秋橄欖油脂肪酸組成分析

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院， 山東 煙臺(tái) 264670；2.北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院， 北京 100022)

秋橄欖(autumn olive)，又稱牛奶子、秋梅等，學(xué)名秋胡頹子(ElaeagnusumbellataThunb. )，為胡頹子科胡頹子屬灌木。果實(shí)為核果，大小如黃豆，秋季成熟時(shí)為深紅色，果肉漿狀，分布區(qū)主要包括中國(guó)、巴基斯坦在內(nèi)的東亞、中亞以及歐洲南部的部分地區(qū)。作為一種野生資源，秋橄欖主要作為中藥材治療腹瀉以及作為觀賞樹木用于環(huán)境綠化。近年研究發(fā)現(xiàn)，秋橄欖果實(shí)番茄紅素含量約為番茄的10倍，從而引起廣泛關(guān)注[1-2]，但秋橄欖種子營(yíng)養(yǎng)成分的研究目前尚未見有報(bào)道。

秋橄欖與沙棘為同科異屬親緣關(guān)系較近的2個(gè)物種。沙棘具有藥食兩用性，其種油富含不飽和脂肪酸和其他活性成分，屬特種功能性油脂，在食品、醫(yī)藥保健品、化妝品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值[3]。秋橄欖作為一種待開發(fā)的野生資源，其種實(shí)功能成分的構(gòu)成及生物學(xué)特性目前還不清楚。本試驗(yàn)以超臨界CO2萃取技術(shù)提取的秋橄欖種油為原料，采用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù) (Gas Chromatography and Mass Spectrometry，GC-MS) 分析其脂肪酸組成，以期為秋橄欖種實(shí)的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

將采自昆崳山秋橄欖野生分布區(qū)的秋橄欖果實(shí)(帶種子)自然涼干(又稱種實(shí))，經(jīng)粉碎、過篩，通過超臨界CO2萃取技術(shù)提取其油脂(以下稱秋橄欖油)，收集并低溫儲(chǔ)藏備用[1]。

1.2 儀器與試劑

儀器：WKX 高速粉碎機(jī)，上海新諾儀器設(shè)備有限公司；GC-MS 氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀，配有7683 B series injector、6890 N Network GC System、5973 inert Mass Selective Detector，美國(guó) Agilent科技有限公司；RE-52 A 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，SHB-Ⅲ循環(huán)水真空泵，上海亞榮生化儀器廠；XMTD-6000 恒溫水浴鍋，北京市長(zhǎng)風(fēng)儀器儀表公司。

試劑：無水硫酸鈉、甲醇、氯化鈉、氫氧化鈉乙醇、正己烷、三氟化硼均為分析純，人造沸石為化學(xué)純，色譜用試劑為色譜純。

1.3 方法與條件

油脂中的脂防酸甘油酯的沸點(diǎn)較高，需要?dú)庀嗌V的固定相能夠耐受高溫，但高溫又將引起脂肪酸甘油的分解，因此油脂中脂肪酸的測(cè)定需要將甘油三酯進(jìn)行皂化處理，然后甲酯化得到脂肪酸甲酯再進(jìn)行測(cè)定。本研究中脂肪酸組成測(cè)定所用的甲酯化、脂肪酸甲酯的GC-MS檢測(cè)參照朱明慧等[4]的研究方法，并做適當(dāng)改進(jìn)。

1.3.1脂肪酸甲酯化

準(zhǔn)確稱取200 mg待測(cè)油樣于50 mL圓底燒瓶中，依次加入0.5 mol·L-1的氫氧化鈉-甲醇溶液4 mL，少量人造沸石，于漩渦混勻器上振蕩均勻，置于80 ℃的水浴鍋內(nèi)，配合冷凝裝置，加熱回流7 min至油滴消失，完成皂化反應(yīng)。用移液管從冷凝器頂部加入5 mL的三氟化硼-甲醇溶液于沸騰的溶液中，繼續(xù)煮沸3 min，加入3 mL正己烷，煮沸2 min，立即從冷凝管頂部加入飽和氯化鈉溶液至瓶頸處，取出后塞蓋，劇烈震搖15 s，靜置分層后吸取上層有機(jī)溶液于試管中，經(jīng)無水硫酸鈉去除痕量水，稀5倍后，用0.45μm的有機(jī)系濾膜對(duì)溶液進(jìn)行過濾備用，重復(fù)3次。

