南瓜籽油中甘油三酯分离及组成成分分析
2021-02-23李天娇丁清怡程碧君王家恩
李天娇,丁清怡,雷 蕾,程碧君*,王家恩
(1.吉林农业科技学院食品工程学院,吉林 132101;2.吉林省梅河口市农民科技教育中心,梅河口 100373)
南瓜(C.moschataDuch)属葫芦科一年生草本蔓生植物,又称为番瓜、饭瓜、窝瓜[1]。南瓜籽中油脂含量为35%~50%[2]。其主要由甘油三酯、磷脂、甾醇类组成,含有维生素、色素、氨基酸、矿物质等,尤其是锌、镁、钙、磷含量极高[3-6]。南瓜籽油香味浓郁、营养丰富,被视为具有保健功能的高级食品[7-8]。研究表明南瓜籽油能降低过氧化物歧化酶(SOD)活性和其他组织中谷胱甘肽(GSH)、蛋白质硫醇(PtSHs)含量。南瓜籽油含有一种男性荷尔蒙的活性生物成分,能够消除前列腺的初期肿胀,对泌尿及前列腺增生具有良好的治疗和预防效果[9-10]。南瓜籽油对糖尿病、高血压、高血脂、肥胖症具有一定的辅助治疗作用[11],对胃溃疡、动脉粥样硬化和冠心病具有良好的防治作用[12-13]。南瓜籽油可促进肝肾细胞再生,显著改善肠道便秘,是一种理想的天然营养品[14-15]。
2014年世界南瓜产量约为2 519万t,中国南瓜产量为724.14万t,占世界总产量的28.74%[16]。随着南瓜产量不断增加,南瓜籽作为南瓜的副产品被丢弃,因此将南瓜籽深加工成南瓜籽油的市场潜力巨大。甘油三酯是南瓜籽油的主要成分,但关于南瓜籽油中甘油三酯的研究鲜有报道。本研究利用硅胶柱将南瓜籽油中甘油三酯进行分离纯化,对南瓜籽油中甘油三酯的组成和含量进一步分析,促进南瓜籽的开发利用,以提高南瓜附加值,增加南瓜种植户的收入。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料:早栗蜜本南瓜,购于当地超市。
供试试剂:硅胶G板(青岛基亿达硅胶试剂有限公司);柱层析硅胶(杭州富强化工仪器有限公司);石油醚、无水乙醚、乙酸乙酯、正己烷均为分析纯,均购于北京化工厂。
供试仪器:ME104型电子天平(梅特勒-托利公司);R系列旋转蒸发仪(上海申升科技有限公司);GC/MS-QP2010型气质联用仪(日本岛津公司)。
1.2 试验方法
1.2.1 南瓜籽油提取 将南瓜籽挖出用水清洗后干燥、去皮,粉碎机粉碎得到南瓜籽粉,准确称取20 g,量取100 mL石油醚加入南瓜籽粉中,充分搅拌30 min,纱布粗滤后再用滤纸过滤,按照以上操作重复提取两次,将滤液合并进行减压浓缩,观察回收瓶中不再有石油醚流进时停止浓缩,用精密天平对南瓜籽油称重备用。
1.2.2 南瓜籽油甘油三酯分离 层析柱规格:内径3 cm,柱长15 cm。称取50 g硅胶装柱,用正己烷平衡柱子,流速为2.3 mL/min。待柱子平衡后,称取南瓜籽油4.3 g上柱,洗脱液正己烷:乙酸乙酯的体积比为20∶1,收集洗脱液组分,减压浓缩,称重备用。
1.2.3 薄层色谱分析 采用薄层层析(TLC)法对南瓜籽油甘油三酯定性分析[17],南瓜籽油甘油三酯浓度为200 mg/mL,薄层层析板为硅胶G板,展开剂正己烷:无水乙醚:乙酸的体积比为75∶25∶2,用移液枪准确吸取5 μL点入硅胶板,放入层析缸中,待展开剂前沿达到预定刻度14 cm时,取出层析板,室温晾干,转至另一层析缸中,放入2~3个碘粒于干燥箱中,缓慢加热至60 ℃,直至碘蒸气显色至样品斑点清晰。
1.2.4 脂肪酸甲酯化 硫酸-甲醇甲酯化按照文献[18]的操作方法,准确称取南瓜籽油甘油三酯50 mg,放入25 mL试管中,再准确吸取5 mL 1%硫酸-甲醇溶液加入试管中,振荡摇匀,然后将试管放入水浴锅内,水浴温度为70 ℃,30 min后将试管取出室温冷却,吸取2 mL正己烷加入试管,用蒸馏水定容至25 mL,将上层吸出,再向试管中加入正己烷1 mL,振荡混匀,吸取上层有机相,将有机相层合并,用0.45 μm滤膜过滤除杂,备用待测。
1.2.5 GC-MS分析 气相设置参数:色谱柱型号Rxi-5MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm),氦气为载气,将柱流速调整为1 mL/min,进样口温度设为280 ℃,分流进样,进样量为1 μL,分流比设为1∶50,程序升温模式为初始温度80 ℃,保持5 min,3 ℃/min至200 ℃,0 min;8 ℃/min至300 ℃,15 min。
质谱设置参数:离子源为EI;温度设为230 ℃;接口温度设为280 ℃;电子能量设为70 eV;溶剂延迟设为4.5 min;质量扫描范围为40~500 m/z;数据检索库为NIST11.LIB、NIST11s.LIB。
1.3 数据分析
2 结果与分析
2.1 南瓜籽油甘油三酯薄层层析结果
