不同采收期白花延龄草根茎中脂肪酸的GC-MS分析

罗婧，赵卉，陈雪，褚红军，刘继永*

(1.中国农业科学院特产研究所，长春130112；2.吉林省食品检验所，长春130112；3.山东中农联合生物科技股份有限公司，山东济南250100)

不同采收期白花延龄草根茎中脂肪酸的GC-MS分析

罗婧1，赵卉1，陈雪2，褚红军3，刘继永1*

(1.中国农业科学院特产研究所，长春130112；2.吉林省食品检验所，长春130112；3.山东中农联合生物科技股份有限公司，山东济南250100)

采用气相色谱-质谱(GC-MS)法对不同采收期白花延龄草根茎中的脂肪酸组成进行分析。结果表明，共从白花延龄草根茎中分离鉴定出23种脂肪酸，其中亚油酸的含量最高达52.24%～53.83%，其他主要脂肪酸为棕榈油酸20.14%～21.79%、油酸10.75%～12.87%、α～亚麻酸2.90%～5.60%和棕榈酸4.04%～6.77%，其不饱和脂肪酸含量高达89.97%～93.46%，并且大部分脂肪酸含量呈先降后升趋势，多以样品3的脂肪酸含量最高。

白花延龄草；脂肪酸；气相色谱-质谱法

延龄草为百合科(Liliaceae)延龄草属(Trillium)植物延龄草(TrilliumtschonoskiiMaxim.)的干燥根根茎及果实，又名头顶一颗珠、芋儿七、狮儿七等，为土家族四大神药之一。延龄草属植物全世界共有约50种，我国有3种，即延龄草(T.tschonoskiiMaxim.)、吉林延龄草(T.kamtschaticumPal1.)和西藏延龄草(T.govanianumWal1.)[1-2]。延龄草以干燥根和根茎、果实入药，具有降压、阵痛、抗肿瘤功效，本属植物中次生代谢产物以皂苷为主，化学成分研究多针对根、根茎，为科学评价延龄草不同部位药用价值，本试验采用GC-MS法对不同采收期白花延龄草根茎的脂肪酸含量进行测定，以确定白花延龄草最佳采收期。同时为白花延龄草的药用提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

Agilent 7890A-7000B气相色谱-质谱联用仪；R-200旋转蒸发仪(瑞士BUCHI公司)；BS110S电子天平(北京塞多利斯天平有限公司)；FW-200高速万能粉碎机；0. 22μm微孔滤膜(上海新亚净化器件厂)。

1.2 试剂与材料

氯仿、甲醇、氯化钾、氢氧化钾均为国产分析纯；盐酸为优级纯；正己烷(色谱纯，国药集团化学试剂有限公司)；37种脂肪酸甲酯混标标准品(美国NU-CHEK)；氦气，高纯度99.999%，由北京嘉世旺科技有限公司提供。

分别于2014年在吉林省吉林市左家延龄草驯化栽培试验田采收白花延龄草根茎，低温烘干至恒重后用粉碎机粉碎成粉末状(40目)样品，备用。样品1：7月24日采收,样品2：8月4日采收,样品3：8月14日采收。

1.3 实验方法

1.3.1 样品前处理方法

称取样品10.0g于锥形瓶中，添加200mL提取液(氯仿∶甲醇=2∶1)，超声提取30min，提取液经滤纸过滤至分液漏斗中；然后添加40mL 1%的氯化钠溶液，静置过夜分层。过夜分层后，得到下层有机相，于50℃水浴减压浓缩至干。浓缩后的脂质提取物用5mL 正己烷溶解并转移至具塞试管，再添加5mL 1mol/L KOH甲醇溶液，盖塞于50℃水浴中甲酯化40min。甲酯化结束后，添加5mL 正己烷和15mL 5% HCl溶液进行分层；取上层有机相(正己烷层)经0.22μm滤膜过滤后供GC-MS测定。

