米糠超临界流体萃取物中植物甾醇组分的气相色谱分析

刘婷婷，李毅丽，刘相阳，王大为*

(吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林 长春 130118)

米糠超临界流体萃取物中植物甾醇组分的气相色谱分析

刘婷婷，李毅丽，刘相阳，王大为*

(吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林 长春 130118)

用气相色谱法对米糠超临界流体萃取物中植物甾醇组成及其含量进行分析。结果表明：米糠超临界流体萃取物中含有3种植物甾醇，即菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇，其中β-谷甾醇含量最高为8.47mg/g，其次是菜油甾醇含量为1.97mg/g，豆甾醇含量最低为1.23mg/g。气相色谱法检测米糠中植物甾醇种类及含量，可广泛用于植物原料中的植物甾醇的定性、定量分析。

米糠；超临界流体萃取；植物甾醇；气相色谱

植物甾醇是以环戊烷全氢菲为骨架(又称甾核)的一类天然活性物质，广泛存在于植物中，主要包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇等4-无甲基甾醇[1]。植物甾醇的分子量较大，结构复杂，多数情况下是一种不同成分的混合物。植物甾醇是植物中具有多种重要生理功能的活性成分，植物甾醇对于降低血液胆固醇含量，减轻心血管疾病的发生有显著效果，是一种理想的保健食品原料[2-3]。美国食品与医药管理局(FDA)已经批准添加植物甾醇的食品可以使用“有益健康”的标签[4]。美国农业部的研究报告称，稻米中64%的营养素集中在米糠中，包括丰富的蛋白质、脂肪、糖类、维生素、膳食纤维和矿物质等营养素及生育酚、γ-谷维醇、植物甾醇等生理功能显著的生物活性物质[5]。在米糠油的不皂化物中，甾醇约占81%左右，其中55%～63%为β-谷甾醇，米糠中含有大量的植物甾醇，且来源丰富、价格低廉，是提取植物甾醇的良好原料[6-7]。

我国是稻米生产和消费大国。据有关方面统计，近5年我国稻谷产量在1.75～1.99亿吨之间[8]，主要消费方式是加工成主食大米，因而产生大量的米糠(约占稻谷的10%)。目前绝大多数米糠都被用作饲料，资源有效利用率及产品附加值均较低，与当前发达国家对米糠的综合利用深度和高新技术的应用相比差距很大，获得的经济效益也非常有限。因此，进一步开发利用米糠，提高稻米加工企业的经济效益势在必行。为使我国丰富的米糠资源得以科学、合理、有效的开发利用，当前的首要问题是将米糠开发立足于提高其附加值[9-10]。

不同提取技术对植物甾醇的检测结果具有较大影响，本研究采用超临界CO2流体萃取技术获得米糠萃取物，萃取条件温和，萃取物、萃余物皆无有机溶剂残留，最大限度保留米糠中植物甾醇的生物活性，并采

用气相色谱法检测米糠萃取物中的植物甾醇组分及其含量，为米糠高附加值综合利用及植物甾醇的开发提供科学依据与参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

米糠 长春市上禾有机食品有限公司；食品级CO2(纯度99.99%) 长春市氧气厂。

石油醚、氢氧化钾、乙醇、无水硫酸钠(均为分析纯) 北京化工厂；正己烷(色谱纯) 天津市光复精细化工研究所；菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇、胆固醇、5α-胆甾烷(内标)标准品 美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

GB1302电子精密天平 梅特勒-托利多仪器有限公司；WF-250型万能粉碎机 上海蓝深制药机械有限公司；HA 121-50-02型超临界CO2萃取装置 南通超临界萃取有限公司；82-5型恒温磁力搅拌器 上海南汇电讯器材厂；RE-52AA型旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；HZS-HA型水浴振荡器 哈尔滨市东联电子技术有限公司；GC7900气相色谱分析仪 上海天美科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 米糠萃取物的制备

根据预实验结果准确称取新鲜米糠300g装入萃取釜中，在萃取压力20MPa、温度45℃、CO2流量20L/h、萃取时间60min的条件下进行超临界流体萃取，萃取完成后，由分离釜收集米糠萃取物，为黄色半透明液体。

