制備方法對八月瓜果籽油化學(xué)成分的影響

歐陽玉祝，張曉旭，唐頊婉

（吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 吉首 416000）

制備方法對八月瓜果籽油化學(xué)成分的影響

歐陽玉祝，張曉旭，唐頊婉

（吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南 吉首 416000）

用回流和超聲法制備八月瓜果籽油，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定油脂的化學(xué)成分，考察制備方法對油脂得率和化學(xué)成分的影響。結(jié)果表明：用石油醚回流萃取和石油醚、乙醇、乙酸乙酯、丙酮超聲萃取制備油脂的得率分別為36.0%、38.6%、28.0%、30.8%、36.4%。5 種油脂中脂肪酸含量分別為69.69%、83.51%、89.78%、69.33%、57.54%，不飽和脂肪酸總相對含量分別為45.25%、51.80%、37.54%、42.21%、43.31%。油脂中主要脂肪酸為棕櫚酸、油酸和亞油酸。用石油醚超聲提取的油脂得率、脂肪酸含量和不飽和脂肪酸相對含量都較高。

八月瓜；油脂；化學(xué)成分；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

八月瓜是三葉木通（Akebia trifoliate）的果實，又稱八月扎、木通果，含有豐富的營養(yǎng)成分[1-5]。研究[6-9]表明，八月瓜果籽油中含有豐富的人體必需脂肪酸、維生素和微量元 素。目前，果籽油都采用冷榨法、溶劑萃取法、熱榨法和超臨界萃取法制備[10-15]。油脂的脂肪酸種類和含量不同，其營養(yǎng)價值和應(yīng)用價值也不同。在八月瓜果籽的研究過程中，采用不同的溶劑萃取和不同的提取方法制得的果籽油，脂肪酸含量和種類不同，特別是油酸、亞油酸和亞麻酸的含量有較大的差別。為了探討制備方法對果籽油的化學(xué)成分含量和脂肪酸組成的影響，為此，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀為分析手段，通過化學(xué)成分和脂肪酸含量對比實驗，研究科學(xué)合理的油脂制備方法。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用是一種快速、準(zhǔn)確、高效的分析方法，廣泛用于天然產(chǎn)物[16-17]、食品[18-21]、化工[22]、環(huán)境[23]和制藥[24-26]等領(lǐng)域。本實驗選擇不同極性的溶劑，用回流和超聲2 種方法進行萃取制取八月瓜果籽油，并用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定其化學(xué)成分，比較不同制備方法對油脂得率、化學(xué)成分和脂肪酸組成的影響，以期為八月瓜的開發(fā)利用提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

八月瓜購于吉首市場，鮮果購回后，經(jīng)果肉分離，果籽自然干燥和真空干燥，用植物粉碎機粉碎至30 目備用。無水乙醇、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、硫酸等均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（NIST 11.L標(biāo)準(zhǔn)庫）美國安捷倫公司；UV-2450型紫外-可見分光光度計日本島津公司；RE-85Z型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海青滬儀器廠；KQ-250E型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；FA2104N電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；M22中量制備儀 天津玻璃廠。

1.3 方法

1.3.1 油脂的制備

1.3.1.1 溶劑回流提取

稱取50 g干燥八月瓜果籽粉末于1 000 mL圓底燒瓶中，加入500 mL石油醚，回流提取120 min，抽濾，濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀去除溶劑，得八月瓜果籽油，按下式計算油脂得率：

1.3.1.2 溶劑超聲提取

分別稱取50 g干燥八月瓜果籽粉末于4 個1 000 mL圓底燒瓶中，加500 mL石油醚、95%乙醇、乙酸乙酯和丙酮，置于超聲波清洗器中，70 ℃溫度條件下超聲提取120 min，抽濾，其中加石油醚提取的濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀去除溶劑，得八月瓜果籽油，計算油脂得率。另外3 份濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀去除溶劑后（回收乙醇、乙酸乙酯、丙酮），按1∶1（V/V）加石油醚萃取，抽濾，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去石油醚，得八月瓜果籽油，按1.3.1.1節(jié)公式計算油脂得率。

