基于氣相色譜法的食用向日葵葵籽含油量及脂肪酸組成研究

劉文俊，蘇銳

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，山西 汾陽(yáng) 032200；2.中北大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030000）

作為全球四大油料作物之一的向日葵[1]，葵籽含油量豐富，且富含大量人體必需的如亞油酸等不飽和脂肪酸組，由于葵籽油對(duì)人體十分有益，因此其成為我國(guó)重要的油料作物。向日葵大致分為食用型、油用型及兼用型[2]，其中食用型向日葵在全部向日葵生產(chǎn)中占據(jù)較大比例，其用途主要包括日常生活中人們食用的干果食品、榨取食用油和以脫脂后的餅粕作為動(dòng)物食料提供豐富蛋白質(zhì)[3]。研究油料作物育種過(guò)程中，提升油料作物含油量的同時(shí)選育脂肪酸含量高的品種成為油料作物培育重要研究方向[4]，因此研究食用向日葵含油量及脂肪酸組成對(duì)向日葵高油高品質(zhì)育種具有重要意義[5]。

氣相色譜法作為色譜分析方法中一種主要方法[6]，以氣體作為流動(dòng)相，利用氣相色譜儀分離分析樣品，其具有分離速度快、分析效率高、靈敏性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于易揮發(fā)有機(jī)化合物的定性定量分析[7]?；跉庀嗌V法的食用向日葵葵籽含油量及脂肪酸組成分析方法，為食用型向日葵高油高品質(zhì)育種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

食用向日葵測(cè)試材料分別來(lái)自于不同經(jīng)緯度、海拔特征地區(qū)培育的樣品。食用向日葵葵籽自然風(fēng)干后排除雜質(zhì)與秕粒，12份食用向日葵葵籽材料及其來(lái)源如表1所示。

表1 食用向日葵葵籽來(lái)源Table 1 Sources of edible sunflower seeds

亞油酸標(biāo)準(zhǔn)品（＞99.9%）、乙腈（色譜純）：美國(guó)默克公司；甲醇（色譜純）、氫氧化四甲銨20%水溶液（分析純）、氫氧化鉀（分析純）、石油醚（30℃～60℃、分析純）：上海億旭工貿(mào)有限公司；乙醚（分析純）：寰宇科技（北京）有限公司；正己烷（分析純）：北京邁瑞達(dá)科技有限公司；鹽酸（分析純）、磷酸（分析純）：天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；蒸餾水：中北大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室自制。

甲酯化劑：蒸干氫氧化四甲銨20%水溶液得到的物質(zhì)與乙醚、甲醇、石油醚混合劑混合，即得。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

氣相色譜儀（GC2100）：日本島津公司；色譜柱DB-WAX（25 m×0.257 mm×0.26 μm）：北京匯?？苾x科技有限公司；電子天平（JA2003）：冠森生物科技（上海）有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱（GZX-9140MBE）：上海坤權(quán)生物科技有限公司；數(shù)控超聲清洗器（KQ5200DB）：昆山舒美超聲儀器有限公司；粉碎機(jī)（WF-40B）：江陰市普友粉體設(shè)備有限公司；恒溫水浴鍋（HH-8）：常州金壇宏華儀器廠；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（Heidolph Hei-VAP）：德祥科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 食用向日葵葵籽千粒量與出仁率檢測(cè)

取食用向日葵葵籽樣品1 000粒，利用電子天平測(cè)量葵籽千粒重，不同品種食用向日葵均重復(fù)測(cè)重5次。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)SN/T 0803.10—1999《進(jìn)出口油料出仁率檢測(cè)方法》檢測(cè)不同品種食用向日葵葵籽樣品出仁率[8]。

1.3.2 食用向日葵葵籽含油量檢測(cè)

利用粉碎機(jī)分別粉碎不同品種的食用向日葵葵籽，利用電子天平稱(chēng)取3 g樣品，濾紙經(jīng)烘干處理后裹嚴(yán)葵籽粉末置于干燥箱內(nèi)，干燥箱溫度設(shè)置為（100±5）℃，持續(xù)烘干24 h，確保葵籽粉末水分消失。

