川藏地区产油菜籽中有效化学成分含量比较研究

李新莹, 李丹丹, 陈莹, 王雪敏, 袁绿益, 王佳欢

(西南民族大学化学与环境保护工程学院, 四川 成都 610041)

川藏地区产油菜籽中有效化学成分含量比较研究

李新莹, 李丹丹, 陈莹, 王雪敏, 袁绿益, 王佳欢

(西南民族大学化学与环境保护工程学院, 四川 成都 610041)

目的:比较川藏地区产油菜籽中有效化学成分的含量. 方法:以有效化学成分含量为指标, 采用紫外分光光度法分别测定油菜籽中酚酸、植酸、硫甙以及原花青素的含量.结果: 四川产油菜籽中酚酸含量为76.7 mg/g, 植酸含量为55.0 mg/g, 硫甙含量为20.4 μmol/g, 原花青素含量为518.6 μg/g; 西藏产油菜籽中酚酸含量为52.4 mg/g, 植酸含量为76.7 mg/g, 硫甙含量为128.7 μmol/g, 原花青素含量为870.2 μg/g.结论:四川和西藏地区产油菜籽中有效化学成分的含量具有较明显的差异.

油菜籽; 有效化学成分; 川藏地区

油菜是产油率最高的油料作物之一[1], 在我国的播种面积和产量已居世界第一位[2]. 川藏地区作为我国最重要的油菜籽产地, 每年的播种面积占冬种作物的30%以上, 产量可达到300万吨, 为川藏地区巨大的食用油需求提供了保障[3].

研究表明, 油菜籽中除了拥有较多的脂类和蛋白质等成分外, 还含有一些具有较高生物活性的有效化学成分, 如酚酸、原花青素、植酸和硫甙等[4-6]. 其中, 酚酸类物质具有较强的清除自由基和抗氧化性能, 能快速修复DNA、抗紫外线辐射, 具有抑菌、延缓衰老、预防肿瘤和心脑血管疾病等作用[7]; 原花青素是具有很强作用的抗氧化剂和自由基清除剂, 具有抗氧化、保护心血管、抗肿瘤、抗炎等一系列生理保健作用[8]; 植酸在抗癌、抗氧化、抗脂肪肝、降血脂、防肾结石等方面表现出独特的生理活性[9]; 硫甙则可阻碍早期癌细胞的生长, 有助于加强人体对癌细胞的抵抗能力, 降低患癌症的危险[10]. 然而, 从食品安全的角度出发, 油菜籽中的酚酸、原花青素、植酸和硫甙等成分是抗营养因子, 长期食用对人体具有毒副作用[11-12].

目前, 关于川藏地区产油菜籽中酚酸、植酸、硫甙和原花青素等成分含量分析的研究未见报导. 本实验通过对四川和西藏地区产油菜籽中酚酸、植酸、硫甙和原花青素等有效化学成分的含量进行比较研究, 以期对不同来源油菜籽中有效化学成分的含量变化进行有效的掌握, 对该地区油菜籽的安全食用具有重要意义, 也将为该地区油菜籽的综合利用提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

油菜籽, 分别采自四川省中江县和西藏自治区拉萨市; 没食子酸标准品, 原花青素标准品, 购自中国食品药品检定研究院; 氯化钯购自成都市科龙化工试剂厂; 植酸购自上海晶纯实业有限公司; 石油醚(60～90), 磷酸,无水碳酸钠, 钨酸钠, 磷钼酸, 无水乙醇, 三氯化铁, 磺基水杨酸, 无水硫酸钠, 盐酸, 氯化亚锡, 无水磷酸二氢钾, 钼酸铵, 硫酸, 羧甲基纤维素钠, 甲醇, 香草醛, 均为国产分析纯.

