桐油脂肪酸组分GC-MS分析及产地特征研究1)

2014-09-14郑国灿王晶刘毅朱美文陈江李贤良王国民

中国林副特产 2014年6期

郑国灿,王晶,刘毅,朱美文,陈江,李贤良,王国民

(重庆出入境检验检疫局技术中心，重庆400020)

桐油是大戟科油桐的成熟种子经压榨法生产的天然涂料产品，是一种优良的带干性植物油，具有干燥快、比重轻、光泽度好、附着力强、耐热、耐酸、耐碱、防腐、防锈、不导电等特性，广泛应用于建筑、机械、兵器、车船、渔具、电器的防水、防腐、防锈涂料等行业中，是一种经济价值很高的植物油[1]。

桐油中的脂肪酸组分及含量是其特性的主要决定因素，其组分主要有α-桐酸、β-桐酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸等。目前已有不同产地桐油中脂肪酸组分及含量的报道，付梅轩[2-3]等采用气相色谱法测定桐油中含有桐油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸等，全国大部分地区的桐油中桐酸的含量都在70％以上；阳艳[4]等采用气相色谱法测定湘西各地桐油中棕榈酸、油酸、亚油酸、α-桐酸、β-桐酸等5种脂肪酸的含量，其中桐酸含量都在73％～80％以上，其中α-桐酸含量远远大于β-桐酸的含量。陈陶静[5]等采用GC-MS法测定陕南不同地区产桐油及相同地区不同季节产桐油中的主要成分进行了分析，测试结果表明其中影响桐油品质的桐油酸含量在几种桐油中分别占91.9％，80.3％，52.1％。由于气候、地质等条件不同，不同产地的桐油具有不同的品质特性，本文从脂肪酸组分的角度分析各产地桐油的产地特征。

1 仪器与试剂

1.1 主要仪器

GC7890A-MS 5975C气相色谱-质谱仪(美国安捷伦公司)；BT124S电子天平(德国赛多利斯公司)；XH-B型漩涡振荡器(江苏康健医疗用品有限公司)；3-30k型离心机(德国 Sigma 公司)；200μL微量移液器(德国eppendorf公司)。

1.2 试剂

脂肪酸甲酯标准品(德国Dr．Ehrenstorfer 公司)；甲醇、异辛烷均为色谱纯(美国TEDIA公司)；氢氧化钾、硫酸氢钠均为分析纯(重庆川东化工有限公司)。

1.3 桐油样品

不同产地的桐油样品均由产地当地购买。

2 实验部分

2.1 样品甲酯化处理

称取桐油60mg至15mL具塞离心管中，用移液管移取4mL异辛烷溶解试样，用微量移液器加入200μL氢氧化钾甲醇溶液，盖上玻璃塞于涡旋混匀器上涡旋30s，静置至澄清。向溶液中加入约1g硫酸氢钠，于涡旋混匀器上涡旋30s，中和氢氧化钾，于离心机上离心，取上层溶液供GC-MS分析。

2.2 GC-MS条件

色谱柱：DB-5ms(30m×0.25mm×0.25μm)，柱温：100℃保持1 min，以4℃/min速率升至230℃，保持1 min，再以30℃/min速率升至280℃，保持5 min；进样口温度：280℃；传输线温度：280℃；载气：氦气，纯度不低于99.999 ％；流速：1.2 mL/min；进样方式：分流进样，分流比30∶1；进样量：1 μL。离子源：电子轰击离子源；测定方式：全扫描模式(SCAN)，质量数范围：50～600。

2.3 GC-MS分析

将2.1甲酯化后的样品注入气质联用仪进行气质分析，采用全扫描方式进行测定，用面积归一化法确定各成分的相对含量，采用标准物质和NIST谱库对样品中各组分进行定性分析。

3 结果与讨论

3.1 色谱柱的选择

在桐油脂肪酸组分的气相色谱分析方法中，常见的色谱柱有极性柱和弱极性柱，如DB-wax[6]和DB-5ms[5]柱，本研究通过试验比较了两种不同极性的色谱柱对桐油中脂肪酸的分析效果，结果发现DB-wax柱子的分离度不好，峰型拖尾，而DB-5ms柱对各种脂肪酸具有较好的分离度，峰型对称，见图1。

图1 甲酯化桐油GC-MS总离子流色谱图：a为DB-wax色谱柱，b为DB-5ms色谱柱

3.2 桐油脂肪酸成分分析

表1 桐油主要脂肪酸成分表

经过与标准物质比对或NIST谱库检索鉴定，桐油中脂肪酸成分主要有α-桐酸、β-桐酸、棕榈酸、亚油酸、油酸、硬脂酸等，共鉴定了14种见表1。

3.3 不同产地桐油脂肪酸产地特性分析

表2 不同产地桐油中的脂肪酸含量

通过对重庆、四川、贵州、湖南、河南、安徽、广西、云南等不同产地的桐油中的脂肪酸含量进行分析，如表2所示，发现桐油中脂肪酸的主要组分为α-桐酸、β-桐酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸等，这些组分的含量都在1％以上，其中，表1中的8-11号组分都是桐酸的同分异构体，统称为桐酸，他们的含量总和均在70％以上，与文献[2-3]报道相吻合；但是各产地桐酸含量具有较大的差异，其中，重庆、贵州、湖南、云南等产地桐酸含量在80％以上，安徽桐油中桐酸含量最低，只有70％；除了桐酸总量的差异外，单个脂肪酸含量也有较大的差异，其中α-桐酸含量重庆、湖南、云南等产地较高，含量在73％以上，安徽的含量最低，只有58％；而β-桐酸含量河南较其它产地的高，达9.3％；从桐酸含量的角度分析，重庆、贵州、湖南产地的桐油质量较好。

此外，不同产地桐油中的亚油酸、油酸含量也存在较大的差异，这主要由于桐油的组成及脂肪酸的相对含量受桐油的品种、地域、采收季节、储藏方式、制油手段等因素影响[7]。在上述脂肪酸中，其中除了棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸以及二十碳烷酸外，其余的都是不饱和脂肪酸，各产地不饱和脂肪酸含量总和均在92％以上，正是这种高含量的不饱和脂肪酸使得桐油具有干性油的特性。