GC-MS分析不同品种油棕果肉中的脂肪酸组分

周丽霞　雷新涛　曹红星

摘要：【目的】分析4个品种油棕果肉中的脂肪酸组分，为棕榈油品质改良提供参考依据。【方法】以4个品种的新鲜油棕果为试验材料，参考国家标准GB/T 14772—2008提取果肉脂肪酸，利用氢氧化钾的甲醇溶液对脂肪酸进行甲酯化处理，再应用气相色谱—质谱联用技术（GC-MS）分析其脂肪酸组分，同时测定油脂营养成分。【结果】4个品种油棕果肉中脂肪酸种类相同，但成分含量所占比例不同。LS30果肉中棕榈酸含量所占比例最高（53.00%），油酸含量比例最低（22.56%）;SJ64果肉中棕榈酸含量比例最低（43.94%），油酸和亚油酸含量比例最高（33.24%和7.10%）。4个品种油棕果肉脂肪酸组分中，棕榈酸平均含量所占比例高达48.47%，变异系数为0.05;其次为油酸，平均含量所占比例為27.90%，变异系数为0.08。脂肪酸组分中，月桂酸与肉豆蔻酸呈显著正相关（相关系数[r]=0.90～1.00，下同），其相关系数为0.90，与其他4种脂肪酸均呈负相关;棕榈酸与油酸呈显著负相关，其相关系数为-0.93，与亚油酸呈较大的负相关性，相关系数为-0.81，与月桂酸和肉豆蔻酸呈负相关，与硬脂酸呈正相关。对油棕果肉油脂各营养成分进行方差分析，发现品种间α-维生素E含量存在显著差异（P<0.05，下同），角鲨烯和β-谷甾醇存在极显著差异（P<0.01）。通过多重比较分析，α-维生素E含量在品种SD60和XJS30间无显著差异（P>0.05），在SJ64和LS30间存在显著差异;角鲨烯和β-谷甾醇含量在4个品种间均存在显著差异。【结论】4个品种油棕果肉中均含有不饱和脂肪酸（油酸和亚油酸），其中SJ64果肉中的油酸、亚油酸，以及油脂营养成分α-维生素E和β-谷甾醇含量均最高，具有较高的营养开发价值，为今后棕榈油品质改良提供材料参考。

关键词： 油棕;脂肪酸;气相色谱—质谱联用技术（GC-MS）;甲酯化;组分;含量;相关性

中图分类号： S565.9                     文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2019）05-1072-06

Abstract：【Objective】The fatty acid contents in fruit of four species of oil palm were analyzed， which could provide refe-rence for improvement of palm oil. 【Method】According to the national standard of GB/T 14772—2008 and with four species of oil palm as materials， the fatty acid in fresh fruit was extracted. After being methyl esterification catalyzed with potassium hydroxide methanol solution， the fatty compositions were detected by gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）， at the same time， the nutrient composition of oil was analyzed and determined. 【Result】The fatty acid components of four species of oil palm fruit were the same， but the contents of fatty acids in different species were different. Palmitic acid content in LS30 was the highest， reaching 53.00%， oleic acid content was the lowest（22.56%）. Palmitic acid content in SJ64 was the lowest（43.94%）， oleic acid and linoleic acid contents were the highest（33.24% and 7.10%）. The content of palmitic acid in four varieties of oil palm was the highest， with an average of 48.47% and a coefficient of variation of 0.05， the second was oleic acid with an average of 27.90% and a coefficient of variation of 0.08. There was significant positive correlation between laurel acid and myristic acid（correlation coefficient[r]=0.90-1.00，the same below）， with correlation coefficient being 0.90， and negative correlation with the other four acids. There was significant negative correlation between palmitic acid and oleic acid， with correlation coefficient  being -0.93， negative correlation with linoleic acid， the correlation was -0.81，negative correlation with laurel acid and myristic acid， and positive correlation with stearic acid. By the variance analysis of palm oil nutrient components， there were significant differences in α-vitamin E among varieties（P<0.05， the same below），and extremely significant diffe-rence between squalene and β-sitosterol（P<0.01）. By multiple comparative analysis， there was no significant difference between SD60 and XLS30 with α-vitamin E（P>0.05）， but significant difference between SJ64 and LS30， there was significant difference in squalene and β-sitosterol among four species of oil palm. 【Conclusion】The four species of oil palm fruits all contain unsaturated fatty acid（oleic acid and linoleic acid）， among which， SJ64 contains the highest contents of oleic acid， linoleic acid， nutritional value α-vitamin E and β-sitosterol. It enjoys high development value and can provide reference for improvement of palm oil quality in the future.