表1 秋橄欖油中檢出的主要脂肪酸

序號(hào)保留時(shí)間脂肪酸種類中文名簡(jiǎn)式分子量面積百分比樣品1樣品2樣品3平均15.201十二烷酸C12∶02140.0240.0100.0120.01529.267十四烷酸C14∶02420.1580.1000.1150.124312.081十五烷酸C15∶02560.0780.0480.0500.059415.376棕櫚酸(十六烷酸)C16∶02708.4436.9766.7047.374516.150棕櫚油酸C16∶12680.9690.8470.9240.913618.858十七烷酸C17∶02840.1270.0710.0690.089719.591十七碳烯酸C17∶12820.0930.0680.0760.079822.767硬脂酸(十八烷酸)C18∶02983.4103.3133.3683.364923.383油酸(十八碳烯酸)C18∶129644.81646.57247.08746.1581025.341亞油酸(十八碳二烯酸)C18∶229427.50128.45027.94927.9671127.704亞麻酸(十八碳三烯酸)C18∶329212.78611.49211.52211.9331230.939花生酸C20∶03260.5680.6110.6530.6111331.611花生油酸(二十碳烯酸)C20∶13240.2550.3210.3950.324飽和脂肪酸SFA12.80811.12910.97111.636單不飽和脂肪酸MUFA46.13347.80848.48247.474多不飽和脂肪酸PUFA40.28839.94239.47139.900不飽和脂肪酸UFA86.42087.75087.95387.374其它脂肪酸OFA0.7721.1211.0760.990

1.3.2混標(biāo)溶液的配制

準(zhǔn)確稱取10 mg的脂防酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品，用1 mL的正己烷充分溶解，配制成標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。然后吸取不同體積的脂肪酸甲酯儲(chǔ)備液混合，定容至5 mL，配制成脂肪酸甲酯的混標(biāo)溶液。

1.3.3GC-MS分析

氣相色譜條件。色譜柱：DB-23毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm ×0.25μm)；載氣：He，純度≥99.99 %；載氣流量：1.0 mL·min-1；升溫程序：150 ℃保持3 min，以2 ℃·min-1的速度升溫至200 ℃，保持5 min，再以20 ℃·min-1的速度升至230 ℃，保持2 min；檢測(cè)時(shí)間：36.50 min；進(jìn)樣口溫度：260 ℃；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣；分流比：80∶1；進(jìn)樣量1.0μL。

質(zhì)譜條件。離子化方式：EI；電子変擊能量：70 eV；接口溫度：250 ℃；離子源溫度：230 ℃；四級(jí)桿(離子阱)溫度：150 ℃；質(zhì)量掃描范圍：40.00～450.00 amu；溶劑延遲時(shí)間：3 min。

1.3.4數(shù)據(jù)處理

定性：對(duì)照樣品總離子圖譜出現(xiàn)的色譜峰，根據(jù)各脂肪酸甲酯出峰相對(duì)保留時(shí)間及出峰規(guī)律，比對(duì) National Institute of Stand Technology(NIST)library(2008 version)-NIST 08.L質(zhì)譜庫(kù)檢索，結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行人工譜圖解析，確認(rèn)所檢測(cè)秋橄欖油中的脂肪酸甲酯成分。

定量：通過 GC-MS 色譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，依據(jù)總離子流圖峰面積，采用峰面積歸一化法，求得秋橄欖油中各脂肪酸組分的相對(duì)百分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 脂肪酸組成分析

色譜圖中不同脂肪酸甲酯色譜峰會(huì)依照碳原子數(shù)目增加的順序依次出現(xiàn)，當(dāng)碳原子數(shù)目相同時(shí)，脂肪酸甲酯的色譜峰則依照其不飽和度增加的順序依次出現(xiàn)。采用上述GC-MS分析條件對(duì)3份秋橄欖油進(jìn)行分析檢測(cè)，獲得脂肪酸成分總離子色譜圖，見圖1。圖中顯示了6種主要的脂肪酸甲酯色譜峰，且各組分均有較好的分離度。

根據(jù)試驗(yàn)所得脂肪酸甲酯總離子色譜圖，分析離子峰質(zhì)譜解析，并經(jīng)過NIST 08 L質(zhì)譜庫(kù)檢索、比對(duì)、結(jié)構(gòu)篩選，確認(rèn)秋橄欖油中13種主要的脂肪酸，其中飽和脂肪酸有十二烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸(棕櫚酸)、十七烷酸、十八烷酸(硬脂酸)、花生酸，不飽和脂肪酸有棕櫚油酸、十七碳烯酸、十八碳烯酸(油酸)、十八碳二烯酸(亞油酸)、十八碳三烯酸(亞麻酸)、二十碳烯酸(花生油酸)，結(jié)果見表1。

