云南9種特種木本油脂脂肪酸組成和角鯊烯含量比較研究

張繼光 吳萬富 楊學芳 李 悅 呂世懂

(昆明市糧油飼料產品質量檢驗中心1，昆明 650118) (云南省糧油產品質量監(jiān)督檢驗站2，昆明 650118) (云南昆明國家糧食質量監(jiān)測站3，昆明 650118) (昆明醫(yī)科大學科技成果孵化中心4，昆明 650500) (河北師范大學5，石家莊 050000)

我國油料作物品種繁多，油料資源十分豐富，特別是云南省，木本油料是其傳統(tǒng)產業(yè)和特色優(yōu)勢林產業(yè)，油料植物品種有200多種[1，2]。我國非常重視木本油料的發(fā)展，國務院辦公廳2014年頒布了《關于加快木本油料產業(yè)發(fā)展的意見》(國辦發(fā)〔2014〕68號)，提出要加大木本油料的種植面積；云南省人民政府辦公廳2015年頒布了《關于加快木本油料產業(yè)發(fā)展的實施意見》(云政辦發(fā)〔2015〕72號)，提出加快木本油料發(fā)展已成為解決油料嚴重不足和促進農業(yè)產業(yè)結構調整的重要途徑。云南省特種木本油料資源豐富[3-5]，開發(fā)利用特種木本油料是繁榮食用油市場、提高經濟效益和人民健康水平、增加出口創(chuàng)匯的重要手段。

油脂的營養(yǎng)價值與種類、脂肪酸組成比例有密切關系，特別是脂肪酸組成及比例是衡量食用油營養(yǎng)價值的重要指標，不同種類的油脂都有其特征脂肪酸、有相對穩(wěn)定的脂肪酸組成比例[6-8]。

在眾多的云南特色木本油料中，一些已經實現了一定規(guī)模化的生產，比如美藤果油、核桃油加工成食用油；也有企業(yè)或農戶將一些特種木本油脂進行小規(guī)模的生產或加工，比如青刺果油、橡膠籽油、普洱茶葉籽油和漆樹籽油；但有很多尚未得到較好開發(fā)或者更多是用于其他用途的，比如澳洲堅果主要用于加工成堅果；辣木籽主要做成保健品；牛油果主要作為水果食用，但是這些果實或籽實含油率較高，國外將其開發(fā)成食用或保健油脂的比較多，價格也相對昂貴[13-16]。角鯊烯是一種對人體有益的不飽和烴類化合物，由于其良好的生物活性及在食品和化妝品等領域的廣泛應用，目前的研究越來越多，也是評價中國好糧油中食用植物油中的營養(yǎng)伴隨物聲稱指標[9-12]。對于角鯊烯的研究，近幾年逐漸興起，但對于一些特種木本油脂中脂肪酸組成的研究和比較，并不太多，特殊油脂角鯊烯的含量也鮮見報道。比如，對澳洲堅果油、辣木籽油、漆樹籽油和牛油果油中化學特征的研究報道非常少，特別是角鯊烯含量鮮見報道，部分油脂也還缺乏國家或行業(yè)標準的支撐[5,17-20]，比如漆樹籽油、青刺果油、辣木籽油、澳洲堅果油和牛油果油。云南的普洱茶葉、漆樹、辣木和橡膠的種植面積和產量是十分巨大的，但它們的籽實尚需進一步開發(fā)利用，避免資源浪費。

本研究選擇了云南9種常見的特種木本油脂，即鐵核桃油、青刺果油、澳洲堅果油、美藤果油、辣木籽油、漆樹籽油、橡膠籽油、普洱茶葉籽油和牛油果油為研究對象，以橄欖油作為對照，采用氣相色譜和氣相色譜-質譜對其中的脂肪酸組成及比例和角鯊烯含量進行比較研究，同時利用主成分分析和聚類分析進行更直觀的比較，為深入了解云南特種木本油脂的營養(yǎng)價值和進一步開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

每種油脂3份樣品，其中一部分市售，還有一部分是實驗室使用溶劑提取，詳細信息見表1。同時，收集了3個西班牙進口的橄欖油樣品作為對照，以分析比較云南這些特色木本油脂脂肪酸組成和角鯊烯含量的特點。

1.1.2 標準品和試劑

37種脂肪酸甲酯混標；角鯊烯標準品，純度為99.6%。無水硫酸鈉、95%乙醇、硫酸氫鉀、氫氧化鉀、甲醇、石油醚(沸程30～60 ℃)：分析純；正己烷、異辛烷：色譜純。

