黑海參脂肪酸的氣相色譜/質譜法分析

樓喬明, 王玉明, 薛長湖, 徐 杰, 楊文鴿, 李國云

(1．中國海洋大學 食品科學與工程學院, 山東 青島 266003; 2．寧波大學 應用海洋生物技術教育部重點實驗室, 浙江 寧波 315211)

黑海參脂肪酸的氣相色譜/質譜法分析

樓喬明1, 王玉明1, 薛長湖1, 徐 杰1, 楊文鴿2, 李國云1

(1．中國海洋大學 食品科學與工程學院, 山東 青島 266003; 2．寧波大學 應用海洋生物技術教育部重點實驗室, 浙江 寧波 315211)

黑海參(Holothuria atra)體壁經Folch法提取總脂, 用HCl-甲醇進行甲酯化處理, 以氣相色譜/質譜法分析總脂中的脂肪酸組成。從黑海參中共分析出28種化合物, 包括25種脂肪酸甲酯和3種脂肪醛二甲基縮醛。黑海參體壁中的飽和脂肪酸含量為 22.93%, 以 C16：0(5.49%)和 C18：0(4.38%)為主; 不飽和脂肪酸含量為 65.19%, 其中單不飽和脂肪酸 33.86%, 主要為 C20：1(n-9)(15.90%); 多不飽和脂肪酸為31.33%, 主要為C20：4(n-6)(19.57%)和C20：5(n-3)(5.86%)。脂肪醛二甲基縮醛含量為7.28%, 表明黑海參體壁總脂中含有較豐富的縮醛型甘油酯。

黑海參(Holothuria atra); 脂肪酸; 氣相色譜/質譜法

海參(Holothurian, sea cucumber)歸屬無脊椎動物棘皮動物門(Echinodermata), 是海參綱(Holothuroidea)動物的泛稱, 是海洋中重要的食物和藥物資源[1-2]。近幾年研究表明： 海參可用于治療或輔助治療某些疾病, 如對肺結核、神經衰弱、陽痿、胃及十二指腸潰瘍、糖尿病和再生障礙性貧血的治療效果較為明顯[3-5]。

黑海參(Holothuria atra)又名黑怪參、黑狗參, 主要分布于印度-西太平洋海域、中國的臺灣島以及海南島、西沙群島等地; 其產量大, 售價低, 具有很大的經濟價值。然而, 目前對黑海參的化學成分研究報道很少, 黑海參中脂肪酸的分析尚未見報道。 本研究采用氣相色譜/質譜法對黑狗參中的脂肪酸進行測定分析, 旨為黑海參相關功能食品的開發提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

6890N型氣相色譜儀、5973型質譜儀： 美國Agilent公司; Laborota 4000 efficient旋轉蒸發器： 德國海道爾夫公司; AB135-S型精密電子分析天平, 瑞士梅特勒-托利多公司; Milli-Q Synthesis超純水系統：美國Millipore公司。

脂肪酸甲酯標準品購于Sigma公司; 甲醇、三氯甲烷、正己烷等購于由天津市科密歐化學試劑有限公司提供。

1.2 實驗方法

1.2.1 總脂提取

黑海參體壁經冷凍干燥后, 將樣品粉碎, 取 10 g, 用氯仿-甲醇(2：1,V:V)混合液200 mL超聲30 min,然后浸提24 h。過濾后, 浸提液用70 mL的0.9%氯化鈉溶液洗滌, 倒入分液漏斗中靜置分層。收集氯仿層, 用無水硫酸鈉干燥后, 蒸發濃縮, 得黑海參總脂。

1.2.2 樣品的甲酯化

取黑海參總脂 5～10 mg, 加入 1 mL 2mol/L HCl-甲醇溶液, 于 60℃水浴中甲酯化 15 min, 冷卻后加入正己烷和飽和氯化鈉溶液各1 mL振蕩, 靜置分層。取上清液供GC/MS分析。

1.3 分析條件

1.3.1 色譜條件

HP-INNOWax石英毛細管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm), 高純氦氣為載氣, 采用恒壓模式, 壓力為54 kPa, 分流比為 25：1。進樣口溫度為230℃, 檢測器溫度為250℃, 柱溫以3℃/min由170℃升到210℃,然后在 210℃下保持 20 min, 整個分析過程為33 min。

