“中阳”等3个品种沙棘油脂肪酸组成研究
2015-04-06张素敏隋韶奕王雪松李珂刘洪章辽宁省果树科学研究所辽宁熊岳5009吉林农业大学生命科学学院吉林长春308
张素敏,隋韶奕,王雪松,李珂,刘洪章(.辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳5009;2.吉林农业大学生命科学学院,吉林长春308)
“中阳”等3个品种沙棘油脂肪酸组成研究
张素敏1,隋韶奕1,王雪松1,李珂1,刘洪章2,*
(1.辽宁省果树科学研究所,辽宁熊岳115009;2.吉林农业大学生命科学学院,吉林长春130118)
摘要:对“中阳”、“秋阳”、“金阳”沙棘果皮、种子通过超临界萃取技术提取沙棘油,果肉油通过离心获得,利用气相色谱-质谱联用仪检测不同沙棘油中脂肪酸的组成与含量。结果表明,不同品种沙棘油中脂肪酸组成不同,综合3种不同性质沙棘油,中阳沙棘油中含有10种脂肪酸,金阳沙棘油中含有11种脂肪酸,秋阳沙棘油中含有7种脂肪酸;不同性质沙棘油中脂肪酸组成不同,综合3个不同品种沙棘油,果皮油中含脂肪酸数量最多,为13个,且在3品种中组成各不相同,果肉油中含有7种脂肪酸,种子油中含有6种脂肪酸,且在3品种中组成相同。总的来说,在各类沙棘油中,脂肪酸种类丰富,含量差异很大,其中,以C16:0、C16:1、C16:2、C16:1+16:3含量较高,不饱和脂肪酸含量明显高于饱和脂肪酸含量,沙棘油是一种营养丰富、极具开发潜力的植物油。
关键词:沙棘油;品种;脂肪酸
沙棘(Hippophae rhamnoides L.)为胡颓子科(Elaeagnaceae)沙棘属植物,果实是我国古代藏、蒙医用的常用药材,具有祛痰、利肺、养胃、健脾、活血祛瘀的功效,其果肉、种子、茎皮和叶片都可以作为油脂的提取原料。研究表明沙棘是含有多种生物活性物质的药用植物[1]。前苏联学者研究发现沙棘油中的活性成分有106种[2]。关于沙棘油的脂肪酸组成,国内仅限于对中国沙棘亚种的研究,更大范围的试材目前尚未涉足利用。本试验采用“中阳”沙棘、“金阳”沙棘、“秋阳”沙棘品种的果皮、果肉和种子进行油脂提取,进而检测不同品种不同性质沙棘油的脂肪酸组分,旨在通过分析各类沙棘油中脂肪酸组成与含量,为进一步进行沙棘油脂肪酸组成研究与相关产品研发以及营养、医疗、保健等功能评价提供技术参考。
1 材料和方法
1.1材料的采集与制备
供试的“中阳”沙棘(Midday sun)、“秋阳”沙棘(Autumn sun)和“金阳”沙棘(Golden sun)品种果实均采自立地条件、树龄相同,树势相近、栽培管理水平一致的吉林省前郭县深井子镇沙棘基地,果实于成熟期采摘,采后放置于-20℃冰柜中冻藏保存。
沙棘油的提取参照张红霞和王岳[3-4]的方法,略有改动。取3个品种沙棘种子果皮各100g、果肉各100g,种子各150 g,用粉碎机粉碎,使用江苏南通华安超临界萃取有限公司生产的HA221-50-06型超临界CO2流体萃取装置进行萃取,萃取压力为25 MPa,温度为42℃;分离釜I压力为10 MPa,温度为45℃,分离釜II压力为4 MPa~6 MPa,温度为45℃,得到沙棘种子油和果皮油,通过离心得到沙棘果肉油备用。
1.2检测方法
1.2.1色谱质谱分离
采用Angilent公司生产的6890N-5973N气相色谱—质谱联用仪。选用HP-5MS 30 m×0.5 mm×0.25 μm的毛细管柱,进样量为0.2 μL,进样口温度250℃,压力为0.077 MPa,分流比为50∶1,柱流量为1.0 mL/min,柱箱温度为120℃保持5 min,以5℃/min的速率升至180℃,保持5 min,然后以2℃/min的速率升至260℃,保持5min,接口温度为280℃,全扫描35amu~500amu。
1.2.2质谱鉴定
将质谱图与气相色谱-质谱联用仪所附带标准及DATABASE/NIST98L收录化合物质谱图进行对照鉴定。
2 结果与分析
2.1沙棘果皮油中脂肪酸组分分析
沙棘果皮油由多种脂肪酸组成见表1和图1。
沙棘果皮油中含有13种脂肪酸,分别为C14:0(十四烷烃即“豆蔻酸”)、C16:0(十六烷烃即“棕榈酸”)、C16:1(十六碳一烯酸即“棕榈油酸”)、C18:0(十八烷烃即“硬脂酸”)、C18:1(十八碳一烯酸即“油酸”)、C18:2(十八碳二烯酸即“亚油酸”)、C18:3(十八碳三烯酸即“亚麻酸”)、C20:0(二十烷烃即“花生酸”)、C21:0(二十一烷烃)、C22:0(二十二烷烃即“山嵛酸”)、C23:1(二十一碳一烯酸)、C25:0(二十五烷烃)和C30:1(三十碳一烯酸)。其中,有7种饱和脂肪酸和6种不饱和脂肪酸。
