天然玛卡中不饱和脂肪酸的提取

＊路敏 马玲

（晋中学院化学化工系 山西 030619）

原产于秘鲁的玛卡，是一种药食兼用的高原草本植物，又称为秘鲁人参[1]。

玛卡块根中含有玛卡酰胺、玛卡烯、生物碱、脂肪酸和类固醇等有效成分[2,3]。其中，玛咖中的脂肪酸含量较高，特别是不饱和脂肪酸是人体必需的营养物质，有较强的抗氧化性，具有降血压、降血脂、预防心血管疾病、提高人体免疫力等功效[4]。杜萍等对云南玛卡所含脂肪酸进行气相色谱分析发现，脂肪酸中含有38.64%亚油酸、26.46%亚麻酸、17.73%棕榈酸，其中不饱和脂肪酸占总含量的65.80%[5]。另外，玛卡中的蛋白质、碳水化合物、纤维素和矿物质等含量也较高，作为保健品具有增强体力、抗疲劳、调节内分泌、提高免疫力等功效[6-9]，目前主要以玛卡粉和提取物的形式广泛应用于食品、保健品等领域。

与国外相比，目前国内相关企业规模小、技术含量低、对精细加工技术研究投入不足、产品品种单一，玛卡产品缺乏统一的生产质量标准[10]。现在市场上大多数产品为玛卡粉和其提取物，这类产品短期服用不易被人体吸收，服用效果也不是很理想。因此，关于玛卡的作用机理及有效成分提取方法的研究具有十分重要的意义。

1.实验部分

(1)仪器及试剂

实验仪器：DF-101S型旋转蒸发仪、KQ-250DE型超声波清洗器、RE-2000A型恒温水浴锅、SHZ-95B型真空泵、101-1S型电热鼓风干燥箱、ESJ200-4型电子天平、赛默飞Trace1310型气相色谱质谱联用仪、索氏提取器。

实验药品：玛卡材料（采自湖北神农架自然保护区）、乙酸乙酯（分析纯）、石油醚（分析纯）、乙醇（分析纯）、甲醇（分析纯）、浓硫酸（分析纯）、丙酮（分析纯）、盐酸（分析纯）、异辛烷（分析纯）。

(2)实验原理

取适量玛卡原料清洗、干燥、粉碎、过筛后，分别采用超声波法和索氏法分离提取，将所得提取液减压浓缩，然后进行甲酯化反应，所得产物通过气相色谱质谱联用仪定性定量分析。

(3)实验方法

①索氏提取法

准确称取干燥的玛卡粉10.00g，用滤纸包裹置于索氏提取器内，向烧瓶中加入1/3～2/3的石油醚，在60～90℃水浴中，以每小时6～10次的回流速度提取7～10h。提取结束后用旋蒸除去石油醚，得到0.10g玛卡油。

②石油醚、乙醇、丙酮超声波提取法

准确称取三份干燥的玛卡粉10.00g，置于三个锥形瓶中，分别以石油醚、乙醇和丙酮为提取剂，均在60～90℃水浴中浸泡一段时间，然后超声波提取20～50min，提取2～3次。抽滤除渣并洗涤残渣2～3次，合并滤液。提取结束后用旋蒸分别除去各提取剂，依次得到0.04g、0.49g和0.72g玛卡油。

③异辛烷超声波提取法

准确称取干燥的玛卡粉10.00g，置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入100ml盐酸-甲醇和异辛烷构成的双相溶液（即先取50ml甲醇和2.5ml HCl（1mol/L）混合，混合液中再加入150ml异辛烷[11]），浸泡一段时间后，超声波提取20～50min，提取2～3次。抽滤除渣并洗涤残渣2～3次，合并滤液。提取结束后用旋蒸除去石油醚，得到2.68g玛卡油。

④脂肪酸甲酯化

将混合脂肪酸置于磨口瓶中，加入5～10倍量的硫酸-甲醇溶液（取1ml浓硫酸（比重1.84g/cm3）滴加到98ml无水甲醇中），振荡均匀，使用带有氯化钙干燥管的冷凝器，加热回流2h，蒸去甲醇，加蒸馏水适量，振摇后倒入分液漏斗中，加入乙酸乙酯振摇，分出有机相，用蒸馏水反复洗涤有机相至洗液呈中性，用无水硫酸钠干燥后，旋除溶剂，得到脂肪酸甲酯。

⑤鉴定方法

以十九烷酸甲酯为内标对甲酯化样品进行GC/MS分析。在15mL离心管中加入80～100mg的样品，然后再加入5%盐酸甲醇溶液2mL，3mL氯仿甲醇溶液（体积比1:1），和100μL十九烷酸甲酯内标物。将混合物置于85℃水浴锅中水浴加热1h。水浴完成后，等温度降到室温后，在离心管中加入1mL正己烷，震荡萃取2min，随后静置1h，等待混合液分层。待分层后取上层清液100μL，用正己烷定容到1mL，最后用0.45μm滤膜过膜后即可上机测试。最终得到玛卡中所含脂肪酸的种类及含量。

