山葡萄籽油的脂肪酸组成研究

2019-07-30 06:33程碧君李天娇
食品研究与开发 2019年15期
关键词:脂类葡萄籽烯酸

程碧君,李天娇

(吉林农业科技学院食品工程学院,吉林 吉林 132101)

葡萄为落叶藤本植物,其产量几乎占全世界水果产量的四分之一。葡萄除鲜食外,主要用于酿酒[1]。我国酿酒葡萄资源十分丰富,年产葡萄酒110 万吨。酿酒后的葡萄籽大多数作为废弃物处理,造成环境的污染和资源的浪费[2]。

由于品种和生长环境的差异,葡萄籽的含油率在6%~22%[3]。葡萄籽油营养成分丰富,具有很高的营养保健功效。CARMEN 等[4]对葡萄籽油进行小鼠急性毒性试验和小鼠遗传毒性试验,结果表明,以人体推荐剂量25 倍~100 倍的葡萄籽油喂食小鼠、大鼠,均无明显致毒作用。唐春江等[5]报道了葡萄籽油萃取、纯化及脂肪酸组成等基础研究。并且葡萄籽油作为功能性油脂,在食用油脂的抗氧化方面得到了应用[6]。山葡萄为东北地区常用的酿酒葡萄品种,但是关于山葡萄籽油的脂肪酸组成方面报道不多。本文采用石油醚和氯仿/甲醇提取山葡萄籽油,比较两种有机溶剂提取的山葡萄籽脂类物质的差异,为进一步研究山葡萄籽中脂类物质组成提供参考,为开发山葡萄籽油提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

双优山葡萄籽:吉林省吉林市左家葡萄种植园;硅胶G 板:青岛海洋化工厂;甲醇、三氯甲烷、正己烷等(均为分析纯):天津市致远化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

AL204 电子天平:梅特勒-托利公司;RE-52AA 型旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;GC/MS-QP2010 气质联用仪:日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 山葡萄籽油的提取

参考Yoshida 等[7]的方法,将山葡萄籽粉碎,称取20 g,加入 100 mL 石油醚或氯仿-甲醇(2 ∶1,体积比)充分搅拌3 h,静置后过滤,重复提取两次,合并滤液,减压浓缩至50 mL 左右,分别加入石油醚或氯仿-甲醇(2 ∶1,体积比)定容至 100 mL,转移到分液漏斗中,加入20 mL 0.75%氯化钠溶液,混合,静置分层。石油醚提取液中上层为有机相,下层为水相,上层过无水硫酸钠除水,蒸发浓缩至回收瓶中不再有石油醚流入,浓缩物进行称重,冷冻,待用。氯仿/甲醇提取液中上层为水相,下层为有机相,下层过无水硫酸钠除水,蒸发浓缩至回收瓶中不再有氯仿/甲醇流入,浓缩物进行称重,冷冻,待用。

1.3.2 薄层色谱分析

应用薄层层析(thin layer chromatography,TLC)法[8]对山葡萄籽油定性分析,样品分别用甲醇配制,浓度均为200 mg/mL,采用硅胶G 板,选用正己烷∶无水乙醚 ∶乙酸(75 ∶25 ∶2,体积比)为展开剂,点样量 5 μL,展开至14 cm 时结束,晾干,用碘蒸气显色至斑点清晰。同时,将各脂类成分从薄层板上刮下,用甲醇溶解,离心后浓缩,称重。

1.3.3 脂肪酸甲酯化

采用寇秀颖[9]硫酸-甲醇甲酯化方法,分别称取山葡萄籽油提取物100 mg,置于25 mL 具塞试管中,各加入5 mL 1%硫酸-甲醇溶液摇匀,在70 ℃水浴中反应30 min,取出冷却后,再加入2 mL 正己烷,然后加入蒸馏水至25 mL,取上层有机相层后,水层再加入1 mL正己烷洗涤一次,将上层有机相层合并,经0.45 μm 滤膜过滤后待测。

1.3.4 气相色谱质谱仪(gas chromatography mass spectrometr,GC-MS)分析

GC 条件:色谱柱为Rxi-5MS (30 m×0.25 mm,0.25 μm),载气为氦气,柱流速为 1mL/min,进样口温度 280 ℃,分流进样量 1 μL,分流比为 1 ∶50,采用程序升温:初始 80 ℃,保持 5 min,以 3 ℃/min 升温至200 ℃,保持 0 min;以 8 ℃/min 升温至 300 ℃,保持15 min。

MS 条件:电离方式为 EI;离子源温度 230 ℃;接口温度280 ℃;电子能量70 eV;溶剂延迟为4.5 min;质量扫描范围 m/z35 ~500;检索库为 NIST11.LIB、NIST11s.LIB。