沙棘果皮油中脂肪酸的组成和含量在不同品种中存在着差异,饱和脂肪酸含量明显低于不饱和脂肪酸含量(见表1)。3个品种沙棘果皮油中脂肪酸组成种类不同,“中阳”沙棘果皮油中含有8种脂肪酸,“金阳”沙棘果皮油中含有11种脂肪酸,“秋阳”沙棘果皮油中含有6种脂肪酸。C23:1和C30:1为中阳沙棘所独有,C14:0、C20:0、C21:0、C22:0仅存在于“金阳”沙棘中,C18:0为“金阳”沙棘和“秋阳”沙棘所共有,C25:0在“中阳”沙棘和“金阳”沙棘中都有存在。从3种沙棘果皮油中不同脂肪酸平均值统计结果来看(图1),相互间含量差异很大,其中C16:0、C16:1、C18:2、C18:1+18:34种脂肪酸含量较高,只有C16:0为饱和脂肪酸且含量最低。而C14:0、C18:0、C20:0、C21:0、C22:05种脂肪酸含量较低,且均为饱和脂肪酸;其他C18:0、C23:1、C25:0和C30:14种脂肪酸含量中等,饱和与不饱和脂肪酸各2个。3种沙棘果皮油中以秋阳沙棘中C18:1+18:3含量最高,达35.076 5%(表1)。
同一品种沙棘果皮油中不同脂肪酸含量差异较大。“中阳”沙棘果皮油中8种脂肪酸含量依次为C30:1> C16:1>C25:0>C18:1+18:3、C16:0>C23:1、C18:2>C18:1,相互间存在显著性差异,以C30:1为最高,达19.721 8%;“金阳”沙棘果皮油中11种脂肪酸含量依次为C16:1>C16:0>C18:1+18:3> C18:2>C18:1>C18:0、C25:0、C22:0、C21:0、C14:0、C20:0,相互间存在显著性差异,以C16:1为最高,达31.381 6%;“秋阳”沙棘果皮油中6种脂肪酸含量依次为C18:1+18:3>C18:2>C16:1> C16:0>C18:1>C18:0,相互间存在显著性差异,以C18:1+18:3为最高,达35.076 5%。
2.2沙棘果肉油中脂肪酸组分分析
“中阳”沙棘等3个品种果肉油均由7种脂肪酸组成,且组分种类相同见表2、图2。
均分别为 C14:0、C16:0、C16:1、C18:0、C18:1、C18:2、C18:1+18:3。其中,有3种饱和脂肪酸和4种不饱和脂肪酸。
不同的沙棘品种果肉油脂肪酸组分各异,(见表2)。3个品种沙棘果肉油中以C16:1在“秋阳”沙刺中含量最高,达41.547 9%,而以“中阳”沙棘中的C14:0最低,仅为0.431 3%。从3种沙棘果肉油中不同脂肪酸平均值统计结果来看(图2),相互间含量差异很大,其中C16:0、C16:12种脂肪酸含量极高,极显著高于其它5种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸含量(53.516 4%)明显高于饱和脂肪酸含量(36.565 2%)。
同一品种不同脂肪酸含量差异较大。“中阳”沙棘果肉油中7种脂肪酸含量依次为C16:0>C16:1>C18:1+18:3> C18:1、C18:2>C18:0、C14:0,相互间存在极显著性差异,以C16:0
为最高,达25.649 2%;“金阳”沙棘果肉油中脂肪酸含量依次为C16:0、C16:1>C18:2、C18:1+18:3、C18:1>C18:0、C14:0,相互间存在极显著性差异,以C16:0为最高,达40.054 6%;“秋阳”沙棘果肉油中脂肪酸含量依次为C16:1>C16:0> C18:2>C18:1、C18:1+18:3>C18:0、C14:0,相互间存在显著性差异,以C16:1为最高,达41.547 9%。
2.3沙棘种子油中脂肪酸组分分析
“中阳”沙棘等3个品种种子油均由6种脂肪酸组成,且组分种类相同,见表3、图3。
均分别为C16:0、C16:1、C18:0、C18:1、C18:2、C18:3。其中,有2种饱和脂肪酸和4种不饱和脂肪酸。
不同品种脂肪酸组成及含量各异(见表3)。3个品种沙棘种子油中以C18:1+18:3在“中阳”沙棘中含量最高,达47.255 4%,而以“秋阳”沙棘中的C16:1最低,仅为1.0114%。从3个品种沙棘果肉油中不同脂肪酸平均值统计结果来看(图3),相互间含量差异很大,其中C18:2和C18:1+18:32种脂肪酸含量极高,极显著高于其它4种脂肪酸,C16:1、C18:0、和C18:13种脂肪酸含量较低,极显著低于其它3种脂肪酸,C16:0含量处于中等水平,其中不饱和脂肪酸含量(86.792 1%)明显高于饱和脂肪酸含量(13.134 9%)。
同一品种不同脂肪酸含量差异较大。“中阳”沙棘种子油中6种脂肪酸含量依次为C18:1+18:3>C18:2>C16:0> C18:0、C16:1、C18:1,相互间存在极显著性差异,以C18:1+18:3为最高,达47.255 4%;“金阳”沙棘种子油中脂肪酸含量依次为C18:1+18:3、C18:2>C16:0>C16:1>C18:1、C18:0,相互间存在极显著性差异,以C18:1+18:3为最高,达35.077 2%;“秋阳”沙棘种子油中脂肪酸含量依次为C18:1+18:3>C18:2> C16:0>C18:0、C18:1、C16:1,相互间存在极显著性差异,以C18:1+18:3为最高,达46.282 4%。
