馬齒莧籽油脂肪酸組成的GC-MS分析

楊迎春，王 強(qiáng)，楊 潔（新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊830046）

馬齒莧籽油脂肪酸組成的GC-MS分析

楊迎春，王 強(qiáng)，楊 潔*
（新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊830046）

利用索氏抽提器和石油醚溶液提取馬齒莧籽油，出油率為16.8%±0.13%。皂化和甲基化得到總脂肪酸甲酯經(jīng)GC分析，馬齒莧籽油檢出7種成分。經(jīng)GC-MS聯(lián)機(jī)分析，采用面積歸一化法確定馬齒莧籽油脂肪酸成分及其相對百分含量為棕櫚酸（12.00%±0.60%）、α-亞麻酸（82.35%±0.64%）、硬脂酸（3.94%±0.10%）、花生酸（0.74%±0.05%）、二十烯酸（0.21%）、山萮酸（0.56%±0.03%）、木蠟酸（0.31%±0.03%）。結(jié)果顯示，馬齒莧籽油不飽和脂肪酸含量豐富，相對百分含量高達(dá)82.56%±0.64%，主要由α-亞麻酸組成，將其開發(fā)成為藥食兩用功能性食品，具有良好應(yīng)用前景。

馬齒莧，籽油，脂肪酸，GC-MS

馬齒莧（Ponulaca oleracea L．）系馬齒莧科馬齒莧屬一年生肉質(zhì)草本植物。馬齒莧起源于印度，現(xiàn)廣泛分布于溫帶和熱帶地區(qū)，我國除高寒地區(qū)外均有分布[1]。馬齒莧在我國分布廣泛，資源豐富，儲量大且無污染，并具有多種藥理作用和一定的營養(yǎng)保健作用。其適應(yīng)性極強(qiáng)，耐旱、耐澇、耐寒、耐高溫、耐陰、耐瘠薄、抗病蟲害，生長于田間地頭，山坡、路旁及園地，幾乎可以在任何土壤上生長[2]，且具有一定的耐鹽性[3]。馬齒莧具有抗菌消炎、抗腫瘤、抗衰老、降血糖、保護(hù)心血管系統(tǒng)、增強(qiáng)免疫力等醫(yī)療保健作用[4]，馬齒莧含豐富的蛋白質(zhì)、多糖、有機(jī)酸、礦質(zhì)元素、維生素（E、C、B1、B2、A）、葉黃素、β-胡蘿卜素、α-生育酚、谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇等，具有獨特的營養(yǎng)價值，是國家衛(wèi)生部批準(zhǔn)藥食兩用資源植物，被譽(yù)為21世紀(jì)最有前途的、值得開發(fā)的綠色食品[5]。

目前，馬齒莧研究多集中在對其全草或地上部分藥理活性和食品加工等方面[6]，對其種子部分化學(xué)成分，尤其是脂肪酸組成研究的報道較少。Liu等發(fā)現(xiàn)澳大利亞本地的馬齒莧富含α-亞麻酸和β-胡蘿卜素[7]，馬齒莧籽油中n-3和n-6脂肪酸比例適宜，是很好的多不飽和脂肪酸的植物來源[8]。為充分利用我國豐富的資源以及進(jìn)一步尋找新的活性天然產(chǎn)物，對該植物的種子化學(xué)成分及其活性物質(zhì)進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究很有必要。本文采用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（Gas Chromatography and Mass Spectrometry，GC-MS）分析馬齒莧種子脂肪酸組成，為綜合開發(fā)馬齒莧植物資源提供實驗基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗用馬齒莧籽 采自新疆烏魯木齊周邊地區(qū)；石油醚（沸程35～60℃）、無水甲醇、氫氧化鉀、以及無水硫酸鈉 均為分析純，購自天津市富宇精細(xì)化工有限公司。

GC/MS-QP2010型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津公司；AG204型分析天平 北京賽多利斯天平有限公司；HH-S型數(shù)顯恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設(shè)備有限公司；RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長城科工貿(mào)有限公司。