1.3.2 油脂的甲酯化

參照文獻(xiàn)[6]對制備的5 種八月瓜果籽油進行甲酯化，用氣相色譜-質(zhì)譜儀測定樣品的化學(xué)成分和脂肪酸組成。

1.3.3 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析

色譜條件：HP-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；高純氦氣為載氣；柱流量0.94 mL/min；柱溫250 ℃；升溫程序：從50 ℃開始，保留5 min，以4 ℃/min速率升到150 ℃，保留2 min，以2 ℃/min升溫至200 ℃，保留2 min，以10 ℃/min升到250 ℃，保留5 min；分流進樣；分流比為1∶1；分流流量1 mL/min；進樣量1 μL。

質(zhì)譜條件：電子 電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；質(zhì)量掃描范圍29～450 u。

2 結(jié)果與分析

2.1 制備方法對油脂得率的影響

表1 提取方法對油脂得率的影響Table1 Infl uence of preparation methods on the extraction yield of oil

按照1.3.1節(jié)分別用石油醚回流提取，石油醚超聲提取以及乙醇、乙酸乙酯、丙酮超聲提取，石油醚反萃取制備5 種八月瓜果籽油，油脂得率結(jié)果見表1。石油醚超聲提取油脂的得率最高為38.6%，比石油醚回流提取的油脂得率高2.6%。乙醇、乙酸乙酯和丙酮超聲提取后的提取物有不同程度的渾濁，經(jīng)石油醚反萃取后，得到淡黃色澄清油脂，并得到一定量的固體萃余相。3 種極性溶劑萃取，乙醇提取有大量醇溶性組分浸出，經(jīng)石油醚反萃取后，分離出一定量的固體成分（石油醚萃余相），所以，油脂得率最低，但乙醇價格最低，且無毒；丙酮、石油醚提取油脂得率較高，但萃取劑價格高，且有毒。

2.2 制備方法對油脂的脂肪酸總含量影響

表2 制備方法對油脂中脂肪酸和非酸成分總量的影響Table2 Infl uence of preparation methods on the contents of total fatty acids and total non-acid constituents in seed oil

按照1.3.1.1節(jié)用石油醚回流提取和1.3.1.2節(jié)用石油醚超聲提取，乙醇、乙酸乙酯和丙酮超聲提取，石油醚反萃取制備的5 種八月瓜果籽油，經(jīng)甲酯化后，用氣相色譜-質(zhì)譜儀按1.3.3節(jié)測定油脂的化學(xué)成分，分析5 種油脂中脂肪酸和非脂肪酸組分含量，結(jié)果見表2。不同提取方法對油脂的脂肪酸和非酸組分總量有一定的影響。以石油醚為溶劑，超聲提取法的脂肪酸總量比回流提取法高13.82%。在超聲提取中，乙醇、乙酸乙酯和丙酮3 種溶劑提取，脂肪酸總量分別為89.78%、69.33%和57.54%，乙醇提取的脂肪酸總量最高。超聲提取是利用超聲波在液體介質(zhì)中產(chǎn)生的熱效應(yīng)、機械效應(yīng)、聲流效應(yīng)和空化效應(yīng)，增大介質(zhì)的運動速度和穿透力，提高提取率[27-30]。在相同聲強的超聲波作用下，溶劑不同，分子的大小和內(nèi)聚力不同，空化閾值和聲流效應(yīng)不同，在植物細(xì)胞中的穿透力不同。乙醇分子最小，極性最強，最容易進入細(xì)胞內(nèi)將脂肪酸溶出；超聲波的機械效應(yīng)和聲流效應(yīng)，有助于脂肪酸的移動與擴散，所以，乙醇提取的脂肪酸總量最大，丙酮最小。

2.3 八月瓜果籽油的化學(xué)成分分析

2.3.1 石油醚回流萃取制備油脂的化學(xué)成分分析

按1.3.1.1節(jié)方法用石油醚回流萃取制備八月瓜果籽油，并按1.3.2節(jié)方法進行甲酯化，將甲酯化后的油脂按1.3.3節(jié)法用氣相色譜-質(zhì)譜測定其化學(xué)成分，結(jié)果見表3。

