储藏小麦甘油三酯脂肪酸组成及脂肪酶变化研究

王若兰，穆 垚，宋永令，马玉洁，贾素贤

（1.河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001；2.国家粮食储备局 郑州科学研究设计院，河南 郑州 450053）

0 引言

小麦籽粒在收获之后依然进行着生理活动，一种与储藏品质关系密切的生理活动是小麦籽粒中的甘油酯在脂肪酶的作用下生成高级游离脂肪酸，然后经氧化生成氢过氧化物并分解为醛、酮等小分子物质[1]，影响小麦储藏品质，故对粮食储藏品质进行分析，测定游离脂肪酸含量能够在一定程度上反映粮食是否宜存.在小麦储藏过程中甘油三酯和游离脂肪酸组成变化具有重要的研究意义.部分脂肪酶在催化甘油酯水解时，会选择性水解某位置上的脂肪酸，也会有选择性地水解某一种脂肪酸[2-7]，在小麦储藏期间脂肪酶活动度与脂肪酸组成之间的关系以及甘油三酯的脂肪酸组成变化尚未见报道.

本试验对储藏4 个月后小麦的甘油三酯的脂肪酸组成进行测定，研究了小麦甘油三酯脂肪酸组成和脂肪酶活性的变化，为研究小麦脂质代谢酶以及储藏品质提供了理论依据.

1 材料与方法

1.1 材料

瑞星一号：河南瑞星种业有限公司提供，2012年6 月收获，容重801 g/L，粗蛋白和湿面筋含量分别为13.82%和30.0%，粗脂肪含量为1.19%.

瑞星8998：河南瑞星种业有限公司提供，2012年6 月收获，容重785 g/L，粗蛋白和湿面筋含量分别为11.50%和26.2%，粗脂肪含量为1.08%.

根据GB 8608—1988 和GB 8607—1988，瑞星一号属于高筋小麦，瑞星8998 属于中筋小麦.

1.2 仪器设备

锤式旋风磨JXFM110：上海嘉定粮油仪器公司；恒温恒湿箱：宁波东南仪器有限公司；岛津GC-2010 气相色谱仪.

1.3 试验试剂

无水乙醚、甲醇、氢氧化钾、无水硫酸钠和邻苯二甲酸氢钾：洛阳化学试剂厂；正己烷和甲酸：天津市科密欧化学试剂有限公司；三氟化硼和乙醚：国药集团化学试剂有限公司.以上试剂均为分析纯.

Amberlyst-26 阴离子交换树脂：Sigma；2，7-二氯荧光素：上海安谱科学仪器有限公司；薄层色谱板（硅胶G）：青岛海洋化工厂分厂.

1.4 样品处理

将小麦拆开编织袋包装后倒入搪瓷托盘内置于恒温恒湿箱中进行储藏，储藏温度30 ℃，相对湿度80%.4 个月后取出，使用锤式旋风磨做成小麦全粉进行指标测定.脂肪酶活动度重复测定3次，甘油三酯脂肪酸组成和游离脂肪酸组成测定1次.

1.5 测定方法

1.5.1 小麦粗脂肪提取

小麦粗脂肪提取参照GB/T 5512—2008 进行.

1.5.2 小麦甘油三酯提取[8]

采用薄层层析（TLC）法分离小麦粗脂肪中的甘油三酯.使用市售硅胶G 板作为薄层层析板，展开剂配比参照《油料油脂检验与分析》[9]使用的方法：展开完毕刮下甘油三酯的谱带，加入正己烷萃取后离心取上清液备用.

1.5.3 小麦甘油三酯脂肪酸组成测定

小麦脂肪酸甲酯化参照GB/T 17376—2008 进行.

气相色谱条件：柱型号SGE 120 mm×0.25 mm，检测器FID，温度230 ℃，进样口温度210 ℃，无程序升温，柱流量1 mL/min，分流比10∶1，柱温180 ℃，进样量2 μL.

1.5.4 小麦脂肪酶活动度测定

小麦脂肪酶活动度参照GB/T 5523—2008 执行.

1.5.5 小麦游离脂肪酸组成测定[10]

按照1.5.1 方法获得小麦粗油脂后，参考文献[10]的方法并加以改进.称取300～500 mg 粗油脂于试管中，加入15 mL 丙酮-甲醇溶液（体积比2∶1），再加入300～500 mg 处理后的树脂，以120 r/min 振摇30 min，静置后除去溶剂，用丙酮-甲醇溶液洗涤树脂5 次（共15 mL），将树脂转移进烧瓶中，加入7 mL 甲酯化试剂，沸腾回流45 min，冷却后加入2 mL 正己烷、1 mL 蒸馏水，振摇后取0.5 μL 正己烷层进行气相色谱分析.

