GC/MS 定量检测皂角种子不同部位脂肪酸组成

田冬梅，于畅游，娄志红

(黑龙江省食品药品检验检测所，哈尔滨150088)

GC/MS定量检测皂角种子不同部位脂肪酸组成

田冬梅，于畅游，娄志红*

(黑龙江省食品药品检验检测所，哈尔滨150088)

采用GC/MS法对皂角种子不同组织部位脂肪酸进行分析。通过质谱数据库检索和标准品对照鉴定出16种脂肪酸，分别为：肉蔻酸，十五烷酸，棕榈酸，棕榈油酸，硬脂酸，反油酸，油酸，亚油酸，花生酸，二十碳一烯酸，α-亚油酸，二十一烷酸，二十碳二烯酸，二十二烷酸，二十三烷酸，二十四烷酸。其中子叶中含有15种脂肪酸，种皮中含有7种脂肪酸，有6种脂肪酸同时存在子叶和种皮中，分别为：棕榈酸，棕榈油酸，硬脂酸，油酸，亚油酸，α-亚油酸，这些脂肪酸主要显著积累在子叶中，是种皮的100～200倍。此外，将皂角种子与其他油料种子进行比较分析，最终发现棕榈酸，硬脂酸和亚油酸均高于大豆，芝麻和葵花籽，说明皂角种子同样具有重要的营养价值。实验为皂角种子的综合开发利用提供科学依据。

气相质谱联用(GC/MS)；皂角；种皮和子叶；脂肪酸

皂角(GleditsiasinensisLam)，豆科皂荚属落叶乔木，又名皂荚树，是我国特有的树种之一。多生于平原、山谷及丘陵地区，原产中国长江流域，主产山东、河南、江苏、湖北、广西、安徽等地[1]，生长旺盛，雌雄异株，雌树结荚能力强。皂角耐热、耐寒抗污染，可用于城乡景观林、道路绿化，其木材坚实，耐腐耐磨，黄褐色或杂有红色条纹，可用于制作工艺品、家具。皂荚刺(皂针)内含黄酮甙、酚类，氨基酸等，具有很高的经济价值[2]。皂角的荚果、刺、枝等均可入药，具有抗菌抗炎、免疫调节与抗过敏作用、抗肿瘤作用、抗凝血作用、抗肝纤维化作用、降低血脂还可治疗各种病因引起的神经性头痛、三叉神经痛等[3-6]。

目前，关于皂角的研究多集中在皂角刺，而皂角种子中有丰富的营养成分，含有大量的脂肪酸，其中人体必需的亚油酸含量达到57.61%，含油量超过大豆[7]，是一种非常值得开发利用的资源。对不同组分的脂肪酸含量及组成的研究，是评估一种物质营养价值与可利用价值的重要组成部分，对开发具有特殊营养功能产品有着重要的指导意义与理论价值。因而，系统的对皂角种子各部位的脂肪酸组成进行分析尤为重要。脂肪酸的测定法有很多种，括近红外反射光谱分析法(NIRS)[8-9]、气相色谱法(GC)[10]以及高效液相色谱法(HPLC)[11-12]等等，而GC/MS法具有分离率高、定量分析方便、灵敏度高、定性能力强等优点，作为本研究所使用的方法[13-16]。

本研究以皂角种子的种皮和子叶为样品，应用GC-MS方法，对皂角种子中的脂肪酸组分进行了定性定量分析，并绘制标准曲线，为后续对皂角脂肪酸的研究提供了理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：皂角种子，由东北林业大学提供；试剂：石油醚、甲醇、氢氧化钾、正己烷。

1.2 仪器与设备

仪器：分析天平、氮吹仪，涡旋仪，离心机，气相色谱-质谱联用仪(SHIMADZU GC/MS -QP2010 Plus日本岛津公司)。

1.3 方法

1.3.1 供试样品溶液的制备。取2g粉末放入25mL玻璃离心管中，加入10mL的正己烷提取，并用涡旋仪混合2min。再浸泡10min，3000r离心3min。提取3次，合并上层清液转移到一个新的已经称量好重量的玻璃试管中。然后用氮气吹干上层清液。将得到的淡黄色油状物储存在-20℃的冰箱中，待用。

1.3.2 甲酯化反应。取氮气吹干后的油100μL加入到玻璃离心管中，然后加入2mL的乙醚用涡旋仪混匀。继续向试管中加入2mL正己烷和2mL0.5mol/L KOH-甲醇溶液，将混合物再次涡旋，涡旋后静止10min。加入5mL去离子水到混合物中，涡旋混合后，静止直到液体分离为两层。将包含甲酯的上层液体用移液器转移到另一个小瓶中，待测。

