林云,鄧娟，周玉碧

(1.甘肅省隴南市經(jīng)濟林研究院花椒研究所；2.中國科學院西北高原生物研究所，青海 西寧　810008；

3.中國科學院大學，北京　100049)

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花椒籽油中脂肪酸成分的GC-MS分析

林云1,鄧娟2,3，周玉碧2

(1.甘肅省隴南市經(jīng)濟林研究院花椒研究所；2.中國科學院西北高原生物研究所，青海 西寧810008；

3.中國科學院大學，北京100049)

摘要：采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)，分析了4種不同成熟期的花椒籽油中的脂肪酸成分.結(jié)果表明：不同成熟期花椒籽油中共有17種化合物得到鑒定，主要為反式-油酸(43.07%～47.94%)、亞油酸(15.52%～32.75%)、正十六烷酸(15.30%～22.96%).聚類分析結(jié)果表明，4種不同成熟期的花椒可聚為2組，成熟期較晚的2種花椒‘八月椒’和‘二紅袍’為一組，而成熟期較早的2種花椒‘大紅袍’和‘梅花椒’聚為另一組.對4種花椒籽油的品質(zhì)評價結(jié)果表明，相對于成熟期較早的‘大紅袍’和‘梅花椒’，成熟期較晚的‘八月椒’和‘二紅袍’評價較優(yōu).

關鍵詞：花椒；籽油；GC-MS；脂肪酸；品質(zhì)評價

第一作者：林云(1979-)，男，工程師，研究方向為經(jīng)濟林資源開發(fā).E-mail:80674048@qq.com

花椒是蕓香科植物青椒(Zanthoxylumschinifoliumsieb.et Zucc.)或花椒(Z.bungeanumMaxin.)的干燥成熟果實，主要分布在喜馬拉雅山脈附近、東南亞半島及東亞，在我國西北、西南，華北、華中、華南地區(qū)均有分布.甘肅天水、隴南地區(qū)的花椒自古有名.甘肅省隴南市2012年和2013年花椒的年產(chǎn)量均達到2～3萬噸.花椒中的化學成分有生物堿、酰胺類化合物、木脂素、香豆素、揮發(fā)性物質(zhì)，還含有三萜、甾醇、烷烴以及黃酮甙類等[1].花椒具有溫中散寒、抗癌、麻醉、鎮(zhèn)痛、抗菌殺蟲、抗血凝、降血脂、抗動脈硬化等多種藥理作用[2].花椒不僅是很好的調(diào)味品，而且花椒在食用、藥用、工業(yè)等方面具有一定的實用價值，花椒籽油中含有豐富的多不飽和脂肪酸，其中富含α-亞麻酸可直接開發(fā)為保健食用油,α-亞麻酸還具有降血脂、軟化血管、健腦和通絡等功效[3]，在預防動脈粥樣硬化和心肌梗塞等心血管疾病[4]方面有良好作用.李孟樓等[5]報道了花椒籽油用作一般和高檔涂料用油時的處理方法,并介紹了花椒籽油生產(chǎn)或調(diào)配涂料的工藝.梁若珍[6]用花椒籽油皂角試制了壬二酸為花椒在工業(yè)上的運用提供了重要依據(jù).花椒籽油的開發(fā)應用在我國將具有廣闊的前景和顯著的經(jīng)濟效益.陳青等[7]對刺梨籽油中脂肪酸的成分進行了研究，馬養(yǎng)民等[8]運用氣相-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)分析陜西省韓城市金太陽油脂廠花椒籽油中的脂肪酸成分，得到12種化合物.本研究擬采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析4種不同成熟期的花椒籽油中脂肪酸成分，并進行聚類分析及品質(zhì)評價，以期為花椒籽油的深入研究和開發(fā)運用提供科學依據(jù).

1材料與方法

1.1儀器與試劑

GC6890N/MSD5973N聯(lián)用儀(美國Angilent公司)；分析天平(感量0.000 1 g，上海申生科技有限公司)；電熱恒溫箱(天津市泰斯特儀器有限公司)；無水乙醚(分析純，西安化學試劑廠).

1.2樣品處理

花椒籽來源于甘肅省隴南市不同成熟期的花椒，把準備試驗花椒籽去除雜質(zhì)后，取凈試樣20 g，105 ℃溫度下烘2 h,再將樣品粉碎，稱取5 g試樣，用濾紙包好，放入索氏提取器中，加入無水乙醚60 mL，回流提取2 h，然后進行溶劑回收，得到提取物.

