不同产地山茱萸种子中油脂含量及脂肪酸组成分析
2016-11-17王韶君王耀辉李成海孙智霖康杰芳王喆之
王韶君, 王耀辉, 李成海, 孙智霖, 康杰芳,①, 王喆之
(1. 陕西师范大学 药用资源与天然药物化学教育部重点实验室 西北濒危药材资源开发国家工程实验室, 陕西 西安 710062;2. 西安国联质检检测技术股份有限公司, 陕西 西安710000)
不同产地山茱萸种子中油脂含量及脂肪酸组成分析
王韶君1, 王耀辉1, 李成海2, 孙智霖1, 康杰芳1,①, 王喆之1
(1. 陕西师范大学 药用资源与天然药物化学教育部重点实验室 西北濒危药材资源开发国家工程实验室, 陕西 西安 710062;2. 西安国联质检检测技术股份有限公司, 陕西 西安710000)
山茱萸; 种子; GC-MS; 油脂含量; 脂肪酸组成
山茱萸(CornusofficinalisSieb. et Zucc.)为山茱萸科(Cornaceae)山茱萸属(CornusLinn.)的多年生木本植物[1],主要产自中国的陕西、河南和浙江等地,在四川、安徽和山东等地亦有栽培[2]。山茱萸是世界三大名贵木本药材之一[3],临床上常以成熟果实去核后的果肉入药,而占山茱萸果实质量约80%的种子则被大量废弃。因此,对山茱萸种子资源的研究有利于提高山茱萸的综合利用价值。
目前,关于山茱萸种子油脂的研究多见于中性油脂的脂肪酸组成分析[4-6]。极性油脂为细胞膜的基本组成成分,其主要来源是大豆磷脂,而大豆磷脂仅占毛油质量的1%~3%[7],因此,探索新的磷脂资源具有重要意义。鉴于此,作者以来源于不同产地的山茱萸种子为实验材料,通过分步提取获得中性油脂和极性油脂,并利用GC-MS技术对中性油脂和极性油脂的脂肪酸组成及相对含量进行测定和分析,旨在筛选出油脂含量高、脂肪酸组成比例趋于合理的山茱萸种源,以期为山茱萸种子的油脂加工提供基础实验数据。
1 材料和方法
1.1材料
供试山茱萸种子于2014年10月至11月分别采自其主产区浙江省临安县、河南省西峡县以及陕西省佛坪县、丹凤县和太白县,各产地均选择1块样地,在样地中选择结实率较高、果实较大的样株采集种子; 其中, 浙江省临安县样地选择样株8株,其余4个产地均选择样株7株,每株收集250 g果核,去壳粉碎后备用。
主要仪器包括DFT-50型手提式粉碎机(温岭市林大机械有限公司)、 JA2003N型电子天平(上海天平仪器总厂)、 KQ-600DB型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)、RE-52AA型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)、DHG-9240A型电热鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)、GC-MS-QP2010气质联用仪(日本Shimdazu公司)。供试试剂石油醚(30 ℃~60 ℃)、甲醇钠、甲醇、四氢呋喃、二氯甲烷、乙酸、无水硫酸钠等均为分析纯;亚油酸、油酸、棕榈酸及硬脂酸标准品均购于美国Sigma公司。
1.2方法
1.2.1油脂的提取 将山茱萸种子分别置于50 ℃条件下烘干至恒质量,冷却后粉碎并过40目筛;准确称取不同产地样品粉末各0.5 g,用石油醚超声〔温度30 ℃、功率600 W、料液比(m∶V)1∶4〕提取3 次,每次10 min;合并提取液,过滤后浓缩,得到中性油脂[8],称量后用石油醚溶解并定容至2 mL,备用。在提取过中性油脂的样品残渣中加入4倍体积的甲醇和二氯甲烷(V∶V=1∶1)混合液,按上述条件超声提取3次,每次10 min;合并提取液,抽滤并浓缩,得到极性油脂[8],称量后用甲醇和二氯甲烷(V∶V=1∶1)混合液溶解并定容至2 mL,备用。
1.2.2脂肪酸甲酯化 分别取上述中性油脂和极性油脂溶液,依次加入1 mL四氢呋喃和1 mL体积分数5%甲醇钠,振摇30 s,静置10 min;加入1 mL体积分数5%乙酸中和混合液,并用双蒸水洗3次。取2 mL处理液,用无水硫酸钠脱水,有机滤膜(0.45 μm)过滤得到脂肪酸甲酯,置于4 ℃冰箱中保存,用于GC-MS分析。
1.2.3GC-MS分析条件 色谱条件:DB-1弹性石英毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);柱前压99.7 kPa;载气为氦气,流速1.33 mL·min-1;进样口温度250 ℃,进样量2 μL,分流比为20∶1。升温程序: 起始温度100 ℃, 保持2 min; 以6 ℃·min-1速率升温至180 ℃,保持5 min;以10 ℃·min-1速率升温至260 ℃,保持5 min。
质谱条件:EI电离源,温度200 ℃,电离电压70 eV,检测电压1.5 kV,质量扫描范围40~600 amu, 溶剂延迟时间 4 min,采集方式为全扫描。
1.3数据处理和分析
按照公式“油脂含量=〔(烧瓶和油脂总质量-烧瓶质量)/样品质量〕×100%”分别计算种子内中性油脂和极性油脂的总含量。对总离子流图中的各峰进行质谱扫描后得到质谱图,经人工解析及NIST 27和NIST 147标准质谱图库检索,鉴定脂肪酸成分并采用峰面积归一化法计算相对含量。用SPSS 17.0软件进行数据统计和分析。
2 结果和分析
2.1不同产地山茱萸种子的含油量和脂肪酸组成分析
