云南9种特种木本油脂脂肪酸组成和角鲨烯含量比较研究

张继光 吴万富 杨学芳 李 悦 吕世懂

(昆明市粮油饲料产品质量检验中心1，昆明 650118) (云南省粮油产品质量监督检验站2，昆明 650118) (云南昆明国家粮食质量监测站3，昆明 650118) (昆明医科大学科技成果孵化中心4，昆明 650500) (河北师范大学5，石家庄 050000)

我国油料作物品种繁多，油料资源十分丰富，特别是云南省，木本油料是其传统产业和特色优势林产业，油料植物品种有200多种[1，2]。我国非常重视木本油料的发展，国务院办公厅2014年颁布了《关于加快木本油料产业发展的意见》(国办发〔2014〕68号)，提出要加大木本油料的种植面积；云南省人民政府办公厅2015年颁布了《关于加快木本油料产业发展的实施意见》(云政办发〔2015〕72号)，提出加快木本油料发展已成为解决油料严重不足和促进农业产业结构调整的重要途径。云南省特种木本油料资源丰富[3-5]，开发利用特种木本油料是繁荣食用油市场、提高经济效益和人民健康水平、增加出口创汇的重要手段。

油脂的营养价值与种类、脂肪酸组成比例有密切关系，特别是脂肪酸组成及比例是衡量食用油营养价值的重要指标，不同种类的油脂都有其特征脂肪酸、有相对稳定的脂肪酸组成比例[6-8]。

在众多的云南特色木本油料中，一些已经实现了一定规模化的生产，比如美藤果油、核桃油加工成食用油；也有企业或农户将一些特种木本油脂进行小规模的生产或加工，比如青刺果油、橡胶籽油、普洱茶叶籽油和漆树籽油；但有很多尚未得到较好开发或者更多是用于其他用途的，比如澳洲坚果主要用于加工成坚果；辣木籽主要做成保健品；牛油果主要作为水果食用，但是这些果实或籽实含油率较高，国外将其开发成食用或保健油脂的比较多，价格也相对昂贵[13-16]。角鲨烯是一种对人体有益的不饱和烃类化合物，由于其良好的生物活性及在食品和化妆品等领域的广泛应用，目前的研究越来越多，也是评价中国好粮油中食用植物油中的营养伴随物声称指标[9-12]。对于角鲨烯的研究，近几年逐渐兴起，但对于一些特种木本油脂中脂肪酸组成的研究和比较，并不太多，特殊油脂角鲨烯的含量也鲜见报道。比如，对澳洲坚果油、辣木籽油、漆树籽油和牛油果油中化学特征的研究报道非常少，特别是角鲨烯含量鲜见报道，部分油脂也还缺乏国家或行业标准的支撑[5,17-20]，比如漆树籽油、青刺果油、辣木籽油、澳洲坚果油和牛油果油。云南的普洱茶叶、漆树、辣木和橡胶的种植面积和产量是十分巨大的，但它们的籽实尚需进一步开发利用，避免资源浪费。

本研究选择了云南9种常见的特种木本油脂，即铁核桃油、青刺果油、澳洲坚果油、美藤果油、辣木籽油、漆树籽油、橡胶籽油、普洱茶叶籽油和牛油果油为研究对象，以橄榄油作为对照，采用气相色谱和气相色谱-质谱对其中的脂肪酸组成及比例和角鲨烯含量进行比较研究，同时利用主成分分析和聚类分析进行更直观的比较，为深入了解云南特种木本油脂的营养价值和进一步开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

每种油脂3份样品，其中一部分市售，还有一部分是实验室使用溶剂提取，详细信息见表1。同时，收集了3个西班牙进口的橄榄油样品作为对照，以分析比较云南这些特色木本油脂脂肪酸组成和角鲨烯含量的特点。

1.1.2 标准品和试剂

37种脂肪酸甲酯混标；角鲨烯标准品，纯度为99.6%。无水硫酸钠、95%乙醇、硫酸氢钾、氢氧化钾、甲醇、石油醚(沸程30～60 ℃)：分析纯；正己烷、异辛烷：色谱纯。

