气相色谱归一化法测定高油酸花生中油酸、亚油酸含量

2021-03-03 14:34金诚诚杨振中曹莹于慧佳
农业科技与装备 2021年1期
关键词:亚油酸气相色谱花生

金诚诚 杨振中 曹莹 于慧佳

摘要:油酸和亚油酸是花生中主要不饱和脂肪酸,且油酸/亚油酸(O/L)是决定花生油货架期的重要指标,因此油酸与亚油酸含量的测定对于花生品质评价具有重要意义。采用气相色谱归一化法,以37种脂肪酸甲酯(FAME)标准物为基础,初步建立测定花生中油酸和亚油酸含量的方法,通过校正响应因子对面积百分比法进行比较与优化。该方法可以补偿仪器的响应差异,提高检测结果的准确性。

关键词:花生;油酸;亚油酸;气相色谱;归一化法;响应因子

中图分类号:S565.2;O657.71    文獻标识码:A    文章编号:1674-1161(2021)01-0052-04

油酸普遍存在于植物的油脂中,是人体有益脂肪酸,具有降低高血脂症患者血脂水平及预防心血管疾病的作用。脂肪酸中的不饱和键越多,就越容易氧化变质。油酸只有一个不饱和键,比有两个不饱和键的亚油酸稳定,所以高油酸低亚油酸的花生稳定性好、抗氧化性强、营养价值高。普通花生中油酸含量为36%~67%,而高油酸花生品种中能达到75%以上。利用气相色谱法(湿化学方法)分析花生中脂肪酸可以获得准确的参考值,主要方法包括面积百分比法、归一化法、内标法和外标法。其中,面积百分比法操作最为简单,但其以检测器响应都相同为假定,多用于探索性研究及平行比较试验;以十七烷酸甲酯为内标物的内标法目前广泛用于测定花生中脂肪酸,其缺点是在未知样品中加入内标化合物,引入的内标量必须相同、准确。为了探索花生中各脂肪酸甲酯最优化分离效果的色谱条件,更好地为未知样品中各脂肪酸甲酯定性,本课题以37种脂肪酸甲酯标准物为基础,通过校正响应因子来校正检测器对不同组分的不同响应,对面积百分比法进行比较与优化,同时引入脂肪酸甲酯与脂肪酸的换算系数,准确地得到归一化结果。

1 材料与方法

1.1 供试样品

37种FAME标准物质:美国NU-CHEK公司。

1.2 仪器设备

Agilent GC7890B气相色谱仪:美国Agilent公司;HP-88色谱柱:美国Agilent公司。

1.3 试验方法

1.3.1 测试条件 毛细管色谱柱:HP-88柱,柱长100 m,内径0.25 mm,膜厚0.2 μm,最高使用温度260 °C。进样口温度:270 °C。检测器温度:280 °C。程序升温:初始温度100 °C,持续13.0 min;100~180 °C,升温速率10 °C/min,保持6.0 min;180~200 °C,升温速率1

°C/min,保持20.0 min;200~230 °C,升温速率4

°C/min,保持10.5 min。载气:氮气。分流比:80∶1。进样体积:1.0 μL。恒流:2 mL/min。检测器气体:氢气,40 mL/min;空气,450 mL/min;氮气尾吹气,30 mL/min。

1.3.2 样品制备 1) 标准样品配制:使用1个含有37种组分的混合物,其中含有100 mg纯净物质,包含C4—C24的脂肪酸甲酯(相对浓度2%~4%)。使用前所有样品在10 mL正庚烷中稀释(每种脂肪酸甲酯最后的浓度为0.2~0.4 mg/mL)。2) 未知样品脂肪酸的甲酯化:将风干后的花生籽粒研磨粉碎,称取0.5 g置于具塞试管中,加入1∶1的乙醚—石油醚混合溶液5 mL,振荡1 min,于45 °C下超声(功率250 W)提取10 min,再向试管中加入5.4%的KOH-CH3OH溶液2 mL,超声振荡20 min,静置1 h,加入5%的NaCl溶液10 mL,再静置30 min,取上清液0.5 mL注入样品瓶,待气相色谱分析。

2 结果与分析

在优化色谱条件下,取脂肪酸甲酯混合标准溶液注入气相色谱,对色谱峰进行定性分析。37种FAME混合物在100 m×0.25 mm×0.2 μm HP-88柱上的GC-FID分析结果如图1所示。

由图1可以看出:化合物都能得到很好的分离,只有C18:3n6和C20:0在38.325 min处一起洗脱出来、C22:0和C20:3n6在44.924 min处一起洗脱出来,但在积分面积上都出现了约2倍面积峰,37种脂肪酸甲酯达到了预期的分离效果。

在此条件下,选择高油酸花生样品花育52、花育655、花育910、花育951、农花1号5个品种进行比较分析。农花1号采集于沈阳农业大学花生试验基地,其他样品均为外购产品。5个高油酸花生样品在100 m×0.25 mm×0.2 μm HP-88柱上的GC-FID分析结果如图2所示。