2.4沙棘油中脂肪酸组成、分类研究
不同品种不同性质沙棘油中脂肪酸组成不同。“中阳”沙棘油中含有脂肪酸总数10个,“金阳”沙棘油中含有脂肪酸总数11个,“秋阳”沙棘油中含有脂肪酸总数7个,以“金阳”沙棘油中脂肪酸组成最为丰富,这主要来源于果皮油的脂肪酸组成,3品种中以“金阳”沙棘果皮油中含有脂肪酸种类最多,为11种,“中阳”沙棘和“秋阳”沙棘分别含有8种和6种,同为果皮油,由于品种的不同,脂肪酸组成差别很大;而在果肉油和种子油中,脂肪酸组成数量、种类都完全相同,在3个品种果肉油中含有7种相同脂肪酸,种子油中含有6种相同脂肪酸。3品种不同材料加工制成的沙棘油中,果皮油中脂肪酸种类最多,为13种,种子油中最少,为6种,果肉油中脂肪酸数量居中,为7种(表1~表4)。
3个品种3类不同性质沙棘油中饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸组成不同,差异很大。总的来说,在各类沙棘油中,不饱和脂肪酸含量均高于饱和脂肪酸含量,其中仅在“中阳”沙棘果皮油中二者含量相当,其它均存在着极显著性差异。
而不同性质脂肪酸在各类沙棘油中含量不同,差异明显。饱和脂肪酸在中阳沙棘果皮油中含量最高,达43.799 6%,在“秋阳”沙棘种子油中含量最低,仅为10.352 3%。不饱和脂肪酸在“秋阳”沙棘种子油中含量最高,达89.646 2%,而以“中阳”沙棘果肉油中含量最低,为44.738 4%。
从3个品种检测结果的平均统计结果来看见表4,饱和脂肪酸含量为果肉油>果皮油>种子油,果肉油中含量最高,为36.565 2%,种子油中含量最低,为13.134 9%。而不饱和脂肪酸含量则恰好相反,在沙棘种子油中含量最高,达86.792 1%,果肉油中含量最低,为53.516 3%,果皮油中含量居中,为67.803 7%,三者间存在极显著性差异。
不同性质脂肪酸在不同品种中含量不同,差异较大。3品种沙棘油中饱和脂肪平均含量为26.0118%,不饱和脂肪酸含量为69.370 7%,差异极为显著,而在不同品种中的含量分布还存在较大差异,“中阳”沙棘与“金阳”沙棘中饱和脂肪酸含量相当,都极显著高于“秋阳”沙棘,而不饱和脂肪酸在3个沙棘品种中含量为“秋阳”沙棘>“金阳”沙棘>“中阳”沙棘,差异极为显著。
各类沙棘油中脂肪酸种类和总量均较高,但不同品种、不同性质沙棘油中脂肪酸种类和总量也存在明显差异。中阳沙棘果肉油中脂肪酸含量最低,为72.053 5%,中阳沙棘果皮油中脂肪酸含量中等,其它均较高,大多在99%以上;3类沙棘油中以种子油中脂肪酸含量最高,大于99.9%,果肉油较低,为90%,果皮油中等;不同品种中,“金阳”沙棘与“秋阳”沙棘含量极高,均在99%以上,“中阳”沙棘含量较低,为87.149 4%。3个品种各类沙棘油中含脂肪酸总量为95.382 5%。
3 结论与讨论
3.1沙棘油中脂肪酸组成
本试验分析了沙棘油脂肪酸组成,为进一步研究和开发利用沙棘油产品奠定了基础。沙棘果皮、果肉、种子、植物体茎皮都可以作为植物油的提取原料,但一般利用较多的还是果实与种子,Kallio[5]等对来自中国、芬兰和俄罗斯的沙棘油中脂类物质进行了研究,认为主要含有C14-C18类脂肪酸,此后,忻耀年等[6]又利用中国沙棘油检出了C14-C24多种脂肪酸,本试验中检出了C14-C30共13种脂肪酸,其中C19:0、C22:1、C23:1、C25:0和C30:0为当前首次检出,尽管含量不高,这将为进一步沙棘油脂肪酸组成研究提供借鉴,同时也将为沙棘油相关产品开发利用奠定基础。
3.2沙棘油的营养品质及功效
沙棘油脂肪酸组成复杂、营养丰富、利用前景广阔。试验检测结果表明,在沙棘油中发现13种脂肪酸,这是多种植物油所无法相比的,李丹华[7]仅在一种菜籽油中发现13种脂肪酸,而在大豆油(12种)花生油(9种)、葵花油(12种)、玉米油(12种)、芝麻油(8种)、橄榄油(11种)、茶籽油(7种)及红花籽油(12种)中脂肪酸组成均不及沙棘油中数量多,这在回瑞华[8]食用植物油中脂肪酸分析研究中也有相似的结论,从脂肪酸组成上,沙棘油能够较其它植物油提供更为丰富的营养。沙棘油中含有丰富的营养成分,如大量的饱和、不饱和脂肪酸、黄酮类化合物、γ-胡萝卜素、叶黄素、番茄红素、隐黄质,玉米黄质等活性物质,具有降血脂、抗肿瘤、抗炎、治疗胃溃疡及烧伤、烫伤等功效[9-14]。沙棘油是棕榈油酸(C16:1)的重要资源,它能活化肌肤、促进皮肤组织的再生、延缓皮肤和细胞的老化[15-16]。沙棘油应该是人类保健品、化妆品、药品理想来源,具有广阔的发展前景。