1.2 仪器

Unicam UV-500 (Thermo electron corporation); Kxs恒温水浴锅(上海科析试验仪器厂); Ja2003型电子天平(上

海良平仪器仪表有限公司); DZF-6050 型真空干燥器(上海一恒科技有限公司); RE-3000B旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂); 80-2型电动离心机(常州普天仪器制造有限公司).

1.3 方法

1.3.1 脱脂时间对脱脂效果的影响

称取一定量的油菜籽研磨后, 采用石油醚为脱脂溶剂, 按1:35的料液比运用索氏提取器进行脱脂. 通过实验研究确立油菜籽脱油率与时间的关系, 从而确定油菜籽的最佳脱脂条件.

1.3.2 酚酸含量分析

福林试剂的配置: 分别称取10 g钨酸钠和2 g磷钼酸, 然后加入85%的磷酸溶液5 mL, 再加入蒸馏水75 mL,加热回流2h, 冷却后定容至100 mL, 置于棕色瓶中保存.

Na2CO3溶液的配制: 配置浓度为75 g/L 的Na2CO3水溶液.

最大吸收波长的确定: 将没食子酸的标准品溶液在400～900 nm 范围内进行紫外波长扫描, 测得紫外全波长图谱以确定酚酸成分的最大吸收波长.

标准曲线的绘制: 准确称取没食子酸标准品50 mg, 用蒸馏水溶解并定容至100 mL. 分别吸取上述溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 于50 mL 容量瓶中, 蒸馏水稀释定容. 然后从得到的浓度为0、10、20、30、40、50μg/mL的没食子酸标准溶液中分别各取1 mL, 加人蒸馏水5 mL, 1 mL福林试剂和3 mL Na2CO3溶液, 放置2h后在最大吸收波长下测定系列标准溶液的吸光度值. 以吸光度值为纵坐标, 没食子酸浓度为横坐标绘制标准曲线并进行线性回归分析.

含量测定: 称取5 g粉碎过筛后的脱脂油菜籽, 按1:25的料液比加入体积分数为50%的乙醇溶液, 于25℃下超声提取1h. 然后减压过滤, 收集提取液, 回收乙醇, 浓缩至干, 加入蒸馏水使之溶解, 于3000 r /min条件下离心30 min, 取上清液, 蒸馏水定容至500 mL. 准确移取上述溶液1.0 mL, 然后加入5 mL蒸馏水, 1.0 mL福林试剂以及3 mL Na2CO3溶液, 放置2 h 后在最大吸收波长下测定吸光度值, 并通过回归方程计算油菜籽中酚酸含量.

1.3.3 植酸含量分析

试剂配制: 分别配置100 g/L的硫酸钠盐酸溶液; 20 g/L的氯化亚锡盐酸溶液; 反应溶液(分别准确称取三氯化铁0.03 g和磺基水杨酸0.3 g, 加蒸馏水定容至100 mL); 磷化物标准溶液(准确称取干燥过的无水磷酸二氢钾0.04 g, 蒸馏水定容至100mL, 此溶液中磷化氢浓度相当于0.1 mg/mL); 磷化物标准使用液(吸取10 mL 上述磷化物标准溶液稀释至100mL, 混匀).

磷化物标准曲线的绘制: 精密吸取磷化物标准使用液0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL, 各置于50 mL容量瓶中. 然后依次加入30 mL蒸馏水, 3mol/L的硫酸5.4 mL和 5%的钼酸铵2.5 mL, 混匀. 再分别向样品管及标准管中加入0.1 mL的氯化亚锡盐酸溶液, 并加蒸馏水稀释至50 mL, 静置15 min, 在波长680 nm处测吸光度,绘制标准曲线.

标准植酸的测定: 取0.5 mL标准植酸样品定容到100 mL, 再取该溶液0.1 mL进行消化, 透明后用容量瓶定容至50 mL, 然后于680 nm 处进行测定, 得到的两次平行吸光度值代入标准曲线, 计算得0.1 mL 溶液中含有磷化物27.02 μg, 故所用标准植酸试剂的植酸含量为47. 93%.