供试5个产地山茱萸种子的中性油脂总含量和脂肪酸组成以及不饱和脂肪酸(UFA)与饱和脂肪酸(SFA)相对含量的比值(UFA/SFA)见表1;各产地山茱萸种子的极性油脂总含量和脂肪酸组成以及UFA/SFA比值见表2。
由表1可见:各产地种子中的中性油脂均由不饱和脂肪酸成分油酸和亚油酸以及饱和脂肪酸成分棕榈酸和硬脂酸组成。其中,来源于浙江临安样品的中性油脂中硬脂酸的相对含量显著高于陕西佛坪样品的中性油脂(P<0.05),其余产地样品间无显著差异(P>0.05);来源于河南西峡样品的中性油脂中亚油酸的相对含量极显著低于来源于陕西佛坪样品的中性油脂(P<0.01),其余产地样品间无显著性差异;不同产地样品间中性油脂中棕榈酸和油酸的相对含量均无显著性差异。从中性油脂总含量看,来源于陕西佛坪和陕西太白样品的中性油脂总含量极显著低于来源于浙江临安样品的中性油脂,其余产地样品间无显著性差异。
由表2可见:各产地样品的极性油脂也均由油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸组成,与中性油脂的脂肪酸组成一致。其中,各产地样品间极性油脂中4种脂肪酸成分的相对含量均无显著性差异;来源于陕西丹凤样品的极性油脂总含量极显著高于来源于陕西太白样品的极性油脂,其余产地样品间无显著性差异。
对油脂中UFA/SFA比值的分析结果(表1和表2)显示:各产地样品的中性油脂和极性油脂的UFA/SFA比值均无显著性差异;来源于陕西丹凤样品的中性油脂的UFA/SFA比值高于其他4个产地, 而其极性油脂的UFA/SFA比值与来源于陕西太白样品的极性油脂相近。
产地Location总含量/%Totalcontent各脂肪酸成分的相对含量/%Relativecontentofdifferentcomponentsoffattyacids棕榈酸Palmiticacid亚油酸Linoleicacid油酸Oleicacid硬脂酸StearicacidUFA/SFA2)浙江临安Lin’anofZhe-jiang36.03±2.15aA6.79±0.63aA62.21±3.62abAB22.56±2.66aA3.58±0.91aA8.26±0.95aA河南西峡XixiaofHe’nan33.74±2.17abAB6.53±0.95aA60.24±2.38bB24.49±2.57aA3.39±1.30abA8.81±1.89aA陕西佛坪FopingofShaanxi31.96±3.71bB6.88±0.76aA64.57±3.04aA22.32±3.70aA2.56±0.85bA9.41±1.67aA陕西丹凤DanfengofShaanxi34.77±4.13abAB6.68±0.75aA62.93±2.85abAB25.00±3.01aA2.64±0.82abA9.59±1.44aA陕西太白TaibaiofShaanxi31.89±3.52bB6.38±0.57aA62.93±2.53abAB22.76±2.19aA3.21±0.60abA8.98±0.82aA
1)同列中不同的小写字母和大写字母分别表示在0.05和0.01水平上的差异显著性Different small letters and capitals in the same column indicate the different significances at 0.05 and 0.01 levels, respectively.
2)UFA/SFA: 不饱和脂肪酸(UFA)与饱和脂肪酸(SFA)相对含量的比值 Ratio of relative content of unsaturated fatty acids (UFA) to that of saturated fatty acids (SFA).
产地Location总含量/%Totalcontent各脂肪酸成分的相对含量/%Relativecontentofdifferentcomponentsoffattyacids棕榈酸Palmiticacid亚油酸Linoleicacid油酸Oleicacid硬脂酸StearicacidUFA/SFA2)浙江临安Lin’anofZhejiang11.74±3.47abAB7.38±2.55aA59.06±7.13aA15.25±2.12aA2.98±1.72aA7.88±2.17aA河南西峡XixiaofHe’nan11.61±5.45abAB6.63±0.87aA61.96±4.06aA17.06±3.91aA3.09±1.07aA8.37±1.71aA陕西佛坪FopingofShaanxi12.01±4.41abAB8.23±2.32aA61.56±5.22aA14.82±2.51aA3.88±1.96aA7.08±2.99aA陕西丹凤DanfengofShaanxi14.89±6.01aA6.66±1.48aA62.76±4.06aA15.52±1.75aA2.80±1.44aA8.64±1.79aA陕西太白TaibaiofShaanxi7.96±3.26bB6.31±0.80aA59.48±7.70aA17.06±3.24aA2.54±1.00aA8.78±1.19aA
1)同列中不同的小写字母和大写字母分别表示在0.05和0.01水平上的差异显著性Different small letters and capitals in the same column indicate the different significances at 0.05 and 0.01 levels, respectively.