参考文献:
[1] 徐铭渔,孙小宣,童文新.沙棘的医药研究和开发[J].沙棘,1994, 7(1):32-40
[2]张哲民.苏联沙棘油研究利用的进展与对策[J].沙棘,1990(3): 42-46
[3]张红霞,申林.超临界二氧化碳萃取装置及其萃取沙棘油的研究[J].沙棘,2002,15(2):28-30
[4] 王岳.超临界CO2流体萃取沙棘全果油实验研究[J].沙棘,2005, 18(2):27-28
[5]Kallio H,Yang B R,Tahvonen R,et al.Composition of Seabuchthornberries of Various Origins[C].//China Administration Center for Seabuckthorn Development,International Center for Research& Training on Seabuckthorn.Proceedings of International Workshop on Seabuckthorn,Beijing,China Science&Technology Press,1999: 13-19
[6] 忻耀年,李永海.沙棘油甘三酯结构研究初报[J].沙棘,1997,10 (2):26-30
[7]李丹华,朱圣陶.气相色谱法测定常见植物油中脂肪酸[J].粮食与油脂,2006(8):46-48
[8]回瑞华,侯冬岩,李铁纯,等.食用植物油中脂肪酸的分析[J].鞍山师范学院学报,2006(6):19-21
[9]Chen Y,Zhong X,Liu T,et al.Study on the effects of the oil from Hippophae rhamnoides in hematopoiesis[J].Chinese Herbal Drugs, 2003,26(8):572-575
[10]Yu Liping,Sui Zhiren,Fan Hongxue,et al.Effects of Hippophae rhamnoides juice on immunologic and antitumor functions[J].Acta Nutrimenta Sinica,1993,15(3):280-283
[11]Zhong Fei,Jiang Yun,Wu Fenfen,et al.Effects of the total flavonoid of Hippophae rhamnoides on nonspecific immunity in animals[J]. Shanxi Medical Journal,1989,18(1):9-10
[12]周远鹏,江京莉,宋玉海,等.沙棘种籽油抗胃溃疡作用的研究[J].沙棘,1994,7(2):33-36
[13]Xing J,Yang B,Dong Y,et al.Effects of sea buckthorn seed and pulp oils on experimental models of gastric ulcer in rats[J].Fitoterapia, 2002,73(7/8):644-650
[14]Cheng T,Pu J,Wu L,et al.Acute toxicity of flesh oil of Hippophae rhamnoides and its protection against experimental hepatic injury[J]. Journal of Traditional Chinese Medicine,1990,15(1):45-47,64
[15]Yang B,Kalimo K O,Mattila L M,et al.Effects of dietary supplementation of sea buckthorn oils on fatty acids in patients with atopic dermatitis[J].J Nutr Biochen,1999,10(11):622-630
[16]Ianev E,Radev S,Balutsov M,et al.The effect of an extract of sea buckthorn on the healing of experimental skin wounds in rats[J]. Dermatology,1995,48(3):30-33
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2015.24.039
收稿日期:2014-07-15
作者简介:张素敏(1972—),女(汉),副研究员,硕士,研究方向:果品深加工技术研究。