最大吸收波长的确定: 将标准植酸溶液在400～900 nm范围内进行紫外波长扫描, 测得紫外全波长图谱以确定植酸成分的最大吸收波长.

植酸标准曲线的绘制: 分别准确移取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL的标准植酸样品使用液于25 mL 容量瓶中,然后加入8 mL反应溶液, 用蒸馏水定容至25 mL. 以蒸馏水为参比, 于最大吸收波长处测定标准植酸样品使用液的吸光度值, 并绘制标准曲线图.

含量测定: 称取2 g经过前处理后的油菜籽加入料液比为1:25的蒸馏水, 调节溶液pH值至9, 50℃下超声提取1 h. 然后离心分离10 min, 移取上清液2 mL于容量瓶中, 用硫酸钠盐酸溶液定容至10 mL, 静置沉淀, 过滤. 取上清滤液3 mL于容量瓶中, 再加入8 mL反应溶液, 蒸馏水定容至50 mL. 以蒸馏水为空白, 于最大吸收

波长处测溶液吸光度值, 并通过回归方程计算油菜籽中植酸含量.

1.3.4 硫甙含量分析

试剂的配置: 0.1%羧甲基纤维素钠水溶液; 氯化钯显色溶液(称取177 mg 氯化钯放入烧杯中, 加入6.2%的盐酸溶液2 mL和蒸馏水20 mL, 加热溶解后加蒸馏水稀释至250 mL).

标准曲线的绘制: 参考文献方法[13,14]绘制硫甙标准曲线, 并得到回归方程.

含量测定: 准确称取经粉碎过筛后的脱脂油菜籽100 mg于10 mL试管中, 在沸水浴锅中干蒸10 min, 加入约90℃的热水8 mL, 再在沸水浴锅中蒸煮20～40 min, 中间搅动两次, 取出静置冷却后, 用水稀释至10 mL摇匀. 经过滤后取2 mL放入另一带塞的10 mL比色管中, 并加入0.1%羧甲基纤维素钠溶液4 mL, 再加入2 mL氯化钯显色溶液, 盖上塞子充分摇匀, 24℃恒温箱中放置3 h. 使用紫外分光光度仪于最大吸收波长下测定其吸光度值, 以氯化钯和羧甲基纤维素钠空白溶液作参比溶液, 通过回归方程计算油菜籽中硫甙含量.

1.3.5 原花青素含量分析

试剂的配置: 配制质量浓度为50 g/L的香草醛甲醇溶液, 然后将50 g/L香草醛甲醇溶液和30%盐酸溶液按1:1的体积比混合, 配成显色剂.

最大吸收波长的确定: 将原花青素的标准品溶液在400～900 nm 范围内进行紫外波长扫描, 测得紫外全波长图谱以确定原花青素的最大吸收波长.

标准曲线的绘制: 配制浓度为0.5 mg/mL 的原花青素标准溶液, 再分别移取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL的标准溶液用甲醇定容至50 mL. 各取1 mL (另取1 mL甲醇为空白液), 分别加入5 mL显色剂, 摇匀, 避光, 静置30 min后, 在最大吸收波长下测定标准溶液的吸光度值, 并绘制标准曲线和计算回归方程.

含量的测定: 称取5 g粉碎过筛后的脱脂油菜籽, 按1:7的料液比加入体积分数为70%的乙醇溶液, 25℃浸提30 min, 将提取液在3000 r/min条件下离心30 min, 取上清液, 回收乙醇溶液, 浓缩至干再加入甲醇定容至50mL. 取1 mL原花青素提取液, 加5 mL显色剂, 放置30 min后进行显色分析, 最大吸收波长下测定吸光度值,根据标准曲线和回归方程计算原花青素含量.