1.3.3 标准品溶液的制备。准确称取肉蔻酸，十五烷酸，棕榈酸，棕榈油酸，硬脂酸，反油酸，亚油酸，花生酸，二十碳一烯酸，α-亚油酸，二十一烷酸，二十碳二烯酸，二十二烷酸，二十二烷酸，二十三烷酸，二十四烷酸16种脂肪酸甲酯标准样品20 mg放入色谱专用样品瓶中，加入1.0 mL正己烷至标准样品完全溶解。

1.4 脂肪酸标准曲线的制作

从16个标准品样品瓶中分别取出500 μL溶液放入各自另一样品瓶中，加入等体积的正己烷，混合均匀，制作不同浓度梯度的标准溶液。对稀释好的标准溶液进行气相质谱分析，以标准溶液浓度为横坐标，色谱峰面积作为纵坐标绘制不同浓度梯度的标准曲线。

1.5 GC/MS方法

脂肪酸甲酯通过GCMS-QP2010 Plus气相色谱-质谱仪分离和确定。其气相色谱-质谱仪具有分流/不分流进样注射器，并配备氢火焰离子化检测器。色谱条件：色谱柱采用 CP-Sil 88毛细管柱(100m×0.25mm×0.20μm)。柱温：初始温度140℃，保留时间5min，以4℃/min升温至240℃，保留15min。进样口和检测器的温度分别维持在220℃和275℃。载气：氦气。进样量：1 μL。标准品分流比：100∶1，样品无分流比。整个分析过程为45 min。电离能量为70 eV，离子源温度为200℃，扫描范围为m/z 50～500。将测得的样品色谱图中各峰的保留时间与 16 种脂肪酸甲酯混标的各峰保留时间作比较，确定样品色谱图中各峰的性质。采用面积归一法确定各脂肪酸占总脂肪酸含量的百分比。

1.6 数据统计分析

相同提取条件下，每个样品重复3次，实验结果取平均值，采用SPSS 18.0对其做方差分析，excel对数据进行归一处理，SigmaPlot 10.0用于绘制数据图像。

2 结果与讨论

2.1 脂肪酸定性分析与标准曲线的制作

依照上述1.3.3中的色谱条件，经过GC-MS 分析得到标准品、皂角子叶和皂角种皮的峰谱，即图1(A、B、C)。通过标准品与样品的色谱峰保留时间的对比，以及质谱数据库的检索，对不同脂肪酸组分进行定性分析。经分析，可以确定皂角种子中共有16种脂肪酸，9种饱和脂肪酸为肉蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三碳酸、二十四烷酸，7种不饱和脂肪酸为棕榈油酸、反油酸、油酸、亚油酸、二十碳一烯酸、α-亚麻酸、二十碳二烯酸，并绘制其标准曲线，见表1。此外，对应的相关系数和线性范围分别为肉蔻酸(R2= 0.9998和0.6～6000 μg/mL)、十五烷酸(R2= 0.9999和0.6～6000 μg/mL)、棕榈酸(R2= 0.9998和0.6～60000 μg/mL)、硬脂酸(R2= 0.9996和0.6～60000 μg/mL)、花生酸(R2= 0.9995和0.6～60000 μg/mL)、二十一烷酸(R2= 0.9999和0.6～6000 μg/mL)、二十二烷酸(R2= 0.9999和0.6～6000 μg/mL)、二十三碳酸(R2= 0.9999和0.6～6000 μg/mL)、二十四烷酸(R2= 1和0.6～6000 μg/mL)、棕榈油酸(R2= 0.9998和0.6～6000 μg/mL)、反油酸(R2= 0.9999和0.6～6000 μg/mL)、油酸(R2= 0.9998和0.6～60000 μg/mL)、亚油酸(R2= 0.9997和0.6～60000 μg/mL)、二十碳一烯酸(R2= 0.9999和0.6～6000 μg/mL)、α-亚麻酸(R2= 0.9999和0.6～60000 μg/mL)和二十碳二烯酸(R2= 0.9999和0.6～6000 μg/mL)。

图1 标准品及皂角种子不同部位中脂肪酸组分峰谱; A、B和C分别为标准品、皂角子叶和皂角种皮的峰谱。1-肉蔻酸，2-十五烷酸，3-棕榈酸，4-棕榈油酸，5-硬脂酸，6-反油酸，7-油酸，8-亚油酸，9-花生酸，10-二十碳一烯酸，11-α-亚麻酸，12-二十一烷酸，13-二十碳二烯酸，14-二十二烷酸，15-二十三碳酸，16-二十四烷酸。