石油醚回流萃取制備的油脂中共檢出相對含量在0.1%以上組分28 個。油脂中脂肪酸占69.69%，還有30.31%的非酸組分。脂肪酸中，飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸總相對含量分別為24.24%和45.25%。脂肪酸以棕櫚酸酯、油酸酯和亞油酸酯為主，其相對含量分別為19.11%、26.35%和18.39%。檢出的脂肪酸酯有甲酯、乙酯和丁酯，這可能是因為油脂中原來的成分是以脂肪酸乙酯形式存在，甲酯化時未能將乙基置換下來。油脂中檢出相對含量為1 8.27%的烷烴，相對含量為8.06%的烯醇，相對含量為0.11%的2,6-二叔丁基對甲酚和相對含量1.77%的角鯊烯；2,6-二叔丁基對甲酚是一種酚類抗氧劑，具有優(yōu)良的抗氧化活性和自由基清除能力；角鯊烯是一種無毒的海洋生物活性物質(zhì)，具有提高體內(nèi)超氧化物歧化酶活性、抗衰老、抗氧化、增強機體免疫功能等多種生理功能。因此，八月瓜籽油是一種天然保健油脂。

表3 石油醚回流萃取制備油脂的化學(xué)成分分析Table3 Chemical composition analysis of oil by petroleum ether refl ux extraction

2.3.2 制備方法對油脂脂肪酸組成與含量的影響

根據(jù)1.3.1.1節(jié)和1.3.1.2節(jié)方法用不同溶劑在回流萃取和超聲萃取-石油醚反萃取制備5 種八月瓜果籽油，按1.3.2節(jié)方法進行甲酯化，用氣相色譜-質(zhì)譜測定其化學(xué)成分，結(jié)果見表4。

表4 制備方法對油脂脂肪酸組成與相對含量的影響Table4 Infl uence of preparation methods on fatty acid constitutes and their relative contents in seed oil

表4表明，5 種方法制得的油脂中，不飽和脂肪酸總相對含量分別為45.25%、51.80%、37.54%、42.21%、43.31%，石油醚超聲提取最高，其中亞油酸甲酯相對含量分別為18.39%、19.87%、15.19%、23.74%和15.90%。亞油酸是合成動物前列腺素的前體物質(zhì)，在人體內(nèi)不能合成，全部依賴于外界攝入，具有促進脂肪氧化分解和人體蛋白合成，降低血液膽固醇，預(yù)防動脈粥樣硬化等生理功能，是一種人體必需的脂肪酸。在石油醚、乙醇和丙酮的超聲提取中，還檢出了少量亞麻酸甲酯，其中乙醇提取的亞麻酸甲酯相對含量為1.21%。乙酸乙酯超聲提取油脂中檢出了少量乙酸丁酯，可能是萃取劑中帶進去的雜質(zhì)沒有分離干凈。就常用脂肪酸而言，5 種油脂都檢出了棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸的甲酯，除石油醚回流提取和乙酸乙酯超聲提取外，另外3 種油脂都檢出少量亞麻酸甲酯，說明提取方法對脂肪酸酯的種類影響不很大。但是，不同提取方法和不同提取溶劑制得的油脂，脂肪酸的相對含量相差很大，乙醇超聲提取油脂中棕櫚酸甲酯相對含量為44.05%，而丙酮超聲提取油脂棕櫚酸甲酯相對含量只有14.24%。乙醇超聲提取油脂的油酸甲酯相對含量為14.41%，而石油醚超聲提取的油酸甲酯相對含量達(dá)30.93%；由此說明，不同制備方法對油脂中脂肪酸相對含量有較大影響。

2.3.3 制備方法對八月瓜籽油非酸成分的影響

按1.3.1.1節(jié)回流萃取和1.3.1.2節(jié)超聲萃取制得的5 種八月瓜果籽油，用1.3.2節(jié)方法進行甲酯化后，再用氣相色譜-質(zhì)譜測定其化學(xué)成分與相對含量，考察5 種油脂的非酸組分的組成與相對含量，結(jié)果見表5。