2 结果与讨论

2.1 脱脂时间对脱脂效果的影响

实验考察了不同脱脂时间对油菜籽脱脂效果的影响, 所得结果如图1所示. 由图1可以看出, 当脱脂时间小于6h时, 随着脱脂时间的延长, 脱油率明显上升; 当脱脂时间在6～10h时, 脱油率增加的趋势变缓; 10h以后随着时间的延长, 脱油率不再增加. 由于时间过长不利于脱脂效率的提高, 故确定油菜籽的最佳脱脂条件为: 称取一定量的油菜籽研磨后, 按1:35的料液比, 采用石油醚为脱脂溶剂用索氏提取器脱脂10 h.

2.2 有效化学成分含量分析

图1 油菜籽脱脂效果与时间关系Fig 1 Effect of extraction time on the deoiling efficiency

2.2.1 酚酸含量分析

采用Folin-Dennis法对油菜籽中酚酸类成分进行分析. 将没食子酸的标准品溶液在400～900 nm 范围内进行紫外波长扫描, 测得紫外吸收光谱图(如图2所示)以确定酚酸类成分的最大吸收波长. 由图2可以看出, 没食子酸在750 nm处有最大吸收, 因此确定酚酸类成分的最大吸收波长为750 nm. 然后在750 nm处测定系列标准溶液的吸光度值, 以吸光度值对没食子酸浓度进行线性回归分析, 绘制标准曲线(如图3所示), 拟合得到的回归方程为: Y=0.0094X-0.0039, R2=0.9985.

使用所得标准曲线及回归方程对四川地区产油菜籽和西藏地区产油菜籽中酚酸含量进行分析, 得到四川和西藏地区产油菜籽中有效化学成分含量结果如表1所示.由表1可以看出, 西藏地区产油菜籽中酚酸含量为52.4 mg/g,四川地区产油菜籽中酚酸含量为76.7 mg/g, 四川地区产油菜籽中酚酸含量大于西藏地区产油菜籽.

图2 没食子酸紫外可见吸收光谱图Fig 2 UV–vis spectra of gallic acid

图3 酚酸成分标准曲线Fig 3 Calibration curve of phenolic acid

2.2.2 植酸含量分析

采用磷钼蓝比色法对油菜籽中植酸类成分进行分析. 所绘制得到的磷化物标准曲线如图4所示, 并通过扫描得到的紫外吸收光谱图可以看出确定植酸的最大吸收波长为500 nm. 然后在500 nm处测定系列植酸标准溶液的吸光度值, 以植酸浓度为横坐标(C), 吸光度值为纵坐标(Abs), 绘制植酸标准曲线(如图5所示), 拟合得到的回归方程为: Y=-0.9836X+0.5929, R2=0.9985.

使用所得标准曲线及回归方程对四川地区产油菜籽和西藏地区产油菜籽中植酸含量进行分析, 结果如表1所示. 由表1可以看出, 西藏地区产油菜籽中植酸含量为76.7 mg/g, 四川地区产油菜籽中植酸含量为55.0 mg/g,植酸含量为西藏地区产油菜籽大于四川地区产油菜籽.

图4 磷化物标准曲线Fig 4 Calibration curve of phosphorus

图5 植酸标准曲线Fig 5 Calibration curve of phytic acid

2.2.3 硫甙含量分析

采用氯化钯法对油菜籽中硫甙成分进行分析. 在最大吸收波长540 nm处测定硫甙含量, 所得回归方程为: Y=0.0043X+0.0596, R2=0.999.

使用所得标准曲线及回归方程对四川地区产油菜籽和西藏地区产油菜籽中硫甙含量进行分析, 结果如表1所示. 由表1可以看出, 西藏地区产油菜籽中硫甙含量为128.7μmol/g, 四川地区产油菜籽中硫甙含量为20.4 μmol/g,四川地区产油菜籽中硫甙含量远小于西藏地区产油菜籽.

