核桃油與常用植物油中37種脂肪酸和角鯊烯含量比較

金春愛，王榮燦，王馨翊，金美伶，王玉方，李亞麗

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所，吉林長春 130112）

油料作物的主要成分甘油三酯（Triglyceride, TG）是脂肪傳遞介質(zhì)，也是人體重要的儲(chǔ)能物質(zhì)[1-2]。植物油中脂肪酸根據(jù)碳鏈的長度及不飽和程度可以分為不同的種類，各類脂肪酸的物理化學(xué)性質(zhì)和生理功能存在較大差異[3-6]。阿拉坦圖雅等[7]測(cè)定9種植物油中脂肪酸組成，發(fā)現(xiàn)文冠果油、野櫻桃油和杏仁油中不飽和脂肪酸含量各不相同，提示不同油類產(chǎn)品的脂肪酸含量存在差異，各類人群可以根據(jù)不同需求食用不同的植物油。食用植物油是由植物油脂提取得到的，常呈液態(tài)，含有TG、甾醇、游離脂肪酸、色素等物質(zhì)[8]。油脂的主要成分是脂肪酸，故油脂的優(yōu)劣由脂肪酸決定。脂肪酸由碳、氫和氧3種元素組成，有提供代謝能量、幫助記憶認(rèn)知等功能[9]，目前，市場(chǎng)上較為常見食用植物油為大豆油、葵花籽油和芝麻油等。

圖 1 37種脂肪酸氣-質(zhì)聯(lián)用總離子流圖Fig.1 Total ion chromatograms of GC-MS for 37 fatty acids

核桃（Juglansspp.）是一種集脂肪、蛋白質(zhì)、糖類、膳食纖維和維生素五大營養(yǎng)要素于一體的藥食兩用堅(jiān)果，已廣泛用于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中，具有延年益壽、健腦益智等功效[10-11]。核桃油是從核桃提取而來的，具有核桃仁大部分的營養(yǎng)保健及藥理功效成分。研究表明，核桃油富含多種不飽和脂肪酸、生育酚、磷脂、角鯊烯和黃酮類等物質(zhì)，具有健腦、抗炎、抗氧化、抗癌、抗腫瘤、降低膽固醇和預(yù)防心腦血管疾病等多種活性[12-13]，目前市場(chǎng)上主要以嬰兒和孕婦用油為主[14]。

角鯊烯（Squalene）又名鯊烯、三十碳六烯，是一種高度不飽和的直鏈三萜類化合物，是一種重要的天然活性物質(zhì)，具有促進(jìn)血液循環(huán)、活化機(jī)體細(xì)胞、抗氧化、消炎殺菌和細(xì)胞修復(fù)等功能，可用于各種缺氧性疾病、心臟病、肝炎和癌癥的防治[15-17]。目前對(duì)角鯊烯理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)[18]、生物活性[19-20]以及開發(fā)應(yīng)用途徑等方面已開展了大量的研究。近年來，探索鯊魚以外的天然角鯊烯資源以及化學(xué)合成方法等成為研究的熱點(diǎn)[21-24]。

為探討核桃油和常用植物油的成分差異，本研究選擇核桃油、大豆油、玉米胚芽油和芝麻油4種植物油，利用GC-MS的選擇離子監(jiān)測(cè)（Selective ion monitoring, SIM）技術(shù)以及氣相色譜法，測(cè)得脂肪酸和角鯊烯的絕對(duì)含量，并對(duì)核桃油與常用植物油的脂肪酸和角鯊烯數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，旨在為各類人群選擇適宜的植物油提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

商品核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油 均購自超市；37種脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品（XV11420V）、14%三氟化硼甲醇溶液 美國Sigma公司；角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品純度為99.4%，中國食品藥品檢定研究院；甲醇、正己烷 色譜純，美國Fisher公司；氯化鈉、氫氧化鉀 分析純，北京化工廠；超純水 由Mill-Q超純儀實(shí)驗(yàn)室自制。

