核桃油与常用植物油中37种脂肪酸和角鲨烯含量比较

金春爱，王荣灿，王馨翊，金美伶，王玉方，李亚丽

（中国农业科学院特产研究所，吉林长春 130112）

油料作物的主要成分甘油三酯（Triglyceride, TG）是脂肪传递介质，也是人体重要的储能物质[1-2]。植物油中脂肪酸根据碳链的长度及不饱和程度可以分为不同的种类，各类脂肪酸的物理化学性质和生理功能存在较大差异[3-6]。阿拉坦图雅等[7]测定9种植物油中脂肪酸组成，发现文冠果油、野樱桃油和杏仁油中不饱和脂肪酸含量各不相同，提示不同油类产品的脂肪酸含量存在差异，各类人群可以根据不同需求食用不同的植物油。食用植物油是由植物油脂提取得到的，常呈液态，含有TG、甾醇、游离脂肪酸、色素等物质[8]。油脂的主要成分是脂肪酸，故油脂的优劣由脂肪酸决定。脂肪酸由碳、氢和氧3种元素组成，有提供代谢能量、帮助记忆认知等功能[9]，目前，市场上较为常见食用植物油为大豆油、葵花籽油和芝麻油等。

图 1 37种脂肪酸气-质联用总离子流图Fig.1 Total ion chromatograms of GC-MS for 37 fatty acids

核桃（Juglansspp.）是一种集脂肪、蛋白质、糖类、膳食纤维和维生素五大营养要素于一体的药食两用坚果，已广泛用于传统医学中，具有延年益寿、健脑益智等功效[10-11]。核桃油是从核桃提取而来的，具有核桃仁大部分的营养保健及药理功效成分。研究表明，核桃油富含多种不饱和脂肪酸、生育酚、磷脂、角鲨烯和黄酮类等物质，具有健脑、抗炎、抗氧化、抗癌、抗肿瘤、降低胆固醇和预防心脑血管疾病等多种活性[12-13]，目前市场上主要以婴儿和孕妇用油为主[14]。

角鲨烯（Squalene）又名鲨烯、三十碳六烯，是一种高度不饱和的直链三萜类化合物，是一种重要的天然活性物质，具有促进血液循环、活化机体细胞、抗氧化、消炎杀菌和细胞修复等功能，可用于各种缺氧性疾病、心脏病、肝炎和癌症的防治[15-17]。目前对角鲨烯理化性质、结构[18]、生物活性[19-20]以及开发应用途径等方面已开展了大量的研究。近年来，探索鲨鱼以外的天然角鲨烯资源以及化学合成方法等成为研究的热点[21-24]。

为探讨核桃油和常用植物油的成分差异，本研究选择核桃油、大豆油、玉米胚芽油和芝麻油4种植物油，利用GC-MS的选择离子监测（Selective ion monitoring, SIM）技术以及气相色谱法，测得脂肪酸和角鲨烯的绝对含量，并对核桃油与常用植物油的脂肪酸和角鲨烯数据进行对比分析，旨在为各类人群选择适宜的植物油提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

商品核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油 均购自超市；37种脂肪酸混合标准品（XV11420V）、14%三氟化硼甲醇溶液 美国Sigma公司；角鲨烯标准品纯度为99.4%，中国食品药品检定研究院；甲醇、正己烷 色谱纯，美国Fisher公司；氯化钠、氢氧化钾 分析纯，北京化工厂；超纯水 由Mill-Q超纯仪实验室自制。