1.2 馬齒莧籽油的提取

將馬齒莧種子置干燥箱中60℃加熱48h后，粉碎，準(zhǔn)確稱取干燥馬齒莧籽粉30g裝入濾紙筒中，移入索氏提取裝置，連接已干燥至恒量的接受瓶，由抽提器冷凝管上端加入石油醚至瓶內(nèi)容積的三分之二處，水浴加熱，使石油醚不斷回流提取6次/h，抽提12h，取下接收瓶，回收石油醚，待石油醚剩1～2mL時在水浴上蒸干，接收瓶在（100±5）℃下干燥2h，放干燥器內(nèi)冷卻0.5h。重復(fù)以上操作直至恒重，得馬齒莧籽油，上述實驗重復(fù)3次，計算馬齒莧籽出油率[9]。

1.3 馬齒莧籽油的甲酯化

準(zhǔn)確稱取馬齒莧籽油0.5g置于具塞試管中，加人2mL氫氧化鉀-甲醇溶液（0.5mol/L）和2mL正己烷，70℃水浴加熱回流60min，待靜置冷卻后，加入2mL乙醚，用蒸餾水定容至20mL，取出上清液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮至1mL，加入無水硫酸鈉干燥，以備分析。

1.4 脂肪酸組成分析的GC-MS色譜條件及定性定量方法

1.4.1 GC條件 RTX-5MS石英毛細(xì)管色譜柱（30m× 0.32mm×1.0μm）；載氣（99.999%He）流速1.0mL/min，壓力65.2kPa，進(jìn)樣量1μL；分流比20∶1；升溫程序：初始溫度80℃，進(jìn)樣口溫度250℃，以40℃/min升至280℃，保持20min。

1.4.2 MS條件 電子轟擊（EI）離子源；電子能量70eV；接口溫度250℃；離子源溫度200℃；質(zhì)量掃描范圍m/z30～500。

1.4.3 定性定量方法 各組分分別用Wiley質(zhì)譜庫和NIST14質(zhì)譜庫進(jìn)行檢索定性，脂肪酸定量按峰面積歸一化法計算各峰面積的相對含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 馬齒莧籽油的出油率

馬齒莧籽油淡黃色油狀物，具有芳香味，馬齒莧的出油率為16.8%±0.13%。該結(jié)果略高于已有的報道數(shù)據(jù)15.41%[8]。

2.2 馬齒莧籽油脂肪酸的組成和相對含量

圖1 馬齒莧籽油脂肪酸總離子流圖Fig.1 Tic of fatty acid from Portulaca oleracea seeds oil

圖2 馬齒莧籽油脂肪酸甲酯MS圖Fig.2 Mass spectra of methyl eaters of fatty acids from Portulaca oleracea seeds oil

GC-MS技術(shù)是分析油脂中脂肪酸的常用方法，馬齒莧籽經(jīng)石油醚提取得到籽油，皂化和甲酯化得到的總脂肪酸經(jīng)GC-MS分析，共檢出7種成分，其脂肪酸的總離子流圖見圖1，馬齒莧籽油各脂肪酸組分的脂肪酸甲酯MS圖見圖2。各色譜峰相對應(yīng)的質(zhì)譜圖經(jīng)人工解析、Wiley質(zhì)譜庫和NIST14質(zhì)譜庫進(jìn)行檢索定性，采用面積歸一化法確定馬齒莧籽油中各脂肪酸成分的相對百分含量，見表1。結(jié)果表明馬齒莧籽油脂肪酸主要成分為α-亞麻酸（82.35%±0.64%），其他依次為棕櫚酸（12.00%±0.60%）、硬脂酸（3.94% ±0.10%）、花生酸（0.74%±0.05%）、山萮酸（0.56%± 0.03%）、木蠟酸（0.31%±0.03%）、二十烯酸（0.21%）。其中不飽和脂肪酸的相對百分含量高達(dá)82.56%± 0.64%，主要由α-亞麻酸組成，飽和脂肪酸的相對含量達(dá)17.55%±0.74%，主要由棕櫚酸組成。利用GraphPad Prism 5軟件對馬齒莧籽油各脂肪酸組分相對百分含量進(jìn)行差異顯著性分析（見圖3），結(jié)果表明α-亞麻酸、棕櫚酸和硬脂酸之間表現(xiàn)為相對百分含量差異顯著，三者與花生酸、山萮酸、木蠟酸和二十烯酸的相對百分含量也顯示差異顯著，但花生酸、山萮酸、木蠟酸和二十烯酸四種脂肪酸之間的相對百分含量沒有顯著差異。

表1 GC-MS分析鑒定馬齒莧籽油脂肪酸組成Table 1 GC-MS analysis and identification the fatty acid composition of Portulaca oleracea seeds oil

