刘俊英,张虎成,危晴,王芳
(1.北京电子科技职业学院生物工程学院,北京 100029;2.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,北京 100081)
欧李是我国特有的一种蔷薇科樱桃属灌木树种,耐旱、耐寒、耐盐碱,适应性强。欧李根冠比大,植株矮小,可以有效防止水土流失,在生态治理中发挥重要作用[1];欧李果风味独特,香气宜人。欧李果实中维生素、矿物质、蛋白质、氨基酸等含量高,营养丰富,矿物质元素Ca含量在果肉中高达428.1 mg/kg,是其它水果Ca含量的2倍~10倍,钙含量是所有经济型水果中最高的,被誉为“钙果”[2-4]。脂肪酸在水果的芳香物质合成中起主要作用,脂肪酸是萜类、醛、醇和酯芳香物质的前体[5];不饱和脂肪酸是人体必需脂肪酸[6-7]。鲜见欧李果脂肪酸的研究报道,本文采用超声波萃取法对欧李果进行分离提取,通过GC-MS对其化学成分进行鉴定,研究欧李果脂肪酸的组成,为促进欧李的营养价值的开发和欧李的种植和推广奠定基础。
Agnent 5975型气相色谱一质谱仪:美国安捷伦公司;超声波萃取装置:AUTO SCIENCE INSTUMENT CO.,LTD.;AR2140分析天平:美国奥索斯;RE-210D旋转蒸发仪:上海科兴仪器有限公司;HH-2恒温水溶锅:常州国华电器有限公司;TG18K-Ⅱ台式高进离心机:济南福的机械有限公司。分析纯:石油醚、硫酸、甲醇、正己烷、无水硫酸钠。成熟“京欧Ⅱ号”欧李果,产至河北尚义县。
1.2.1 超声波萃取
称取5.0000 g经-70℃冷冻干燥、粉碎至粒径0.3 mm~0.5 mm的欧李果粉,投入超声波提取器中,加入50 mL石油醚,超声波提取40 min,离心分离,得橙黄色透明提取液,再旋转蒸发除去石油醚,重复3次,取平均值。
1.2.2 甲酯化[8]
在欧李果提取物中加入2.5 mol/L硫酸-甲醇溶液1.0 mL,于70℃水浴中加热30 min,加入2 mL正己烷提取甲酯化产物,取出上清液,再用1 mL正己烷二次提取,与上清液合并,加少量无水硫酸钠,离心,取1.5mL上清液于样品瓶中。
1.2.3 GC-MS条件
色谱条件:色谱柱为DB-FFAP柱(60 m×0.25 mm×0.25μm);升温程序:起始温度 100 ℃保持 2 min,以5℃/min速率升到230℃,保持20 min;进样口温度为260℃;载气为氦气(纯度≥99.999%),流速 1.0mL/min,溶剂延迟 5.00 min;分流比为 5∶1,进样量 0.2μL。
质谱条件:电子方式为轰击离子源(EI),电离能量为70 eV;灯丝发射电流为200μA,离子源温度为210℃,GC-MS接口温度为240℃。
1.2.4 数据处理
定性:实验谱图数据处理由Xcalibur软件系统完成,未知化合物经数据处理和NIST谱库检索,结合人工谱图索引,同时与NIST和Wiley谱库相匹配,得出相应的化学成分。
定量:通过峰面积归一化法计算各化学成分的相对百分含量。
将1.2.2制备样品经气相色谱-质谱联仪(GC-MS)分析,欧李果萃取物总离子流图见图1,将欧李果质谱检测的物质去除甲酯,其化学成分及求得的各化学组成及其相对百分含量见表1。
图1 欧李果超声波提取物总离子流图Fig.1 The gas chromatogram of the lipids of ultrasonic extraction from Chinese Dwarf Cherry fruit
表1 欧李果超声波提取物的化学组成及相对含量Table 1 Chemical composition and relative content in the lipids of Chinese Dwarf Cherry fruit
续表1 欧李果超声波提取物的化学组成及相对含量Continue table 1 Chemical composition and relative content in the lipids of Chinese Dwarf Cherry fruit
欧李果超声波提取物得率为1.06%。由表1中鉴定出欧李果提取物的化学成分及其相对百分含量可知,欧李果石油醚提取物中共检测并能确定化合物名称的物质有37种(去除烷烃),占检出总量的93.14%,检测到31种脂肪酸、5种醇和酚、1种酯。脂肪酸占检出总量的88.50%。饱和脂肪酸20种,占检出总量37.90%,主要为棕榈酸(9.46%)、木焦油酸(8.02%),硬脂酸(5.97%);不饱和脂肪酸11种,占检出总量51.74%,其中1种二元不饱和脂肪酸富马酸(0.02%);8种单不饱和脂肪酸,主要为油酸(20.32%),羟基不饱和脂肪酸蓖麻油酸(4.64%),首次在欧李果中检测到顺15-二十四烯酸即神经酸1.83%;2种多不饱和脂肪酸为亚油酸(15.65%)和亚麻酸(5.22%);1种反式脂肪酸,反-13-十八碳烯酸(0.37%)。
