華山松籽仁脂肪酸組成及其Δ5型脂肪酸鑒定

王 博，李 垚，秦公偉，李新生，曹小勇*

(陜西理工學(xué)院生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西省資源生物重點實驗室，陜西 漢中 723000)

華山松籽仁脂肪酸組成及其Δ5型脂肪酸鑒定

王 博，李 垚，秦公偉，李新生，曹小勇*

(陜西理工學(xué)院生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西省資源生物重點實驗室，陜西 漢中 723000)

確定華山松籽仁中的脂肪酸組成及Δ5型不飽和脂肪酸。利用島津GC-2010氣相色譜儀、DB-WAX毛細管色譜柱、37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品并結(jié)合等效鏈長(equivalent chain length，ECL)法進行分析。結(jié)果表明，華山松籽仁含有豐富的不飽和脂肪酸(達92.83%)，主要為亞油酸(46.12%)和油酸(22.68%)，Δ5型不飽和脂肪酸含量較高，達21.70%，主要為松油酸(16.11%)。使用ECL方法可有效確定松科植物種子油脂中的Δ5型不飽和脂肪酸。

華山松；松仁；Δ5型不飽和脂肪酸；等效鏈長；氣相色譜法

松籽(pine nut)有時亦稱松仁(pine kernel)，是松屬(Pinus)植物可食用的種子，世界各地多種文化背景，尤其是在地中海、中東、亞洲和美國西南部，都有這種食用習(xí)慣[1]。在中國食用松籽的歷史已有3000多年，被視為美味食物，又作食療佳品，倍受醫(yī)學(xué)家、營養(yǎng)學(xué)家推崇。中西醫(yī)藥研究證明，松籽仁具有滋養(yǎng)人體、潤五臟、養(yǎng)心安神，于人體大有益補作用[2]。

松籽的主要成分包括油脂(23%～68%)、蛋白質(zhì)(12%～31%)和碳水化合物(2.4%～54%)；松籽油脂的一個顯著特點是普遍含有一組不尋常的多不飽和脂肪酸，它們擁有18或20個碳，第一個不飽和雙鍵位于第5位碳(Δ5)，被稱為Δ5型不飽和脂肪酸(Δ5-unsaturated FA，Δ9-olefinic acid)；第二個雙鍵位于Δ9或Δ11，兩個雙鍵之間有一個以上的亞甲基分隔，因此這些多不飽和脂肪酸被稱為Δ5多亞甲基間斷多不飽和脂肪酸(polymethylene-interrupted polyunsaturated fatty acid，PMI PUFA)[1,3-4]。Δ5型不飽和脂肪酸包括紫杉油酸(taxoleic，C18:2Δ5,9)、麻黃油酸(ephedrenic，C18:2Δ5,11)、松油酸(pinolenic，C18:3Δ5,9,12)、柏油酸(coniferonic，C18:4Δ5,9,12,15)、金松油酸(sciadonic，C20:3Δ5,11,14) 和刺柏油酸(juniperonic，C20:4Δ5,11,14,17)；紫杉油酸最高達4.5%，而松油酸含量從0.1%變化到25.3%，Δ5型不飽和脂肪酸可達總量的30%或更多，已確定存在于針葉樹植物的種子和光合組織中，以及毛莨科植物種子、動物油脂、苔蘚、真菌、微型藻類[5]。

目前關(guān)于華山松籽油的研究已經(jīng)有所報道[2,6]，但都未鑒定出Δ5型不飽和脂肪酸。ECL是一個類似柯瓦茨保留指數(shù)(Ková ts retention index)的概念，在特定的載氣、柱子和實驗條件下，ECL值是一個常數(shù)，可根據(jù)脂肪酸的ECL值對未知脂肪酸進行鑒定[7-8]，國外學(xué)者許多相關(guān)工作都采用了ECL方法[9-11]。本研究除利用脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品對未知脂肪酸進行鑒定外，還利用等效鏈長(equivalent chain length，ECL)方法。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

華山松籽 陜西勉縣綠源林業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司。

37種脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品 美國Supelco公司；石油醚-苯混合溶液(體積比1:1)、乙醚、氫氧化鉀-甲醇溶液(0.8mol/L)，以上試劑均為分析純。

GC-2010型氣相色譜儀(配GC Real Time Analysis色譜工作站、FID檢測器) 日本島津公司；FA2004N分析天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；DZKW-4型恒溫水浴鍋 黃驊市渤海電器廠；202型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 山東濰坊醫(yī)藥集團股份有限公司醫(yī)療器械廠；索氏提取儀 天玻玻璃儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 脂肪酸分析樣品制備