圖3 馬齒莧籽油中脂肪酸的組成Fig.3 The fatty acid composition of Portulaca oleracea seeds oil

Marta Stroescu等的研究報道表明經(jīng)石油醚提取的羅馬尼亞馬齒莧籽油的脂肪酸組成為棕櫚酸（8.99%）、硬脂酸（2.65%）、油酸（14.34%）、亞油酸（41.95%）、α-亞麻酸（31.57%）[8]。而本研究表明馬齒莧籽油中不含油酸和亞油酸，且α-亞麻酸的含量較高，與文獻(xiàn)報道有所差異的原因可能是，馬齒莧籽油脂肪酸組成與其生長環(huán)境和品種有關(guān)。

2.3 對比馬齒莧籽油與其他植物油的脂肪酸組成

馬齒莧籽油脂肪酸的組成與幾種常見植物油比對后發(fā)現(xiàn)：馬齒莧籽油中α-亞麻酸含量最高（高達(dá)82.35%），比富含α-亞麻酸的紫蘇籽油還要高（見表2）。菜籽油、橄欖油、大豆油、芝麻油、花生油、玉米油、葵花油、葡萄籽油等常見植物食用油中油酸和亞油酸含量較高，但是α-亞麻酸的含量均低于10%，富含α-亞麻酸的紫蘇油、亞麻籽油、核桃仁油、花椒籽油、松籽油中α-亞麻酸的含量也遠(yuǎn)低于馬齒莧籽油，由此可見，馬齒莧籽油是較理想的富含α-亞麻酸的植物資源。

有報道指出，發(fā)現(xiàn)以馬齒莧為菜肴的地中海沿岸居民及法國人，他們的心血管發(fā)病率低于其他地區(qū)居民，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)野生馬齒莧中含有大量n-3系脂肪酸，使血管內(nèi)皮細(xì)胞合成的抗炎物-前列腺素增多，使血小板形成的血栓素A2減少，使血液粘度下降，抗凝血脂增多，起到預(yù)防血栓形成的作用；還能抑制膽固醇在血液中的升高，對心血管有保護(hù)作用[10]。并且許多研究報道指出n-3多不飽和脂肪酸對腸道疾病[11-12]、精神病[13]和許多類型癌癥[14]都有阻止和輔助治療的作用。

α-亞麻酸無法在人體內(nèi)自身合成，它是維系人類腦進(jìn)化的核心物質(zhì)，是體內(nèi)各組織生物膜的結(jié)構(gòu)材料，也是人體合成前列腺素的前體。α-亞麻酸為n-3多不飽和長鏈脂肪酸的前體物質(zhì)，正常人從食物中攝取α-亞麻酸后，經(jīng)Δ6-脫氫酶、碳鏈延長酶等的作用、生成一系列代謝產(chǎn)物，其中8%～20%的α-亞麻酸在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化為二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic Acid，EPA），而大約有0.5%～9%的α-亞麻酸轉(zhuǎn)化為二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic Acid，DHA）[15]。EPA是體內(nèi)三烯前列腺素（如PGI3，TXA3）前體，EPA具有降低血脂和改善血小板凝固的作用，可預(yù)防腦血栓和心肌梗塞等疾病。DHA是大腦、視網(wǎng)膜等神經(jīng)系統(tǒng)磷脂的主要成分，DHA則具有促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、提高記憶力和視網(wǎng)膜反射能力、預(yù)防老年癡呆癥、預(yù)防癌癥和抗過敏癥等功效[16]。當(dāng)人體攝取過量飽和酸或出現(xiàn)其他代謝紊亂時，體內(nèi)的Δ6-脫氫酶受到抑制，從而影響亞麻酸的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致各種疾病發(fā)生。因此，及時補(bǔ)充α-亞麻酸對保證體內(nèi)正常代謝具有重要意義。