表5 制備方法對八月瓜籽油中非酸成分組成與相對含量的影響Table5 Infl uence of preparation methods on non-acid components and their relative contents in seed oil %

表5表明：5 種制備方法制得油脂的非酸成分差異較大，組分的數(shù)量和總相對含量以丙酮提取最大，乙醇提取最小。5 種提取物均以烷烴為主，總相對含量分別為18.27%、15.39%、31.86%、5.68%和24.76%。乙醇超聲提取非酸組分最少，是因為乙醇極性最強，非酸成分的極性很弱，根據(jù)相似相容原理，萃取物中以極性化合物為主，萃取出來的非酸成分最?。惠腿∥锝?jīng)石油醚反萃取時，大部分極性萃取物進入萃余相中。油脂的功能性成分除人體必需脂肪酸外（如亞油酸和亞麻酸），還有角鯊烯、異黃酮、維生素以及微量金屬元素，因此，非酸成分對油脂的生物活性有很大的貢獻(xiàn)。在5 種方法制得的油脂中，石油醚回流提取和乙酸乙酯超聲提取制得的油脂中檢出了抗氧化劑2,6-二叔丁基對甲酚；除石油醚超聲提取的油脂未檢出角鯊烯，其余4 種油脂均檢出一定量的角鯊烯，這些非酸成分能賦予八月瓜籽油良好的保健功能和營養(yǎng)價值。

3 結(jié) 論

八月瓜籽油是一種純天然植物油脂。不同制備方法得到的油脂，脂肪酸與非酸組分相對含量不同。結(jié)果表明，用石油醚回流萃取和石油醚、乙醇、乙酸乙酯、丙酮超聲萃取5 種方法制得的油脂，得油率分別為36.0%、38.6%、28.0%、30.8%、36.4%。5 種油脂脂肪酸含量分別為69.69%、83.51%、89.78%、69.33%、57.54%。油脂的脂肪酸以棕櫚酸、油酸和亞油酸為主，其中不飽和脂肪酸總相對含量分別為45.25%、51.80%、37.54%、42.21%、43.31%，石油醚超聲提取最高。非酸成分以烷烴為主。石油醚超聲提取制得的八月瓜籽油，油脂得率、脂肪酸總量和不飽和脂肪酸含量都較高。

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Infl uence of Preparation Methods on Chemical Components of Akebia trifoliate Seed Oil

OUYANG Yuzhu, ZHANG Xiaoxu, TANG Xuwan (College of Chemistry and Chemical Engineering, Jishou University, Jishou 416000, China)

The seed oil of Akebia trifoliate was prepared by refl ux and ultrasonic extraction, and its chemical constituents were measured by gas chromatography-mass spectrometry. Infl uence of preparation methods on the extraction yield and chemical components of oil were investigated. The results showed that the extraction yields of oil by petroleum ether refl ux extraction and petroleum ether, alcohol, ethyl acetate, acetone ultrasonic extraction were 36.0%, 38.6%, 28.0%, 30.8%, and 36.4%, respectively. Fatty acid contents of fi ve oils were 69.69%, 83.51%, 89.78%, 69.33%, and 57.54%, and the contents of unsaturated fatty acid were 45.25%, 51.80%, 37.54%, 42.21%, and 43.31%, respectively. Th e main fatty acids in the seed oils were hexadecanoic acid, oleinic acid, and linoleic acid. Extraction yield and the contents of fatty acid and unsaturated fatty acids in the seed oil were higher by petroleum ether ultrasonic extraction.

Akebia trifoliate; oil; chemical constituent; gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

TS221

A

1002-6630（2015）22-0142-05

10.7506/spkx1002-6630-201522026

2015-03-12

湖南湘西自治州科技計劃項目（州財企函[2013]7號）；湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目（湘教通[2014]248號）

歐陽玉祝（1956—），男，教授，碩士，主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)和食品添加劑研究。E-mail：ouyanghxhg@163.com