*通信作者:刘洪章(1957—),男(汉),教授,博士,研究方向:天然产物化学。
A Study of the Composition of Fatty Acids from Seabuckthorn Oil of“Midday Sun”and Other Three Varieties
ZHANG Su-min1,SUI Shao-yi1,WANG Xue-song1,LI Ke1,LIU Hong-zhang2,*
(1.Liaoning Province Institute of Pomology,Xiongyue 115009,Liaoning,China;2.Faculty of Life Science,Jilin Agricultural University,Changchun 130118,Jilin,China)
Abstract:For the research 3 local cultivars,“Midday Sun”,“Autumn Sun”and“Golden Sun”,of the Seabuckthorn were chosen.Firstly oil was extracted from the pulp of the fruit of the 3 cultivar varieties using an industrial centrifuge hydro-extractor and then the oils from the peel and seeds of the 3 Sea-buckthorn cultivar varieties were extracted using the super-critical CO2method.After extraction of the oils the next phase of the research,testing of composition and contents of the fatty acids within the oil was undertaken and determined using a GC-MS(Gas Chromatograph-Mass Spectrometer).The results showed that the fatty acids composition was different between the 3 tested varieties.“Midday Sun”Sea-buckthorn oil contained 10 kinds of fatty acids,in“Gold Sun”Sea-buckthorn there were 11 kinds of fatty acids,but“Autumn Sun”had only 7 kinds fatty acids.Thefattyacidskindsvariedwith the Sea-buckthorn oil types,Sea-buckthorn peel oil contained 13 different types of fatty acids.Sea-buckthorn pulp oil contained 7 differing fatty acids while there were 6 kinds in Seabuckthorn seed oil,this was common across the 3 types of cultivar.To summarise,all the different types of Seabuckthorn oil showed a variety of fatty acids.Tthe fatty acids kinds and contents were significantly different among the 3 cultivars types.Unsaturated fatty acid content was significantly higher than saturated fatty acid content in Sea-buckthorn oil,C16:0、C16:1、C16:2、C16:1+16:3are the main fatty acids of Sea-buckthorn oil.The results established.that Sea-buckthorn oil is full of nutrient and is a developing and potential plant oil.
Key words:sea-buckthorn oil;cultivars;fatty acids