食物中n-3多不飽和脂肪酸的主要來源是藻類、深海魚蝦貝類。20世紀(jì)80年代以來，深海魚油產(chǎn)品由于含有EPA和DHA，暢銷全球，但其缺點是產(chǎn)品所含的是動物脂肪酸，有膽固醇和魚油的腥味。日常膳食中的食用油，如玉米油、豆油、菜籽油、葵花油等食用油以油酸（單不飽和脂肪酸）或亞油酸（n-6多不飽和脂肪酸）為主，α-亞麻酸的含量較少，只有亞麻籽、紫蘇籽、火麻仁、核桃等極少數(shù)的食物中含有豐富的α-亞麻酸及其衍生物，其中紫蘇籽油和亞麻籽油中α-亞麻酸含量高達(dá)50%以上，核桃油、大豆油菜籽油等一般含有10%，陸地動物油一般不足3%[23]。中國營養(yǎng)學(xué)會建議成人脂肪攝入應(yīng)占總能量20%～30%。必需脂肪酸攝入不少于總能量3%。n-6、n-3比例為4∶1～6∶1為宜。同時，人體必需脂肪酸的亞油酸與α-亞麻酸應(yīng)占膳食能量的3%～5%。過量攝入亞油酸將抑制α-亞麻酸向EPA和DHA的轉(zhuǎn)化。我國目前發(fā)達(dá)地區(qū)人們對兩種必需脂肪酸亞油酸與α-亞麻酸的攝入量已經(jīng)高達(dá)20∶1～30∶1，亞油酸已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，兩者比例嚴(yán)重失衡，是造成多種慢性病發(fā)病率不斷上升的重要原因[24]，因此，α-亞麻酸在國內(nèi)外市場具有廣泛需求。

表2 幾種植物籽油脂肪酸相對含量（%）的比較Table 2 Comparison of the fatty acid relative amount（%）of several plant seed

3 結(jié)論

馬齒莧籽油富含α-亞麻酸（相對百分含量高達(dá)82.35%±0.64%），且不含有亞油酸，脂肪酸組成較為單一，是生產(chǎn)α-亞麻酸系列產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)資源。迄今α-亞麻酸不能人工合成，其來源只能依賴自然資源。與深海魚油相比，植物油脂具有不含膽固醇，無異味等優(yōu)點，且由表2可以看出，一些常見的植物油中n-6、n-3脂肪酸沒有完全符合營養(yǎng)比例4∶1～6∶1的，只有核桃仁油、松籽油、菜籽油是接近這個營養(yǎng)比例的（n-6∶n-3接近2∶1），且花生油、葵花油、葡萄籽油中n-6脂肪酸（亞油酸）含量過高，n-6∶n-3脂肪酸比例大于100∶1，食用這類植物油將導(dǎo)致人體攝入的亞油酸嚴(yán)重超標(biāo)，因此富含n-3脂肪酸（α-亞麻酸）的馬齒莧籽油可與其他高亞油酸類的植物油配伍，生產(chǎn)n-6∶n-3比例適宜的營養(yǎng)調(diào)和油。此外，全球每年在養(yǎng)生保健、食品及醫(yī)藥市場對高純度α-亞麻酸原料的需求量超過2000t[25]。因此，以馬齒莧籽油為原料的α-亞麻酸系列提取物及保健產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

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Fatty acid composition of Portulaca oleracea seeds oil with GC-MS

YANG Ying-chun，WANG Qiang，YANG Jie*
（College of Life Science and Technology，Xinjiang University，Urumqi 830046，China）

The use of petroleum ether by Soxhlet get Portulaca oleracea seed oil.The extracted yield of Portulaca oleracea seed oil was 16.8%±0.13%.Fatty acids compositions were determined from Portulaca oleracea seed oil by saponification，methylation and GC-MS.The results indicated that the oil from Portulaca oleracea seed was composed of 7 fatty acids.The results of GC-MS and area normalization method showed that the Portulaca oleracea seed oil mainly contained Palmitic acid（12.00%±0.60%），Linolenic acid（82.35%±0.64%），Stearic acid（3.94%±0.10%），11-Eicosenoic acid（0.21%），Eicosanoic acid（0.74%±0.05%），Behenic acid（0.56%±0.03%），Lignoceric acid（0.31%±0.03%）.While unsaturated fatty acids composition（82.56%±0.64%）from Portulaca oleracea seed oil were mainly composed of linolenoic acid.Experimental results indicated that the Portulaca oleracea seed oil was a kind of functional oil which had abundant n-3 unsaturated fatty acids，with high nutritional value and phanmcotherapy efficacy．

Portulaca oleracea；seed oil；fatty acid；GC-MS

TS201.1

A

1002-0306（2014）14-0147-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.14.024

2013－11－05 *通訊聯(lián)系人

楊迎春（1989-），女，碩士研究生，研究方向：生化制藥。