1.2 仪器与设备

分析天平(分度值0.000 1 g)，移液器(0.1-1 mL)，赛默飞GC 1310气相色谱仪，赛默飞 Trace GC1310-ISQ气相色谱-质谱联用仪，BAO-150A精密鼓风干燥箱，Milli-Q超纯水机，TDL-40B高速离心机，SBL-15DT超声波恒温清洗机，LPD2500多管旋涡混合仪，NG150-1B氮吹仪，SY-5000型旋转蒸发仪，Tube Mill 100 control研磨机，WS-100D型数显往复式回旋振荡器。

表1 实验用油脂样品信息表

1.3 方法

1.3.1 实验室油脂的提取方法

将提取油脂用的样品用研磨机打碎后放于三角瓶中，加入一定体积沸程为30～60 ℃的石油醚，使其完全浸满样品，放置在数显往复式回旋振荡器上，以200 r/min振荡提取2 h后，浸泡过夜并离心，残渣用相同步骤继续提取3次后，合并提取液于圆底烧瓶中，经旋转蒸发仪浓缩，烘箱干燥后即得油脂。

1.3.2 脂肪酸组成的测定

脂肪酸组成的测定采用气相色谱法，测定依据是GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中酸的测定》[21]第三法，采用面积归一化法定量，用100 m的毛细管柱进行分离，确保37种脂肪酸甲酯均能实现良好分离，具体的前处理过程及气相色谱条件以及计算过程同文献[22]脂肪酸组成测定部分。实验过程还用带有证书的质控样品作为监测样品，来验证检测结果的准确性。

1.3.3 角鲨烯含量的测定

实验室采用GC-MS测定油脂中角鲨烯的含量，外标法进行定量。前处理过程同NY/T 3673—2020《植物油料中角鲨烯含量的测定》。

1.3.4 气相色谱-质谱条件

GC条件：赛默飞TG—5MS柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱温箱：初始温度200 ℃，(1 min)；然后以20 ℃/min 升到310 ℃(5 min)；载气为高纯氦气 (纯度99.999 %)；流速 1.0 mL/min；进样口为SSL进样口，温度为300 ℃，分流进样，分流流量10 mL/min，分流比为10∶1。MS条件：质谱传输线温度300 ℃，离子化模式为EI，温度为280 ℃，扫描模式为SIM模式，其中定量离子的荷质比为69，定性离子的荷质比为81、95和137，溶剂延迟时间为5 min。

1.4 数据处理与分析

所有指标的测定均重复两次，结果均以平均值表示，结果均保留3位有效数字。PCA和CA采用多元统计学分析软件SIMCA—P 15 (Umetrics, Sweden)；显著性差异分析采用IBM SPSS Statistics 20.0软件。

2 结果与分析

2.1 脂肪酸成分分析

图1 37种脂肪酸甲酯混标的气相色谱图

按照1.3.2的方法和条件，分别对表1中的油样的脂肪酸组成进行分析，其中37种脂肪酸甲酯混标的色谱图见图1，其余样品的叠加色谱图(每种类型的样品选取一个)见图2，它们的脂肪酸组成的测定结果和统计分析结果见表2。

