花椒籽油的提取和组分分析

吴素玲，张卫明，孙晓明，金敬红，陈文华, 张锋伦

(南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 210042)

花椒籽油的提取和组分分析

吴素玲，张卫明，孙晓明*，金敬红，陈文华, 张锋伦

(南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 210042)

选用石油醚、无水乙醇、正己烷三种溶剂对花椒籽油进行索氏提取，结果青花椒籽油的得率分别为：5.34%、5.49%、4.80%；红花椒籽油的得率分别为：18.69%、24.41%、17.20%；红花椒籽油得率是青花椒籽油得率的3～4倍。花椒籽油经皂化后采用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)分析不同溶剂提取的花椒籽油脂肪酸组分，并用峰面积归一化法测定各种组分相对含量。结果鉴定的主要组分为棕榈酸、棕榈油酸、油酸和亚油酸，这四种组分占95%以上；青花椒籽油中不饱和脂肪酸含量在83.43%以上；其中棕榈油酸占60%以上，油酸占20%左右，亚油酸占5%左右。红花椒籽油中不饱和脂肪酸含量在69%以下；其中棕榈油酸占12%余，油酸占40%左右，亚油酸占10%左右。而红花椒籽油中棕榈酸含量在30%左右，约是青花椒籽油中棕榈酸含量(11%左右)的3倍。

花椒籽油；皂化；脂肪酸；GC-MS

我国是花椒的第一大生产国，栽培面积80 余万公顷。花椒籽和花椒果皮的比例为60%和40%,花椒籽是花椒果皮生产中的主要副产物，中医称花椒种子为“椒目”，是我国传统的一味中药。据 《 本草纲目 》 记载：椒目性苦寒无毒，主治小腹胀满，水气及肾虚、耳鸣，止气喘，具有散寒驱湿的功效。在民间也有用椒目治疗风寒咳嗽多痰等症。但具体花椒籽的药理作用及其生理活性成分等方面还有待以后研究分析。花椒籽一直未被充分利用，大量的花椒籽被当作燃料烧掉或撒入田中作为肥料，甚至被当作废物丢弃。自1968年Gunstione等[1]对花椒籽中所含油脂及脂肪酸成分进行报道以来，人们逐渐开始关注这一长期被忽略并废弃的农业资源，国内的研究开始于20世纪90年代初期。国内外有不少文献[2-9]报道对花椒籽的研究，但各组分含量常因花椒的品种、生长地区的不同而有较大的波动。本文对云南昭通青花椒籽和红花椒籽进行脂肪酸的提取，并对其提取得率及其组分进行比较分析。

1 材料及仪器设备

1.1 主要材料

青花椒籽：来自云南昭通青花椒之籽，2013年产；红花椒籽：来自云南昭通地区红花椒之籽，2014年产；石油醚(沸程 60～90 ℃ )、无水乙醇、正己烷、无水甲醇、氢氧化钠、浓硫酸、甲醇溶液、氯化钠、无水硫酸钠均为分析纯。

1.2 主要仪器与设备

高速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；SHZ-Ⅲ循环水真空泵，上海亚荣生化仪器厂；RE-52AA型旋转蒸发器，上海亚荣生化仪器厂； Agilent 7820A-5975 GC-MS气相色谱—质谱联用仪；索氏抽提器；1 000 W电热套；电子天平、烘箱、分液漏斗、圆底烧瓶、冷凝管、滤纸、镊子、铁架台等。

2 实验方法

2.1 花椒籽油提取

花椒籽粉碎至约20目，与纸筒一起在105 ℃下烘4 h左右后，精确称取花椒籽30g左右置纸筒，用索氏抽提法提取花椒籽油，溶剂分别为无水乙醇、正己烷、石油醚(沸程 60～90 ℃ )，提取速度为每小时虹吸10次，提取5 h后取出纸筒，再虹吸3次后回收溶剂。取下接收烧瓶，擦干外壁置烘箱105 ℃下烘2 h称量，计算粗脂肪含量。相同实验重复3次，取其平均值。

2.2 花椒籽油甲酯化[10]

