高山草原地区箭筈豌豆和垂穗披碱草脂肪酸构成研究

楚秉泉，毛祝新，傅 华

(兰州大学草地农业科技学院 农业部草地农业生态系统学重点开放实验室，甘肃 兰州 730020)

脂肪酸是重要的生理活性物质，在机体内有特殊的生物学效应，特别是不饱和脂肪酸，其对心脑血管类疾病有明显的预防和治疗作用，对人体健康具有重要意义[1-2]。反刍动物由于其瘤胃的氢化作用，其产品的饱和脂肪酸含量比较高，提高此类产品的消费量将会增加患心血管疾病和其他消化代谢类疾病的风险[3]。因此，探索提高肉类生产过程中不饱和脂肪酸的含量，是提高畜产品品质的一个重要目标。尽管牧草中只含有少量的脂类，但是它们是以牧草为饲料的动物脂肪酸的重要来源[4]。Lorenz等[5]研究表明，与精料饲喂相比，放牧可显著提高牛肉中n-3不饱和脂肪酸含量和牛奶中共轭亚油酸的含量，降低n-6不饱和脂肪酸含量，因此，很有必要对牧草中的脂肪酸构成进行研究。Boufaied等[6]检测了猫尾草(Phieumpratense)、黑麦草(Loliumperenne)等12个不同物种的脂肪酸组成及其含量，发现不同物种之间的脂肪酸含量差异较大，同一物种不同生育期脂肪酸含量及组成也不同。李志强等[7]对紫花苜蓿(Medicagosativa)、鸭茅(Dactylisglomerata)等12份牧草中脂肪酸进行了研究，其中亚麻酸含量最高，亚油酸次之，其他脂肪酸含量很少，豆科牧草和禾本科牧草的脂肪酸组成无明显差别，且脂肪酸含量在不同生育期无显著差异。Yoshida[8]发现耐低温牧草不饱和脂肪酸含量较高。而目前对我国高海拔地区种植的牧草脂肪酸组成及含量研究较少。因此，本研究以我国高山草原地区广泛种植的箭筈豌豆(Viciasativa)和垂穗披碱草(Elymusnutans)为对象，分析其脂肪酸含量和组成，旨为这两份种质资源的开发和利用提供参考。

1 材料与方法

1.1试验地概况 试验区位于甘南州夏河县，地理坐标为102°25′ E，35°06′ N,海拔3 049 m，≥0 ℃年积温1 806 ℃·d，年降水量为400～500 mm，属于典型的高山草原。土壤为山地黑钙土。

1.2样品来源 垂穗披碱草地为2008年建植，播种方式为撒播，播种量为15 kg/hm2；箭筈豌豆为2009年种植，播种方式为条播，播种量为75 kg/hm2，于2009年初花期各采集鲜样1 000 g，用冷冻干燥机(美国Labconco公司)干燥，粉碎，过40目筛，用于测定脂肪酸。

1.3脂肪酸前处理 称取10 g(精确至0.1 mg)待测牧草，用索氏抽提法提取粗脂肪，随后将粗脂肪和无水乙醚混合液转移至50 mL的圆底烧瓶中，于75 ℃左右的水浴中回收溶剂，稍冷却后置于40 ℃的真空干燥箱中干燥，用差量法计算粗脂肪质量。再加入约为其粗脂肪质量分数20%的十七烷酸(精确至0.1 mg)、4 mL 0.5 mol/L 氢氧化钠-甲醇溶液和少许沸石于烧瓶中，在冷凝回流下煮沸至脂肪液滴消失后再持续30 min。用移液器从冷凝管顶部加入5 mL质量分数为10%～15%的三氟化硼甲醇溶液，继续煮沸3 min。将烧瓶从水浴锅中取出，从冷凝管顶部加入1～3 mL正己烷，冷却至室温，加入15 mL氯化钠饱和水溶液，振荡后静置5 min，继续加氯化钠饱和水溶液使液面至瓶颈部，用胶头滴管取上层液，然后再用正己烷萃取3次，每次加入正己烷2 mL，将上层液合并至小锥形瓶中，用少量无水硫酸钠干燥后过滤。之后用GC-MS仪测定脂肪酸组成和含量[9]。

1.4脂肪酸组成和含量测定 使用美国Agilent公司6890N 型气相色谱仪和5975C 质谱仪，采用自动进样，每个样品连续进样6次。

色谱条件：采用石英毛细管柱(Agilent DB-FFAP，30.0 m×250.0 μm×0.5 μm，最高温度250 ℃)，进样量为0.2 μL；分流比为100∶1；进样口温度为200 ℃；程序升温从130 ℃开始，以15 ℃/min升至190 ℃，保持1 min，以 8 ℃/min升至230 ℃保持12 min；柱流速为1.1 mL/min；载气为高纯氦气(99.999%)。

质谱条件：电离源为70 eV；离子源温度230 ℃；四级杆温度150 ℃；界面温度为250 ℃；溶剂延迟为1.5 min。

1.5样品的测定 通过NIST谱图库检索，并配合脂肪酸标准物质比对，进行脂肪酸定性，通过十七烷酸内标进行定量。

2 结果

2.1脂肪酸测定方法 在筛选获得的色谱条件下，从箭筈豌豆333/A和垂穗披碱草中分别检测到12种和11种脂肪酸，各成分出峰时间均匀，峰型好(图1、图2)。平行进样6次，各组分含量相对标准偏差均小于3%(表1)。