1.3測定條件

GC條件：美國J&W.HP-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細管柱；汽化室溫度250 ℃,柱溫以4 ℃/min的升溫速率由80 ℃程序升溫至290 ℃，恒溫30 min，載氣為99.999%高純氦.

MS條件:MSD離子源為EI源,離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；離子源電離能70 eV；進樣口溫度280 ℃；成分鑒定使用美國NIST02L譜庫.

2結(jié)果與分析

本試驗采用索氏提取法提取4種不同成熟期的花椒：‘梅花椒’‘大紅袍’‘二紅袍’‘八月椒’的花椒籽油，提取率分別為：‘梅花椒’為27.97%、‘大紅袍’為30.14%、‘二紅袍’為28.11%、‘八月椒’為27.64%.

A：梅花椒；B：大紅袍；C：二紅袍；D：八月椒.圖1　4種花椒籽油脂肪酸GC/MS總離子流圖Fig.1　TIC of the seed oil from four prickly ashes

編號化合物名稱相似度分子式相對含量/%梅花椒大紅袍二紅袍八月椒X019-羰基-壬酸86C10H18O30.630.430.450.290.292鄰苯二甲酸98C10H10O40.090.070.100.100.073壬二酸91C11H20O40.260.180.400.490.184癸二酸82C12H22O40.020.030.070.080.085正十四烷酸93C15H30O20.090.110.130.110.096正十五烷酸98C16H32O20.120.150.230.180.127異-十六烷酸90C17H34O20.020.030.090.080.0289-正十六烯酸91C17H32O21.691.448.529.859.859正十六烷酸99C17H34O215.6115.3022.9621.5522.9610正十七烷酸93C18H36O20.110.110.150.100.1011亞油酸94C19H34O232.7530.9315.8115.5232.7512反式-油酸92C19H36O245.7547.9443.9243.0743.0713順式-油酸91C19H38O21.010.933.914.964.9614正十八烷酸99C19H40O20.960.881.951.911.95158,10-二甲氧基-十八烷酸80C21H42O40.651.370.881.231.3716二十烷酸96C21H42O20.130.080.290.300.3017二十二烷酸92C23H46O20.100.050.140.190.05提取率27.9730.1428.1127.64

采用GC-MS對4種不同成熟期的花椒籽油中脂肪酸成分分析，共檢出17種化合物(圖1)，為4種花椒籽油所共有，并用面積歸一法確定其相對含量，其主要成分為反式-油酸、亞油酸、正十六烷酸，其中含量最多的為反式-油酸，含量達到43.07%～47.94%，其次為亞油酸，含量達到15.52%～32.75%，正十六烷酸的含量達到15.30%～22.96%.含量極少的鄰苯二甲酸(0.07%～0.10%)、癸二酸(0.02%～0.08%)、異-十六烷酸(0.02%～0.09%).

4種花椒籽油聚類分析結(jié)果表明，不同成熟期的花椒可以聚為明顯的2類，成熟期為5月份的‘梅花椒’和6月份的‘大紅袍’聚為一類，成熟期為7月份的‘二紅袍’和‘八月份’的‘八月椒’聚為一類(圖2).可見成熟期較早的2種花椒脂肪酸成分較為相似，成熟期較晚的2種花椒脂肪酸成分同樣比較相近.

對4種不同成熟時期花椒的脂肪酸成分進行品質(zhì)評價.數(shù)據(jù)在DPS 14.0分析軟件[9]中相應模塊中進行數(shù)據(jù)處理和灰色關聯(lián)分析.灰色關聯(lián)分析依據(jù)按照鄧聚龍灰色理論[10]進行灰色關聯(lián)度分析.17種化學成分視為一個灰色系統(tǒng)．每一個成熟期作為該系統(tǒng)的一個因素，設參考數(shù)列為X.，比較數(shù)列為Xi={Xi(k)∣k=l，2，……，n}，i=1，2，…，m，參考數(shù)列為X0={X0(k)∣k=l，2，…，n}，m為不同時期，n為評價化學成分數(shù).