烘干后的葵籽粉末樣品置于80 mL具塞比色管內(nèi)，向管內(nèi)滴加75 mL石油醚，將具塞比色管置于超聲波清洗器內(nèi)振蕩至溶液均勻[9]。在具塞比色管內(nèi)重復(fù)提取兩次溶液，提取液均置入同一恒重的具塞三角燒瓶?jī)?nèi)。連接具塞三角燒瓶與回收裝置，回收石油醚[10]。在石油醚僅存（1.5±0.5）mL條件下，取消連接，利用水浴鍋蒸干具塞三角燒瓶后，將燒瓶置于恒溫箱內(nèi)，恒溫箱溫度設(shè)置為（100±5）℃，24 h后取出置于干燥箱內(nèi)冷卻0.5 h后稱(chēng)重，循環(huán)上述過(guò)程至恒重，試驗(yàn)進(jìn)行3次。

葵籽含油量H（%）計(jì)算公式如下。

式中：Z1為葵籽油脂與具塞三角燒瓶的質(zhì)量，mg；Z2為具塞三角燒瓶的質(zhì)量，mg；Y為葵籽質(zhì)量，mg。

確定食用向日葵葵籽含油量后，利用電子天平稱(chēng)取75 mg粉碎后的食用向日葵葵籽放入試管內(nèi)，在試管中滴加甲酯化劑2 mL，確保甲酯化劑全部覆蓋食用向日葵葵籽。將試管置于超聲波清洗器內(nèi)振蕩至溶液均勻，每10 min采集1 μL樣品進(jìn)行氣相色譜檢測(cè)，分析脂肪酸組分與峰面積變化程度。同時(shí)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品總峰面積確定食用向日葵葵籽的出油率[11]，將浸泡溫度與浸泡時(shí)間分別設(shè)置為17℃～19℃和8h。出油率C（%）計(jì)算公式如下。

式中：ΔA為每微克食用向日葵葵籽的相對(duì)峰面積；ΔA標(biāo)準(zhǔn)品為標(biāo)準(zhǔn)品的相對(duì)峰面積。

1.3.3 食用向日葵葵籽脂肪酸組成檢測(cè)

利用電子天平稱(chēng)取0.3 g粉碎后的食用向日葵葵籽，置于3 mL離心管內(nèi)。向離心管內(nèi)滴加體積比為1∶1的600 μL石油醚-乙醚溶液，置于超聲波清洗器內(nèi)振蕩至溶液均勻。室溫26℃放置0.5h～1h后，將1200μL、0.4 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液添加進(jìn)離心管內(nèi)，再將離心管置于超聲波清洗器內(nèi)振蕩至溶液均勻。取出離心管沿管壁添加900 μL超純水[15]，確保離心管內(nèi)溶液混勻。靜置至管內(nèi)溶液分層，利用樣本瓶采集1 mL上清液。

氣相色譜條件：柱溫、汽化室溫度以及檢測(cè)室溫度分別為185、250℃和250℃，載氣、氫氣以及空氣流速分別為 60、40、400 mL/min，出峰保留時(shí)間[12]、進(jìn)樣量以及分流比分別為16 min、2 μL 和 30∶1（體積比）。通過(guò)比較峰保留時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)品確定脂肪酸組成[13]，以峰面積百分比描述脂肪酸組成和含量[14]，確定不同脂肪酸種類(lèi)占脂肪酸總量的百分比。

1.4 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)SAS9.0數(shù)據(jù)分析軟件分析檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 食用向日葵葵籽千粒重與出仁率

表2為12份食用向日葵葵籽樣品千粒重及出仁率結(jié)果。

表2 食用向日葵葵籽樣品千粒重及出仁率Table 2 1 000 grain weight and kernel yield of edible sunflower seeds