Agilent7890A氣相色譜儀（氫火焰離子化檢測(cè)器，Hydrogen flame ionization detector, FID） 美國Agilent公司；氣質(zhì)聯(lián)用儀 Thermo SCIENTIFIC ISQ賽默飛世爾科技公司；MS204S型電子天平 瑞士Mettler Toledo集團(tuán)有限公司；DK-98-ⅡA型電熱恒溫水浴鍋 泰斯特檢測(cè)技術(shù)有限公司；MTV-100型多管渦旋混合儀 杭州奧盛儀器有限公司；HC-3018型高速離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；Mill-Q型超純水機(jī) Millipore公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品前處理方法 稱取0.1 g植物油樣品，把樣品盛放于50 mL具塞螺帽玻璃水解管中，加入8 mL 2%氫氧化鉀/甲醇溶液，于80±1 ℃水浴中皂化，冷卻至室溫后加入7 mL 14%三氟化硼甲醇溶液，于80±1 ℃水浴中甲酯化，迅速冷卻至室溫。準(zhǔn)確加入15 mL正己烷，混勻，再加入飽和氯化鈉溶液，靜置過夜，待分層。吸取大約5 mL上層液，用無水硫酸鈉除水后，分別稀釋10倍和100倍用氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定37種脂肪酸的含量；樣品同時(shí)用氣相色譜法測(cè)定角鯊烯的含量。

1.2.2 脂肪酸含量測(cè)定

1.2.2.1 GC-MS條件 色譜柱：DB-23（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為高純氦氣，載氣流速為1 mL/min；進(jìn)樣溫度240 ℃，進(jìn)樣量為1 μL；分流進(jìn)樣，分流比為20:1；程序升溫條件：初始溫度為60 ℃，保持4 min，然后以30 ℃/min升溫至180 ℃，以3 ℃/min升溫至230 ℃，并保持7 min。質(zhì)譜條件：電子轟擊電離源（EI源），離子源溫度230 ℃；能量70 eV；選擇離子監(jiān)測(cè)模式（SIM）。

1.2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及標(biāo)曲繪制 準(zhǔn)確吸取1.00 mL混合標(biāo)準(zhǔn)品分別稀釋10倍和100倍，隨后將標(biāo)準(zhǔn)液重復(fù)進(jìn)樣3次，采用單點(diǎn)外標(biāo)法定量。

1.2.3 角鯊烯含量測(cè)定

1.2.3.1 GC條件 參考文獻(xiàn)方法[25-29]，氣相色譜條件如下，色譜柱為Rtx?-XLB（30 m×0.35 mm×0.5 μm，美國瑞斯泰康科技有限公司）。進(jìn)樣口溫度250 ℃：FID檢測(cè)器溫度280 ℃，氫氣流量為30 mL/min，空氣流量為300 mL/min；程序升溫條件：初始溫度80 ℃，保持0.3 min；然后以60 ℃/min升至300 ℃；保持15 min。載氣：高純氮?dú)猓兌取?9.999%）；恒流模式，流速為1.0 mL/min；進(jìn)樣方式為分流進(jìn)樣，分流比為5:1；進(jìn)樣量：1 μL。

1.2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 準(zhǔn)確稱取0.1 g（準(zhǔn)確至0.00001 g）角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品，用正己烷溶解，并定容至100 mL 容量瓶中，混勻，即得1000 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液。準(zhǔn)確吸取1.00 mL 的1000 μg/mL母液于10 mL容量瓶中，用正己烷定容，混勻即得100μg/mL的角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)溶液。用正己烷逐步稀釋成質(zhì)量濃度為0.9、3.0、6.0、12.0、24.0和48.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。將系列標(biāo)準(zhǔn)液上機(jī)測(cè)試，以檢測(cè)濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)，峰面積（peak area, PA）為縱坐標(biāo)，采用多點(diǎn)外標(biāo)法定量，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS 22.0軟件中單因素方差分析（one-way analysis of variance, ANOVA），均值采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃油和常用植物油中脂肪酸組成和含量比較

2.1.1 脂肪酸含量及組成分析 脂肪酸包含飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，已經(jīng)有研究表明經(jīng)常食用含不飽和脂肪酸的食物能夠減少心臟病的發(fā)生，提高免疫力[30]。37種脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品、核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油的色譜圖見圖1。由圖1可知，核桃油和常用植物油均含棕櫚油酸、二十碳烯酸和油酸等3種單不飽和脂肪酸以及α-亞麻酸、二十碳二烯酸和亞油酸等多不飽和脂肪酸，豆油和芝麻油中均含有10種飽和脂肪酸，核桃油和玉米胚芽油中分別含有9種及11種飽和脂肪酸。

核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油中脂肪酸含量見表1，由表1可知，核桃油與其他常用植物油中脂肪酸含量差異顯著（P＜0.05）。核桃油中總脂肪酸含量為69.2%，脂肪酸含量從高到低依次為亞油酸、α-亞麻酸、油酸和棕櫚酸，分別為51.4%、10.9%、5.32%和1.25%；大豆油中總脂肪酸含量為78.2%，脂肪酸含量從高到低依次為亞油酸、油酸、α-亞麻酸、棕櫚酸和硬脂酸，分別為47.3%、13.0%、7.93%、7.10%和2.34%；芝麻油中總脂肪酸含量為74.1%，脂肪酸含量從高到低依次為亞油酸、油酸、棕櫚酸和硬脂酸，分別為39.9%、24.6%、5.51%和3.37%；玉米胚芽油中總脂肪酸含量為48.8%，脂肪酸含量從高到低依次為亞油酸、油酸和棕櫚酸，含量分別為31.5%、11.1%和5.15%。