Agilent7890A气相色谱仪（氢火焰离子化检测器，Hydrogen flame ionization detector, FID） 美国Agilent公司；气质联用仪 Thermo SCIENTIFIC ISQ赛默飞世尔科技公司；MS204S型电子天平 瑞士Mettler Toledo集团有限公司；DK-98-ⅡA型电热恒温水浴锅 泰斯特检测技术有限公司；MTV-100型多管涡旋混合仪 杭州奥盛仪器有限公司；HC-3018型高速离心机 安徽中科中佳科学仪器有限公司；Mill-Q型超纯水机 Millipore公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理方法 称取0.1 g植物油样品，把样品盛放于50 mL具塞螺帽玻璃水解管中，加入8 mL 2%氢氧化钾/甲醇溶液，于80±1 ℃水浴中皂化，冷却至室温后加入7 mL 14%三氟化硼甲醇溶液，于80±1 ℃水浴中甲酯化，迅速冷却至室温。准确加入15 mL正己烷，混匀，再加入饱和氯化钠溶液，静置过夜，待分层。吸取大约5 mL上层液，用无水硫酸钠除水后，分别稀释10倍和100倍用气质联用法测定37种脂肪酸的含量；样品同时用气相色谱法测定角鲨烯的含量。

1.2.2 脂肪酸含量测定

1.2.2.1 GC-MS条件 色谱柱：DB-23（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气为高纯氦气，载气流速为1 mL/min；进样温度240 ℃，进样量为1 μL；分流进样，分流比为20:1；程序升温条件：初始温度为60 ℃，保持4 min，然后以30 ℃/min升温至180 ℃，以3 ℃/min升温至230 ℃，并保持7 min。质谱条件：电子轰击电离源（EI源），离子源温度230 ℃；能量70 eV；选择离子监测模式（SIM）。

1.2.2.2 标准溶液配制及标曲绘制 准确吸取1.00 mL混合标准品分别稀释10倍和100倍，随后将标准液重复进样3次，采用单点外标法定量。

1.2.3 角鲨烯含量测定

1.2.3.1 GC条件 参考文献方法[25-29]，气相色谱条件如下，色谱柱为Rtx®-XLB（30 m×0.35 mm×0.5 μm，美国瑞斯泰康科技有限公司）。进样口温度250 ℃：FID检测器温度280 ℃，氢气流量为30 mL/min，空气流量为300 mL/min；程序升温条件：初始温度80 ℃，保持0.3 min；然后以60 ℃/min升至300 ℃；保持15 min。载气：高纯氮气（纯度≥99.999%）；恒流模式，流速为1.0 mL/min；进样方式为分流进样，分流比为5:1；进样量：1 μL。

1.2.3.2 标准溶液配制及标准曲线绘制 准确称取0.1 g（准确至0.00001 g）角鲨烯标准品，用正己烷溶解，并定容至100 mL 容量瓶中，混匀，即得1000 μg/mL标准品溶液。准确吸取1.00 mL 的1000 μg/mL母液于10 mL容量瓶中，用正己烷定容，混匀即得100μg/mL的角鲨烯标准溶液。用正己烷逐步稀释成质量浓度为0.9、3.0、6.0、12.0、24.0和48.0 μg/mL的标准工作溶液。将系列标准液上机测试，以检测浓度（μg/mL）为横坐标，峰面积（peak area, PA）为纵坐标，采用多点外标法定量，绘制标准曲线。

1.3 数据处理

实验数据使用SPSS 22.0软件中单因素方差分析（one-way analysis of variance, ANOVA），均值采用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 核桃油和常用植物油中脂肪酸组成和含量比较

2.1.1 脂肪酸含量及组成分析 脂肪酸包含饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，已经有研究表明经常食用含不饱和脂肪酸的食物能够减少心脏病的发生，提高免疫力[30]。37种脂肪酸标准品、核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油的色谱图见图1。由图1可知，核桃油和常用植物油均含棕榈油酸、二十碳烯酸和油酸等3种单不饱和脂肪酸以及α-亚麻酸、二十碳二烯酸和亚油酸等多不饱和脂肪酸，豆油和芝麻油中均含有10种饱和脂肪酸，核桃油和玉米胚芽油中分别含有9种及11种饱和脂肪酸。