1.3.2 气相色谱条件

色谱柱：Supelco SP-2560(100m×250μm×0.2μm)；柱温：初始140℃，保持5min，以4℃/min速率升至200℃，再以3℃/min速率升至220℃，保持26min；进样口温度：250℃；载气：高纯氦气1.0 mL/min；进样量1μL；分流比为 20∶1。

1.3.3 质谱条件

电子轰击离子(EI)源；离子源温度230℃；电子能量70eV；传输线温度250℃；扫描质量范围为 m/z 50～500。

2 结果与讨论

2.1 37种脂肪酸甲酯标样的色谱分离

由于待分离的37种脂肪酸甲酯存在多种异构体，其物理、化学性质非常相似，用常用的30m的毛细管色谱柱较难将顺、反式脂肪酸分开[3-4]。因此本实验选用强极性100m的SP-2560色谱柱分离37种脂肪酸甲酯。37种脂肪酸甲酯标准品总离子流色谱图及其保留时间先后出峰顺序如图1所示。从图1可以看出，在SP-2560色谱柱上所有的37种脂肪酸甲酯均达到了先后分离，对于较难分离的顺反异构体以及碳数相同双键位置和双键个数不同的脂肪酸也达到了较好的分离效果，且峰形较好，色谱柱与色谱条件适用于37种脂肪酸甲酯的分析要求。从图1可以总结出各种脂肪酸甲酯在SP-2560色谱柱上基本按照碳数从低到高依次出峰；对于同一碳数的脂肪酸甲酯，饱和的先出峰，不饱和的后出峰，不饱和度越高，出峰越晚；顺式与反式中反式脂肪酸先出峰。

图1 37种脂肪酸甲酯混合标准品在SP-2560色谱柱上的GC-MS总离子流图

注：按保留时间先后出峰顺序为1. C4:0丁酸，2.C6:0己酸，3.C8:0辛酸，4.C10:0癸酸，5.C11:0十一烷酸，6.C12:0月桂酸，7.C13:0十三烷酸，8.C14:0肉豆蔻酸，9.C14:1肉豆蔻脑酸，10.C15:0十五烷酸，11.C15:1顺-10-十五碳烯酸，12.C16:0棕榈酸，13.C16:1棕榈油酸，14.C17:0十七烷酸，15.C17:1顺-10-十七碳烯酸，16.C18:0硬脂酸，17.C18:1n9t反油酸，18.C18:1n9c油酸，19.C18:2n6t反亚油酸，20.C18:2n6c亚油酸， 21.C20:0花生酸，22.C18:3n6 γ-亚麻酸，23.C20:1顺-11-二十碳烯酸，24.C18:3n3 α-亚麻酸，25.C21:0二十一烷酸，26.C20:2n6顺-11,14-二十碳二烯酸，27.C22:0二十二烷酸，28.C20:3n6顺-8,11,14-二十碳三烯酸，29.C22:1n9芥酸，30.C20:3n3顺-11,14,17-二十碳三烯酸，31.C23:0二十三烷酸，32.C20:4n6花生四烯酸，33.C22:2n6顺-13,16-二十二碳二烯酸，34.C24:0二十四烷酸，35.C20:5n3二十碳五烯酸(EPA)，36.C24:1神经酸，37.C22:6n3二十二碳六烯酸(DHA)。

2.2 测定结果

经过气-质联用仪的分析鉴定得到3个不同采收期白花延龄草根茎中脂肪酸的总离子流色谱图(见图2～图4)。将样品中各峰对应的质谱图通过Masshunter化学工作站检索Nist11质谱图库，并根据脂肪酸混合标准品的保留时间对照后确定样品中脂肪酸的种类。目前对于各类样品中脂肪酸成分的分析，大都采用峰面积归一化法定量[4-6]，这个方法其实只是一种半定量，与实际含量有一定差别。本实验采用准确的外标法进行定量分析，计算出样品中各脂肪酸的实际含量和各脂肪酸占总脂肪酸含量的百分含量。3个不同采收期白花延龄草根茎中脂肪酸的含量分析如表1所示。