由图2可以看出:8种常见脂肪酸甲酯按流出顺序分别为棕榈酸甲酯(检出限为0.782 μg/mL)、硬脂酸甲酯(检出限为0.677 μg/mL)、油酸甲酯(检出限为1.053 μg/mL)、亚油酸甲酯(检出限为0.824 μg/mL)、棕榈酸甲酯(检出限为0.782 μg/mL)、硬脂酸甲酯(检出限为0.677 μg/mL)、花生酸甲酯(检出限为1.120 μg/mL)、花生四烯酸甲酯(检出限为1.026 μg/mL)、山萮酸甲酯(检出限为1.231 μg/mL)、二十四烷酸甲酯(检出限为1.010 μg/mL),保留时间分别为28.603,32.745,34.173,36.347,38.029,39.742,

44.549,52.456 min。

面积百分比法默认检测器对组分响应都相同,但响应因子在仪器与仪器之间、同一个仪器不同条件之间都会有所不同,可通过校正响应因子来校正检测器对不同组分的不同响应。在用标准样品做校正表时,响应因子为已知组分含量与该组分的峰面积的比值,即响应因子=组分含量/峰面积。响应因子计算结果见表1。

通過测定相应校正后峰面积对所有成分校正后峰面积总和的百分数来计算给定组分的百分含量,即为归一化法计算方式:

Yi=×100%

以花育655为例,计算其中各脂肪酸占总脂肪酸的百分比,结果见表2。

由表2可知:各脂肪酸百分含量归一化结果与面积百分比法有差异,8种主要脂肪酸的含量差异(变幅)有增加有减少,其中油酸含量最高,校正前后油酸的差异也最大,约为0.164%。

对5种高油酸花生中的油酸、亚油酸含量进行对比分析,结果见表3。

由表3可知:5种花生校正后油酸含量均有减少,各品种之间差异不大,变幅在0.142%~0.177%之间;校正后亚油酸含量均有增加,但差异很小。

引入转化系数FFAME-FA,由各脂肪酸甲酯含量转换为各脂肪酸含量,对试验结果影响并不是很大,归一化结果与面积百分比差异主要来源于校正前后响应因子差异。

油亚比值与油酸和亚油酸的校正峰面积相关,在不需要计算油酸和亚油酸百分含量的前提下,可直接求得油亚比值。测定校正后油酸峰面积与校正后亚油酸峰面积的比值,即为油亚比(O/L):

油亚比(O/L)=

计算5种高油酸花生样品中油亚比(O/L),结果见表4。

由表4可知:5种花生的油酸含量均依次增加,同时亚油酸含量依次减少;油亚比值越大,归一化法与面积百分比法差异也越大。花育655的油亚比值为33.759,变幅约为0.108,明显高于其他品种,这对高品质花生的育种、种子筛选和脂肪酸基因改良提供了数据帮助。

3 结论

油酸是决定花生及其衍生品营养及稳定性的主要脂肪酸,准确测定花生中油酸、亚油酸含量及油亚比值(O/L)对于高油酸花生的品种评价及选育具有重要意义。本课题通过归一化法校正响应因子,得到花生中油酸、亚油酸含量及油亚比(O/L)计算公式,同时对比了归一化法和面积百分比法结果的差异。在实际的检测工作中,使用归一化法可以补偿仪器的响应差异,提高检测结果的准确性。

参考文献

[1] 赵星,张嘉楠,杨华,等.花生中油酸与亚油酸含量测定方法研究[J].石家庄学院学报,2019,21(3):13-17.

[2] 姜军,左梅芳,徐林,等.高油酸花生的应用价值及栽培技术[J].现代农业科技,2019(9):15-16.

[3] 王玉杰,冯素萍,齐丹.气相色谱法检测海南花生种质中脂肪酸的含量及分析[J].湖北农业科学,2017,56(22):4 348-4 350.

Determination of Oleic Acid and Linoleic Acid Content of High Oleic Acid

Peanut by GC and Normalization Method

JIN Chengcheng, YANG Zhenzhong, CAO Ying, YU Huijia

(Agronomy College of Shenyang Agricultural University, Shenyang, 110866, China)

Abstract: Oleic acid and linoleic acid are the main unsaturated fatty acids in Peanut, and oleic acid/linoleic acid (O/L) is an important index to determine the shelf life of peanut oil, therefore the content determination of oleic acid and linoleic acid is of great significance to the quality evaluation of peanut. This research uses gas chromatography and area normalization method based on 37 FAME standard materials, preliminary establishes method of determination of oleic acid and linoleic acid in peanut. By correcting a response factor compares and optimizes the area percentage method. This method can compensate the response difference of the instrument and improve the accuracy of the detection results.

Key words: peanut; oleic acid; linoleic acid; gas chromatography; normalization method; response factor

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