2)UFA/SFA: 不饱和脂肪酸(UFA)与饱和脂肪酸(SFA)相对含量的比值 Ratio of relative content of unsaturated fatty acids (UFA) to that of saturated fatty acids (SFA).
2.2各脂肪酸成分相对含量间的相关性分析
采用Spearman秩相关对山茱萸种子内中性油脂和极性油脂的4种脂肪酸成分进行相关分析(数据略),结果显示:在中性油脂中,仅油酸与亚油酸和硬脂酸的相对含量呈极显著负相关,其他脂肪酸成分的相对含量均无显著相关性。在极性油脂中,除油酸与棕榈酸的相对含量呈显著正相关,硬脂酸与棕榈酸的相对含量呈极显著正相关外,其他脂肪酸成分的相对含量均无显著相关性。
3 讨 论
上述研究结果显示:来源于不同产地的山茱萸种子内的中性油脂和极性油脂含量有一定差异,且油脂的4种主要脂肪酸成分的相对含量在不同产地间也存在差异,与各产地的气候因素和地理环境的差异有关;此外,各产地的中性油脂和极性油脂的UFA/SFA比值也具有一定的地域性差异,因此,在对山茱萸种子的脂肪酸资源进行开发应用时,应根据实际的开发目的确定适宜的山茱萸产地。在山茱萸种子的中性油脂中,油酸与亚油酸的相对含量呈极显著负相关,说明油酸与亚油酸间存在一定的平衡与转化,且由油酸和亚油酸构成的不饱和脂肪酸总量较稳定。在极性油脂中,硬脂酸与棕榈酸的相对含量呈极显著正相关且两者的变异系数也较大,说明各产地的极性油脂中主要由硬脂酸与棕榈酸构成的饱和脂肪酸的相对含量差异较大,且极性油脂的结构易受环境影响。
油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸成分是人体内不能合成而又必需的脂肪酸[9],且不饱和脂肪酸具有降糖、降脂和降胆固醇等多种药理活性[10],因此,仅从脂肪酸组成角度看,产自陕西丹凤的山茱萸种子的油脂中不饱和脂肪酸含量总体较高,优于其他4个产地的山茱萸种子。
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(责任编辑: 郭严冬)
Analyses on oil content and fatty acid composition in seeds ofCornusofficinalisfrom different locations
WANG Shaojun1, WANG Yaohui1, LI Chenghai2, SUN Zhilin1, KANG Jiefang1,①, WANG Zhezhi1
(1. Key Laboratory of the Ministry of Education for Medicinal Resources and Natural Pharmaceutical Chemistry, National Engineering Laboratory for Resource Development of Endangered Crude Drugs in Northwest of China, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China; 2. Xi’an United Nations Quality Detection Technology Co., Ltd., Xi’an 710000, China),J.PlantResour. &Environ., 2016, 25(3): 112-114
Contents of neutral and polar lipids and fatty acid composition in seeds ofCornusofficinalisSieb. et Zucc. from Lin’an of Zhejiang, Xixia of He’nan and Foping, Danfeng, Taibai of Shaanxi were analyzed by GC-MS technique. The determinationresultsshowthattotalcontentsofneutralandpolarlipidsinseedsfromdifferentlocationsare31.89%-36.03% and 7.96%-14.89%, respectively. Both are mainly composed of linoleic acid, oleic acid, palmitic acid and stearicacid,inwhich,theirrelativecontentsinneutrallipidsare60.24%-64.57%, 22.32%-25.00%, 6.38%- 6.88% and 2.56%-3.58%,respectively,those in polar lipids are 59.06%-62.76%,14.82%-17.06%, 6.31%-8.23% and 2.54%-3.88%, respectively. Overall, content of unsaturated fatty acids in oil ofC.officinalisfrom Danfeng of Shaanxi is higher. It is indicated that seeds ofC.officinalisare rich in linoleic acid and oleic acid, which is a potential natural resource for extraction of excellent oil.
CornusofficinalisSieb. et Zucc.; seed; GC-MS; oil content; fatty acid composition
2015-10-22
“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BA106B06); 中央高校基本科技科研业务费专项资金项目(GK201306002); 第四次全国中药资源普查项目
王韶君(1990—),女,山西长子人,硕士研究生,主要从事植物生物技术方面的研究。
E-mail: kangjiefang@snnu.edu.cn
Q547; Q946; Q949.763.4
A
1674-7895(2016)03-0112-03
10.3969/j.issn.1674-7895.2016.03.14