1.4 统计分析

2 结果与分析

2.1 山葡萄籽油中脂类成分的组成

石油醚和氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油薄层层析结果见图1。

图1 山葡萄籽油TLC 图Fig.1 TLC profile of mountain grape seed oil

TLC 结果显示,甘油三酯是山葡萄籽油的主要成分,氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油中的中性脂含量高于石油醚提取的山葡萄籽油中的中性脂含量,石油醚提取的油中不含磷脂,氯仿/甲醇提取的油中含有磷脂,在薄层色谱中未展开,Rf 值为0,TLC 结果与何伟等[10]等一致。

不同溶剂提取的山葡萄籽油中各脂类成分的含量结果见表1。

表1 不同溶剂提取的山葡萄籽油中各脂类成分的含量(±S,n=3)Table 1 Contents of different lipophilic components in mountain grape seed oil extracted with different solvents(±S,n=3)

表1 不同溶剂提取的山葡萄籽油中各脂类成分的含量(±S,n=3)Table 1 Contents of different lipophilic components in mountain grape seed oil extracted with different solvents(±S,n=3)

注:-表示未检出;同行不同字母表示组间差异显著(P<0.05)。

脂类物质 含量/%石油醚 氯仿/甲醇甘油三酯 92.61±1.91a 81.61±2.41b中性脂 7.32±2.24a 8.22±1.81a磷脂 - 10.33±0.52

由表1可知,石油醚提取的山葡萄籽油占样品质量的13.5%。其中甘油三酯、中性脂占脂类物质的质量分数分别为92.61%、7.32%。氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油占样品质量的9.2%。其中甘油三酯、中性脂和磷脂,占脂类物质的质量分数分别为81.61%、8.22%和10.33%。

石油醚提取的甘油三酯与氯仿/甲醇提取的甘油三酯的含量存在显著性差异,石油醚提取的山葡萄籽油中的甘油三酯含量为92.61%,比氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油中的甘油三酯高出12%,这是由于氯仿/甲醇将山葡萄籽中磷脂类成分提取出来,造成甘油三酯在山葡萄籽油中含量降低。前期试验结果表明,石油醚提取的山葡萄籽油得率为13.5%,明显高于氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油得率9.2%,边梅娜等[11]以石油醚为溶剂,提取赤霞珠葡萄籽油,油脂提取率为14.83%,与试验结果大致相同。此外,中性脂在两种提取物中的含量没有显著性差异,由此推测,中性脂的含量在山葡萄籽油中的含量为7%左右。磷脂在石油醚提取的山葡萄籽油中未检出,在氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油中的含量为10.33%。

2.2 山葡萄籽油脂肪酸GC-MS分析鉴定结果

采用GC-MS 对山葡萄籽油的脂肪酸进行分析,总离子流图如图2和图3。检出的组分经NIST 数据库检索,并进行谱图解析,利用面积归一化法计算各组分的百分含量,结果见表2。

图2 石油醚提取的山葡萄籽油脂肪酸甲酯总离子流图Fig.2 Total ion chromatogram of methyl-esterfied fatty acids from mountain grape seed oil extracted with petroleum ether

图3 氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油脂肪酸甲酯总离子流图Fig.3 Total ion chromatogram of methyl-esterfied fatty acids from mountain grape seed oil extracted with chloroform/methanol

表2 不同溶剂提取的山葡萄籽油中脂肪酸甲酯质谱解析结果(±S,n=3)Table 2 MS analysis of methyl-esterfied fatty acids from mountain grape seed oil extracted with different solvents(±S,n=3)

表2 不同溶剂提取的山葡萄籽油中脂肪酸甲酯质谱解析结果(±S,n=3)Table 2 MS analysis of methyl-esterfied fatty acids from mountain grape seed oil extracted with different solvents(±S,n=3)

序号 保留时间/min 化合物 分子式 分子量 相对百分含量/%石油醚 氯仿/甲醇1 42.444 十六烷酸甲酯 C17H34O2 270 8.17±0.79a 8.6±0.18a 2 47.565 9,12-十八碳二烯酸甲酯 C19H34O2 294 67.22±2.85a 68.43±0.51a 3 47.656 9-十八碳烯酸甲酯 C19H36O2 296 16.37±0.74a 16.29±0.2a 4 47.749 ω-二十三烯酸 C23H44O2 352 1.43±0.25a 1.57±0.06a 5 48.192 十八烷酸甲酯 C19H38O2 298 2.3±0.53a 2.99±0.32a 6 49.461 二十一烷酸甲酯 C22H44O2 340 0.33±0.09a 0.05±0.01b 7 51.277 9-十六碳烯酸甲酯 C17H32O2 268 0.21±0.12a 0.02±0.01b