1.3.2 質譜條件

GC/MS接口溫度 280℃, EI離子源, 電離能量70 eV, 離子源溫度230℃, 掃描周期2.84次/s, 質量掃描范圍m/z50～500 u。

2 結果與討論

黑海參體壁脂肪酸成分的GC/MS總離子流色譜圖見圖1。黑海參體壁脂肪酸通過標準品對照, 質譜數據庫檢索和特征離子進行定性分析, 同時, 按峰面積歸一法進行定量, 分析鑒定結果和百分含量見表 1。

從黑海參體壁脂肪酸的氣相色譜/質譜圖中共鑒定出28個化合物, 其中脂肪酸甲酯25種, 脂肪醛二甲基縮醛 3種。黑海參體壁脂肪酸組分中不飽和脂肪酸占 65.19%, 其中多不飽和脂肪酸為 31.33%, 略低于單不飽和脂肪酸(33.86%), 但明顯高于飽和脂肪酸(22.93%)。飽和脂肪酸主要為 C16：0(5.49%)和C18：0(4.38%), 同時飽和脂肪酸還含有豐富的奇數碳鏈脂肪酸(5.87%), 如 C15：0、C17：0、C19：0、C21：0和 C23：0。單不飽和脂肪酸主要為 C20：1(n-9)(15.90%)、C24：1(n-9)(3.92%)和 C23：1(n-9)(3.83%); 其中 C24：1(n-9)又名神經酸,是一種高生理活性的單烯脂肪酸, 具有促進神經細胞生長發育的作用, 其在黑海參中的相對含量遠高于鱈魚等海洋魚類[6]; 而 C23：1(n-9)是 C24：1(n-9)的 α 氧化降解產物, 為海參特有脂肪酸, 是區別于其他棘皮動物和海產動物的一種標志性脂肪酸[1,7]。多不飽和脂肪酸主要為 C20：4(n-6)(19.57%)和 C20：5(n-3)(5.86%),但C22：6(n-3)含量較低(0.68%)。而一般魚貝類的主要多不飽和脂肪酸為 C22：6(n-3)和 C20：5(n-3), C20：4(n-6)含量相對較低[8-9]。海參等棘皮動物的 C20：4(n-6)和 C20：5(n-3)含量相對較高, C22：6(n-3)較低, 且富集 C20：4(n-6)的能力被認為是棘皮動物的一個重要特征[3,10]。同時溫帶海參如日本刺參(Apostichopus japonicas)[3]和極地海參如冰島刺參(Cucumaria frondosa)[11], 其脂肪酸中 C20：5(n-3)的含量高于 C20：4(n-6), 而作為熱帶海參的黑海參其脂肪酸中 C20：4(n-6)的含量遠高于 C20：5(n-3), 這是溫寒帶海參與熱帶海參的一個重要差異, 可能與它們的餌料來源有關[1,3]。C20：4(n-6)具有改善記憶力和視力、調節血脂和血糖、降低血清膽固醇、預防心血管疾病、輔助抑制腫瘤、預防癌變、神經功能調節等作用[12];黑海參含有較高的C20：4(n-6), 因此其可以成為C20：4(n-6)的重要膳食來源。

從黑海參體壁中鑒定出3種脂肪醛二甲基縮醛,占總含量的 7.28%, 主要為 C18：0DMA (4.19%)和 C19：0DMA (2.18%); 脂肪醛二甲基縮醛主要為縮醛磷脂上的烯醚鍵在酸性條件下斷裂后的甲酯化產物, 黑海參體壁中脂肪醛二甲基縮醛的含量為 7.28%, 表明黑海參體壁總脂中含有相對較豐富的縮醛磷脂。

綜合黑海參體壁脂肪酸分析表明, 黑海參可成為一種很好的功能食品, 其可作為 C20：4(n-6)等功能性脂肪酸和縮醛磷脂的重要膳食來源。

圖1 黑海參體壁脂肪酸成分的GC/MS總離子流色譜圖Fig. 1 GC/MS total ion chromatogram of fatty acids in the Holothuria atra body wall

表1 黑海參體壁脂肪酸成分的GC/MS鑒定結果及其含量Tab. 1 Fatty acids in the Holothuria atra’s body wall by characterized by GC-MS

[1]樊繪曾. 海參： 海中人參——關于海參及其成分保健醫療功能的研究與開發[J]. 中國海洋藥物, 2001, 4： 37-44.

