GN海带新品系脂肪酸的气相色谱-质谱联用分析*

冯小峻，邓 舟，陆慧宁，佘志刚，顾晨曦，刘 涛，陈省平

(1.中山大学化学与化学工程学院，广东 广州 510275； 2.中山大学测试中心，广东 广州510275； 3. 中国海洋大学海洋生命学院，山东 青岛 266100；4. 中山大学中山医学院，广东 广州 510080)

海藻含有多种脂肪酸成分，尤其是含有具有独特的生物活性多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)。脂肪酸是构成人体脂肪和类脂的基本物质，是人体重要的营养素之一。其中多不饱和脂肪酸营养保健功能及富含多不饱和脂肪酸产品的生产开发利用则是近几年国际研究热点。海带作为一种重要的海洋生物资源，具有较高的营养价值。具有降血糖、降血脂、抗肿瘤、抗HIV和增强免疫功能，对治疗心脑血管疾病和中、早期慢性肾衰竭等均有一定作用[1]。目前对于海带功能成分的研究多集中于海藻多糖类的研究，而对其脂肪酸成分的研究较少。由于食用脂肪对健康的影响及食品标签的要求,对食品原料中的总脂肪含量及其具体组分作定性分析就显得尤为重要[2]。

本文首次用乙醇提取、甲酯化处理的方法，对GN海带新品系脂肪酸的化学成分采用GC-MS技术进行分析研究，获得了有价值的海带脂肪酸数据，为进一步开发保健品及药物等提供了基础数据。

1 材料和方法

1.1 实验材料

GN海带新品系由中国海洋大学培育并提供样品。

1.2 海带脂肪酸的提取及其甲酯化

称取500 g干样，粉碎后在50 ℃下，用1.5 Lφ=95%酒精温浸5 h，过滤，滤渣重复操作3次，合并滤液并浓缩得浸膏。取1.3 g浸膏，加 0.5 mol·L-1KOH-CH3OH 溶液 25 mL，苯-正己烷(体积比为1∶1)溶液 25 mL，室温下超声振荡 5 min后，加热至 60 ℃，处理20 min，冷却后，加入饱和 NaCl溶液 25 mL，静置分层后取上层清液进行 GC-MS分析。

1.3 GC-MS 分析条件

仪器:Voyager气相色谱-质谱分析仪(美国)。

GC条件: 色谱柱为INNOWAX(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)石英毛细管柱; 进样口温度220 ℃；柱起始温度50 ℃，保持3 min，再以20 ℃/min升至250 ℃，保持8 min；采用不分流进样，进样量0.5 μL。

MS条件: 接口温度230 ℃，离子源温度200 ℃；电离方式EI，电离能7 0eV；倍增电压400 V，

扫描质量范围19～435 amu。各组分采用NIST谱库检索定性。

2 结果与讨论

2.1 海带脂肪酸甲酯的总离子流图

海带脂肪酸甲酯的GC-MS 谱图如图1所示。

图1 海带脂肪酸甲酯的GC-MS 总离子流谱图

2.2 海带脂肪酸甲酯组成及含量

经美国国家标准局NIST147 及WILEY7 谱库检索以及文献参考共检出24种成分，各成分及其相对含量如表1所示。

表1 海带脂肪酸甲酯组成及含量

2.3 结果与讨论

2.3.1 不同提取方法对脂肪酸分析的影响 海藻脂肪酸提取方法，主要包括超临界CO2萃取、索氏抽提器提取、Bligh-Dyer 提取法等。黄俊辉等[3]对比研究了超临界CO2萃取和改良Bligh-Dyer提取法对海带脂肪酸提取的影响，认为超临界CO2萃取有利于多不饱和脂肪酸提取，但对脂肪酸种类组成产生了较大的影响。而Bligh-Dyer提取法采用甲醇溶剂易存在甲醇残留问题。本文采取乙醇提取、甲酯化处理的方法，较好解决了上述问题，可检测出脂肪酸种类多达14种，脂肪酸相对质量含量为94.2%，提取效果良好。

2.3.2 样品以及提取方法差异对海带饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量的影响 经谱库检索确认14种脂肪酸成分，其中不饱和脂肪酸10种。按峰面积归一化法计算含量，结果表明：饱和脂肪酸4种占56.22%，不饱和脂肪酸占37.98%，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸比例为1.47∶1。与文献[4-7]值比较，不同海域海带中饱和与不饱和脂肪酸的比例差异较大(2.92～0.01∶1)。Russel-Wells[8]和Ito等[9]的研究显示海藻脂类含量随着生长水深的增加而降低；Velimirov[10]对研究了苍白海带不同组织部位脂肪酸含量，发现柄部和叶片脂肪酸种类和含量存在一定的差异。脂肪酸是生物膜的主要成分，同时作为贮藏物质起到能量转化和提供代谢前体的作用。因此，不同环境对其脂肪酸合成以及转化具有重要的内在影响，这也可能是不同海域海带样品脂肪酸差异的主要因素。

2.3.3 脂肪酸组成及含量 海带4种饱和脂肪酸中，棕榈酸(又名软脂酸)的含量高达36.23%，可由它产生其他的非必需脂肪酸。棕榈酸酯是一种抗氧化剂，棕榈酸酯会附于醇型态的维生素A(即视黄醇)以稳定在牛奶内的维生素A。