称取350 mg油样加入50 mL圆底烧瓶中，加入5 mL 0.5 mol/L氢氧化钠甲醇溶液和几粒沸石，连接回流装置，水浴回流至烧瓶内油珠消失、溶液变得透明时，从冷凝器上端加入7 mL 1 mol/L硫酸甲醇溶液于烧瓶中，再煮沸10 min，取出冷却，加入适量蒸馏水和5 mL正己烷后移入分液漏斗，静置分层。下层水相再用适量正己烷萃取两次，合并正己烷相，蒸馏水洗至中性，无水硫酸钠干燥，用旋转蒸发仪将溶液蒸发至约5 mL，用甲醇转移并定容至10 mL容量瓶中成皂化液；再取0.2 mL皂化液，用甲醇定容至10 mL。待进气相色谱-质谱联用仪分析。

2.3 气质联谱

气质联用检测条件：Agilent HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)毛细管色谱柱，程序升温，初始柱温60 ℃，以5℃/min升温到160 ℃，然后以5 ℃/min升至200 ℃，恒温1 min。进样口温度250 ℃，载气为高纯氦气，流速0.5 mL/min，进样量为1 μL，分流比20∶1。

质谱条件：EI离子源，离子源温度230 ℃，MS四极杆温度150 ℃，扫描范围m/z33～650 amu，溶剂延迟3.0 min。采用标准谱库NIST11进行相似度比对，确认各化合物，按照峰面积归一法计算各组分在植物精油中相对百分含量。

3 结 果

3.1 花椒籽油提取

不同溶剂索氏提取花椒籽油得率见下表1。

表1 不同溶剂提取花椒籽油得率

从表1可见总体上红花椒籽油比青花椒籽油含量多得多，两者相差3～4倍；不同溶剂提取的青花椒油得率最大相差不多，相差不到1%；红花椒籽粉得油率相差较大，无水乙醇提取的得率最高为24.41%，比另两种溶剂提取的得率多5.72%～7.21%。

3.2 花椒籽油脂肪酸的GC-MS结果

提取的花椒籽油经方法2.2甲酯化得到以下6个样品：

1号：石油醚为溶剂提取的青花椒籽油皂化液；

2号：无水乙醇为溶剂提取的青花椒籽油皂化液；

3号：正己烷为溶剂提取的青花椒籽油皂化液；

4号：石油醚为溶剂提取的红花椒籽油皂化液；

5号：无水乙醇为溶剂提取的红花椒籽油皂化液；

6号：正己烷为溶剂提取的红花椒籽油皂化液。

按照方法2.3条件，采用GC-MS对以上6个皂化液进行分析，其总离子流色谱图见以下图1～6。

图2 2号皂化液总离子色谱图

图3 3号皂化液总离子色谱图

图4 4号皂化液总离子色谱图

图5 5号皂化液总离子色谱图

图6 6号皂化液总离子色谱图

从以上图谱可见，图谱峰较少且集中。图1、图2、图3三个不同溶剂提取的青花椒籽油的色谱图类似；图4、图5、图6三个不同溶剂提取的红花椒籽油的色谱图类似；但图1、图2、图3的色谱图与图4、图5、图6的色谱图有很明显的不同。表明：(1)花椒籽油脂肪酸组分比较简单；(2)不同溶剂提取的花椒籽油组分基本相同；(3)相同地方不同品种的花椒籽油各组分比例有很大差别。

3.3 花椒籽油脂肪酸组分比例分析

总离子流图中的各峰经质谱扫描后得到质谱图，经过计算机质谱数据系统检索(标准谱库NIST11.L)检索，结合保留时间及相关文献资料，确定花椒籽油中的脂肪酸成分，用峰面积归一化法计算各组分相对百分含量。具体分析结果见下列表2。

由表2可以看出，花椒籽油组分简单，主要由棕榈酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸这四种成分组成，这4种组分占95%以上。青花椒籽油中不饱和脂肪酸含量在83.43%以上；其中棕榈油酸占60%以上，油酸占20%左右，亚油酸占5%左右；红花椒籽油中不饱和脂肪酸含量在69%以下；其中棕榈油酸占12%余，油酸占40%左右，亚油酸占10%左右。红花椒籽油中棕榈酸含量在30%左右，约是青花椒籽油中棕榈酸含量(11%左右)的3倍。红花椒籽油中油酸、亚油酸含量是青花椒籽油的2倍以上。

表2 不同样品脂肪酸成分比较(匹配度85以上)

4 小 结

(1)昭通花椒籽油成分种类较少，主要由棕榈酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸这四种成分组成；这四种组分占95%以上。

(2)同是昭通产地的，但红花椒籽油比青花椒籽油的含量多得多，两者相差3～4倍。

(3)不同溶剂的提取率排列为：无水乙醇>石油醚>正己烷；但对青花椒籽来说不同溶剂提取的油得率相差不多，范围在4.80%～5.49%，最大相差13%左右；而红花椒籽粉得油率相差较大，范围在17.20%～24.41%，最大相差30%左右。