1.2 儀器與設備

分析天平(分度值0.000 1 g)，移液器(0.1-1 mL)，賽默飛GC 1310氣相色譜儀，賽默飛 Trace GC1310-ISQ氣相色譜-質譜聯用儀，BAO-150A精密鼓風干燥箱，Milli-Q超純水機，TDL-40B高速離心機，SBL-15DT超聲波恒溫清洗機，LPD2500多管旋渦混合儀，NG150-1B氮吹儀，SY-5000型旋轉蒸發(fā)儀，Tube Mill 100 control研磨機，WS-100D型數顯往復式回旋振蕩器。

表1 實驗用油脂樣品信息表

1.3 方法

1.3.1 實驗室油脂的提取方法

將提取油脂用的樣品用研磨機打碎后放于三角瓶中，加入一定體積沸程為30～60 ℃的石油醚，使其完全浸滿樣品，放置在數顯往復式回旋振蕩器上，以200 r/min振蕩提取2 h后，浸泡過夜并離心，殘渣用相同步驟繼續(xù)提取3次后，合并提取液于圓底燒瓶中，經旋轉蒸發(fā)儀濃縮，烘箱干燥后即得油脂。

1.3.2 脂肪酸組成的測定

脂肪酸組成的測定采用氣相色譜法，測定依據是GB 5009.168—2016《食品安全國家標準 食品中酸的測定》[21]第三法，采用面積歸一化法定量，用100 m的毛細管柱進行分離，確保37種脂肪酸甲酯均能實現良好分離，具體的前處理過程及氣相色譜條件以及計算過程同文獻[22]脂肪酸組成測定部分。實驗過程還用帶有證書的質控樣品作為監(jiān)測樣品，來驗證檢測結果的準確性。

1.3.3 角鯊烯含量的測定

實驗室采用GC-MS測定油脂中角鯊烯的含量，外標法進行定量。前處理過程同NY/T 3673—2020《植物油料中角鯊烯含量的測定》。

1.3.4 氣相色譜-質譜條件

GC條件：賽默飛TG—5MS柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱溫箱：初始溫度200 ℃，(1 min)；然后以20 ℃/min 升到310 ℃(5 min)；載氣為高純氦氣 (純度99.999 %)；流速 1.0 mL/min；進樣口為SSL進樣口，溫度為300 ℃，分流進樣，分流流量10 mL/min，分流比為10∶1。MS條件：質譜傳輸線溫度300 ℃，離子化模式為EI，溫度為280 ℃，掃描模式為SIM模式，其中定量離子的荷質比為69，定性離子的荷質比為81、95和137，溶劑延遲時間為5 min。

1.4 數據處理與分析

所有指標的測定均重復兩次，結果均以平均值表示，結果均保留3位有效數字。PCA和CA采用多元統(tǒng)計學分析軟件SIMCA—P 15 (Umetrics, Sweden)；顯著性差異分析采用IBM SPSS Statistics 20.0軟件。

2 結果與分析

2.1 脂肪酸成分分析

圖1 37種脂肪酸甲酯混標的氣相色譜圖

按照1.3.2的方法和條件，分別對表1中的油樣的脂肪酸組成進行分析，其中37種脂肪酸甲酯混標的色譜圖見圖1，其余樣品的疊加色譜圖(每種類型的樣品選取一個)見圖2，它們的脂肪酸組成的測定結果和統(tǒng)計分析結果見表2。

