文強 韓昀軒 羅麟霜 萬麗瓊 索玉凱 李干鵬
(云南民族大學(xué)民族醫(yī)藥學(xué)院/民族藥資源化學(xué)國家民委-教育部重點實驗室 云南昆明 650500)
松子是紅松、華山松和白皮松等松科植物的球果,我國各地幾乎都有出產(chǎn),但以東北和西南地區(qū)為主,是重要的農(nóng)林資源。松仁含有多種生物活性物質(zhì),營養(yǎng)價值較高,其脂質(zhì)含量可以達到60%以上[1]。松仁油中不飽和脂肪酸(油酸、亞油酸和亞麻酸等)、植物甾醇等成分已被證實具有增強免疫、調(diào)節(jié)血脂、抑制腫瘤等功效[2-3]。因此,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,松仁油以其獨特的營養(yǎng)和健康特性愈發(fā)受到廣大消費者的青睞。松子殼作為松仁生產(chǎn)的副產(chǎn)物,其重量可以占到整個球果的70%[4]。研究表明,松子殼中含有豐富的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、多糖和黃酮類等活性物質(zhì),如果能夠?qū)ζ溆行Ю茫粌H可以變廢為寶,還可以起到保護環(huán)境的作用[5-6]。本研究對松子殼和果仁中的脂肪酸進行提取,并分析比較兩者的組成成分和理化指標(biāo),為松子殼油的深加工利用奠定基礎(chǔ)。
1.1.1 松子松子收集于東北長白山地區(qū),經(jīng)鑒定是紅松(Pinus koraiensisSieb.et Zucc.)的果實。
1.1.2 試劑沒食子酸(99%)、福林酚、37 種脂肪酸甲酯混標(biāo)、溴化鉀(99.99%):Sigma-Aldrich公司;無水硫酸鈉、碳酸鈉、石油醚、正己烷、異丙醇、氫氧化鉀、氯化鈉、無水乙醇、碘化鉀等(分析純):國藥集團化學(xué)試劑有限公司。
1.1.3 儀器與設(shè)備分析天平:BSA124S,賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;循環(huán)水式多用真空泵:SHB-ⅢG,鄭州長城科工貿(mào)易有限公司;恒溫水浴鍋:HH-4 型,江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司;磁力攪拌電熱套:CLT-1A,上海力辰邦西儀器科技有限公司;紫外可見分光光度計:752N,上海精科實業(yè)有限公司;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀:THERMOFISHER ISQ,賽默飛世爾科技(中國)有限公司。
1.2.1 油脂的提取將干燥后的松子果仁(60℃條件下干燥56 h)粉碎,并用50 目的篩子進行篩選;稱取100 g 碎果仁裝入索氏提取器,以石油醚(沸程60~90℃)為提取溶劑,70℃回流提取24 h,最后旋轉(zhuǎn)蒸干溶劑,獲得果仁油脂。采用相同的方法提取松子殼油脂,將提取得到的油脂置于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 理化指標(biāo)的測定以松子果殼和果仁油脂為原料,分別測定酸值[7](參考《GB/T 5009.229—2016》)、過氧化值[8](參考《GB/T 5009.227—2016》),皂化值[9](參考《GB/T 5534—2008》)和碘值[10](參考《GB/T 5532—2008》),每個樣品每項指標(biāo)平行測定3 次。
1.2.3 脂肪酸組成分析樣品甲酯化:吸取0.2 mL 油脂于100 mL 離心管中,加入20 mL 正己烷,待樣品充分溶解后加入20 mL 硫酸-甲醇溶液(2%),混勻并于60℃水浴鍋中反應(yīng)30 min;隨后加入20 mL 蒸餾水搖勻,靜置分層后吸取上清液,稀釋10 倍并過濾至進樣瓶中待測。
GC-MS 條件:采用THERMOF ISHER ISQ 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對脂質(zhì)成分進行分析,TR-IMS 型毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);氣相色譜條件:進樣口溫度240 ℃,進樣體積為1.0 μL,分流比1:40,載氣為高純度氦氣。
MS 條件:電離方式EI,電子能量70 eV,傳輸線溫度250℃,離子源溫度230℃,四級桿溫度150℃,質(zhì)譜掃描范圍為35~450 amu。升溫程序:初始溫度150℃,以10 ℃/min的速率升至180℃,保持2 min 后,以2 ℃/min升至188℃,保持2 min;隨后以0.2 ℃/min升至190℃,保持2 min,再以5℃/min 升至220℃,保持2 min;最后以10 ℃/min升至260℃。采用wiley7n.1 譜庫進行定性,面積歸一化法進行定量。
