气相色谱-质谱法定性定量测定糜子中的脂肪酸

田 翔，乔治军*，田 琴，曹晓宁，王君杰，刘思辰（山西省农业科学院农作物品种资源研究所，农业部黄土高原作物基因与种质创制重点实验室，杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室，山西 太原 030031）



气相色谱-质谱法定性定量测定糜子中的脂肪酸

田 翔，乔治军*，田 琴，曹晓宁，王君杰，刘思辰
（山西省农业科学院农作物品种资源研究所，农业部黄土高原作物基因与种质创制重点实验室，杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室，山西 太原 030031）

采用气相色谱-质谱法对糜子中脂肪酸进行定性、定量分析。结果共鉴定出14 种脂肪酸，相对含量为96.9%，其中不饱和脂肪酸8 种（64.533%），主要有亚油酸（12.371%）、油酸（44.157%）、亚麻酸（1.173%）等。可见糜子中脂肪酸主要以不饱和脂肪酸为主，是优质脂肪酸。通过回归方程计算得出：糜子中棕榈酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸的含量分别为100.261、165.309、23.402、52.181、17.516 mg/100 g。通过与其他杂粮进行比较，结果表明糜子和小米、高粱、小麦、燕麦、水稻一样均含有硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和棕榈酸等，不饱和脂肪酸含量高，富含亚油酸和亚麻酸；本研究可为糜子品质的进一步开发和研究提供理论依据。

糜子；脂肪酸；气相色谱-质谱法

糜子（P a n i c u m m i l i a c e u m L.）属禾本科（Gramineae），黍属（Panicum L.），又称黍、稷和穄，一年生草本植物，属于我国的特色小杂粮［1］。糜子是古老作物之一［2］，也是人类最早栽培的作物［3］。糜子营养丰富，营养成分比例均衡适宜并且消化率十分高［4］。籽粒中含有丰富的碳水化合物、蛋白质［5-6］、氨基酸［7］、脂肪［8］、脂肪酸、直链淀粉［9］、维生素［10］、酚酸类物质［11-12］、矿物质和天然色素等［13］。随着世界食品结构的改变，糜子良好的营养品质愈来愈受到人们的重视，大力开发糜子营养资源，是丰富人类营养的重要途径之一。本研究采用气相色谱-质谱法对其脂肪酸成分进行定性和定量分析，并且与小米、高粱、小麦、燕麦、水稻进行比较，为糜子品质的进一步开发和研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大红糜（农家种） 山西省河曲县；石油醚（分析纯）、正己烷（色谱纯）、甲醇（色谱纯）、氢氧化钠（优级纯）、氯化钠（优级纯） 天津市四友精细化学品有限公司。

1.2 仪器与设备

JLGJ4型检验砻谷机 台州市粮仪厂；MF10精细研磨机 广州仪科公司；Soxtec2055索氏提取仪 丹麦Foss公司；GZX-9070MBE电热鼓风干燥箱 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；HHS型电热恒温水浴锅上海博讯实业有限公司医疗设备厂；BSA124S电子天平德国赛多利斯公司；VORTEX-Kylin-Bell旋涡振荡器、5804型低温高速离心机 德国艾本德公司；7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 样品预处理

将糜子外壳脱去磨成粒径为0.3 mm粉末，55 ℃烘箱中烘干至恒质量，分装于50 mL的离心管中，4 ℃保存备用。

1.3.2 糜子脂肪酸的索氏提取

称取2.0 g样品于滤纸筒中，将滤纸筒置于索氏提取仪上，通冷却水，当温度为75 ℃时，加入80 mL石油醚，经过浸泡20 min、淋洗40 min、回收溶剂10 min、蒸干5 min后将浸提杯拿出，130 ℃烘干40 min，计算糜子粗脂肪得率。重复实验3 次，取平均值。

1.3.3 糜子粗脂肪得率的计算

糜子粗脂肪得率按下式计算：

式中：W为糜子粗脂肪得率/%；M1为提取后浸提杯+粗脂肪质量/g；M2为提取前浸提杯的质量/g；M为干燥糜子的质量/g。

1.3.4 脂肪酸的甲酯化

利用NaOH-甲醇酯化法［14］对糜子脂肪酸进行甲基衍生化处理。具体方法如下：取糜子脂肪酸50 mg于10 mL刻度离心管中，加入正己烷2 mL，再加0.4 mol/L NaOH-甲醇溶液2 mL剧烈振荡。置水浴上70 ℃回流10 min，取出冷却，加饱和食盐水至10 mL，振荡、离心。取上层清液，作为气相色谱-质谱分析试样。