圖2 9種特種木本植物油脂脂肪酸組成的疊加色譜圖

從圖1可以看出，37種脂肪酸甲酯混標在實驗室條件下能得到較好分離，同時質控樣的測試結果也均為滿意。從表2可以看出，云南9種特種木本油脂中共檢出17種脂肪酸組分，每一種油脂都有各自的脂肪酸組成特點，含量之間也存在較大差異。鐵核桃油中檢出8種脂肪酸組分，其中亞油酸質量分數最高，為62.9%；青刺果油中檢出12種脂肪酸組分，并且其中飽和脂肪酸∶單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸接近1∶1∶1的，這個比例也是目前大多數營養(yǎng)和衛(wèi)生機構所提倡的合理膳食脂肪酸比例[24]。澳洲堅果油中檢出14種脂肪酸組分，是唯一檢出少量月桂酸的油脂，且檢出棕櫚一烯酸質量分數最高，為18.9%。棕櫚一烯酸在大多數植物油中含量非常低，甚至沒有[25，26]，在這些特種木本油脂中，僅牛油果油中質量分數和澳洲堅果油中相當，為14.1%，其他油脂中最高的辣木籽油也僅有1.39%。美藤果油中檢出脂肪酸組分9種，其中α-亞麻酸質量分數高達47.1%，是所有油中含量最高的，還檢出其他油脂中未檢出的花生二烯酸，且棕櫚酸含量最低。辣木籽油檢出13種脂肪酸組分，其中油酸質量分數非常高，僅次于橄欖油(77.0%)，而且山崳酸質量分數高達6.05%，其他油脂中最高的僅為0.113%，二十四烷酸和花生酸含量也較其他油脂明顯高；漆樹籽油檢出脂肪酸組分11種，其中棕櫚酸質量分數高達71.3%，遠遠高于其他油脂；橡膠籽油中檢出脂肪酸組分12種，其中中油酸、亞油酸和α-亞麻酸的含量是最接近的一種油脂；普洱茶葉籽油中檢出脂肪酸組分11種，其中油酸含量非常高，僅次于美藤果油和用于對照的橄欖油，并且檢出其他油脂中均不含有的二十四碳一烯酸。牛油果油中檢出脂肪酸組分13種，其中的棕櫚酸質量分數僅次于漆樹籽油，為27.9%，棕櫚一烯酸含量也非常高，僅次于澳洲堅果油。

表2 9種特種木本植物油脂脂肪酸組成統(tǒng)計分析結果/%

UFA中，美藤果油和鐵核桃油的質量分數最高，均超過90.0%；澳洲堅果油、橡膠籽油、普洱茶葉籽油中均超過80.0%；青刺果油、辣木籽油和牛油果油均超過70.0%；而漆樹籽油中僅占22.8%。其中澳洲堅果油、辣木籽油、普洱茶葉籽油和牛油果油中MUFA含量較高，而鐵核桃油、美藤果油和橡膠籽油PUFA含量較高。世界衛(wèi)生組織和聯合國糧農組織建議，成人膳食攝入油脂中SFA：MUFA：PUFA=1∶1∶1；日本2000年脂質營養(yǎng)學修訂標準中推薦為3∶4∶1[24]。因此，從膳食平衡的角度來看，青刺果油、牛油果油、橡膠籽油和普洱茶葉籽油是比較理想的選擇。

本研究把橄欖油作為對照，橄欖油油酸含量是所有油脂中含量最高的[27]，實驗檢出質量分數高達77.0%。另外，美藤果油、橡膠籽油和鐵核桃油中α-亞麻酸和亞油酸質量分數均較高，特別是美藤果油中α-亞麻酸質量分數高達47.1%，鐵核桃油中亞油酸質量分數高達62.9%，因此可以認為它們是比較好的保健油脂。

2.2 角鯊烯含量的比較分析

按照1.3.3的方法和條件，分別對9種特種木本油脂樣品的角鯊烯含量進行分析，其中角鯊烯標準品的GC-MS-SIM圖如圖3所示，9種植物油脂樣品的角鯊烯的GC-MS-SIM疊加圖如圖4所示(每種選取一個)，測定結果見表3。

圖3 SIM掃描模式下角鯊烯標準品的總離子流圖

圖4 SIM掃描模式下9種特種木本油脂樣品的疊加總離子流圖

表3 9種特種木本油脂樣品中角鯊烯含量檢測結果

從表3可以看出，用來做對照的橄欖油中的角鯊烯含量是最高的，范圍為1 232～7 176 mg/kg，遠遠高于其他油脂。其次，普洱茶葉籽油、牛油果油和澳洲堅果油中也含有較高含量的角鯊烯，鐵核桃油和青刺果油中含量稍低，而美藤果油、辣木籽油、漆樹籽油和橡膠籽油中角鯊烯含量均小于10 mg/kg。油脂中角鯊烯含量的高低，可能和油脂的加工工藝有關[28]，因此，角鯊烯含量差異較大，甚至一些同一類型樣品之間也表現出含量差異大的特點，可能和各種油脂的制取工藝有關，比如壓榨方式和精煉程度等?？傊?，表3中角鯊烯含量較高的油脂，說明它們的油料中角鯊烯含量較高，這些油料開發(fā)價值也較大。