表1 16种脂肪酸成分的GC/MS鉴定结果

2.2 皂角子叶中脂肪酸组分分析

皂角子叶中含有15中脂肪酸，分别为：亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸、α-亚油酸、花生酸、二十碳一烯酸、二十二烷酸、二十四烷酸、肉蔻酸、棕榈油酸、十五烷酸、二十碳二烯酸、二十一烷酸、二十三烷酸。其中，二十三碳酸、二十一烷酸、二十碳二烯酸、十五烷酸、肉蔻酸、二十四烷酸、二十二烷酸、二十碳一烯酸、花生酸为皂角子叶中特有的脂肪酸。由图2可知，亚油酸在子叶中的含量可达11.47 mg/g，远远高于其他脂肪酸。花生酸、二十碳一烯酸、二十二烷酸3种脂肪酸含量相近，在子叶特有的脂肪酸中含量较高。

图2 皂角子叶中脂肪酸种类及含量; 黑色组分代表种皮和子叶中共同存在的脂肪酸，白色组分代表子叶中特有脂肪酸。

2.3 皂角种皮中脂肪酸组分分析

图3 皂角种皮中脂肪酸种类及含量; 黑色组分代表种皮和子叶中共同存在的脂肪酸，白色组分代表种皮中特有的脂肪酸。

据图3显示，在皂角种皮中，含有亚油酸、棕榈酸、反油酸、α-亚油酸、硬脂酸、棕榈油酸、油酸6种脂肪酸。亚油酸在种皮中含量最高，其次为棕榈酸，硬脂酸和α-亚油酸含量相近，油酸含量最低。反油酸是种皮中唯一特有的脂肪酸，含量较高。在接下来的研究中，如需进一步对反油酸测定、提取，可直接选取皂角种子种皮作为实验材料。

2.4 皂角子叶与种皮之间相同脂肪酸对比研究

在皂角子叶与种皮中共有6种的相同的脂肪酸，其中饱和脂肪酸有2种(棕榈酸、硬脂酸)，不饱和脂肪酸有4种(亚油酸、α-亚麻酸、油酸、棕榈油酸)，对其含量进行比较，结果如图4所示。通过图4可以发现，棕榈油酸在种皮和子叶中的含量相近。亚油酸、α-亚麻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸在子叶中的含量均远高于种皮中的含量。在对上述5中脂肪酸的深入研究中，可直接将皂角子叶作为材料展开相关实验。

图4 皂角子叶与种皮中相同脂肪酸含量对比

2.5 皂角与其他植物油脂肪酸对比研究

表2 几种植物油脂肪酸组成对比分析

在当前的研究中，大豆、芝麻、葵花籽等均是世界植物油的重要原料[17]，本文对大豆、芝麻、葵花籽、接骨木、白木香以及皂角6种植物油脂肪酸的5种主要组分进行对比分析，结果如表2所示。皂角中棕榈酸的含量占15.20%，高于其他5种植物；硬脂酸的含量为9.03%，远高于大豆、芝麻、葵花籽、接骨木4种植物；具有降低血脂、降低血液胆固醇、预防动脉粥样硬化等作用的亚油酸，在皂角种子中的含量高达57.61%。不饱和脂肪酸含量是评价植物油营养水平的主要依据之一，由表2可知，皂角种子中不饱和脂肪酸的含量高达72.955%。通过与其他几种植物的比较发现，皂角种子具有重要的营养价值。

3 结论

GC/MS作为脂肪酸分析的一种有效方法，灵敏度高，相对于其他方法更加准确可靠。本研究采用GC/MS法对皂角种子的子叶和种皮中的脂肪酸进行分析，鉴定出脂肪酸16种，主要大量存在于子叶中，且含量远高于种皮。其中子叶中含有15种脂肪酸，9种特有脂肪酸；种皮中含有7种脂肪酸，1种特有脂肪酸为反油酸。将皂角种子与其他植物油种子进行比较分析后发现，皂角种子中含有大量的脂肪酸，不饱和脂肪酸的含量高达72.955%，其中，多不饱和脂肪酸含量为60.795%，已高于一些食用油。通过以上分析得知，皂角植物油可能有一定的营养保健和医疗药效，具有作为食用油的潜力，有较高的经济价值及广阔的开发前景。最终，本次实验对于皂角种子的综合开发利用提供了科学依据，为进一步的深入研究提供了一定的参考。

[1]董玉山, 刘占朝, 李霞,等. 皂角种子营养成分的研究[J]. 河南林业科技, 2002, 22(4):1-2.

[2]王莹莹, 刘伟杰, 杜钢军. 皂角刺抗肿瘤的初步研究[J]. 河南大学学报(医学版), 2014(2):88-90.