核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油中脂肪酸含量见表1，由表1可知，核桃油与其他常用植物油中脂肪酸含量差异显著（P＜0.05）。核桃油中总脂肪酸含量为69.2%，脂肪酸含量从高到低依次为亚油酸、α-亚麻酸、油酸和棕榈酸，分别为51.4%、10.9%、5.32%和1.25%；大豆油中总脂肪酸含量为78.2%，脂肪酸含量从高到低依次为亚油酸、油酸、α-亚麻酸、棕榈酸和硬脂酸，分别为47.3%、13.0%、7.93%、7.10%和2.34%；芝麻油中总脂肪酸含量为74.1%，脂肪酸含量从高到低依次为亚油酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸，分别为39.9%、24.6%、5.51%和3.37%；玉米胚芽油中总脂肪酸含量为48.8%，脂肪酸含量从高到低依次为亚油酸、油酸和棕榈酸，含量分别为31.5%、11.1%和5.15%。

表1 核桃油和常用植物油中脂肪酸含量（g/100 g）Table 1 Fatty acid content in walnut oil and common vegetable oils (g/100 g)

实验数据显示，核桃油中多不饱和脂肪酸含量最高，含量从高到低依次为核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油，分别为62.3、55.2、40.1和31.7 g/100 g；核桃油中饱和脂肪酸含量最低，为1.54 g/100 g，大豆油中饱和脂肪酸含量最高，为9.82 g/100 g；4种植物油的单不饱和脂肪酸含量顺序依次为芝麻油、大豆油、玉米胚芽油和核桃油，分别为24.7、13.1、11.2和5.42 g/100 g；不饱和脂肪酸占总脂肪酸百分比由高到低依次为核桃油、大豆油、芝麻油和玉米胚芽油，分别为90.0%、70.7%、64.9%和54.1%。脂肪酸的含量、组成及比例，是衡量食用油营养价值的重要指标。研究表明，经常食用含不饱和脂肪酸的食物对机体免疫和细胞凋亡等方面都有积极影响[30]，并且亚麻酸对人体健康和智力水平起着决定性作用[31-32]。核桃油和常用植物油中脂肪酸组成和比例存在差异，核桃油中单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸占总脂肪酸的百分比最高，并且饱和脂肪酸占总脂肪酸的百分比最低；4种植物油饱和脂肪酸含量最高为大豆油，而单不饱和脂肪酸的含量最高的是芝麻油，多不饱和脂肪酸含量最高的是核桃油，与孟阿会、赵声兰和李俊南等报道结果相一致[33-35]。而且核桃油中亚油酸和α-亚麻酸均高于其他常用植物油，由此可见核桃油相较于其他植物油营养价值更高。

2.1.2 EFA含量分析 EFA是指机体生命活动必不可少的，但机体自身又不能合成，必须由食物供给的PUFA[36]，主要包括ω-3系列的α-亚麻酸（C18:3）、ω-6系列的亚油酸（C18:2）和二十碳二烯酸C20:2, cis-11, 14。ω-3和ω-6脂肪酸具有降低血压[4,37]和胆固醇、降低心脑血管发病率、抗骨质疏松等多种功能[38]。中国营养学会提出膳食中ω-6/ω-3的最佳比值为4.0～6.0[39]，此次实验的4种植物油的必需脂肪酸占总脂肪酸的质量分数如表2所示。由表2可知，本实验中核桃油和豆油的ω-6/ω-3比值分别为4.7和6.0，符合推荐标准，而玉米胚芽油和芝麻油的ω-6/ω-3比值分别为132.2和215.9，远高于推荐标准。结果表明，4种植物油各具特色，不同人群可以选择不同的油食用；或为营养平衡，不同时期可进食不同的油。

表2 不同植物油中必需脂肪酸占比Table 2 Proportion of essential fatty acids in differentvegetable oils

2.1.3 油酸含量与亚油酸含量的比值分析 油酸的氧化稳定性比亚油酸高10倍左右，因此油亚比R（油酸含量与亚油酸含量的比值，O/L）越高的植物油的抗氧化能力越强，越不易酸败变质，保质期越长。本研究所测定的4种植物油的油亚比R由高到低依次为芝麻油、玉米胚芽油、大豆油和核桃油，分别为0.62、0.35、0.27和0.10。表明此研究中的4种植物油中芝麻油的抗氧化能力最强，可保存时间最长。