松仁從華山松籽中剝出，烘干后利用索氏提取儀提取粗脂肪，甲酯化處理后進行GC分析。稱取約0.025g粗脂肪，置于10mL容量瓶中，加入4mL石油醚-苯混合液，振蕩使油脂充分溶解，然后加入0.8mol/L氫氧化鉀甲醇溶液4mL，振蕩5min，加無離子水至刻度，靜置后吸取上層清液作GC分析。

1.2.2 氣相色譜條件

DB-WAX彈性石英毛細管色譜柱(30m×0.25mm，0.25μm)；柱溫：120℃保持5min，然后以5℃/min升至215℃，保持38min；進樣口溫度280℃；檢測器溫度；280℃；載氣(N2)：49.5mL/min；輔助氣(H2)：40mL/min；空氣：500mL/min；進樣量：1μL。

根據(jù)脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品確定樣品中脂肪酸的種類；采用面積歸一化法，計算樣品中所脂肪酸的相對含量[12]。

1.2.3 脂肪酸ECL值測定

測定華山松籽仁脂肪酸ECL值所采用的色譜條件參照Wolff等[13]的方法，除了柱溫為190℃恒溫保持40min外，其他參數(shù)同1.2.2節(jié)。根據(jù)棕櫚酸(C16)、硬脂酸(C18)、花生酸(C20)的保留時間的常用對數(shù)值，計算出其他脂肪酸的ECL值。

2 結(jié)果與分析

華山松籽仁脂肪酸色譜圖見圖1，其存在3種含量較高而根據(jù)脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品無法確定的脂肪酸(X1、X2、X3)。

圖1 37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品(A)和華山松籽仁脂肪酸甲酯(B)色譜圖Fig.1 FAME chromatograms of mixture of 37 fatty acid methyl ester (FAME) standards and FAMEs from P. armandii kernel

圖2 華山松籽仁脂肪酸ECL色譜圖Fig.2 ECL chromatogram of FAMEs from P. armandii kernel

表1 華山松仁中脂肪酸的ECL值Table 1 ECL value sof fatty acids in P. armandii kernel

測定華山松籽仁脂肪酸ECL值的色譜圖見圖2，各種脂肪酸的ECL值見表1。

根據(jù)文獻ECL值[13]，3種含量較高的脂肪酸X1、X2、X3分別確定為紫杉油酸、松油酸和金松油酸。

華山松籽仁粗脂肪中主要脂肪酸種類及相對含量見表2。

表2 華山松籽仁中主要脂肪酸種類及相對含量Table 2 Main fatty acid compositions and their relative contents (%) in P. armandii kernel %

3 討 論

從本研究結(jié)果看，慕鴻雁等[6]的研究未能正確確定紫杉油酸和松油酸，而李建科等[2]的研究未能分離亞油酸與松油酸。如文獻[14]所述，GC-MS技術(shù)盡管是非常強有力的分析手段，但在研究不飽和脂肪酸的異構(gòu)體中還需輔以其他技術(shù)，如核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)技術(shù)[15-16]。

松籽油(pine-nut oil)廣泛地用于醫(yī)療以處理灼傷、濕疹、牛皮癬和胃潰瘍等疾病，另外松籽油具有平衡血脂的功效，具有降低膽固醇活性以及能夠輔助性地降低體質(zhì)量[16-17]，已有證據(jù)說明松籽中的松油酸和金松油酸能有效改變血液中血脂和脂蛋白的狀態(tài)[18]。

本實驗結(jié)果表明，華山松籽仁含有豐富的亞油酸(46.12%)和油酸(22.68%)等不飽和脂肪酸，且Δ5型不飽和脂肪酸量較大，達21.70%。使用ECL方法可有效確定松科植物種子油脂中的Δ5型不飽和脂肪酸。

[1]ALASALVAR C, SHAHIDI F. Tree nuts: composition, phytochemicals, and health effects[M]. Boca Raton: CRC Press, 2008: 285-293.

[2]李建科, 李林強, 馮再平, 等. 華山松籽油脂肪酸組成及其理化性質(zhì)研究[J]. 食品科學(xué), 2004, 25(4): 139-141.

[3]榮會, 余元祥, 李慶才, 等. 松籽油脂肪酯化學(xué)成分研究[J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā), 2001, 13(5): 30-34.

[4]姜莉, 趙守成, 林穎, 等. 氣相色譜法快速測定松籽油中松油酸的含量[J]. 現(xiàn)代科學(xué)儀器, 2004(4): 36-37.