续表2 不同溶剂提取的山葡萄籽油中脂肪酸甲酯质谱解析结果(±S,n=3)Continue table 2 MS analysis of methyl-esterfied fatty acids from mountain grape seed oil extracted with different solvents(±S,n=3)

续表2 不同溶剂提取的山葡萄籽油中脂肪酸甲酯质谱解析结果(±S,n=3)Continue table 2 MS analysis of methyl-esterfied fatty acids from mountain grape seed oil extracted with different solvents(±S,n=3)

注:不同字母表示组间差异显著(P<0.05)。

序号 保留时间/min 化合物 分子式 分子量 相对百分含量/%石油醚 氯仿/甲醇8 51.663 二十烷酸甲酯 C21H42O2 326 0.2±0.08a 0.04±0.01b 9 52.586 13-十七碳烯酸甲酯 C18H34O2 282 0.27±0.06a 0.02±0.01b 10 53.597 9,12-十七碳二烯酸甲酯 C18H32O2 280 0.24±0.08a 0.03±0.01b 11 53.775 顺9,10-甲基十九烷酸甲酯 C20H38O2 310 0.17±0.06a 0.02±0.01b 12 53.866 二十一烷酸甲酯 C22H44O2 340 1.2±0.11a 0.19±0.02b 13 53.997 胆甾醇丙酸酯 C30H50O2 442 0.32±0.08a 0.06±0.01b 14 54.045 3-羰基-奥利烯(12)-酸(28)-甲脂 C31H48O3 468 0.22±0.03a 0.07±0.02b

GC-MS 共检测出14 种脂肪酸。由表2可知,石油醚和氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油中9,12-十八碳二烯酸(亚油酸)相对百分含量分别为67.22%和68.43%,没有显著差异。9-十八碳烯酸(油酸)的相对百分含量分别为16.37%和16.29%,没有显著差异。十六烷酸(棕榈酸)的相对百分含量分别为8.17%和8.6%,没有显著差异。十八烷酸(硬脂酸)的相对百分含量分别为2.3%和2.99%,没有显著差异。结果显示,石油醚和氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油中脂肪酸组成没有显著性差异,山葡萄籽油中不饱和脂肪酸含量超过83%,饱和脂肪酸含量为10%左右。

李桂华等[12]应用气相色谱法分析葡萄籽油的脂肪酸组成,结果表明,葡萄籽油中不饱和脂肪酸含量近90%,其中人体必需脂肪酸亚油酸含量达75.25%,油酸含量为14.09%,与红花油、葵花籽油的亚油酸含量相近;其中饱和脂肪酸含量为10.7%,棕榈酸的含量为7.9%,硬脂酸的含量为2.75%。丁旭光等[13]采用GC-MS 分析酿酒山葡萄籽中脂肪酸成分,鉴定出5 种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸3 种,占脂肪酸总量的87.30%,9,12-十八碳二烯酸(亚油酸)占脂肪酸总量的69.58%,9-十八碳烯酸(油酸)占脂肪酸总量的14.90%,研究结果与本文一致。

3 结论

石油醚提取的山葡萄籽油由甘油三酯和中性脂组成,未能提取磷脂类物质。氯仿/甲醇提取的山葡萄籽油中脂类成分较丰富,这是由于极性的甲醇与非极性的氯仿混合液能有效地提取结合态脂类,特别是磷脂成分[14]。而石油醚则易于提取游离态的脂肪,对脂蛋白、磷脂等结合态的脂类则不能完全提取出来[15]。

山葡萄籽油中不饱和脂肪酸含量超过83%,以亚油酸(67 %)和油酸(16 %)为主;饱和脂肪酸含量为10 %左右,分别为棕榈酸(8%)和硬脂酸(2%)。

众所周知,不饱和脂肪酸易于人体吸收,具有调节血脂、清理血栓、免疫调节、维护视网膜提高视力、补脑健脑、改善关节炎症状等功效[16]。并且,山葡萄籽油富含亚油酸,亚油酸是人体必需脂肪酸[17],具有降低胆固醇和降血脂、改善高血压、预防心肌梗死、预防胆固醇造成的胆结石和动脉硬化的作用[18]。

此外,葡萄籽油含有丰富的矿物质及维生素[19]。国外,葡萄籽油已作为保健油和营养油使用,还用于高血压患者的辅助治疗及防止脑溢血等。目前,我们仅限于将葡萄籽油作为抗氧化成分应用于化妆品中[20]。

综上所述,山葡萄籽油具有很高的食疗价值和营养保健功能,开发前景广阔。本研究为山葡萄籽油的深入开发和综合利用提供了一定的参考。

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