西瓜籽油脂肪酸成分分析及抗氧化活性研究

盤鵬慧 羅偉強 莫 丹 龐 曉

(廣西民族大學，廣西 南寧 530006)

西瓜籽中含有維生素、微量元素、蛋白質、脂肪等多種營養成分[1-2]，其中脂肪中不飽和脂肪酸含量較豐富[3-4]。研究[5]表明，西瓜籽油有輔助降血脂功能。

目前有關各種植物油脂的提取、成分及其含量、抗氧化活性的研究時有報道[6-12]，而有關西瓜籽油的研究多集中在提取工藝方面[13-14]。研究擬采用索氏法對西瓜籽進行提油，用GC-MS對西瓜籽油的脂肪酸組成、含量進行分析，并研究西瓜籽油的體外抗氧化能力，以期為西瓜籽油在天然抗氧化劑、醫療、保健等方面的開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與試劑

西瓜籽：市售；

石油醚(沸程60～90 ℃)、硫酸、甲醇、硫酸亞鐵、無水乙醇、三氯化鐵、抗壞血酸(維生素C)、硫酸亞鐵、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器和設備

電子天平：AB204-S型，上海帥寧儀器有限公司；

電熱恒溫鼓風干燥箱：GZX-GF101-3BS型，上海齊欣科學儀器有限公司；

高速多功能粉碎機：CS700型，永康市天祺盛世工貿有限公司；

旋轉蒸發儀：RE-52AA型，上海亞榮生化儀器廠；

循環水式多用真空泵：SHB-ⅢA型，鄭州長城科工貿有限公司；

紫外可見分光光度計：752N型，北京合悅達科技有限公司；

氣相色譜—質譜聯用儀：Clarus500型，美國鉑金埃爾默公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 西瓜籽油的提取 根據文獻[15]，將西瓜籽置于潔凈的搪瓷盤上，70 ℃干燥6 h。取出，室溫冷卻后取適量西瓜籽于高速粉碎機中攪拌1 min，得西瓜籽細粉。準確稱取40.511 3 g西瓜籽細粉，用濾紙包好放在盛有適量石油醚的燒杯中浸泡6 h。將其取出置于500 mL的索氏提取器中，用石油醚為溶劑回流5 h左右，至溶劑用濾紙檢測無油跡后，停止回流。提取液經濾紙過濾后，先用旋轉蒸發儀除去大部分溶劑，再通過沸水浴除去殘余溶劑，即得淺黃色的西瓜籽油15.469 g，提取率為38.18%。

1.2.2 西瓜籽油中脂肪酸的GC-MS分析

(1)酯化處理：根據文獻[16]，略有改動。稱取0.1 g西瓜籽油，加入體積分數5%的硫酸—甲醇溶液2 mL，60 ℃ 水浴超聲30 min后，再加入正己烷2 mL，充分振蕩后靜置。取上層清液加入無水硫酸鈉，取上層清液進行GC-MS分析。

(2)氣相色譜條件：色譜柱為PE-5彈性石英毛細管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，以高純氦氣為載氣，流速1.00 mL/min，程序升溫：起始溫度80 ℃，以14 ℃/min升溫至195 ℃，195 ℃保持9 min，然后以6.0 ℃/min升溫至280 ℃，280 ℃保持3 min。進樣口溫度260 ℃，進樣量1.0 μL，分流比40∶1。

(3)質譜條件：EI源，電離電壓70 eV，傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，掃描范圍33～500 amu。

1.2.3 還原Fe3+能力測定 根據文獻[17]，將西瓜籽油配置成系列濃度梯度溶液，分別取1 mL各濃度的西瓜籽油溶液，依次加入2.5 mL磷酸鹽緩沖溶液(0.2 mol/L)、2.5 mL的鐵氰化鉀(10 mg/mL)，50 ℃水浴鍋中恒溫加熱20 min。再加入2.5 mL三氯乙酸(0.1 g/mL)，搖勻后，3 000 r/min離心10 min，取上清液2.5 mL，加入2.5 mL去離子水及0.5 mL的三氯化鐵(1 mg/mL)。室溫下反應5 min，在700 nm處測定該樣品吸光度，用去離子水做空白對照，VC作為陽性對照。做3次平行試驗，取平均值。