2 结果与讨论

2.1 小麦脂肪酶活动度变化

小麦脂肪酶活动度的变化如表1 所示.

表1 脂肪酶活动度平均值

表1 中数据为3 次测定的平均值，标准偏差分别为0.08、0.09、0.07、0.08，该指标结果可信.瑞星一号的原始脂肪酶活动度明显高于瑞星8998号，即瑞星一号中的甘油酯水解速度将高于瑞星8998.经过4 个月的储藏，瑞星一号和瑞星8998的脂肪酶活动度均有所上升，分别上升56%和71%，且瑞星一号的脂肪酶活动度仍高于瑞星8998.该结果与赵同芳[11]报告的粮食储藏过程中与水解相关的各种酶活力上升相吻合.

瑞星一号的脂肪酶活力高于瑞星8998，说明瑞星一号样品中甘油酯水解的程度要大于瑞星8998.通常情况下经过数月的储存，小麦的脂肪酸值均会有不同程度的上升[12-13]，即游离脂肪酸含量升高，且在储藏过程中没有甘油三酯的合成，即在储存过程中甘油三酯的含量是一个不断减少的过程.瑞星一号的脂肪酶活动度高于瑞星8998，说明在相同储藏期和相同储藏条件下，瑞星一号的脂肪消耗量大于瑞星8998，且更加不耐储藏.

2.2 小麦游离脂肪酸组成变化

小麦的原始样品及储藏4 个月后的游离脂肪酸组成及含量如表2 所示.

表2 游离脂肪酸组成及相对含量 %

由表2 可以看出，瑞星一号和瑞星8998 的游离脂肪酸组成相差不大，均为大量亚油酸，其次为部分棕榈酸和油酸，以及少量的硬脂酸和亚麻酸.经过4 个月的储藏，瑞星一号的棕榈酸相对含量升高，其余均有降低；瑞星8998 则变化不大.表1显示瑞星一号的脂肪酶活动度在储藏期间一直高于瑞星8998，即瑞星一号的游离脂肪酸组成变化更为剧烈.

储藏中小麦的游离脂肪酸处于动态变化中，一方面甘油酯在脂肪酶的作用下分解产生，另一方面游离脂肪酸在脂肪氧化酶的作用下氧化生成氢过氧化物，二者共同作用使游离脂肪酸发生动态变化.对比储藏前后的游离脂肪酸组成可知，瑞星一号储藏前的游离脂肪酸组成种类多（5 种），棕榈酸相对含量低于储藏后11.62 个百分点，硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的相对含量分别降低1.45 个百分点、4.37 个百分点、2.77 个百分点、0.96个百分点.与后4 种脂肪酸相比，棕榈酸碳链数更短，没有不饱和键，更加稳定不易发生变化，这有可能是样品游离脂肪酸在储藏后棕榈酸的相对含量升高的原因.而从游离脂肪酸相对含量组成上来看，储藏前的瑞星一号的游离脂肪酸更加不稳定，容易发生变化.瑞星8998 的游离脂肪酸相对含量虽然变化不大，但是长期储藏也会形成与瑞星一号相同的状态.

2.3 小麦甘油三酯脂肪酸组成变化

小麦甘油三酯脂肪酸组成变化如表3 所示.对照原始样品及储藏后的小麦粗脂肪中甘油三酯脂肪酸组成可以发现，小麦粗脂肪提取物的甘油三酯的脂肪酸组成经过储藏发生了不同程度的变化.其中瑞星一号的棕榈酸、硬脂酸、油酸的相对含量分别升高，而亚油酸和亚麻酸的相对含量降低，变化最明显的是油酸，储藏之后升高了53.3%，其次是亚油酸，储藏之后降低了31.9%；瑞星8998 的变化趋势与瑞星一号相同，棕榈酸、硬脂酸、油酸的相对含量升高，亚油酸和亚麻酸的相对含量降低，变化幅度与瑞星一号不同，而且变化幅度较明显的是棕榈酸和亚油酸.从表3 可以看出，瑞星一号的甘油三酯脂肪酸组成变化比瑞星8998 的变化更大.表1 中测得的瑞星一号脂肪酶活动度在储藏前后均大于瑞星8998，因此瑞星一号的甘油三酯脂肪酸组成的变化比瑞星8998 更为剧烈（瑞星一号的甘油三酯的5 种脂肪酸相对含量变化绝对值之和为32.48%，瑞星8998 为7.77%）.