分析表2得到，12份食用向日葵葵籽樣品千粒重范圍為（43.37±0.84）g～（205.87±4.50）g，不同品種食用向日葵葵籽樣品質(zhì)量差異顯著，其中巴葵118樣品、科陽(yáng)5號(hào)樣品與青花王樣品千粒重值顯著高于其它樣品，達(dá)到150 g以上。12份食用向日葵葵籽樣品出仁率在（43.84±1.66）%～（75.59±1.14）%之間，其中以美石103樣品、皇家H59樣品和美國(guó)食葵3670樣品出仁率最高，平均出仁率達(dá)到73%以上，其它樣品間不存在顯著差異。

2.2 食用向日葵葵籽含油量

表3為12份食用向日葵葵籽樣品含油量檢測(cè)結(jié)果。

表3 食用向日葵葵籽樣品含油量檢測(cè)結(jié)果（干基）Table 3 Oil content test results of edible sunflower seed samples（dry basis）

分析表3得到，12份食用向日葵葵籽樣品含油量范圍在（33.08±1.39）%～（41.26±0.10）%之間。其中巴葵118樣品、大通農(nóng)葵1號(hào)樣品、赤葵雜3號(hào)樣品、龍食雜1號(hào)樣品和美石103樣品含油量均在35%以上。

2.3 食用向日葵葵籽出油率

表4為12份食用向日葵葵籽樣品出油率檢測(cè)結(jié)果。

表4 食用向日葵葵籽樣品出油率檢測(cè)結(jié)果Table 4 Test results of oil yield of edible sunflower seed samples

分析表4得到，12份食用向日葵葵籽樣品出油率范圍在（32.06±1.17）%～（40.34±0.11）%之間，與含油量相比差距較小，在1%左右。

2.4 食用向日葵葵籽樣品脂肪酸組分析結(jié)果

圖1為采用氣相色譜法分析食用向日葵葵籽樣品中脂肪酸組成的結(jié)果。

分析圖1得到，12份食用向日葵葵籽脂肪酸組成成分主要包括飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）：棕櫚酸、硬脂酸，與不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）：油酸以及亞油酸。其中棕櫚酸及硬脂酸的出峰時(shí)間分別為10.94 min和12.26 min，油酸與亞油酸的出峰時(shí)間分別為12.73 min和13.13 min。

2.5 食用向日葵葵籽脂肪酸組含量

表5為12份食用向日葵葵籽樣品脂肪酸組成的 相對(duì)含量。

圖1 食用向日葵葵籽樣品脂肪酸甲酯總離子圖Fig.1 General diagram of fatty acid methyl ester ion in edible sunflower seeds

表5 食用向日葵葵籽樣品脂肪酸組成的相對(duì)含量Table 5 Relative contents of fatty acid composition in edible sunflower seeds

分析表5得到，12份食用向日葵葵籽脂肪酸中以不飽和脂肪酸含量為主，這一結(jié)果與柳延濤等[10]的研究結(jié)果相同。食用向日葵葵籽中SFA含量在（3.10±0.01）%～（8.45±0.21）%之間，UFA 含量在（14.96±0.09）%～（70.34±0.58）%之間，其中亞油酸含量相對(duì)較豐富，除巴葵118樣品外，其余樣品亞油酸含量均在50%以上。

3 結(jié)論

本文檢測(cè)了12份食用向日葵葵籽樣品的千粒重、出仁率、含油量，同時(shí)采用氣相色譜法檢測(cè)出油率以及脂肪酸組成與相對(duì)含量。食用向日葵葵籽樣品質(zhì)量差異顯著，12份食用向日葵葵籽樣品千粒重與出仁率分別為（43.37±0.84）g～（205.87±4.50）g 和（43.84±1.66）%～（75.59±1.14）%之間、含油量范圍在（33.08±1.39）%～（41.26±0.10）%之間，出油率范圍在（32.06±1.17）%～（40.34±0.11）%之間，同含油量差距較小。利用氣相色譜法得到的食用向日葵葵籽樣品脂肪酸甲酯總離子圖顯示：食用向日葵葵籽樣品中脂肪酸組成成分主要包括棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸4種，棕櫚酸、硬脂酸含量在（3.10±0.01）%～（8.45±0.21）%之間，油酸、亞油酸含量在（14.96±0.09）%～（70.34±0.58）%之間，其中以亞油酸為主。