Key words：oil palm; fatty acid; gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）; methyl esterification; component; content; correlation

0 引言

【研究意义】油棕（Elaeis guineensis Jacq.）属棕榈科单子叶多年生乔木，其主要产品为棕榈油，平均每公顷年产油量高达4.27 t，每公顷产油量是花生的7～8倍，大豆的9～10倍，是世界上产油效率最高的油料作物之一，被誉为“世界油王”（冯美利等，2006）。棕榈油在很大程度上缓解了我国对食用油需求日益增长的压力，但随着人们生活水平的不断提高，食用油中不饱和脂肪酸的含量备受关注，其中油酸属于单不饱和脂肪酸，具有较强的抗氧化性，有利于人体吸收和消化（Gillingham et al.，2011），亚油酸属于多不饱和脂肪酸，是人和动物营养中的必需脂肪酸，可降低血液胆固醇，具有预防动脉粥样硬化等功效（刘念等，2014），而棕榈油中主要脂肪酸成分为饱和脂肪酸——棕榈酸，不饱和脂肪酸含量相对较低（Singh et al.，2013）。因此，对不同品种油棕果肉脂肪酸成分进行对比分析，对棕榈油的品质改良具有重要意义。【前人研究进展】目前，利用气相色谱—质谱联用（GC-MS）分析食品及植物油中脂肪酸组分的研究已有不少报道。罗盛旭等（2005）应用GC-MS技术对海带脂肪酸成分进行分析，发现脂肪酸相对质量含量为89.45%，其中多不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的23.13%。张峻松等（2007）利用GC-MS对刺梨籽油的脂肪酸组分进行分析与鉴定，在鉴定出的10种脂肪酸中，有6种为不饱和脂肪酸，占总脂肪酸含量的83.64%。许华和潘灿平（2009）利用GC-MS分析螺旋藻中脂肪酸组分，发现其含有10种不饱和脂肪酸。张琳等（2011）通过乙醚萃取海南油棕果肉中的油脂，利用GC-MS对其脂肪酸成分进行分析，鉴定出4种脂肪酸，其中棕榈酸含量最高，占脂肪酸总量的55.62%。唐迪等（2012）应用GC-MS分析木瓜籽油中的脂肪酸组分，发现木瓜籽油中富含不饱和脂肪酸，其含量在71.5%以上。张延龙等（2015）利用GC-MS开展了我国不同牡丹资源种子的脂肪酸成分分析，发现不同牡丹籽的出油率存在差异，其中狭叶牡丹中不饱和脂肪酸含量最高。刘海燕等（2018）对贵州5种野山茶种子脂肪酸成分含量进行分析，结果发现种子含油率与不饱和脂肪酸含量呈显著正相关，其中长柱红山茶的不饱和脂肪酸含量最高，达71.89%。【本研究切入点】虽然目前已有油棕果肉脂肪酸组分分析方面的研究報道（张琳等，2011;李静等，2016），但较系统地分析比较油棕品种间的脂肪酸组分及含量鲜见文献报道。【拟解决的关键问题】通过测定单株年产果量较高的4个油棕品种果肉中脂肪酸的组分及含量，从中筛选出富含不饱和脂肪酸的油棕品种，为棕榈油改良及油棕新品种开发提供参考。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试的4个油棕品种分别为SJ64、SD60、XJS30和LS30，均来自中国热带农业科学院椰子研究所油棕种质资源圃，每个品种采集成熟饱满、大小均一的油棕果20份。石油醚（60～90 ℃）、氢氧化钾、甲醇、苯及正己烷均购自海口琼山莱客科技服务中心。主要仪器设备：Agilent 7890A+5975C气相色谱—质谱联用仪（美国Agilent公司）、RE52旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）、索氏提取器（上海熙扬仪器有限公司）。

1. 2 油棕果肉脂肪酸提取

参考国家标准GB/T 14772—2008，称取5 g新鲜油棕果肉，用研钵研磨至粉状后，滤纸包裹置于提取器中，提取瓶内加入200.0 mL石油醚，80 ℃恒温水浴回流提取约15 h，得无色透明萃取液，旋转蒸发仪减压浓缩得到样品溶液，最后用石油醚定容至10.0 mL。