图2 9种特种木本植物油脂脂肪酸组成的叠加色谱图

从图1可以看出，37种脂肪酸甲酯混标在实验室条件下能得到较好分离，同时质控样的测试结果也均为满意。从表2可以看出，云南9种特种木本油脂中共检出17种脂肪酸组分，每一种油脂都有各自的脂肪酸组成特点，含量之间也存在较大差异。铁核桃油中检出8种脂肪酸组分，其中亚油酸质量分数最高，为62.9%；青刺果油中检出12种脂肪酸组分，并且其中饱和脂肪酸∶单不饱和脂肪酸∶多不饱和脂肪酸接近1∶1∶1的，这个比例也是目前大多数营养和卫生机构所提倡的合理膳食脂肪酸比例[24]。澳洲坚果油中检出14种脂肪酸组分，是唯一检出少量月桂酸的油脂，且检出棕榈一烯酸质量分数最高，为18.9%。棕榈一烯酸在大多数植物油中含量非常低，甚至没有[25，26]，在这些特种木本油脂中，仅牛油果油中质量分数和澳洲坚果油中相当，为14.1%，其他油脂中最高的辣木籽油也仅有1.39%。美藤果油中检出脂肪酸组分9种，其中α-亚麻酸质量分数高达47.1%，是所有油中含量最高的，还检出其他油脂中未检出的花生二烯酸，且棕榈酸含量最低。辣木籽油检出13种脂肪酸组分，其中油酸质量分数非常高，仅次于橄榄油(77.0%)，而且山嵛酸质量分数高达6.05%，其他油脂中最高的仅为0.113%，二十四烷酸和花生酸含量也较其他油脂明显高；漆树籽油检出脂肪酸组分11种，其中棕榈酸质量分数高达71.3%，远远高于其他油脂；橡胶籽油中检出脂肪酸组分12种，其中中油酸、亚油酸和α-亚麻酸的含量是最接近的一种油脂；普洱茶叶籽油中检出脂肪酸组分11种，其中油酸含量非常高，仅次于美藤果油和用于对照的橄榄油，并且检出其他油脂中均不含有的二十四碳一烯酸。牛油果油中检出脂肪酸组分13种，其中的棕榈酸质量分数仅次于漆树籽油，为27.9%，棕榈一烯酸含量也非常高，仅次于澳洲坚果油。

表2 9种特种木本植物油脂脂肪酸组成统计分析结果/%

UFA中，美藤果油和铁核桃油的质量分数最高，均超过90.0%；澳洲坚果油、橡胶籽油、普洱茶叶籽油中均超过80.0%；青刺果油、辣木籽油和牛油果油均超过70.0%；而漆树籽油中仅占22.8%。其中澳洲坚果油、辣木籽油、普洱茶叶籽油和牛油果油中MUFA含量较高，而铁核桃油、美藤果油和橡胶籽油PUFA含量较高。世界卫生组织和联合国粮农组织建议，成人膳食摄入油脂中SFA：MUFA：PUFA=1∶1∶1；日本2000年脂质营养学修订标准中推荐为3∶4∶1[24]。因此，从膳食平衡的角度来看，青刺果油、牛油果油、橡胶籽油和普洱茶叶籽油是比较理想的选择。

本研究把橄榄油作为对照，橄榄油油酸含量是所有油脂中含量最高的[27]，实验检出质量分数高达77.0%。另外，美藤果油、橡胶籽油和铁核桃油中α-亚麻酸和亚油酸质量分数均较高，特别是美藤果油中α-亚麻酸质量分数高达47.1%，铁核桃油中亚油酸质量分数高达62.9%，因此可以认为它们是比较好的保健油脂。

2.2 角鲨烯含量的比较分析

按照1.3.3的方法和条件，分别对9种特种木本油脂样品的角鲨烯含量进行分析，其中角鲨烯标准品的GC-MS-SIM图如图3所示，9种植物油脂样品的角鲨烯的GC-MS-SIM叠加图如图4所示(每种选取一个)，测定结果见表3。

图3 SIM扫描模式下角鲨烯标准品的总离子流图

图4 SIM扫描模式下9种特种木本油脂样品的叠加总离子流图

表3 9种特种木本油脂样品中角鲨烯含量检测结果

从表3可以看出，用来做对照的橄榄油中的角鲨烯含量是最高的，范围为1 232～7 176 mg/kg，远远高于其他油脂。其次，普洱茶叶籽油、牛油果油和澳洲坚果油中也含有较高含量的角鲨烯，铁核桃油和青刺果油中含量稍低，而美藤果油、辣木籽油、漆树籽油和橡胶籽油中角鲨烯含量均小于10 mg/kg。油脂中角鲨烯含量的高低，可能和油脂的加工工艺有关[28]，因此，角鲨烯含量差异较大，甚至一些同一类型样品之间也表现出含量差异大的特点，可能和各种油脂的制取工艺有关，比如压榨方式和精炼程度等。总之，表3中角鲨烯含量较高的油脂，说明它们的油料中角鲨烯含量较高，这些油料开发价值也较大。

