米糠超臨界流體萃取物中植物甾醇組分的氣相色譜分析

劉婷婷，李毅麗，劉相陽，王大為*

(吉林農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130118)

米糠超臨界流體萃取物中植物甾醇組分的氣相色譜分析

劉婷婷，李毅麗，劉相陽，王大為*

(吉林農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130118)

用氣相色譜法對米糠超臨界流體萃取物中植物甾醇組成及其含量進行分析。結果表明：米糠超臨界流體萃取物中含有3種植物甾醇，即菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇，其中β-谷甾醇含量最高為8.47mg/g，其次是菜油甾醇含量為1.97mg/g，豆甾醇含量最低為1.23mg/g。氣相色譜法檢測米糠中植物甾醇種類及含量，可廣泛用于植物原料中的植物甾醇的定性、定量分析。

米糠；超臨界流體萃取；植物甾醇；氣相色譜

植物甾醇是以環(huán)戊烷全氫菲為骨架(又稱甾核)的一類天然活性物質，廣泛存在于植物中，主要包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇等4-無甲基甾醇[1]。植物甾醇的分子量較大，結構復雜，多數(shù)情況下是一種不同成分的混合物。植物甾醇是植物中具有多種重要生理功能的活性成分，植物甾醇對于降低血液膽固醇含量，減輕心血管疾病的發(fā)生有顯著效果，是一種理想的保健食品原料[2-3]。美國食品與醫(yī)藥管理局(FDA)已經(jīng)批準添加植物甾醇的食品可以使用“有益健康”的標簽[4]。美國農(nóng)業(yè)部的研究報告稱，稻米中64%的營養(yǎng)素集中在米糠中，包括豐富的蛋白質、脂肪、糖類、維生素、膳食纖維和礦物質等營養(yǎng)素及生育酚、γ-谷維醇、植物甾醇等生理功能顯著的生物活性物質[5]。在米糠油的不皂化物中，甾醇約占81%左右，其中55%～63%為β-谷甾醇，米糠中含有大量的植物甾醇，且來源豐富、價格低廉，是提取植物甾醇的良好原料[6-7]。

我國是稻米生產(chǎn)和消費大國。據(jù)有關方面統(tǒng)計，近5年我國稻谷產(chǎn)量在1.75～1.99億噸之間[8]，主要消費方式是加工成主食大米，因而產(chǎn)生大量的米糠(約占稻谷的10%)。目前絕大多數(shù)米糠都被用作飼料，資源有效利用率及產(chǎn)品附加值均較低，與當前發(fā)達國家對米糠的綜合利用深度和高新技術的應用相比差距很大，獲得的經(jīng)濟效益也非常有限。因此，進一步開發(fā)利用米糠，提高稻米加工企業(yè)的經(jīng)濟效益勢在必行。為使我國豐富的米糠資源得以科學、合理、有效的開發(fā)利用，當前的首要問題是將米糠開發(fā)立足于提高其附加值[9-10]。

不同提取技術對植物甾醇的檢測結果具有較大影響，本研究采用超臨界CO2流體萃取技術獲得米糠萃取物，萃取條件溫和，萃取物、萃余物皆無有機溶劑殘留，最大限度保留米糠中植物甾醇的生物活性，并采

用氣相色譜法檢測米糠萃取物中的植物甾醇組分及其含量，為米糠高附加值綜合利用及植物甾醇的開發(fā)提供科學依據(jù)與參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

米糠 長春市上禾有機食品有限公司；食品級CO2(純度99.99%) 長春市氧氣廠。

石油醚、氫氧化鉀、乙醇、無水硫酸鈉(均為分析純) 北京化工廠；正己烷(色譜純) 天津市光復精細化工研究所；菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇、膽固醇、5α-膽甾烷(內標)標準品 美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

GB1302電子精密天平 梅特勒-托利多儀器有限公司；WF-250型萬能粉碎機 上海藍深制藥機械有限公司；HA 121-50-02型超臨界CO2萃取裝置 南通超臨界萃取有限公司；82-5型恒溫磁力攪拌器 上海南匯電訊器材廠；RE-52AA型旋轉蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；HZS-HA型水浴振蕩器 哈爾濱市東聯(lián)電子技術有限公司；GC7900氣相色譜分析儀 上海天美科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 米糠萃取物的制備

根據(jù)預實驗結果準確稱取新鮮米糠300g裝入萃取釜中，在萃取壓力20MPa、溫度45℃、CO2流量20L/h、萃取時間60min的條件下進行超臨界流體萃取，萃取完成后，由分離釜收集米糠萃取物，為黃色半透明液體。