1. 3 脂肪酸甲酯化处理

吸取上述样品提取液1.0 mL，加入2.0 mL 0.4 mol/L氢氧化钾的甲醇溶液（色谱级）和8.0 mL苯—石油醚（体积比1∶1），振荡后静置15 min，再加入16.0 mL蒸馏水，充分振荡后放至溶液清晰分层，吸取上清液，旋转蒸发仪减压蒸干，得甲酯化脂肪酸，加入0.5 mL正己烷使其溶解并转移至1.5 mL气相色谱上样瓶中，作GC-MS分析。

1. 4 油棕果肉油脂营养成分测定

称取5 g新鲜油棕果肉，加入1.0 mL二氯甲烷—甲醇（体积比1∶9）提取液，低温下超声30 min后，充分振荡并于4 ℃冰箱中放置12 h，然后12000 r/min离心15 min，吸取上清液约500 µL置于1.5 mL气相色谱上样瓶中，作GC-MS分析。

1. 5 GC-MS条件

GC条件：色谱柱Agilent DB-23（30 m×250 µm×0.25 µm），载气为氮气，柱初温180 ℃，以10 ℃/min速率加热至220 ℃，维持3 min，平衡时间1 min，进样量1 µL，色谱柱流速1 mL/min，分流比1∶40。

MS条件：EI离子源，电子能量80 eV，电子倍增器电压1 kV，质量扫描范围25～450 m/z，离子源温度200 ℃，GC-MS接口温度230 ℃，质谱检测时间3 min。

1. 6 鉴定与分析

应用SHIMADZU GC/MSsolution Release 2.10对GC-MS图谱进行鉴定和定量分析，根据GC-MS测定得到的质谱信息，应用NIST 11数据库进行检索，通过与标准谱图进行对照，确定每个成分的化学结构，采用SPSS 18.0进行相关性分析，Excel 2010进行数据分析处理。

2 结果与分析

2. 1 SJ64油棕果肉脂肪酸组分测定结果

对提取的油棕果肉脂肪酸甲酯进行GC-MS分析，图1为SJ64油棕脂肪酸甲酯的总离子流色谱图，应用NIST 11数据库，通过计算机自动检索的结果相似度均在90%以上，脂肪酸组分分析结果见表1，可确定的脂肪酸主要为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸及亚油酸，保留时间为15.054～27.304 min。

2. 2 不同品种油棕果肉各脂肪酸组分

由表2可知，4个品种油棕果肉中所含的脂肪酸种类相同，且均以棕榈酸为主要组分，其次为油酸。LS30果肉中的棕榈酸含量所占比例最高，为53.00%，但油酸含量较其他3个品种所占比例最低，为22.56%;SJ64果肉中的棕榈酸含量所占比例最低，为43.94%，但油酸及亚油酸含量较其他3个品种所占比例最高，分别为33.24%和7.10%。

2. 3 不同品种油棕脂肪酸饱和度分析结果

由表3可知，不同品种油棕脂肪酸的饱和度存在明显差异，其中，SJ64中的总不饱和脂肪酸（油酸和亚油酸）比例最高（40.34%），显著高于其他3个品种（P<0.05，下同），其次为SD60（35.27%），LS30所含总不饱和脂肪酸最少，仅有27.87%。

2. 4 油棕果肉脂肪酸组分含量比例差异比较

由表4可知，4个油棕品种的果肉中，棕榈酸含量所占比例最高，为43.94%～53.00%，平均值达48.47%，变异系数为0.05;其次为油酸，含量所占比例在22.56%～33.24%，平均值为27.90%，变异系数为0.08，而月桂酸含量比例最低，为0.93%～1.42%，平均值为1.18%，变异系数为1.01。

2. 5 不同脂肪酸组分间的相关性分析结果

分析4个品种油棕果肉脂肪酸平均含量间的相关性，结果（表5）表明，4个品种中月桂酸与肉豆蔻酸呈显著正相关，其相关系数为0.90，与其他4种脂肪酸呈负相关;棕榈酸与油酸呈显著负相关，其相关系数为-0.93，与亚油酸有较强的负相关性，相关系数为-0.81，与月桂酸和肉豆蔻酸呈负相关，与硬脂酸呈正相关。