表1 不同采收期白花延龄草根茎中脂肪酸含量分析

注：“-”为未检出

图2 样品1脂肪酸甲酯的GC-MS总离子流图

图3 样品2脂肪酸甲酯的GC-MS总离子流图

图4 样品3脂肪酸甲酯的GC-MS总离子流图

由表1可知，在白花延龄草根茎中样品1和样品2均检测出19种脂肪酸，样品3共检测出23种脂肪酸，除样品1和2的19种脂肪酸以外还检测到十三烷酸、肉豆蔻脑酸、二十一烷酸和芥酸这4种脂肪酸成分。3个样品均以亚油酸含量最高达52.24%～53.83%，其他含量较高的为棕榈油酸20.14%～21.79%、油酸10.75%～12.87%、α-亚麻酸2.90%～5.60%、棕榈酸4.04%～6.77%、顺-11-二十碳烯酸1.09%～2.15%、硬脂酸1.00%～1.28%。

由表1数据可以看出样品1～3按采收期从前到后采收后，除了己酸、辛酸这2种含量很低的脂肪酸的含量呈逐渐轻微下降趋势以外，其余17种脂肪酸含量均呈先降后升趋势，并且有16种脂肪酸在样品3中的含量最高，在样品2中的含量最低。可见3个样品中各脂肪酸的含量差异较大，其脂肪酸总含量分别为1239.268mg/kg、534.217mg/kg、2875.500mg/kg，比例约为2∶1∶5 ，样品3中各脂肪酸含量总和明显最高。

2.2.1 饱和脂肪酸。由表1可知，3个样品共检测出15种饱和脂肪酸，其中含量较高的饱和脂肪酸为棕榈酸4.04%～6.77%、硬脂酸1.00%～1.28%、十五烷酸0.58%～0.63%，其他饱和脂肪酸含量均在0.5%以下。可见饱和脂肪酸虽然种类较多，但是饱和脂肪酸含量却不是很大，3个样品的饱和脂肪酸含量分别占总脂肪酸含量的9.10%、10.03%和6.54%。其中硬脂酸用于雪花膏和冷霜这两类护肤品中起乳化作用，从而使其变成稳定洁白的膏体。硬脂酸还是制造杏仁蜜和奶液的主要原料，硬脂酸皂酯类在化妆品工业中用途更为广泛。还有十五烷酸是天然作物中少有的奇数碳原子的脂肪酸，有报道称奇数碳链脂肪酸有很强的抗癌活性[7]。

2.2.2 不饱和脂肪酸。由表1可知，3个样品共检测出8种不饱和脂肪酸，主要不饱和脂肪酸为亚油酸52.24%～53.83%、棕榈油酸20.14%～21.79%、油酸10.75%～12.87%、α-亚麻酸2.90%～5.60%、顺-11-二十碳烯酸1.09%～2.15%，其他不饱和脂肪含量均在1.0%以下。3个样品中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的百分含量分别为90.90%、89.97%和93.46%，可见在白花延龄草根茎中含有丰富的不饱和脂肪酸。其中亚油酸、棕榈油酸和油酸这3种最主要的不饱和脂肪酸的含量之和占总脂肪酸的百分含量分别为85.57%、85.70%和84.79%，并且3个样品的各不饱和脂肪酸的百分含量也基本比较接近，可见样品1～3中基本上有着相似的脂肪酸构成比例。但是3个样品中各不饱和脂肪酸的实际含量却差异较大，含量较高的分别为亚油酸287.6～1502.3mg/kg、棕榈油酸111.3～626.6mg/kg、油酸58.9～309.2mg/kg、α-亚麻酸15.5～161.1mg/kg，顺-11-二十碳烯酸5.8～61.7mg/kg，均在样品3中含量最高，在样品2中含量最低，并且在样品3中的含量为在样品2中的5倍以上，α-亚麻酸和顺-11-二十碳烯酸甚至达到了10倍以上。