圖2　花椒籽油聚類分析Fig.2　Dendrogram obtained by cluster analysis of thepercentage composition of seed oils from fourprickly ashes based on Euclidean distance

采用灰色關聯(lián)度分析法分析所得數(shù)據(jù)時，對于17種化學成分值的參考序列(X0)設置，采取對健康有害化學成分9-羰基-壬酸、鄰苯二甲酸、壬二酸、正十四烷酸、正十五烷酸、異-十六烷酸、正十七烷酸、反式-油酸、二十二烷酸以最低值為品質(zhì)較佳[11-12]，其余人體必需及具有藥理作用的化學成分[13-14]以最高值為佳(表2).關聯(lián)系數(shù)計算時采用DPS軟件數(shù)處理據(jù)，其中原始數(shù)據(jù)經(jīng)灰色關聯(lián)度[10]分析常用的初值化處理，且令△min為0，分辨系數(shù)設為0.1，得到四個不同成熟時期花椒籽油的17種化學成分灰色關聯(lián)度分析結(jié)果(表2).根據(jù)關聯(lián)系數(shù)(ξ)評價不同成熟時期的花椒籽油的品質(zhì).評價結(jié)果表明，評價較優(yōu)的為‘八月椒’和‘二紅袍’，而評價較差的為‘大紅袍’和‘梅花椒’.說明花椒籽油基于化學成分含量品質(zhì)評價得出的品質(zhì)差異，確實存在較為明顯的差異.

表2　灰色關聯(lián)度分析結(jié)果

3討論與結(jié)論

4種不同成熟時期的花椒籽油中反式油酸的含量幾乎達到一半，但反式脂肪酸對人體危害極大.反式脂肪酸抑制生長發(fā)育、對心腦血管產(chǎn)生不利影響[15]、容易引發(fā)并罹患老年癡呆癥，另外還降低人體胰島素敏感性，增加糖尿病的患病風險[16].然而花椒籽油中所含的亞油酸又在預防動脈粥樣硬化和心肌梗塞等心血管疾病方面有良好作用，是人體必不可少的脂肪酸.

本試驗通過GC-MS對4種不同成熟期的花椒籽油中脂肪酸成分分析，鑒定得到17種化合物，有9種成分與文獻[8]相一致.本研究檢出的6種化合物9-羰基-壬酸、鄰苯二甲酸、壬二酸、癸二酸、異-十六烷酸、二十二烷酸在文獻[7]未有報道，而其檢出的9，12-十六碳二烯酸、α-亞麻酸和9，17-十八碳二烯酸3種脂肪酸，未在此4種花椒籽油中檢出.

成熟時期不同的花椒籽油中脂肪酸的組分未發(fā)生變化，但其各成分的含量發(fā)生了變化.‘梅花椒’和‘大紅袍’籽油與‘二紅袍’和‘八月椒’籽油中亞油酸的含量發(fā)生了很大變化，相對含量從30%～32%減少到15%～16%，成熟時期不同的花椒籽油中，反式油酸的含量也發(fā)生了變化，但變化不大.

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(責任編輯李辛)

Analysis of fatty acids in the prickly ash seed

oil by GC-MS

LIN Yun1,DENG Juan2,3,ZHOU Yu-bi2

(1.Research Institute of Prickly Ash，Longnan Academy of Economic Forest，Longnan 742500，China;

2.Northwest Institute of Plateau Biology,Chinese Academy of Sciences，Xining 810008，China;

3.Graduate School of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China)

Abstract：The fatty acids in four prickly ash seed oil were analyzed by GC-MS.17 fatty acids were identified，and main compositions were trans-oleic acid (43.07%～47.94%)，linoleic acid (15.52%～32.75%) and n-hexadecane acid (15.30%～22.96%).Cluster analysis of the percentage composition of 17 compounds showed differences in chemical composition which were related to the maturity.The quality evaluation of four prickly ash seed oil showed ‘Bayuejiao’ and ‘Erhongpao’ had better than ‘Dahongpao’ and ‘Meihuajiao’.

Key words：prickly ash；seed oil；GC-MS；fatty acid；quality evaluation

收稿日期：2014-09-22；修回日期：2014-11-17

基金項目：國家自然科學基金項目(81102744)；國家科技支撐計劃(2012BAC08B06)

通信作者：周玉碧，男，副研究員，主要研究方向為藥用植物資源.E-mail:ybzhou@nwipb.cas.cn

中圖分類號：S 573+.9

文獻標志碼：A

文章編號：1003-4315(2015)06-0132-04