表3 甘油三酯脂肪酸组成及相对含量 %

由甘油三酯脂肪酸相对组成变化，可以看出瑞星一号和瑞星8998 样品经过储藏，甘油三酯中的棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的总量均有减少，但棕榈酸、硬脂酸和油酸相对含量的呈上升趋势，而亚油酸和亚麻酸的相对含量呈下降趋势，即棕榈酸、硬脂酸和油酸的损失小于亚油酸和亚麻酸的损失.棕榈酸和硬脂酸是饱和脂肪酸，因此较为稳定，在储藏中不易消耗，亚油酸和亚麻酸的不饱和度高于棕榈酸、硬脂酸和油酸，不饱和度越大越不稳定易于反应，导致了亚油酸和亚麻酸的相对含量下降.另一方面，脂肪酶催化甘三酯解离脂肪酸也是造成这种现象的原因之一.

小麦粗脂肪提取物的甘油三酯水解产生脂肪酸的变化是一个复杂的过程，缺乏相应的参考资料.目前认为大部分提取自植物的脂肪酶不具有选择性，但是米糠酶具有Sn-1,3 位选择性[14]，加之理论上存在大量的小麦的甘油三酯的不同组分和异构体，故小麦粗脂肪甘油三酯代谢机理尚需进一步研究.

通过比较发现，储藏前后瑞星一号的脂肪酶活力始终大于瑞星8998，而且瑞星一号的甘油三酯脂肪酸和游离脂肪酸组成变化程度比瑞星8998 的变化程度更加剧烈.由于本试验测定数据不多，所以不能完全确定脂肪酶活力与脂肪酸组成变化有相关性，但至少在本试验中所测定的瑞星一号和瑞星8998 4 个月的储藏期内，脂肪酶活力越高，甘油三酯脂肪酸和游离脂肪酸组成变化的幅度越大.

3 结论

原始样品中,瑞星一号的脂肪酶活动度高于瑞星8998，储藏4 个月后两者的脂肪酶活动度分别从21.08 mg/g 和16.98 mg/g 上升至32.90 mg/g 和29.14 mg/g，在储藏期内瑞星一号的脂肪酶活动度高于瑞星8998.经过4 个月的储藏，瑞星一号的粗脂肪提取物的游离脂肪酸中棕榈酸相对含量低于储藏后11.62 个百分点；瑞星8998 储藏4 个月后变化不大，瑞星一号的游离脂肪酸组成的变化程度大于瑞星8998.瑞星一号原始样品的粗脂肪提取物中甘油三酯的油酸相对含量上升了12.3 个百分点，亚油酸相对含量下降了14.87 个百分点；瑞星8998 的变化不大，瑞星一号的变化程度大于瑞星8998，该变化也是由瑞星一号的脂肪酶活动度高于瑞星8998 决定的.

［1］Schwimmer S.Source book of food enzymology［M］.Westport:The AVI Publishing CoInc，1981:96-97.

［2］Stoll U.Qualitative und quantitative Untersuchung der freien Fettsäuren in Depotfetten und fetthaltigen Erzeugnissen［J］.Fette Seifen Anstrichmittel，1972，74：385-389.

［3］Hayes G Douglas，Kleiman Robert.Recovery of hydroxy fatty acids from lesquerella oil with lipases［J］.Journal of The American Oil Chemists' Society，1992，69:982-985.

［4］Sonnet E Philip，Gazzillo A Joseph.Evaluation of lipase selectivity for hydrolysis［J］.Journal of The American Oil Chemists' Society，1991，68:11-15.

［5］Gesorge S，Arumughan C.Positional distribution of fatty acids in the triacylglycerols of developing oil palm fruit［J］.Journal of The American Oil Chemists' Society，1993，70:1225-1258.

［6］Sonnet E Philip，Foglia A Thomas，Batllargeon Welch Mary.Fatty acid selectivity:The selectivity of lipases of Geotrichum candidum［J］.Journal of The American Oil Chemists' Society，1993，70:1043-1045.

［7］Jensen R G，Sampugna J，Quinn J G，et al.Specificity of a lipase from Geotrichum candidum for cis-octadecenoic acid ［J］.Journal of The American Oil Chemists' Society，1965，42:1029-1032.

［8］毕艳兰.油脂化学［M］.北京：化学工业出版社，2005：182-183.

［9］李桂华.油料油脂检验与分析［M］.北京：化学工业出版社，2006：118-120.

［10］傅樱花，马长伟.阴离子交换树脂及气相色谱法测定腊肉中的游离脂肪酸［J］.食品科技，2003（3）：82-84.

［11］赵同芳.粮食品质研究概述［J］.粮食储藏，1983（6）:24-29.

［12］王若兰.粮油储藏学［M］.北京：中国轻工业出版社，2009:300-301.

［13］宋伟，丁超.储藏条件对小麦游离脂肪酸值上升速度的影响［J］.食品科学，2010，31：301-303.

［14］Hui Y H.贝雷：油脂化学与工艺学［M］.徐长庚，裘爱泳，译.北京：中国轻工业出版社，2001:414.