其中含量最高的亚油酸属于多烯类不饱和脂肪酸，是人体内不能合成而又必需的一种脂肪酸。亚油酸与脂类代谢和胆固醇代谢密切相关，具有降低血脂和胆固醇、降低血压、促进微循环的作用，可预防或减少心血管病的发病率，特别是对高血压、高血脂、心绞痛、冠心病、动脉粥样硬化、老年性肥胖症等的防治极为有利，能起到防止人体血清胆固醇在血管壁的沉积，有“血管清道夫”的美誉，具有防治动脉粥样硬化及心血管疾病的保健效果[8-10]。还有α-亚麻酸也是人体的必需脂肪酸，属于ω-3系列多不饱和脂肪酸。国内外研究表明[11-13]α-亚麻酸是构成细胞膜和生物酶的基础物质，能维持细胞膜的功能；在降低血脂、调节胆固醇代谢、降低血压、预防心脑血管疾病、抑制炎症、癌症的发生及转移、增强免疫力、预防过敏、抗氧化与延缓衰老等方面具有重要作用。并且α-亚麻酸在人体内经代谢能生成EPA和DHA，后者对提高视力有良好的作用，并有助于增强智力、改善记忆力，还可抑制血小板凝聚和血栓形成。

另外在28.1min处还发现了一种不饱和脂肪酸，是37种脂肪酸混合标准品以外的脂肪酸，有待进一步定性，在表1中总脂肪酸计算不包括此脂肪酸。

3 结论

从分析结果可以看出，共从白花延龄草根茎中分离鉴定出23种脂肪酸，且大部分脂肪酸含量呈先降后升趋势，多以样品3脂肪酸含量最高。23种脂肪酸中亚油酸的含量高达52.24%～53.83%，其他含量较高的为棕榈油酸20.14%～21.79%、油酸10.75%～12.87%、α-亚麻酸2.90%～5.60%、棕榈酸4.04%～6.77%、顺-11-二十碳烯酸1.09%～2.15%、硬脂酸1.00%～1.28%。其中不饱和脂肪酸含量高达89.97%～93.46%，因此白花延龄草具有丰富的营养保健和药疗功效，具有很好的开发应用前景。

通过对白花延龄草根茎中脂肪酸的分析测定，可为白花延龄草的药效学研究提供参考和理论依据，并为白花延龄草的开发和利用开辟新的途径。

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GC-MS Analysis of Fatty Acids in the Rhizome ofTrilliumkamtschaticumPall from Different Harvest Periods

Luo Jing1, Zhao Hui1,Chen Xue2, Chu Hongjun3, Liu Jiyong1*

(1. Institute of Special Wild Economic Animals and Plants, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Changchun 130112,; 2. Jilin Institute for Food Control, Changchun 130112, China; 3. Shandong Sino-Agri United Biotechnology Co.,Ltd, Jinan 250100)

The composition of fatty acids in the rhizome ofT.kamtschaticumpall from different harvest periods was studied by GC-MS. The results showed that there were 23 kinds of fatty acids from the rhizome ofT.kamtschaticumpall were separated and identified.The content of linoleic acid was the highest,up to 52.24%-53.83%.Other major fatty acids were palmitoleic acid 20.14%-21.79%,oleic acid 10.75%-12.87%,α-linolenic acid 2.90%-5.60% and palmitic acid 4.04%-6.77%.Three samples were rich in unsaturated fatty acid with the contents of 89.97%-93.46%,and most of the fatty acid content showed a trend of dropping at first and rising later,with the content of fatty acids in sample three was the highest.

TrilliumkamtschaticumPall;Fatty acids;Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

2015-05-26

吉林省科技发展计划项目(20120909)

罗婧(1981-)，女，助理研究员，主要从事农产品安全检测研究，E-mail：luojing20130121@163.com；﹡通讯作者：刘继永(1971-)，E-mail:ljy1107@126.com。

Q949.71+8.23;Q946.81

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.05.006