[2]McElroy S. Beche-de-mer species of commercial value,an update [J]. SPC Beche-de-mer Information Bulletin,1990, 2： 2-7.

[3]高菲, 楊紅生, 許強. 刺參體壁脂肪酸組成的季節變化分析[J]. 海洋科學, 2009, 33(4)： 14-20.

[4]李丹彤, 宋亮, 鐘莉, 等. 刺參凝集素的分離純化及其性質[J]. 水產學報, 2005, 29(5)： 654-658.

[5]蘇秀榕, 婁永江, 常亞青, 等. 海參的營養成分及海參多糖的抗腫瘤活性的研究[J]. 營養學報, 2003,25(2)： 181-182.

[6]馮大偉, 李八方, 趙雪, 等. 鯉魚、魷魚和鱈魚皮中脂肪酸的氣相色譜-質譜(GC/MS)分析與比較[J]. 水利漁業, 2006, 26(5)： 21-23.

[7]Kaneniwa M, Itabashi Y, Endo S, et al. Fatty acids in Holothuroidea： occurrence of cis-14-tricosenoic acid[J]. Comparative Biochemistry Physiology B, 1986,84(4)： 451-455.

[8]Ventrella V, Pirini M, Pagliarani A, et a1. Effect of temporal and geographical factors on fatty acid composition of M. galloprovincialis from the Adriatic sea [J].Comparative Biochemistry and Physiology B, 2008,149(2)： 241-250.

[9]薄海波, 王霞, 翟宗德, 等. 堿催化法衍生氣相色譜/質譜法分析青海湖裸鯉魚魚油中的脂肪酸[J]. 色譜,2006, 24(2)： 181-184.

[10]Howell K L, Pond D W, Billett D S M, et al. Feeding ecology of deep-sea seastars (Echinodermata： Asteroidea)： a fatty-acid biomarker approach. Marine Ecology Progress Series [J]. Marine Ecology Progress Series, 2003, 255： 193-206.

[11]Zhong Y, Khan M A, Shahidi F. Compositional characteristics and antioxidant properties of fresh and processed sea cucumber (Cucumaria frondosa) [J]. Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55： 1188-1192.

[12]詹現璞, 呂銀德, 趙俊芳. 花生四烯酸在乳制品中的應用[J]. 中國食品添加劑, 2009, 4： 155-159.

Analysis of fatty acid composition ofHolothuria atraby gas chromatography/mass spectrometry

LOU Qiao-ming1, WANG Yu-ming1, XUE Chang-hu1, XU Jie1, YANG Wen-ge2, LI Guo-yun1
(1. College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266003, China; 2. Key Laboratory of Applied Marine Biotechnology, Ministry of Education, Ningbo University, Ningbo 315211,China)

Jun., 10, 2010

Holothuria atra; fatty acids; gas chromatography/mass spectrometry

The total lipids ofHolothuria atrbody wall was extracted according to the Folch method and esterified by HCl-CH3OH solvent. The derivatives were analyzed by gas chromatography/mass spectrometry. Twenty-eight compounds were identified, including twenty-five fatty acid methyl esters and three fatty aldehyde dimethyl acetals.Saturated fatty acids were 22.93%, and the main components were C16：0(5.49%) and C18：0(4.38%). Unsaturated fatty acids were 65.19%, and monounsaturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids accounted for 33.86% and 31.33%, respectively. The major component of monounsaturated fatty acids was C20：1(n-9)(15.90%), and polyunsaturated fatty acids were mainly composed of C20：4(n-6)(19.57%) and C20：5(n-3)(5.86%). The content of fatty aldehyde dimethyl acetals was 7.28%, and the principal components were octadecanal dimethyl acetal (4.19%), and nonadecanal dimethyl acetal (2.18%), indicating that plasmalogen was relatively rich inHolothuria atra’s body wall.

TS254.5

A

1000-3096(2011)06-0035-04

2010-06-10 ;

2010-07-20

國家科技支撐計劃項目資助(2008BAD94B05)

樓喬明(1981-), 男, 浙江寧波人, 博士研究生, 主要從事海洋生物活性物質研究, E-mail： louqm2005@163.com; 薛長湖, 通信作者, 電話： 0532-82032468, E-mail： xuech@ouc.edu.cn

康亦兼)