(4)分析条件

色谱条件：色谱柱：TG-5MS（30m×0.25mm×0.25μm）；升温程序：80℃保持1min，以10℃/min的速率升温至200℃，继续以5℃/min的速率升温至250℃，最后以2℃/min的速率升到270℃，保持3min；进样口温度：290℃；载气为氮气；流速：1.2ml/min，不分流进样，开阀时间1min。

质谱条件：离子源温度280℃；传输线温度280℃；溶剂延迟时间5.00min；扫描范围30～400amu；离子源：EI源70eV。

2.结果与讨论

(1)提取方法与提取剂的选择

以石油醚为提取剂，分别采用索氏法和超声波法提取玛卡中的脂肪酸，由图1可知，以石油醚为提取剂时，索氏法比超声波法的提取率明显大很多。但是，超声波提取法因操作简单、分离提取周期短，目前被广泛应用。本文采用超声波提取法、分别以石油醚、乙醇、丙酮和异辛烷四种溶剂作为提取剂，进行了脂肪酸提取实验。结果表明，异辛烷为提取剂的提取率最高，可达27.6%，石油醚最低，不到1%，见图2。综上，选用异辛烷为提取剂。

图1 超声波法和索氏法提取率对比图Fig.1 Comparison of extraction rate betweenultrasonic method and Soxhlet extraction method

图2 几种溶剂的提取率对比图Fig.2 Comparison of extraction rates of several solvents

(2)气相色谱-质谱分析

将提取到的脂肪酸甲酯化，以十九烷酸甲酯为内标，对甲酯化样品进行GC/MS处理分析，得到玛卡中各有效成分及其含量。图3是对提取的脂肪酸进行甲酯化后，以十九烷酸甲酯为内标进行的气相色谱-质谱分析。

根据气相色谱-质谱图分析结果，确定出各个组分及其含量，结果见表1。

图3 玛卡中脂肪酸的GC-MS总离子流Fig.3 GC-MS total ion flow of fatty acids in Maca

由表1可知，采自湖北神农架自然保护区的玛卡共检出17种脂肪酸，其中有13种饱和脂肪酸，4种不饱和脂肪酸。部分主要脂肪酸在总酸中的含量分别为：棕榈酸：35.611%；硬脂酸：34.222%；油酸：3.845%；亚油酸：19.191%；亚麻酸：5.007%。综上，10.00g玛卡原料中，棕榈酸的提取率大于硬脂酸，远大于油酸和α-亚麻酸；不饱和脂肪酸中亚油酸的提取率比油酸和α-亚麻酸的提取率高一些。该玛卡中不饱和脂肪酸的含量占脂肪酸总量的28.07%，比云南丽江玛卡低约37.73%，但比秘鲁玛卡高约23.27%。

表1 玛卡提取物各脂肪酸甲酯化后的衍生物成分和含量表Tab.1 Derivative composition and content table of each fatty acid methylated from maca

图4 玛卡中几种脂肪酸的提取率Fig.4 Extraction rates of several fatty acids from Maca

棕榈酸被广泛地用于蜡烛、软化剂、合成洗涤剂等方面，在制造业中有着巨大的市场。硬脂酸被广泛地用于化妆品、稳定剂、医药品、有机化学品以及橡胶行业等。油酸、亚油酸以及α-亚麻酸都属于不饱和脂肪酸，是人体必需脂肪酸，对人的生长发育、人体心血管系统和免疫系统等有着非常重要的作用。亚油酸能降低血液中的胆固醇和预防动脉粥样硬化近年来备受重视。α-亚麻酸有着提高智力、促进营养吸收、抗癌等功效近年来也备受人们青睐。此为，这种玛卡还含有的神经酸是一种对人体神经组织和细胞非常重要的营养物质，值得进一步的开发与研究。

3.结论

石油醚为溶剂提取玛卡中的脂肪酸，索氏法的提取率比超声波法高，但索氏提取法相对费时又费力。采用超声波法提取玛卡中的脂肪酸，选用异辛烷为提取剂的提取效果明显较好。以异辛烷为提取溶剂，采用超声波法提取天然玛卡中的脂肪酸。在超声波功率40kHz、提取时间40min、提取温度20℃的条件下，脂肪酸的提取率最大，为6697.08mg/kg。其中，棕榈酸的含量最大，占总酸量的35.611%。提取物中还含有34.222%硬脂酸、19.191%亚油酸、5.007%亚麻酸、3.845%油酸及少量其它酸类。