1.2.4 紅外光譜分析
將干燥的溴化鉀粉末在紅外燈照射下研磨,用液壓擠壓器將其壓成透明平整的小圓塊;在小圓塊中心滴加一滴油脂,采用Nicolet 5700 紅外光譜儀,在4 cm-1的分辨率下重復(fù)掃描128 次,光譜掃描為4 000~500 cm-1;用Omnic 8.2 軟件采集紅外光譜數(shù)據(jù),并用Origin 2021 軟件繪制紅外光譜曲線。
如表1 所示,松子果仁油的過氧化值和酸價均在國家食用油標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi),且具有較高的碘值,說明果仁油是一種優(yōu)質(zhì)的植物油。與果仁油相比,果殼油的過氧化值較高。在皂化值和碘值方面,果殼油有較好表現(xiàn),說明其親水性較強,雜質(zhì)含量高于果仁油。然而,果殼油和果仁油的酸值差異十分明顯,果殼油的酸值(117.62 mg/g)極高,是果仁油酸值的100 多倍,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了食用油標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 2716—2005》的要求(≤4.0 mg/g),說明其含有過多的雜質(zhì)或酸性物質(zhì),可能在儲存的過程中受到光線、高溫、氧氣等作用,致使游離脂肪增加,油脂酸值隨之增加,導(dǎo)致酸敗。
表1 東北松子果殼和果仁中油脂的主要理化性質(zhì)對比
使用GC-MS 對松子果殼和果仁中油脂成分進行分析,結(jié)果如圖1、2、表2 所示。果殼和果仁油脂中分別檢測到17 和15 種脂肪酸,且都以不飽和脂肪酸為主,含量分別達到86.4%和89.7%。果殼油脂中含有月桂酸和二十一碳酸,其余脂肪酸的種類與果仁油脂相同;兩者都是亞油酸含量最多,分別達到了51.5%和55.2%,其次為油酸,含量分別為32.2%和31.8%。近年來,研究表明,不飽和脂肪酸具有抑制各種炎癥介質(zhì)的致炎作用,可促進乳腺癌、前列腺癌和結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡,預(yù)防心腦血管疾病等[11-12]。亞油酸能在人體合成重要的必需脂肪酸——花生四烯酸,進而能直接合成重要的前列腺素,具有一定的藥用價值[13],同時具有降低人體內(nèi)的膽固醇、血壓及抗脂肪肝、預(yù)防動脈粥樣硬化等生理作用[14-15]。通過以上分析結(jié)果可以看出,松子果殼和果仁油中均含有豐富的亞油酸和油酸,這為開發(fā)利用松子果殼油脂提供了一定的依據(jù)。
表2 松子果殼和果仁油脂肪酸組成
利用紅外光譜對松子果殼和果仁油脂結(jié)構(gòu)進行分析,如圖3 所示。3 000~2 700 cm-1處吸收帶代表的是—CH3、—CH2、—CH 特征吸收峰,1 700~1 650 cm-1處吸收帶代表的是長鏈脂肪酸中酮類和醛類的特征吸收蜂,1 450~1 250 cm-1處吸收帶代表的是醇類、酯類的特征吸收峰,950~750 cm-1處吸收帶是苯環(huán)雙取代吸收峰。同時,從圖3 中可以發(fā)現(xiàn),紅外光譜圖在2 900、1 650、720 cm-1處具有較強吸收,這與REDA 等[16]報道(不飽和脂肪酸中雙鍵的功能基團(C—H 和C═O)在2 900、1 600、750 cm-1處具有較強的特征吸收)基本吻合,說明松子果殼和果仁油均含有大量的不飽和雙鍵,這也驗證了脂肪酸組成分析結(jié)果。
我國的松子資源豐富,且消費者對松子果仁的需求量日益增加,這直接導(dǎo)致大量的松子殼作為廢棄物被丟棄。為了實現(xiàn)對松子殼的有效利用,本實驗對松子殼和果仁中油脂成分進行了對比分析。結(jié)果表明,松子殼油的過氧化值較高;在皂化值和碘值方面,果殼油有較好表現(xiàn);但果殼油酸值遠(yuǎn)超食用油標(biāo)準(zhǔn),說明其含有過多的雜質(zhì)或酸性物質(zhì),可能在儲存的過程中受到光線、高溫、氧氣等作用,致使游離脂肪增加,油脂酸值隨之增加,導(dǎo)致酸敗。油脂脂肪酸組成分析表明,松子殼和果仁中油脂的組成大體相同,均以不飽和脂肪酸為主,含量分別達到 86.4%和89.7%,且亞油酸、油酸等人體必需脂肪酸含量豐富,營養(yǎng)價值高。因此,如果能夠解決酸值等主要理化指標(biāo)過高的問題,松子殼油也是一種優(yōu)質(zhì)的植物油脂。