表1 核桃油和常用植物油中脂肪酸含量（g/100 g）Table 1 Fatty acid content in walnut oil and common vegetable oils (g/100 g)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，核桃油中多不飽和脂肪酸含量最高，含量從高到低依次為核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油，分別為62.3、55.2、40.1和31.7 g/100 g；核桃油中飽和脂肪酸含量最低，為1.54 g/100 g，大豆油中飽和脂肪酸含量最高，為9.82 g/100 g；4種植物油的單不飽和脂肪酸含量順序依次為芝麻油、大豆油、玉米胚芽油和核桃油，分別為24.7、13.1、11.2和5.42 g/100 g；不飽和脂肪酸占總脂肪酸百分比由高到低依次為核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油，分別為90.0%、70.7%、64.9%和54.1%。脂肪酸的含量、組成及比例，是衡量食用油營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。研究表明，經(jīng)常食用含不飽和脂肪酸的食物對(duì)機(jī)體免疫和細(xì)胞凋亡等方面都有積極影響[30]，并且亞麻酸對(duì)人體健康和智力水平起著決定性作用[31-32]。核桃油和常用植物油中脂肪酸組成和比例存在差異，核桃油中單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸占總脂肪酸的百分比最高，并且飽和脂肪酸占總脂肪酸的百分比最低；4種植物油飽和脂肪酸含量最高為大豆油，而單不飽和脂肪酸的含量最高的是芝麻油，多不飽和脂肪酸含量最高的是核桃油，與孟阿會(huì)、趙聲蘭和李俊南等報(bào)道結(jié)果相一致[33-35]。而且核桃油中亞油酸和α-亞麻酸均高于其他常用植物油，由此可見核桃油相較于其他植物油營養(yǎng)價(jià)值更高。

2.1.2 EFA含量分析 EFA是指機(jī)體生命活動(dòng)必不可少的，但機(jī)體自身又不能合成，必須由食物供給的PUFA[36]，主要包括ω-3系列的α-亞麻酸（C18:3）、ω-6系列的亞油酸（C18:2）和二十碳二烯酸C20:2, cis-11, 14。ω-3和ω-6脂肪酸具有降低血壓[4,37]和膽固醇、降低心腦血管發(fā)病率、抗骨質(zhì)疏松等多種功能[38]。中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)提出膳食中ω-6/ω-3的最佳比值為4.0～6.0[39]，此次實(shí)驗(yàn)的4種植物油的必需脂肪酸占總脂肪酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表2所示。由表2可知，本實(shí)驗(yàn)中核桃油和豆油的ω-6/ω-3比值分別為4.7和6.0，符合推薦標(biāo)準(zhǔn)，而玉米胚芽油和芝麻油的ω-6/ω-3比值分別為132.2和215.9，遠(yuǎn)高于推薦標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果表明，4種植物油各具特色，不同人群可以選擇不同的油食用；或?yàn)闋I養(yǎng)平衡，不同時(shí)期可進(jìn)食不同的油。

表2 不同植物油中必需脂肪酸占比Table 2 Proportion of essential fatty acids in differentvegetable oils

2.1.3 油酸含量與亞油酸含量的比值分析 油酸的氧化穩(wěn)定性比亞油酸高10倍左右，因此油亞比R（油酸含量與亞油酸含量的比值，O/L）越高的植物油的抗氧化能力越強(qiáng)，越不易酸敗變質(zhì)，保質(zhì)期越長。本研究所測(cè)定的4種植物油的油亞比R由高到低依次為芝麻油、玉米胚芽油、大豆油和核桃油，分別為0.62、0.35、0.27和0.10。表明此研究中的4種植物油中芝麻油的抗氧化能力最強(qiáng)，可保存時(shí)間最長。

2.2 核桃油和常用植物油中角鯊烯的含量比較

近幾年角鯊烯常被用作評(píng)價(jià)油品質(zhì)的重要指標(biāo)，本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了4種植物油中的角鯊烯含量。角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品、大豆油、核桃油、芝麻油和玉米胚芽油的氣相色譜圖如圖2所示，含量測(cè)定結(jié)果見表3。