1.2.4 清除DPPH自由基能力測定 分別量取3 mL各濃度的西瓜籽油溶液與2 mL DPPH溶液(0.2 mmol/L)混合，搖勻后避光靜置30 min，于517 nm處測定其吸光度[18-19]。用去離子水做空白對照，VC作為陽性對照。做3次平行試驗，取平均值，按式(1)計算DPPH自由基清除率。

E=[1-(A1-A2)/A3]×100%，

(1)

式中：

E——DPPH自由基清除率，%；

A1——樣品溶液和DPPH溶液的吸光值；

A2——樣品溶液和無水乙醇的吸光值；

A3——去離子水和DPPH溶液的吸光值。

1.2.5 清除超氧陰離子自由基能力測定 根據文獻[20]，修改如下：在具塞試管中分別加入1 mL各濃度的西瓜籽油溶液、4.5 mL Tris-HCl緩沖液(0.05 mol/L)、0.1 mL鄰苯三酚溶液(3 mmol/L)，混勻，于25 ℃下反應5 min，然后加入1 mL HCl溶液(8 mmol/L)以終止反應，于299 nm處測定其吸光度。用去離子水為空白對照，VC作為陽性對照。做3次平行試驗，取平均值，按式(2)計算超氧陰離子自由基清除率。

D=[1-(A1-A2)/A3]×100%，

(2)

式中：

D——超氧陰離子自由基清除率，%；

A1——樣品溶液、Tris-HCl緩沖液、鄰苯三酚溶液、HCl溶液的吸光值；

A2——樣品溶液、Tris-HCl緩沖液、無水乙醇、HCl溶液的吸光值；

A3——去離子水、Tris-HCl緩沖液、鄰苯三酚溶液、HCl溶液的吸光值。

1.2.6 清除羥基自由基能力測定 根據文獻[21]，修改如下：在試管中分別加入1 mL各濃度的西瓜籽油溶液，然后依次加入6 mmol/L FeSO4溶液、6 mmol/L的水楊酸—乙醇溶液和8 mmol/L H2O2溶液各1 mL，混勻，在37 ℃恒溫水浴加熱30 min，于510 nm處測定樣品吸光度。用去離子水為空白對照，VC作為陽性對照。做3次平行試驗，取平均值，按式(3)計算羥基自由基清除率。

F=[1-(A1-A2)/A3] ×100%，

(3)

式中：

F——羥基自由基清除率，%；

A1——樣品溶液、硫酸亞鐵溶液、水楊酸乙醇溶液、H2O2溶液的吸光值；

A2——樣品溶液、硫酸亞鐵溶液、無水乙醇的吸光值；

A3——去離子水、硫酸亞鐵溶液、水楊酸乙醇溶液、H2O2溶液的吸光值。

2 結果與分析

2.1 西瓜籽油GC-MS分析

對西瓜籽油中脂肪酸的成分用GC-MS法進行分析，總離子流圖見圖1。通過計算機質譜數據庫和人工譜圖解析相結合的手段進行檢索，分析判定各成分，共鑒定出8種化合物，其中6種為脂肪酸。運用面積歸一化法對化合物進行相對定量，結果見表1。

圖1 西瓜籽油甲脂化后總離子流色譜圖Figure 1 Total ion flow chromatogram of watermelon seed oil after methylated

表1 西瓜籽油脂肪酸組成的分析結果Table 1 The identification results of fatty acids in watermelon seed oil

由表1可看出，西瓜籽油中的脂肪酸含量較高，其中亞油酸甲脂、反油酸甲酯、油酸甲酯均為不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸達53.21%。不飽和脂肪酸中，尤以(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸(俗稱亞油酸)含量較高，達34.70%。亞油酸是人體必需的脂肪酸之一，其可降低血液中膽固醇含量，如人體缺乏亞油酸，膽固醇就會與一些飽和脂肪酸結合，導致代謝障礙，從而引發心腦血管方面的疾病。因此，西瓜籽油可作為功能性油脂進行開發。