多不饱和脂肪酸按照从甲基端开始第1个双键的位置不同，可分为ω-3族、ω-6族和ω-9族多不饱和脂肪酸。其中ω-3族、ω-6族在生物学和营养学上有着相当重要的意义。ω-3 PUFAs 的母体是α-亚麻酸(α-Linolenic acid, ALA, C 18:3△9,12,15)，它在△5、△6去饱和酶作用下转化成二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA,C20:5))和二十二碳六烯酸(Docosahexenoic acid,DHA,C22:6)。ω-6 PUFAs 的母体是亚油酸(Linoleic acid, LA, C 18:2△9,12)，由它可衍生出γ-亚麻酸 (γ-Linolenic acid,GLA,C18:3) 、花生四烯酸(Arachidonic acid, AA,C20:4) 。

表1数据显示，在海带10种不饱和脂肪酸中，ω-3和ω-6 PUFAs共占海带脂肪酸总量的26.51%。大多数必需脂肪酸是ω-3和ω-6 PUFAs,它对神经元细胞膜的完整性具有重要的作用[11-12]。Terry 等[13]报道增加ω-3 PUFAs 的摄入量能够降低乳腺癌、前列腺癌以及和激素相关的癌症发病率。科学家经研究发现鱼类中富含一种神奇的物质—ω-3 PUFAs (DHA和EPA，俗称鱼油)，明显降低了海边的居民心血管病的发病率。海带含量达9.29%的亚油酸是必需脂肪酸，具有促进血液循环、软化血管、降低血清胆固醇含量、防止动脉硬化的功能。而且亚油酸经人体摄入后,可在体内转化成人体必需的γ- 亚麻酸和花生四烯酸。另外，海带也含有3.74%的γ-亚麻酸。 Alison Colquhoun[14]证明γ- 亚麻酸能够抑制肿瘤细胞的生长，最终引起肿瘤细胞凋亡。花生四烯酸属于半必需脂肪酸，在海带中含量为4.9%，是人体大脑和视神经发育的重要物质，对提高智力和增强视敏度具有重要作用。

3 结 论

检测并确定了GN海带新品系含脂肪酸14种，其中不饱和脂肪酸10种。在不饱和脂肪酸中，亚油酸、γ-亚麻酸、EPA、DHA、花生四烯酸等具有良好的生理活性，为海带的深度开发提供理论基础。海带新品系含有大量的具有独特生物活性的不饱和脂肪酸，相对于深海鱼油，海带具有价格低廉、来源丰富等优点，显示出海带新品系在生物制药和营养保健品领域的广阔市场应用前景。

参考文献：

[1] 李福川,唐志红,崔博文,等.三种海带多糖的降糖作用[J].中国海洋药物,2000(5):12.

[2] 何照苑,张迪清. 保健食品化学及其检测技术[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 1998:5.

[3] 黄俊辉，曾庆孝，佘纲哲.超临界萃取法提取海带多不饱和脂肪酸的研究[J].华南理工大学学报:自然科学版，2001，29(12)：79-83.

[4] 邹耀洪.海带脂肪酸邻氨基苯酚化学修饰气相色谱—质谱分析[J].食品科学,2005，26(9)：411-414.

[5] 罗盛旭, 梁振益, 陈佩.海带脂肪酸种类及主要成分[J].海南大学学报:自然科学版,2005，23(3)：220-223.

[6] 夏静芬，汪财生，钱国英.羊栖菜和海带脂肪酸组成的比较分析[J].食品研究与开发,2009，30(12)：5-8.

[7] 卫煜英，曹艳平.气相色谱质谱联用法分析海藻脂肪酸及其它成分[J].营养学报,1995，17(1)：53-55.

[8] RUSSEL-WELLS B.Fats of brown seaeeds[J].Nature,1932,129:654-655.

[9] ITO K, TSUCHIYA Y. Differential fatty acid composition of some marine algea associated with their habit at depths[J].Tohoku J Agr Res, 1977,28:145-150.

[10] VELIMIROV B. Fatty acid composition of kelp on the West coast of South Africa and some ecological implications[J].Bot Mar,1979,22(4):237-240.

[11] YEHUDA S, RABINOVITZ S, MOSTOSKY D I. Essential fatty acids are mediators of brain biochemistry and cognitive functions[J]. J Neuroscie Res, 1999, 56: 565-570.

[12] HENRY E G, MOMIN R A, NAIR M G, et al. Antioxidantand cyclooxygenase activities of fatty acids found in food[J]. J Agric Food Chem, 2002, 50: 2231-2234.

[13] TERRY P D, ROHAN T E, WOLK A. Intakes of fish and marine fatty acids and the risks of cancers of the breast and prostate and of other hormone related cancers: A review of the epidemiologic evidence[J]. Am J Clin Nutr, 2003,77(3) : 532-543.

[14] COLQUHOUN A. Gamma-linolenic acid alters the composition of mitochondrial membrane subfractions, decreases outer mitochondrial membrane binding of hexokinase and alters camitine palmitoyl transferase I properties in the Walker 256 rat tumour[J]. Biochimica et Biophysica Acta, 2002,1583: 74-84.