圖 2 角鯊烯氣相色譜圖Fig.2 Gas chromatographic diagram of squalene

由表3可知，4種供試品中大豆油的角鯊烯含量最高，為173.3 mg/kg；其次是芝麻油72.9 mg/kg，核桃油含量為31.4 mg/kg，而玉米胚芽油中含有微量角鯊烯，未達(dá)到定量限。研究表明角鯊烯極不穩(wěn)定，易于氧化，但它能調(diào)節(jié)人體代謝、活化細(xì)胞，還具有強(qiáng)抗氧化活性，能有效防止細(xì)胞老化和癌變，提高機(jī)體免疫力，是一種對(duì)人體健康有益的不飽和烴類化合物。角鯊烯能夠提高植物油的營養(yǎng)成分，含量高的營養(yǎng)價(jià)值相應(yīng)也高，但使用時(shí)也要注意隨著保存時(shí)間變長，角鯊烯含量會(huì)逐漸降低[40]。

表3 不同植物油中角鯊烯含量（mg/kg）Table 3 Squalene content in different vegetable oils (mg/kg)

3 討論和結(jié)論

前期脂肪酸檢測(cè)大多參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2716-2018[41]，其存在靈敏度較低、定量限較高和分離度較差等問題，本研究分別采用 GC-MS法和GC法對(duì)核桃油和常用植物油中 37 種脂肪酸和角鯊烯含量進(jìn)行了測(cè)定，并對(duì)脂肪酸和角鯊烯測(cè)定的前處理方法進(jìn)行了優(yōu)化，用螺帽玻璃水解管代替蒸餾裝置，利用GC法和GC-MS法的SIM技術(shù)，采用外標(biāo)法得到各脂肪酸和角鯊烯的含量；同時(shí)比對(duì)了37種脂肪酸的GC法和GC-MS法，將相同濃度的脂肪酸標(biāo)品分別用7890A氣相色譜儀和ISQ氣-質(zhì)聯(lián)用儀分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GC法中信噪比范圍為2.0～32.9，而GC-MS中信噪比范圍為34.3～12948.4，而且GC法較GC-MS法雜質(zhì)峰較多，GC-MS法能夠有效避免假陽性，說明GC-MS法較GC法在靈敏度和定性定量方面有顯著的優(yōu)越性。另外，角鯊烯是一種非極性很強(qiáng)的碳?xì)浠衔?，未凈化的前處理液容易污染氣相色譜系統(tǒng)，且使儀器靈敏度下降，本研究將樣品皂化并甲酯化后用正己烷溶解得到凈化液，用Rtx?-XLB（30 m×0.35 mm×0.5 μm）非極性柱以及具有較高靈敏度的FID檢測(cè)器，進(jìn)行氣相色譜分析，確保了儀器靈敏度和定量重復(fù)性。

結(jié)果表明，核桃油和常用植物油中脂肪酸含量有顯著差異（P＜0.05），總脂肪酸含量從高到低依次為大豆油、芝麻油、核桃油和玉米胚芽油；油酸含量與亞油酸含量的比值分析結(jié)果顯示，4種植物油的油亞比R由高到低依次為芝麻油、玉米胚芽油、大豆油和核桃油。表明4種植物油中，芝麻油的抗氧化能力最大，可保存時(shí)間最長；角鯊烯測(cè)定結(jié)果表明，大豆油、芝麻油和核桃油等3種植物油中均檢出角鯊烯，玉米胚芽油則未檢出。4種植物油均含α-亞麻酸、亞油酸、二十碳二烯酸等人體必需脂肪酸，但核桃油中EFA含量最高，其他依次為大豆油、玉米胚芽油和芝麻油，分別占總脂肪酸的90.0%、70.7%、64.9%和54.1%，核桃油不僅能夠預(yù)防動(dòng)脈硬化還能夠提高智力[42]，而且核桃油脂肪酸的ω-6/ω-3比值符合我國膳食推薦值，是公認(rèn)的最佳食用油，日本已把核桃油作為高級(jí)食用保健油，在國際市場(chǎng)上，核桃油也被譽(yù)為“東方橄欖油”。但核桃油的抗氧化能力不強(qiáng)，易于酸敗，目前已有很多研究去提高核桃油的穩(wěn)定性[43]，可見核桃油市場(chǎng)前景廣闊。本研究表明不同植物油中脂肪酸及角鯊烯等營養(yǎng)物質(zhì)含量存在差異，各具特色，可為食用植物油的營養(yǎng)價(jià)值分析、利用及相關(guān)的食品和保健品等研發(fā)奠定基礎(chǔ)。