欧李果不饱和脂肪酸含量高,占检出总量51.74%,膳食中不饱和脂肪酸能降低胆固醇,调节血脂,对脂肪的生化合成和氧化、癌诱变和胆固醇具有独特的调控作用[9],不饱和脂肪酸可以提高细胞活性,增强智力、记忆力和思维能力[6-7],不饱和脂肪酸对人类成长和健康发挥着重要作用。
2.2.1 欧李果主要不饱和脂肪酸营养分析
欧李果中油酸(20.32%)、亚油酸(15.65%)、亚麻酸(5.22%)3种主要不饱和脂肪酸含量高,占检出总量的41.19%。亚油酸在人体衍生为花生四烯酸后合成前列腺素,具有抗炎、扩张血管防止血栓形成、防止动脉硬化和软化血管的作用,能抑制淋巴肉瘤,具有抗癌作用[10-11]。亚麻酸是一种含三个双键的不饱和脂肪酸,正常人从食物中摄入亚麻酸后,经Δ-6脱氢酶碳链延长酶作用,在体内可转化为EPA和DHA,EPA是体内三烯前列腺素前体,DHA使大脑、视网膜等神经系统磷脂的主要成分[12]。亚麻酸具有改善血管疾病,降压、降血脂、降胆固醇的作用;亚麻酸能提高神经功能,预防过敏性疾病的作用[13-14];欧李果中油酸百分含量高达20.32%,研究发现,顺式单不饱和脂肪酸在降低胆固醇方面能力与多不饱和脂肪酸相同[15]。
不饱和脂肪酸可以改善果实的风味成分。成熟果实中亚麻酸和亚油酸含量高,果实呼吸高峰过后香气大量产生,亚麻酸和亚油酸含量也随之下降,果实中的脂肪酸经氧化产生的酮酸和酰基-CoA可被进一步还原成醛、醇和合成酯类[16],增加果实香气成分,欧李果不饱和脂肪酸含量高,果实香气浓郁。
2.2.2 欧李果神经酸营养分析
首次在欧李果中检测到顺15-二十四烯酸即神经酸,占检出总量的1.83%。神经酸是大脑神经纤维和神经细胞的核心天然成分,是神经细胞特别是大脑细胞、视神经细胞、周围神经细胞生长、再发育和维持的必需“高级营养素”,对提高脑神经的活跃程度,防止脑神经衰老有很大作用,神经酸对帕金森、老年痴呆有显著治疗作用[17]。科学研究证明,神经酸抑制HIV-l逆转录酶的活性,对艾滋病逆转录酶有很强的抑制作用,可以增强人体免疫功能和防治艾滋病[18]。神经酸主要来源于鲨鱼脑及鲨鱼油,目前仅在蒜头果、盾叶木和槭属植物中发现神经酸,蒜头果是含神经酸植物之冠,但适生区范围较小[17]。本研究在欧李果中检测到神经酸,为欧李果营养价值开发、品种的选育和种植奠定基础。
2.2.3 欧李果其他脂肪酸的作用分析
欧李果中蓖麻油酸占检出总量的4.64%。蓖麻油酸可以作为增塑剂,欧李果中蓖麻油酸含量高,可以使水果表皮致密、弹性较好,使欧李果更加耐贮藏。
欧李果中检测到反式-13-十八碳烯酸,占检出总量0.37%。含反式脂肪酸约8%的饮食与亚油酸相比显著地降低了成人高密度脂蛋白含量胆固醇,从而显著增加心血管疾病风险[19]。反式脂肪酸引起了全球科学界的高度重视。虽然欧李果中反式脂肪酸含量低,在品种的选育和种植应尽量考虑反式脂肪酸对人类健康的影响。
欧李果石油醚超声波提取物得率为1.06%。欧李果中检测到37种化合物,其中31种脂肪酸、5种醇和酚、1种酯。饱和脂肪酸20种,占检出总量37.90%,主要为棕榈酸(9.46%)、木焦油酸(8.02%),硬脂酸(5.97%);不饱和脂肪酸11种,占检出总量51.74%,主要不饱和脂肪酸为油酸(20.32%)、亚油酸(15.65%)和亚麻酸(5.22%)、蓖麻油酸(4.64%)和神经酸(1.83%);1种反式脂肪酸,反-13-十八碳烯酸(0.37%)
欧李果不饱和脂肪酸含量高,油酸、亚油酸和亚麻酸3种主要不饱和脂肪酸占检出总量41.19%,欧李果具有降压、降胆固醇、抗炎症和抗癌作用;成熟果实中醛、醇和酯含量高,欧李果果实香气浓郁。
首次在欧李果中检测神经酸(1.83%),欧李果中含有神经酸,具有防止脑神经衰老,预防帕金森、老年痴呆的作用,可以增强人体免疫功能和防治艾滋病。欧李果中蓖麻油酸含量高,果表皮致密、弹性较好,耐贮藏。在欧李果中检测到反式-13-十八碳烯酸,虽然含量低,在品种的选育和种植应考虑反式脂肪酸对人类健康的影响。
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