[3]龚宁, 董玉山, 赵海双,等. 皂角籽化学成分的初步研究[J]. 西北农林科技大学学报自然科学版, 2002, 30(5):128-130.

[4]李岗, 王召平, 仙云霞,等. 皂角刺中黄酮类成分及其抗肿瘤活性研究[J]. 中草药, 2016, 47(16):2812-2816.

[5]尹卫平, 刘华清, 高嘉屿,等. 皂角刺中3个香豆素类化合物及其细胞毒活性研究[J]. 中草药, 2016, 47(14):2424-2427.

[6]徐哲. 皂角刺抗肿瘤活性成分与含量测定方法研究[M]. 沈阳药科大学, 2007.

[7]徐杰, 胡国华, 张大勇. 大豆种子脂肪酸组分的研究进展[J]. 大豆科学, 2005, 24(1):61-66.

[8]Pazdernik D L, Killam A S, Orf J H. Analysis of Amino and Fatty Acid Composition in Soybean Seed, Using Near Infrared Reflectance Spectroscopy[J]. Agronomy Journal, 1997, 89(4):679-685.

[9]Sato T, Kawano S, Iwamoto M. Near infrared spectral patterns of fatty acid analysis from fats and oils.[J]. Journal of the American Oil Chemists' Society, 1991, 68(11):827-833.

[10]范胜栩, 李斌, 孙君明,等. 气相色谱方法定量检测大豆5种脂肪酸[J]. 中国油料作物学报, 2015, 37(4):548-553.

[11]Wood R, Lee T. High-performance liquid chromatography of fatty acids: quantitative analysis of saturated, monoenoic, polyenoic and geometrical isomers[J]. Journal of Chromatography A, 1983, 254:237-246.

[12]Aveldano M I, Vanrollins M, Horrocks L A. Separation and quantitation of free fatty acids and fatty acid methyl esters by reverse phase high pressure liquid chromatography.[J]. Journal of Lipid Research, 1983, 24(1):83-93.

[13]张延龙, 韩雪源, 牛立新,等. 9种野生牡丹籽油主要脂肪酸成分分析[J]. 中国粮油学报, 2015, 30(4):72-75.

[14]樊燕, 孙晨阳, 王博,等. GC/MS分析俄罗斯鲟鱼不同部位脂肪酸组成[J]. 现代食品科技, 2015(1):231-235.

[15]卫亚丽, 杨茂发, 刘爱英. 蝉花中脂肪酸成分和含量的分析[J]. 食品工业科技, 2014, 35(5):303-305.

[16]楼乔明, 徐杰, 王玉明,等. 气相色谱/质谱法分析孔石莼中的脂肪酸[J]. 色谱, 2010, 28(7):668-672.

[17]丽艳, 罗丽萍, 杨柏云,等. 白木香种子油脂肪酸组成分析[J]. 安徽农业科学, 2008, 36(6):2207-2208.

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AnalysisofFattyAcidCompositionofDifferentPartsofGleditsiasinensisLamSeedsbyGC/MS

Tian Dongmei,Yu Changyou,Lou Zhihong*
(Heilongjiang Institute for Food and Drug Control，Harbin 150088)

Different tissue fatty acid analysis ofGleditsiasinensisLam by GC/MS method. 16 fatty acids were determined by NCBI database search and comparsion with standard, including myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, arachidic acid, cis-eicosenoic acid, α-linolenic acid, heneicosanoic acid, eicosandienoic acid, docosanoic acid, stearic acid, tricosanoic acid and lignoceric acid. The cotyledon contains 15 kinds of fatty acids, the seed coat contains 7 kinds of fatty acids, 6 kinds of fatty acids both in cotyledon and seed coat, such as palmitic acid, palmitoleic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid and α-linolenic acid, and these fatty acids significantly accumulated in cotyledon, are 100-200 times than seed coat. In addition, theGleditsiasinensisLam seeds and other vegetable oil seeds were compared and analyzed, we found that palmitic acid, stearic acid and oleic acid were higher than that of soybean, sesame and sunflower seeds, that also has the important nutritional value ofGleditsiasinensisLam. Finally, this study provided a scientific basis for the comprehensive development and utilization forGleditsiasinensisLam seeds.

Gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS);GleditsiasinensisLam; Seed coat and cotyledon; Fatty acid

2017-05-03

田冬梅，主管药师，研究方向：食品、药品、医疗器械等微生物检验，E-mail：tdm801010@163.com；*通讯作者：娄志红，主任药师， E-mail：louzhihong1@sina.com。

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.04.003

R284.1

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