2.2.4 原花青素含量分析

采用香草醛-盐酸法对油菜籽中原花青素类成分进行分析. 将原花青素标准品溶液在400～900 nm 范围内进行紫外波长扫描, 测得紫外吸收光谱如图6所示. 由紫外吸收光谱图可以看出, 原花青素在500 nm处有最大吸收, 因此确定原花青素成分的最大吸收波长为500 nm. 取原花青素对照品溶液使用紫外分光光度仪在500 nm处按照1.3.5所述的操作方法分别得到各浓度对照品溶液的吸光度值, 然后以原花青素溶液浓度为横坐标(C),吸光度值为纵坐标(Abs), 绘制原花青素标准曲线(如图7所示), 回归方程为: Y=0.027X+0.0073, R2=0.9981.

使用所得标准曲线及回归方程对四川地区产油菜籽和西藏地区产油菜籽中原花青素含量进行分析, 结果如表1所示. 由表1可以看出, 西藏地区产油菜籽中原花青素含量为870.2 μg/g, 四川地区产油菜籽中原花青素含量为518.6 μg/g, 四川地区产油菜籽中原花青素含量小于西藏地区产油菜籽.

图6 原花青素紫外可见吸收光谱图Fig 6 UV–vis spectra of proanthocyanidin

图7 原花青素标准曲线Fig 7 Calibration curve of proanthocyanidin

表1 不同来源油菜籽中酚酸、植酸、硫甙和原花青素含量测定结果(n=3)Table 1 Contents of phenolic acid, phytic acid, glucosinolate and proanthocyanidin in rapeseeds produced from Sichuan and Tibet

3 结论

实验运用紫外可见分光光度法分别对油菜籽中酚酸、植酸、硫甙以及原花青素等有效化学成分的含量进行了分析, 并以有效化学成分含量为指标, 比较不同来源油菜籽中有效化学成分含量的差异. 结果表明, 四川地区产油菜籽中酚酸含量大于西藏地区产油菜籽, 植酸、硫甙和原花青素含量均为西藏地区产油菜籽大于四川地区产油菜籽, 且硫甙含量差异较大, 表现出明显的地域特性. 本实验研究将为后续油菜籽制品的安全性评价以及综合利用研究奠定理论基础.

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Comparison of the active chemical composition in rapeseeds from Sichuan and Tibet

LI Xin-ying, LI Dan-dan, CHEN Ying, WANG Xue-min, YUAN Lu-yi, WANG Jia-huan
(School of Chemistry and Environmental Protection Engineering, Southwest University for Nationalities, Chengdu 610041, P.R.C.)

Objective:To conduct a comparative study of the content of active chemicals in rapeseeds produced from Sichuan and Tibet.Methods:The contents of phenolic acids, phytic acids, glucosinolates and proanthocyanidins were identified by UV-vis measurements.Results:The contents of phenolic acid, phytic acid, glucosinolate and proanthocyanidin in rapeseeds from Sichuan province were 76.7 mg/g, 55.0 mg/g, 20.4 μmol/g and 518.6 μg/g, respectively. On the other hand, the contents of phenolic acid, phytic acid, glucosinolate and proanthocyanidin in rapeseeds from Tibet were 52.4 mg/g, 76.7 mg/g, 128.7 μmol/g and 870.2 μg/g, respectively.Conclusion:The study reveals that the contents of phenolic acid, phytic acid, glucosinolate and proanthocyanidin in rapeseeds from Sichuan and Tibet have the regional characteristics.

rapeseed; active chemicals; Sichuan and Tibet

R284; TS229

: A

: 1003-4271(2014)03-0369-06

10.3969/j.issn.1003-4271.2014.03.09

2014-03-02

李新莹(1984-), 女, 汉族, 成都人, 讲师, 博士, 研究方向为天然产物化学, E-mail: lixinying1984@163.com.基金项目：西南民族大学大学生创新创业训练计划项目(S201310656081).