圖1 秋橄欖油的脂肪酸甲酯總離子色譜圖

2.2 脂肪酸主要組分的含量分析

應(yīng)用面積歸一化法，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲得各脂肪酸成分的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)及比例。分析得出，秋橄欖種實(shí)主要含有6種脂肪酸，峰面積從大到小依次為：油酸 >亞油酸>亞麻酸>棕櫚酸>硬脂酸>棕櫚油酸，以不飽和脂肪酸含量為多。不飽和脂肪酸中僅油酸、亞油酸、亞麻酸的含量就可達(dá)脂肪酸總量的87.374%。種實(shí)中檢測(cè)到的飽和脂肪酸含量較低，約占11%，其中以棕櫚酸、硬脂酸為多，兩者約占種實(shí)飽和脂肪酸總量的92.27%。

3 討 論

秋橄欖與沙棘同為胡頹子科植物，分屬胡頹子屬和沙棘屬，具有較近的親緣關(guān)系。國(guó)內(nèi)對(duì)沙棘果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究頗多，但對(duì)秋橄欖種實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分的研究鮮有報(bào)道，因此沙棘的研究可為秋橄欖研究提供有效的參照系。

3.1 秋橄欖油與沙棘油主要脂肪酸組成比較及功能預(yù)測(cè)

沙棘油作為藥用原料，廣泛用于治療皮膚創(chuàng)傷、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、預(yù)防心腦血管疾病等方面[5-6]，這些功效與其脂肪酸含量及組成具有重要的關(guān)系。楊明軒等[5]在沙棘油中檢測(cè)了37種脂肪酸，含量最高的6種脂肪酸分別為亞油酸、亞麻酸、油酸、棕櫚酸、硬脂酸、棕櫚油酸，約占脂肪酸總量的88.39%。本研究在秋橄欖油中檢出的主要脂肪酸同為這6種脂肪酸，約占脂肪酸總量的97.71%，其中油酸、亞油酸、亞麻酸3種不飽和脂肪酸含量占脂肪酸總量為82.11%，沙棘油為86.05%。同時(shí)，本研究在秋橄欖油中檢出的棕櫚油酸，與沙棘油中的棕櫚油酸含量相近，約為1%[5-6]。秋橄欖油主要脂肪酸構(gòu)成與沙棘油表現(xiàn)出一定的相似性，故推測(cè)秋橄欖油具有類似沙棘油的藥用價(jià)值，但秋橄欖油是否還含有其他活性成分，結(jié)果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.2 秋橄欖油組成的特異性

本研究結(jié)果顯示，秋橄欖油脂肪酸組分以油酸含量最高，可達(dá)46.158%，而沙棘種子油中亞油酸、亞麻酸含量高于油酸，占到脂肪酸總量的近30%[5]?？梢?類種子油在生物學(xué)性能方面可能存在一定的差異。同時(shí)，秋橄欖果肉富含番茄紅素，本實(shí)驗(yàn)通過超臨界CO2萃取技術(shù)提取的種油色澤鮮艷紅潤(rùn)，該特性也將使秋橄欖油成為獨(dú)具特色的一類產(chǎn)品，其潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及保健功效有待進(jìn)一步開發(fā)利用。

3.3 出油率及產(chǎn)量分析

本研究所用秋橄欖油采用其種實(shí)通過超臨界CO2萃取技術(shù)獲得，最高出油率為5.97%(數(shù)據(jù)待發(fā)表)。秦學(xué)磊[7]及賀曉光[8]以沙棘種子為主要原料，采用超臨界CO2萃取技術(shù)提取沙棘油，最高出油率分別為8.12%及7.68%，約為秋橄欖出油率的1.3倍。說明兩樹種種實(shí)產(chǎn)油率較為接近，預(yù)計(jì)秋橄欖的產(chǎn)油率在此基礎(chǔ)上還可進(jìn)一步提升。比較兩樹種盛果期單株產(chǎn)量，本研究所用秋橄欖野生供試單株平均產(chǎn)量約為4 kg，林科院選育的良種沙棘“森淼”(國(guó)審編號(hào)：國(guó)S-SV-HR-014-2015)平均單株產(chǎn)量為3.5 kg，兩者亦較為接近。該結(jié)果可為秋橄欖產(chǎn)業(yè)的深度開發(fā)提供參考。

目前秋橄欖在我國(guó)仍處野生狀態(tài)，現(xiàn)有的研究表明，秋橄欖油具備潛在的特種油脂性狀，期望未來在食品、保健品、化妝品等領(lǐng)域呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。