2.2 核桃油和常用植物油中角鲨烯的含量比较

近几年角鲨烯常被用作评价油品质的重要指标，本实验检测了4种植物油中的角鲨烯含量。角鲨烯标准品、大豆油、核桃油、芝麻油和玉米胚芽油的气相色谱图如图2所示，含量测定结果见表3。

图 2 角鲨烯气相色谱图Fig.2 Gas chromatographic diagram of squalene

由表3可知，4种供试品中大豆油的角鲨烯含量最高，为173.3 mg/kg；其次是芝麻油72.9 mg/kg，核桃油含量为31.4 mg/kg，而玉米胚芽油中含有微量角鲨烯，未达到定量限。研究表明角鲨烯极不稳定，易于氧化，但它能调节人体代谢、活化细胞，还具有强抗氧化活性，能有效防止细胞老化和癌变，提高机体免疫力，是一种对人体健康有益的不饱和烃类化合物。角鲨烯能够提高植物油的营养成分，含量高的营养价值相应也高，但使用时也要注意随着保存时间变长，角鲨烯含量会逐渐降低[40]。

表3 不同植物油中角鲨烯含量（mg/kg）Table 3 Squalene content in different vegetable oils (mg/kg)

3 讨论和结论

前期脂肪酸检测大多参照食品安全国家标准GB 2716-2018[41]，其存在灵敏度较低、定量限较高和分离度较差等问题，本研究分别采用 GC-MS法和GC法对核桃油和常用植物油中 37 种脂肪酸和角鲨烯含量进行了测定，并对脂肪酸和角鲨烯测定的前处理方法进行了优化，用螺帽玻璃水解管代替蒸馏装置，利用GC法和GC-MS法的SIM技术，采用外标法得到各脂肪酸和角鲨烯的含量；同时比对了37种脂肪酸的GC法和GC-MS法，将相同浓度的脂肪酸标品分别用7890A气相色谱仪和ISQ气-质联用仪分析，结果发现GC法中信噪比范围为2.0～32.9，而GC-MS中信噪比范围为34.3～12948.4，而且GC法较GC-MS法杂质峰较多，GC-MS法能够有效避免假阳性，说明GC-MS法较GC法在灵敏度和定性定量方面有显著的优越性。另外，角鲨烯是一种非极性很强的碳氢化合物，未净化的前处理液容易污染气相色谱系统，且使仪器灵敏度下降，本研究将样品皂化并甲酯化后用正己烷溶解得到净化液，用Rtx®-XLB（30 m×0.35 mm×0.5 μm）非极性柱以及具有较高灵敏度的FID检测器，进行气相色谱分析，确保了仪器灵敏度和定量重复性。

结果表明，核桃油和常用植物油中脂肪酸含量有显著差异（P＜0.05），总脂肪酸含量从高到低依次为大豆油、芝麻油、核桃油和玉米胚芽油；油酸含量与亚油酸含量的比值分析结果显示，4种植物油的油亚比R由高到低依次为芝麻油、玉米胚芽油、大豆油和核桃油。表明4种植物油中，芝麻油的抗氧化能力最大，可保存时间最长；角鲨烯测定结果表明，大豆油、芝麻油和核桃油等3种植物油中均检出角鲨烯，玉米胚芽油则未检出。4种植物油均含α-亚麻酸、亚油酸、二十碳二烯酸等人体必需脂肪酸，但核桃油中EFA含量最高，其他依次为大豆油、玉米胚芽油和芝麻油，分别占总脂肪酸的90.0%、70.7%、64.9%和54.1%，核桃油不仅能够预防动脉硬化还能够提高智力[42]，而且核桃油脂肪酸的ω-6/ω-3比值符合我国膳食推荐值，是公认的最佳食用油，日本已把核桃油作为高级食用保健油，在国际市场上，核桃油也被誉为“东方橄榄油”。但核桃油的抗氧化能力不强，易于酸败，目前已有很多研究去提高核桃油的稳定性[43]，可见核桃油市场前景广阔。本研究表明不同植物油中脂肪酸及角鲨烯等营养物质含量存在差异，各具特色，可为食用植物油的营养价值分析、利用及相关的食品和保健品等研发奠定基础。