2. 6 油棕果肉油脂营养成分分析

对油棕果肉油脂各营养成分进行方差分析，结果如表6所示，品种间α-维生素E存在显著差异，角鲨烯和β-谷甾醇存在极显著差异（P<0.01）。通过多重比较分析（表7），α-维生素E在SD60与XJS30间无显著差异（P>0.05），在SJ64与LS30间存在显著差异，α-维生素E平均值为31.36 mg/100 g，品种的含量排序为SJ64>LS30>XJS30>SD60;角鯊烯和β-谷甾醇在4个品种间均存在显著差异，表明这两种物质含量受品种因素影响显著，其中，角鲨烯平均含量为477.63 mg/kg，品种排序为SD60>SJ64>LS30>XJS30，β-谷甾醇平均含量为756.36 mg/kg，品种排序为SJ64>SD60>LS30>XJS30。

3 讨论

油棕作为世界油王，从其果肉中生产出的棕榈油在食品加工、工业生产及生物能源等多领域中均有重要的开发利用价值。由于棕榈油中的主要脂肪酸为饱和脂肪酸——棕榈酸，有报道表明，人体若长期摄入饱和脂肪酸，尤其是棕榈酸，易患高血压、心血管等疾病，故其作为食用油品质较差，食用过多会对人体健康不利，而油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸的抗氧化性较强，能够降低人体内胆固醇累积，从而达到预防血栓的目的（Temme et al.，1997;刘奇志等，2007）。因此，开发新油源，改良棕榈油品质，降低棕榈酸含量，提高油酸和亚油酸含量显得尤为重要。

棕榈油中不饱和脂肪酸含量是食用油开发的重要衡量指标，目前已有研究者以棕榈油提取工艺为切入点提高不饱和脂肪酸含量，如公谱等（2011）使用螺旋压榨法提取棕榈油，并结合气相色谱分析棕榈油的脂肪酸组分，结果表明，棕榈油以棕榈酸、油酸和亚油酸为主要成分，其中饱和脂肪酸约占45.3%，不饱和脂肪酸约占53.3%，用螺旋压榨法提取的棕榈油不饱和脂肪酸含量较高;李国杰等（2016）通过改变油棕果的压榨压力、压榨温度和压榨时间，可提高油棕果出油率，提高油脂品质。本研究选用年产油量较高的油棕品种为试验材料，其中SJ64和XJS30从马来西亚引种到海南，SD60从印度尼西亚引种到海南，LS30从尼日利亚引种到海南，并应用GC-MS技术分析4个品种油棕果肉脂肪酸组分及各组分间的相关性，发现棕榈酸与油酸呈显著负相关，与亚油酸有较强的负相关性，与李静等（2016）的研究结果一致，表明降低棕榈酸含量可提高油酸和亚油酸含量。SJ64油棕果肉中棕榈酸含量最低，为43.94%，油酸和亚油酸含量所占比例最高，分别为33.24%和7.10%，即不饱和脂肪酸含量在4个油棕品种中最高（40.34%），与棕榈酸含量基本形成1∶1比例;同时，通过对油棕果肉油脂各营养成分进行分析，发现SJ64中α-维生素E和β-谷甾醇含量最高。α-维生素E是人体不能合成，必须从食物中获取的脂溶性分子，具有疏水结构，能嵌入有不饱和脂肪酸存在的生物膜中，其具有较强的抗氧化性，可减轻自由基对生物膜的破坏，作为天然抗氧化剂在调节机体抗氧化系统方面具有重要作用（张懋奎和谌太羽，2008）;β-谷甾醇有止咳、平喘、祛痰、抗癌、抗炎等作用，在临床上对治疗慢性气管炎有较好疗效（王莉，2006），刘慧琼等（2004）通过研究半夏中β-谷甾醇的抗氧化作用，发现β-谷甾醇可清除自由基，对油脂有较强的抗氧化作用。因此，SJ64作为含高不饱和脂肪酸、营养成分相对合理的种质资源，可为今后棕榈油品质改良提供材料基础。

4 结论

4个品种油棕果肉中均含有不饱和脂肪酸（油酸和亚油酸），其中SJ64果肉中的油酸和亚油酸，以及油脂营养成分α-维生素E和β-谷甾醇含量均最高，具有较高的营养开发价值，为今后棕榈油品质改良提供材料参考。

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（责任编辑 罗 丽）