2.2 西瓜籽油的抗氧化能力

2.2.1 Fe3+還原力 樣品在700 nm處的吸光值越大，其還原Fe3+能力則越強[22-23]。由圖2可知，西瓜籽油和VC都有還原能力，濃度增加二者還原能力亦隨之增強，西瓜籽油的還原能力低于VC的還原能力。

圖2 西瓜籽油對Fe3+的還原能力Figure 2 Effect of watermelon seed oil on reducing Fe3+

2.2.2 DPPH自由基清除能力 由圖3可知，VC對DPPH自由基的清除能力很好，對DPPH自由基的清除率在2～10 mg/mL的質量濃度范圍內均在97%左右，且濃度變化對清除率的影響不大。而在2～10 mg/mL的質量濃度范圍內，西瓜籽油清除DPPH自由基的能力呈劑量依賴性增強，當西瓜籽油質量濃度<6 mg/mL時，西瓜籽油對DPPH自由基的清除能力隨質量濃度的增加明顯增大，當質量濃度超過6 mg/mL時，西瓜籽油對DPPH自由基的清除能力隨質量濃度增大而增加的增幅減慢。當質量濃度為2 mg/mL時，西瓜籽油對DPPH自由基的清除率為27.48%，當質量濃度增加到10 mg/mL時，西瓜籽油對DPPH自由基的清除率達到90.73%，接近同質量濃度VC的清除能力。根據回歸方程，得出西瓜籽油清除DPPH自由基的IC50值為3.7 mg/mL。

2.2.3 超氧陰離子自由基清除能力 由圖4可知，西瓜籽油和VC對超氧陰離子自由基的清除能力均隨質量濃度的增加而有所增大，在0.02～0.10 mg/mL的質量濃度范圍內，VC對超氧陰離子自由基的清除率從18.80%增大到40.17%，西瓜籽油對超氧陰離子自由基的清除率僅從48.72%增大到58.12%，西瓜籽油對超氧陰離子自由基的清除能力隨質量濃度增大而增強的幅度相對較小。當質量濃度為0.02 mg/mL時，VC對超氧陰離子自由基的清除率為18.80%，而西瓜籽油對超氧陰離子自由基的清除率達到了48.72%，可見西瓜籽油對超氧陰離子自由基的清除能力比VC的大得多。根據回歸方程，得出西瓜籽油清除超氧陰離子自由基的IC50值為0.031 mg/mL。

圖3 西瓜籽油對DPPH自由基的清除能力Figure 3 The DPPH scavenging activity of watermelon seed oil

圖4 西瓜籽油對超氧陰離子自由基的清除能力Figure 4 The superoxide anion free radicals activity of watermelon seed oil

2.2.4 羥基自由基清除能力 由圖5可知，西瓜籽油和VC對羥基自由基的清除能力均隨質量濃度的增加而增大，但西瓜籽油對羥基自由基的清除率增加較緩慢。質量濃度從0.2 mg/mL增加到1.0 mg/mL時，VC對羥基自由基的清除率從72.93%增加到98.92%，而西瓜籽油對羥基自由基的清除率僅從4.68%增加到11.87%。由此可見，西瓜籽油對羥基自由基的清除能力不僅隨質量濃度增大而增加的幅度較小，且對羥基自由基的清除能力較弱。根據回歸方程，得出西瓜籽油清除羥基自由基的IC50值為12.04 mg/mL。

圖5 西瓜籽油對羥基自由基的清除能力Figure 5 The hydroxyl free radicals activity of watermelon seed oil

3 結論

試驗采用索氏回流法對西瓜籽進行提油，經GC-MS檢測分析其含有6種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸相對含量達到50%以上，亞油酸含量達到34.70%，具有較高的營養價值。通過抗氧化試驗研究表明，西瓜籽油對DPPH自由基的IC50值為3.7 mg/mL，對超氧陰離子自由基的IC50值為0.031 mg/mL，對羥基自由基的IC50值為12.04 mg/mL，對3種自由基清除能力的排序為超氧陰離子自由基>DPPH自由基>羥基自由基。西瓜籽油有良好的抗氧化能力，在醫療、保健等領域具有廣闊的應用前景。后期將針對各不飽和脂肪酸對其抗氧化性的貢獻作用進行深入分析。