2.3 基于脂肪酸組成的主成分分析和聚類分析

利用SIMCA P-15軟件對30個樣品的脂肪酸含量進行PCA和CA分析[29,30]。主成分分析的樣品得分圖如圖5所示，各樣品的聚類分析如圖6所示。

圖5 9種特種木本油脂的主成分得分圖

圖6 9種特種木本油脂的聚類得分圖

在主成分的分析模型中，當前2個主成分，解釋方差的累積值R2X為0.996，R2Y為0.963，當前變量的預測能力Q2為0.921，對應主成分 1和2 的解釋率： R2X[1]和R2X[2]分別為0.371和0.163。PCA得分圖和CA是基于所有17個變量的綜合分析情況得出的，有些油脂中如果僅檢出某一個或少數幾個其他油脂中沒有的脂肪酸，盡管其含量很低，但可能所占的權重還是較大，這都會導致它們的分布情況。從圖5可以看出，每一種油脂各自都聚在了一起，其中澳洲堅果油和辣木籽油和其他油脂距離比較遠，這主要和它們的脂肪酸組成和其他油脂差異較大有關，這兩種油中花生酸和花生一烯酸含量是相對較高的，其中澳洲堅果油中僅檢出月桂酸，檢出最多的14種脂肪酸；辣木籽油中檢出第二多的13種脂肪酸，且其中的山崳酸含量明顯高于其他油脂。從圖6的聚類得分圖中可以看出，每一種油脂均實現各自的聚類，說明它們之間的區(qū)別還是比較明顯，花生酸和花生一烯酸含量也相對較高，但從分支情況和相似距離可以看出，澳洲堅果油和辣木籽油屬于一個大的分支，主要和它們的脂肪酸組成有關；鐵核桃油和美藤果油相似程度較高，主要和它們中較高的不飽和脂肪酸有關，特別是亞油酸和α-亞麻酸；漆樹籽油和牛油果油相似程度較高，主要和它們都有較高含量的棕櫚酸有關，同時在脂肪酸的組成分布上也較接近；普洱茶葉籽油與橄欖油、青刺果油和橡膠籽油屬于一個大的分支，后三者的相似程度較高，主要和它們中較高的油酸有關。

衡量油脂的優(yōu)劣是多方面的，本研究也僅僅是覆蓋了其中的一些方面，但是可以看出，云南的這些特色木本油脂都各有特點，開發(fā)應用的前景也是非常大的，一些油脂中棕櫚油酸含量較高，除了食用，還可以開發(fā)成嬰幼兒和老年人的保健品；一些油中棕櫚酸含量非常高，而一些油中亞麻酸含量非常高，是非常理想的保健油脂。從結果來看，漆樹籽油的飽和脂肪酸質量分數高達77.2%，作為食用油來講可能不太理想，但是在云南的怒江州地區(qū)，古有食用漆油的習慣，并延續(xù)至今，甚至現在的漆油煮雞是云南怒江的一大特色，云南怒江各地的農貿市場、鄉(xiāng)鎮(zhèn)集市、小商店、土特產商店等都有漆油產品的銷售。一些很少被開發(fā)成油脂的，比如辣木籽油和普洱茶葉籽油，都是非常有潛力的，它們的油酸含量僅次于橄欖油，極具開發(fā)價值。后續(xù)的研究中，要進一步對這些油脂中的其他營養(yǎng)物質，比如維生素E、植物甾醇、多酚、微量元素、抗氧化性能和食用安全性等進行全面的研究，并積極開展相關行業(yè)和地方標準以及新資源食品的申報，為云南特色木本油料的綜合開發(fā)，推動產業(yè)發(fā)展，推動云南山區(qū)的農民脫貧致富起到一定的積極作用。

3 結論

本研究利用GC和GC-MS對云南9種特種木本油脂的脂肪酸組成和含量進行測定，利用橄欖油進行對照，比較它們在脂肪酸組成及角鯊烯含量上的差異，并通過PCA和CA展示它們之間的差異及一些相似性。在所有的9種特種木本油脂中共檢出脂肪酸17種，共有脂肪酸成分8種，主要為油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、α-亞麻酸等，各種油脂之間脂肪酸組分及比例差異較大。角鯊烯在9種油脂中差異較大，對照用的橄欖油含量最高，牛油果油、澳洲堅果油和普洱茶葉籽油中的含量高于鐵核桃油和青刺果油，其余油脂中的含量均小于10 mg/kg。PCA和CA能實現9種特種木本油脂之間各自的較好區(qū)分，并進一步分析發(fā)現澳洲堅果油與辣木籽油；鐵核桃油與美藤果油；漆樹籽油與牛油果油；普洱茶葉籽油與橄欖油、青刺果油、橡膠籽油，它們之間在聚類圖上相似距離較近。