2.2箭筈豌豆333/A中脂肪酸组成及含量 箭筈豌豆333/A中共检测到12种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸(UFA)4种，含量为2.77 g/kg，占脂肪酸总量的57.25%；饱和脂肪酸(SFA)8种，含量为2.07 g/kg，占脂肪酸总量的42.75%；UFA/SFA为1.34。UFA中α-亚麻酸含量最高(1.64 g/kg)，亚油酸含量次之(0.83 g/kg)，油酸和棕榈油酸含量最低(0.22和0.08 g/kg)。 SFA中棕榈酸含量最高(1.34 g/kg)，癸酸含量最低(0.01 g/kg)，粗脂肪含量为14.2 g/kg(图1、表1)。

2.3垂穗披碱草中脂肪酸组成及含量 垂穗披碱草中共检测到11种脂肪酸，其中UFA 4种，含量为3.07 g/kg，占脂肪酸总量的68.84%；SFA 7种，含量为1.39 g/kg，占脂肪酸总量的31.16%；UFA/SFA为2.21。UFA中α-亚麻酸含量最高(2.02 g/kg)，亚油酸含量次之(0.83 g/kg)，油酸和棕榈油酸含量最低(0.17和0.05 g/kg)。SFA中棕榈酸含量最高(0.93 g/kg)，十二烷酸和十四烷酸含量最低(0.01和0.02 g/kg)，粗脂肪含量为24.5 g/kg(图2、表1)。

图1 箭筈豌豆333/A总离子流图

图2 垂穗披碱草总离子流图

表1 牧草中脂肪酸组成和含量

3 讨论与小结

本研究从箭筈豌豆333/A中检测到4种不饱和脂肪酸和8种饱和脂肪酸，其中11种脂肪酸和Cabiddu等[10]对8种箭筈豌豆的研究一致，但该研究还发现十七烷酸和油酸的2种同分异构体C18∶1(c-9)和C18∶1(c-11)，而本研究中并未检测到十七烷酸，所检测到的油酸为C18∶1(c-10)。箭筈豌豆333/A中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸占总脂肪酸的比例分别为42.75%和57.25%，而Cabiddu等[10]发现箭筈豌豆中饱和脂肪酸为49.62%～71.28%，不饱和脂肪酸为28.72%～50.38%。因此可以认为，在高山草原地区种植的箭筈豌豆333/A中不饱和脂肪酸比例更高，具有较高的利用价值，而垂穗披碱草中检测到4种不饱和脂肪酸和7种饱和脂肪酸，除癸酸未被检测到外，其他与箭筈豌豆种类相同，但不饱和脂肪酸含量更高。

两种牧草中不饱和脂肪酸均以α-亚麻酸含量为最高，亚油酸含量次之，油酸和棕榈油酸含量最低，这和李志强等[7]对我国12种牧草材料的研究结果一致。特别是禾本科牧草垂穗披碱草与豆科牧草箭筈豌豆333/A相比，其不饱和脂肪酸含量高11%，饱和脂肪酸含量低33%,UFA/SFA是后者的1.65倍。

本研究对高山草原地区广泛分布的两种牧草进行脂肪酸分析，采用GC-MS联用技术，得出的结果分离效果好，重现性高，具有一定的参考价值，为更全面了解其活性成分,饲用资源开发等提供依据。

[1]Elgersma A,Maudet P,Witkowska I M，etal.Effects of nitrogen fertilisation and regrowth period on fatty acid concentrations in perennial ryegrass (LoliumperenneL.)[J].Annals of Applied Biology，2005,147:145-152.

[2]阮征,吴谋成,胡筱波,等.多不饱和脂肪酸的研究进展[J].中国油脂,2003,28(2):55-59.

[3]吴建平,张利平,彼德·库勒.放牧前后肉用羊体脂脂肪酸组成变化的研究[J].草业学报,2001,10(2):87-94.

[4]Harfoot C G，Hazelwood G P.Lipid metabolism in the rumen[A].In: Hobson P N.The Rumen Microbial Ecosystem[M].New York：Elsevier Applied Science,1988：285-322.

[5]Lorenz S,Buettner A,Ender K,etal.Influence of keeping system on the fatty acid composition in the longissimus muscle of bulls and odorants formed after pressure-cooking[J].European Food Research and Technology,2002,214：112-118.

[6]Boufaied H,Chouinard P Y,Tremblay G F,etal.Fatty acids in forages.Ⅰ.Factors affecting concentrations[J].Canadian Journal of Animal Science,2003,83:501-511.

[7]李志强,刘凤珍,卢鹏,等.几种重要牧草的脂肪酸成分分析[J].中国奶牛,2006,10:3-6.

[8]Yoshida S.Chemical and biophysical changes in the plasma membrane during cold acclimation of mulberry bark cells (MorusbombycisKoidz.cv Goroji)[J].Plant Physiology,1984,76:257-265.

[9]国家饲料质量监督检测中心(北京).GB/T 21514-2008 饲料中脂肪酸含量的测定[S].北京：中国标准出版社，2008.

[10]Cabiddu A,Decandia M,Salis L,etal.Effect of species, cultivar and phonological stage of different forage legumes on herbage fatty acid composition[J].Italian Journal of Animal Science,2009,8(2):277-279.