1.3.2 樣品制備

準確稱取米糠超臨界流體萃取物1.0g于磨口錐形瓶中，加入質量濃度為5mg/mL的5α-膽甾烷內標溶液1mL，再加入2.0mol/L氫氧化鉀乙醇溶液40mL，裝上冷凝管，在90℃的水浴條件下皂化40min，皂化過程中始終保持攪拌狀態(tài)。皂化液冷卻至室溫后，加入20mL去離子水后移至分液漏斗中，每次加入石油醚50mL進行萃取，共計3次，合并石油醚萃取液，用蒸餾水洗至pH中性，再用無水硫酸鈉進行脫水。將脫水后的石油醚萃取液利用旋轉蒸發(fā)器濃縮至近干，用正己烷定容至10mL，供氣相色譜檢測用[11-13]。

1.3.3 色譜分析條件

色譜柱：DB-1701P(30m×0.25mm，0.25μm)；柱溫：280℃，進樣口：300℃，F(xiàn)ID檢測器：300℃，載氣流量：30mL/min，進樣量：0.3μL。

2 結果與分析

2.1 植物甾醇的定性分析

本研究利用已知物直接對照法進行定性，即將未知物和已知標準物在同一根色譜柱上，使用相同的色譜操作條件進行分析，作出色譜圖后進行對照比較，根據(jù)保留時間進行定性[14]。用甾醇標準品，在擬定的色譜條件下得到各甾醇的色譜圖，見圖1。

圖1 標準品色譜圖Fig.1 Chromatogram of mixed phytosterol standards

圖2 樣品色譜圖Fig.2 Chromatogram of the supercritical fluid extract from rice bran

在相同色譜條件下對樣品進行檢測，色譜圖見圖2。通過與標準品保留時間值進行對比，確定米糠超臨界流體萃取物中含有菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇3種植物甾醇。

2.2 植物甾醇的定量分析

采用5α-膽甾烷作為內標物，對米糠超臨界流體萃取物中的植物甾醇組分進行定量分析[15]。

2.2.1 相對質量較正因子的測定

式中：Ai、As、mi、ms分別為待測組分和內標物的峰面積和質量。

2.2.2 待測組分的含量測定

式中：Ai、As分別為待測組分和內標物的峰面積；fi、fs分別為待測組分和內標物的相對質量校正因子；mi、m0、ms分別為待測組分、內標物和樣品的質量。

表1 各種植物甾醇組分的含量Table 1 Identified phytosterols and their contents in the supercritical fluid extract from rice bran

米糠超臨界流體萃取物中各種植物甾醇組分的含量見表1。其中β-谷甾醇含量最高，為8.47mg/g；其次是菜油甾醇含量，為1.97mg/g；豆甾醇含量最低，為1.23mg/g。

3 結 論

本研究結果表明米糠超臨界流體萃取物中含有菜油甾醇、豆甾醇及β-谷甾醇3種植物甾醇，含量分別為1.97、1.23mg/g和8.47mg/g。氣相色譜法檢測米糠中植物甾醇種類及含量，可廣泛用于植物原料中的植物甾醇的定性定量分析。今后應對其分離、純化進行更深入研究，以利于相關產(chǎn)品的開發(fā)，拓寬米糠的綜合利用途徑。

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Gas Chromatographic Analysis of Phytosterol Composition of Supercritical Fluid Extract from Rice Bran

LIU Ting-ting，LI Yi-li，LIU Xiang-yang，WANG Da-wei*
(College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)

The phytosterols and their contents in the supercritical fluid extract from rice bran were analyzed by gas chromatography. Totally 3 phytosterol compounds were identified in the extract, including campesterol, stigmasterol and βsitosterol and among them, β-sitosterol had the highest content (8.47 mg/g), followed by campesterol (1.97 mg/g) and stigmasterol (1.23 mg/g).

rice bran；supercritical fluid extract；phytosterol；gas chromatography

S511

A

1002-6630(2010)18-0305-03

2010-06-30

國家“863”計劃項目(2007AA10Z336)

劉婷婷(1984—)，女，博士研究生，研究方向為糧油精深加工與開發(fā)。E-mail：ltt1984@163.com

*通信作者：王大為(1960—)，男，教授，博士，研究方向為糧食、油脂與植物蛋白工程。E-mail：xcpyfzx@163.com