2.3 基于脂肪酸组成的主成分分析和聚类分析

利用SIMCA P-15软件对30个样品的脂肪酸含量进行PCA和CA分析[29,30]。主成分分析的样品得分图如图5所示，各样品的聚类分析如图6所示。

图5 9种特种木本油脂的主成分得分图

图6 9种特种木本油脂的聚类得分图

在主成分的分析模型中，当前2个主成分，解释方差的累积值R2X为0.996，R2Y为0.963，当前变量的预测能力Q2为0.921，对应主成分 1和2 的解释率： R2X[1]和R2X[2]分别为0.371和0.163。PCA得分图和CA是基于所有17个变量的综合分析情况得出的，有些油脂中如果仅检出某一个或少数几个其他油脂中没有的脂肪酸，尽管其含量很低，但可能所占的权重还是较大，这都会导致它们的分布情况。从图5可以看出，每一种油脂各自都聚在了一起，其中澳洲坚果油和辣木籽油和其他油脂距离比较远，这主要和它们的脂肪酸组成和其他油脂差异较大有关，这两种油中花生酸和花生一烯酸含量是相对较高的，其中澳洲坚果油中仅检出月桂酸，检出最多的14种脂肪酸；辣木籽油中检出第二多的13种脂肪酸，且其中的山嵛酸含量明显高于其他油脂。从图6的聚类得分图中可以看出，每一种油脂均实现各自的聚类，说明它们之间的区别还是比较明显，花生酸和花生一烯酸含量也相对较高，但从分支情况和相似距离可以看出，澳洲坚果油和辣木籽油属于一个大的分支，主要和它们的脂肪酸组成有关；铁核桃油和美藤果油相似程度较高，主要和它们中较高的不饱和脂肪酸有关，特别是亚油酸和α-亚麻酸；漆树籽油和牛油果油相似程度较高，主要和它们都有较高含量的棕榈酸有关，同时在脂肪酸的组成分布上也较接近；普洱茶叶籽油与橄榄油、青刺果油和橡胶籽油属于一个大的分支，后三者的相似程度较高，主要和它们中较高的油酸有关。

衡量油脂的优劣是多方面的，本研究也仅仅是覆盖了其中的一些方面，但是可以看出，云南的这些特色木本油脂都各有特点，开发应用的前景也是非常大的，一些油脂中棕榈油酸含量较高，除了食用，还可以开发成婴幼儿和老年人的保健品；一些油中棕榈酸含量非常高，而一些油中亚麻酸含量非常高，是非常理想的保健油脂。从结果来看，漆树籽油的饱和脂肪酸质量分数高达77.2%，作为食用油来讲可能不太理想，但是在云南的怒江州地区，古有食用漆油的习惯，并延续至今，甚至现在的漆油煮鸡是云南怒江的一大特色，云南怒江各地的农贸市场、乡镇集市、小商店、土特产商店等都有漆油产品的销售。一些很少被开发成油脂的，比如辣木籽油和普洱茶叶籽油，都是非常有潜力的，它们的油酸含量仅次于橄榄油，极具开发价值。后续的研究中，要进一步对这些油脂中的其他营养物质，比如维生素E、植物甾醇、多酚、微量元素、抗氧化性能和食用安全性等进行全面的研究，并积极开展相关行业和地方标准以及新资源食品的申报，为云南特色木本油料的综合开发，推动产业发展，推动云南山区的农民脱贫致富起到一定的积极作用。

3 结论

本研究利用GC和GC-MS对云南9种特种木本油脂的脂肪酸组成和含量进行测定，利用橄榄油进行对照，比较它们在脂肪酸组成及角鲨烯含量上的差异，并通过PCA和CA展示它们之间的差异及一些相似性。在所有的9种特种木本油脂中共检出脂肪酸17种，共有脂肪酸成分8种，主要为油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、α-亚麻酸等，各种油脂之间脂肪酸组分及比例差异较大。角鲨烯在9种油脂中差异较大，对照用的橄榄油含量最高，牛油果油、澳洲坚果油和普洱茶叶籽油中的含量高于铁核桃油和青刺果油，其余油脂中的含量均小于10 mg/kg。PCA和CA能实现9种特种木本油脂之间各自的较好区分，并进一步分析发现澳洲坚果油与辣木籽油；铁核桃油与美藤果油；漆树籽油与牛油果油；普洱茶叶籽油与橄榄油、青刺果油、橡胶籽油，它们之间在聚类图上相似距离较近。