1.3.2 样品制备

准确称取米糠超临界流体萃取物1.0g于磨口锥形瓶中，加入质量浓度为5mg/mL的5α-胆甾烷内标溶液1mL，再加入2.0mol/L氢氧化钾乙醇溶液40mL，装上冷凝管，在90℃的水浴条件下皂化40min，皂化过程中始终保持搅拌状态。皂化液冷却至室温后，加入20mL去离子水后移至分液漏斗中，每次加入石油醚50mL进行萃取，共计3次，合并石油醚萃取液，用蒸馏水洗至pH中性，再用无水硫酸钠进行脱水。将脱水后的石油醚萃取液利用旋转蒸发器浓缩至近干，用正己烷定容至10mL，供气相色谱检测用[11-13]。

1.3.3 色谱分析条件

色谱柱：DB-1701P(30m×0.25mm，0.25μm)；柱温：280℃，进样口：300℃，FID检测器：300℃，载气流量：30mL/min，进样量：0.3μL。

2 结果与分析

2.1 植物甾醇的定性分析

本研究利用已知物直接对照法进行定性，即将未知物和已知标准物在同一根色谱柱上，使用相同的色谱操作条件进行分析，作出色谱图后进行对照比较，根据保留时间进行定性[14]。用甾醇标准品，在拟定的色谱条件下得到各甾醇的色谱图，见图1。

图1 标准品色谱图Fig.1 Chromatogram of mixed phytosterol standards

图2 样品色谱图Fig.2 Chromatogram of the supercritical fluid extract from rice bran

在相同色谱条件下对样品进行检测，色谱图见图2。通过与标准品保留时间值进行对比，确定米糠超临界流体萃取物中含有菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇3种植物甾醇。

2.2 植物甾醇的定量分析

采用5α-胆甾烷作为内标物，对米糠超临界流体萃取物中的植物甾醇组分进行定量分析[15]。

2.2.1 相对质量较正因子的测定

式中：Ai、As、mi、ms分别为待测组分和内标物的峰面积和质量。

2.2.2 待测组分的含量测定

式中：Ai、As分别为待测组分和内标物的峰面积；fi、fs分别为待测组分和内标物的相对质量校正因子；mi、m0、ms分别为待测组分、内标物和样品的质量。

表1 各种植物甾醇组分的含量Table 1 Identified phytosterols and their contents in the supercritical fluid extract from rice bran

米糠超临界流体萃取物中各种植物甾醇组分的含量见表1。其中β-谷甾醇含量最高，为8.47mg/g；其次是菜油甾醇含量，为1.97mg/g；豆甾醇含量最低，为1.23mg/g。

3 结 论

本研究结果表明米糠超临界流体萃取物中含有菜油甾醇、豆甾醇及β-谷甾醇3种植物甾醇，含量分别为1.97、1.23mg/g和8.47mg/g。气相色谱法检测米糠中植物甾醇种类及含量，可广泛用于植物原料中的植物甾醇的定性定量分析。今后应对其分离、纯化进行更深入研究，以利于相关产品的开发，拓宽米糠的综合利用途径。

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Gas Chromatographic Analysis of Phytosterol Composition of Supercritical Fluid Extract from Rice Bran

LIU Ting-ting，LI Yi-li，LIU Xiang-yang，WANG Da-wei*
(College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)

The phytosterols and their contents in the supercritical fluid extract from rice bran were analyzed by gas chromatography. Totally 3 phytosterol compounds were identified in the extract, including campesterol, stigmasterol and βsitosterol and among them, β-sitosterol had the highest content (8.47 mg/g), followed by campesterol (1.97 mg/g) and stigmasterol (1.23 mg/g).

rice bran；supercritical fluid extract；phytosterol；gas chromatography

S511

A

1002-6630(2010)18-0305-03

2010-06-30

国家“863”计划项目(2007AA10Z336)

刘婷婷(1984—)，女，博士研究生，研究方向为粮油精深加工与开发。E-mail：ltt1984@163.com

*通信作者：王大为(1960—)，男，教授，博士，研究方向为粮食、油脂与植物蛋白工程。E-mail：xcpyfzx@163.com