薄层色谱法是一种微量分离的方法,是分离中性脂类(包括甘油三酯、二酯、单酯、游离脂肪酸、甾醇及酯)最简单而且常用的方法。薄层色谱法原理是动相溶剂带动混合物组分流经静相的过程,使被分离组分在动相与静相间进行分配,是利用物质的极性进行吸附解吸最终分离物质的方法,将混合甘油酯分离成不同的区域,每个区域为同一类物质。薄层色谱法具有成本低、操作简单、分离效率高、易于普及的优点[19]。
由图1可知,硅胶板上单一显色点即为甘油三酯,说明南瓜籽油通过硅胶层析后,甘油三酯与其他脂类成分得到较好的分离。表明,通过硅胶柱层析分离可以将甘油三酯与其他脂类成分有效分离,起到除杂和纯化的效果。将南瓜籽油甘油三酯进行称重,计算南瓜籽油中甘油三酯含量。结果表明,南瓜籽油含量为32.07%,南瓜籽油中甘油三酯含量为86.51%。
2.2 南瓜籽油甘油三酯GC-MS分析鉴定结果
南瓜籽油甘油三酯采用GC-MS进行分析检测,南瓜籽油甘油三酯甲酯化总离子流图如图2所示。待测组分用NIST数据库进行检索分析,各组分的百分含量采用面积归一化法计算,结果如表2所示。由表2可知,南瓜籽油中甘油三酯由5种脂肪酸组成。其中,9,12-十八碳二烯酸甲酯(亚油酸)为甘油三酯的主要成分,含量超过49%。9-十八碳烯酸甲酯(油酸)含量超过33%,十六烷酸甲酯(棕榈酸)含量超过7%,十七烷酸甲酯含量约5%,十八烷酸(硬脂酸)甲酯含量约4%。南瓜籽油甘油三酯组成中不饱和脂肪酸含量超过83%,饱和脂肪酸含量约为17%。
表2 南瓜籽油甘油三酯脂肪酸甲酯化质谱解析结果
南瓜籽中含有大量的脂肪、蛋白质和矿物质等营养成分,同时含有丰富的维生素,粗脂肪中不饱和脂肪酸含量较高,不饱和脂肪酸主要由亚油酸、油酸、亚麻酸组成,其中亚油酸含量达到43%~64%,亚油酸是人体不能合成的脂肪酸,具有降低血脂、软化血管、降低血压的作用,可预防或减少心血管发病率,特别是对高血压、高血脂、心绞痛、冠心病、动脉粥样硬化等防治极为有利,能防止人体血清胆固醇在血管壁的沉积,有“血管清道夫”的美誉。
陆国东等[21]采用超临界CO2流体萃取南瓜籽油,其中亚油酸占41.60%,油酸占31.63%,棕榈酸占19.55%,硬脂酸占1.43%,辛烯酸占2.03%,9,11-十八碳二烯酸占3.76%。孔爱明等[22]采用索氏提取法提取南瓜籽油,检测发现亚油酸最高,占40.28%,其次为油酸,占34.49%,棕榈酸占11.06%,硬脂酸占6.79%。李全宏等[23]采用索氏提取法和超临界法提取南瓜籽油,发现索氏提取法的脂肪酸组成为亚油酸最高,占59.8%,其次为油酸,占16.6%;超临界法的脂肪酸组成为亚油酸最高,占49.5%,其次为油酸,占34.7%。柳仁民等[24]对南瓜籽油进行分析发现7种脂肪酸,亚油酸最高,占52.61%,其次为油酸,占22.30%,棕榈酸占18.30%,硬脂酸占5.99%。王晓等[25]发现南瓜籽油含有12种脂肪酸,亚油酸最高,占38.60%,其次为油酸,占28.63%,棕榈酸占16.55%,硬脂酸占8.42%。范三红等[26]检测南瓜籽油的组成为亚油酸最高,占52.82%,其次为油酸,占28.39%,硬脂酸占15.42%,棕榈酸占7.98%,亚麻酸占3.12%。
本研究发现南瓜籽油甘油三酯由5种脂肪酸组成,与大部分研究结果一致,脂肪酸含量和种类的差异可能是由于采用的南瓜品种和试验方法不同所造成。并且,本研究对南瓜籽油甘油三酯进行分离纯化,去除了其他脂类成分,试验结果更能准确表明南瓜籽油甘油三酯的脂肪酸组成。
3 结 论
2017年10月27日国家粮食局颁布了LS/T 3250-2017《南瓜籽油》标准,南瓜籽油正式进入食用油行列。南瓜籽油潜在的多种保健功能,含有脂肪酸、植物甾醇、角鲨烯、类胡萝卜素、维生素、矿质元素等成分。此外,南瓜籽油中还检测到叶黄素、β-胡萝卜素等15种类胡萝卜素以及铁、钙、锰、钾、锌等人体所必须的矿物质元素。南瓜籽油中脂肪酸的含量因不同品种有所不同,南瓜籽油中不饱和脂肪酸含量为 28.35%~80.84%。不饱和脂肪酸对人体有很好的保健功能,具有降低胆固醇、降低甘油三脂、降低血糖血脂、防治皮肤老化等作用[27]。
本研究利用硅胶柱将甘油三酯分离纯化后,再进行脂肪酸甲酯化,应用GC-MS对甘油三酯进行分析鉴定,得到南瓜籽油中甘油三酯的种类和含量。南瓜籽油中甘油三酯含量占86.51%,主要由亚油酸、油酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸组成。其中亚油酸含量最高,占甘油三酯49%以上。其次是油酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸,分别占甘油三酯33%、7%、5%、4%以上。南瓜籽油甘油三酯中不饱和脂肪酸含量超过83%,饱和脂肪酸含量约为17%。本研究为南瓜籽油的品质评价提供参考,为南瓜籽油的深入开发提供研究基础。