[5]WOLFF R L, PEDROND F, PASQUIER E, et al. General characteristics ofPinusspp. seed fatty acid compositions, and importance of 5-olefinic acids in the taxonomy and phylogeny of the genus[J]. Lipids, 2000, 35(1): 1-22.

[6]慕鴻雁, 裘愛泳, 潘秋琴. 華山松籽油中亞麻酸類型的確定及其在甘三酯中的分布[J]. 中國油脂, 2005, 30(2): 59-62.

[7]AKOH C C, MIN D B. Food lipids: chemistry, nutrition, and biotechnology[M]. 2nded. New York: Marcel Dekker, 2002: 198.

[8]CHRISTIE W W. Gas chromatography and lipids: a practical guide[M]. Dundee: Oily Press, 1989: 52-72.

[9]MAKARENKO S P, KONENKINA T A, PUTILINA T E, et al. The composition of fatty acids in the endosperm and embryo lipids ofPinus sibiricaandP. sylvestrisseeds[J]. Russian Journal of Plant Physiology, 2008, 55(4): 480-485.

[10]WOLFF R L, MARPEAUB A M. Δ5-olefinic acids in the edible seeds of nut pines (Pinus cembroides edulis) from the United States[J]. J Am Oil Chem Soc, 1997, 74(5): 613-614.

[11]WOLFF R L, BAYARD C C. Fatty acid composition of some pine seed oils[J]. J Am Oil Chem Soc, 1995, 72(9): 1043-1046.

[12]李子璇, 秦公偉, 江海, 等. 三種干果中脂肪酸組成比較分析研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2009, 35(12): 137-140.

[13]WOLFF R L, DELUC L G, MARPEAU A M. Conifer seeds: oil content and fatty acid composition[J]. J Am Oil Chem Soc, 1996, 73(6): 765-771.

[14]曹小勇. 香椿種子中脂肪酸與植物甾醇含量分析[J]. 種子, 2008, 27 (1): 77-79.

[15]GUNSTONE F D, WOLFF R L. Conifer seed oils: distribution of Δ5 acids betweenαandβchains by13C nuclear magnetic resonance spectroscopy[J]. J Am Oil Chem Soc, 1996, 73(11): 1611-1613.

[16]SKAKOVSKII L, TYCHINSKAYA Y, GAIDUKEVICH O A, et al. NMR analysis of oils from pine nuts (Pinus sibirica) and seeds of common pine (Pinus silvestrisL.)[J]. Journal of Applied Spectroscopy, 2007, 74(4): 584-588.

[17]王振宇, 陳小強. 紅松籽油有效成分功能評價[J]. 林業(yè)研究: 英文版, 2004, 15(3): 215-217.

[18]WOLFF R, COMPS L, DELUC B, et al. Fatty acids of the seeds from pine species of thePonderosa-BanksianaandHalepensissections. The peculiar taxonomic position ofPinus pinaster[J]. J Am Oil Chem Soc, 1998, 75(13): 45-50.

Identification of Fatty Acid Composition and Δ5-unsaturated Fatty Acids inPinus armandiiKernel

WANG Bo，LI Yao，QIN Gong-wei，LI Xin-sheng，CAO Xiao-yong*
(Bio-resources Key Laboratory of Shaanxi Province, College of Bioscience and Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, China)

Shimadzu 2010 gas chromatograph equipped with DB-WAX capillary column, 37 fatty acid standards and the equivalent chain length (ECL) method were used to identify the fatty acid composition and Δ5-unsaturated fatty acids inPinus armandiikernel. The results indicated thatPinus armandiikernel abundantly contained unsaturated fatty acid (92.83%), mainly linoleic acid (46.12%) and oleic acid (22.68%). Moreover, large amounts of Δ5-unsaturated fatty acids were also contained, mainly pinolenic acid (16.11%). The ECL method was found to enable effective identification of Δ5-unsaturated fatty acids inPinus armandiikernel.

Pinus armandii；pine kernel；Δ5-unsaturated fatty acid；equivalent chain length (ECL)；gas chromatography

Q547

A

1002-6630(2011)20-0164-03

2010-12-15

陜西省重點實驗室重點科研項目(09JS048)；陜西省油脂深加工工程技術(shù)研發(fā)中心科研項目(2009ZDGC-03-06)

王博(1985—)，男，碩士研究生，研究方向為植物多樣性與珍稀植物保育。E-mail：375603678@qq.com

*通信作者：曹小勇(1964—)，男，教授，碩士，研究方向為植物資源開發(fā)利用。E-mail：caoxyong@yahoo.com.cn