CH3OH solution could prompt methyl esterification effectively,and made the breaking of vinyl ether bond and converting to fatty aldehyde dimethyl acetals.Thirty-two compounds were identified in the current study,including twenty-six fatty acids and six fatty aldehyde dimethyl acetals.The main fatty acids were C16:0,C20:4(n-6),C20:5(n-3),C18:1(n-7)and C22:5(n-3);and the main fatty aldehyde dimethyl acetals were C18:0DMA,C20:1DMA.The composition of fatty acids and fatty aldehyde dimethyl acetals was similar in muscle and entrails ofH.discus hannaiIno,but there was significant difference in the content of 4,8,12-trimethyltridecanoic acid(P<0.01).

Key words: Haliotis discus hannaiIno;fatty acids;fatty aldehyde dimethyl acetals;gas chromatography/mass spestrometry(GC/MS)

責(zé)任編輯 于 衛(wèi)

Analysis of Fatty Acids and Fatty Aldehyde Dimethyl Acetals in Haliotis discus hannai Ino by Gas Chromatography/Mass Spectrometry

LOU Qiao-Ming,WANG Yu-Ming,YAN G Yan-Cun,GAO Zhuang,XUE Chang-Hu,J IA Min
(College of Food Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266003,China)

TS201.2;S917.4

A

1672-5174(2011)06-041-05

海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201105029);“泰山學(xué)者”建設(shè)工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助

2010-11-03;

2011-03-20

樓喬明(1981-),男,博士生。E-mail:louqm2005@163.com

E-mail:xuech@ouc.edu.cn