(4)青花椒籽油中脂肪酸含量由高到低为：棕榈油酸60%以上，油酸20%左右，棕榈酸11%左右，亚油酸5%左右；红花椒籽油中脂肪酸含量由高到低为：油酸40%左右，棕榈酸30%左右，棕榈油酸12%余，亚油酸10%左右；可见青花椒籽油中不饱和脂肪酸总比例比红花椒籽油的高，但红花椒籽油中油酸、亚油酸比例均是青花椒籽油的2倍以上。

(5)如果以较为营养和保健作用的油酸、亚油酸的相对含量而言，则用石油醚或正己烷来提取较好。

(6)本实验提取的花椒籽油中没有检测出亚麻酸及α-亚麻酸，与一些文章[11]叙述的陕西省韩城花椒籽含α-亚麻酸17.37%～24.12% 和亚油酸25.27%～34.63%不同，看来确实花椒籽油中各脂肪酸组分含量常因花椒的品种、生长地区的不同而有较大的波动。

云南昭通花椒品质好、量大，本文对云南昭通花椒籽油进行不同方法的提取，并对其提取得率及其组分进行比较分析。为促进花椒籽的综合开发利用提供了依据。

[1] GUNSTONE F D,TAYLOR G M,CORNELIIUS J A,et al. New tropical seed oils.II-component acids of leguminous and other seed oils[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,1968,19:706-709.

[2] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京；科学出版社，1997:20-52.

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[11] 马养民，张巧云，朱军峰. GC-MS分析花椒籽油脂肪酸组分[J].粮食与油脂,2010(8)：40-41.

2016年《生物质化学工程》征订启事

《生物质化学工程》(双月刊)是由国家林业局主管、中国林科院林产化学工业研究所主办的技术类刊物。适于从事生物质化学工业、林产化学工业、林业、农业、森工、能源、轻工、化工、环保、医药、食品、土产、商检、外贸等行业科研、教学、生产、经营、设计工作等相关人士阅读。邮局发行，邮发代号28-205，单月底出版。每册定价10.00元，全年60.00元。地址：(210042)江苏省南京市锁金五村16号 林化所内。电话：025-85482492 传真：025-85482492 网址：www.bce.ac.cn E-mail:bce@vip.163.com

Extraction and Ingredient Analysis of Prickly Ash Seed Oil

Wu Suling, Zhang Weiming, Sun Xiaoming*，Jin Jinghong，Chen Wenhua, Zhang Fenglun

(Nanjing Institute for Comprehensive Utilization of Wild Plants，Nanjing 210042, China)

This article is about the extract methods and the component analysis of prickly ash seed oil. Extracting the prickly ash seed using different solvent(petroleum ether, absolute ethyl alcohol, normal hexane), the yield of green prickly ash seed oil is 5.34%,5.49%,4.80% respectively and the yield of red prickly ash seed oil is 18.69%,24.41%,17.20% respectively. The yield of red prickly ash seed oil is triple or quadruple than the green one. Analysis the prickly ash seed oil saponificated using GC-MS, the chief constituents of the prickly ash seed oil extracted by different solvent are palmitic acid, palmitoleic acid, oleic acid and linoleic acid. The content of the four components is more than 95%.The unsaturated fatty acid content of the green prickly ash seed oil is more than 83.43%, including palmitoleic acid(more than 60%), oleic acid(about 20%) and linoleic acid(about 5%). The unsaturated fatty acid content of the red prickly ash seed oil is less than 69%, including palmitoleic acid(about 12%), oleic acid(about 40%) and linoleic acid(about 10%).The palmitic acid content of the red prickly ash seed oil is about 30%, three times than the content of the red prickly ash seed oil(about 11%).

prickly ash seed oil; saponify; aliphatic acid; GC-MS

2015-04-18

国家“十二五”科技支撑计划项目—香草兰等南方特产资源生态高值利用技术研究与产品开发(2012BAD36B03)。

吴素玲(1963—)，女，研究员，主要从事食品开发方面的研究。

*通讯作者：孙晓明(1964—)，男，研究员，研究方向为食品开发。E-mail：sunxm64@163.com

10.3969/j.issn.1006-9690.2015.06.002

TS225.1+9；R284.1

A

1006-9690(2015)06-0005-04