1.3.5 标准溶液的配制

分别配制质量浓度为50 mg/mL的5 种脂肪酸甲酯母液（棕榈酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯）。各取母液200 μL，加正己烷定容至2 mL，得到5 mg/mL的混标溶液。再依次稀释成0.05、0.1、0.125、0.25、0.5、1 mg/mL一系列不同质量浓度的标准工作溶液。

1.3.6 仪器条件［15］

气相色谱条件：D B-1 7 M S弹性石英毛细管（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升温程序：柱温140 ℃，恒温10 min，以2 ℃/min升温至150 ℃，保持100 min，以5 ℃/min升温至180 ℃，保持40 min；进样口温度250 ℃；分流比20∶1；柱流量1 mL/min；进样量0.6 µL。

质谱条件：电子电离源；电子能量70 eV；质量扫描范围29～500 u；四极杆温度150 ℃；离子源温度230 ℃；接口温度280 ℃；溶剂延迟时间2.5 min。

2 结果与分析

2.1 糜子脂肪酸的甲酯化及成分分析

图1 糜子脂肪酸的气相色谱-质谱总离子流图Fig.1 Total ion chromatogram of fatty acids in Panicum miliaceum L.

把索氏提取所得的糜子脂肪酸按1.3.4节方法甲酯化，通过气相色谱-质谱法分析得到其总离子流图，见图1。解析每个峰所对应的质谱图，通过人工解析和质谱库检索相结合的方法进行定性分析，结果见表1。

表1 糜子中脂肪酸组成Table 1 Fatty acid compositi on of Panicum miliaceumL.

2.2 糜子脂肪酸与其他杂粮的比较

选取10 种糜子粗脂肪得率为3.10%～4.22%，粗脂肪甲酯化后经气相色谱-质谱分析，共鉴定出14 种脂肪酸，其相对含量为总检出化合物的96.9%，其中饱和脂肪酸5 种（32.367%）、不饱和脂肪酸8 种（64.533%）。可见糜子中脂肪酸主要以不饱和脂肪酸为主，是优质脂肪酸。糜子中主要脂肪酸为油酸（44.157%）、亚油酸（12.371%）、棕榈酸（23.948%）、亚麻酸（1.173%）、α-亚麻酸（1.562%）和硬脂酸（5.676%）等。

刘发敏等［16］研究小米主要含有6 种脂肪酸，分别为亚油酸（70.01%）、油酸（13.39%）、亚麻酸（1.96%）、棕榈酸（8.34%）、硬脂酸（4.38%）和花生酸（1.72%）。其不饱和脂肪酸总量为85.54%。

刘小梦等［17］选取97 个小麦品种（系），得出小麦中含棕榈酸、硬脂酸、油酸、花生四烯酸［18］、亚油酸和亚麻酸，不饱和脂肪酸在总脂肪酸中所占的比例达到79%。戚向阳等［19］对我国燕麦脂肪酸研究中共检测到11 种脂肪酸，主要含有棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸和亚麻酸，及少量的花生四烯酸、月桂酸等。蔡红燕等［20］检测出燕麦中有9 种脂肪酸，主要包括棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸，以及少量的花生酸、亚麻酸、豆蔻酸等。刘保国等［21］对水稻籽粒中的脂肪及脂肪酸组分的分析表明，糙米的脂肪含量为2.96%～3.33%，主要由棕榈酸、油酸和亚油酸组成，占脂肪酸的95.5%～98.75%。除此之外，含量较少的脂肪酸有硬脂酸、亚麻酸和花生烯酸。许光利等［22］在水稻中主要检测出10 种脂肪酸，分别是棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、花生酸、二十烯酸等。袁蕊等［23］在高粱中测定出6 种脂肪酸，分别为肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸。

通过比较发现，糜子和小米、高粱、小麦、燕麦、水稻一样均含有硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和棕榈酸。不饱和脂肪酸含量均在60%以上，有的甚至达到80%以上，富含亚油酸和亚麻酸。亚油酸和亚麻酸属多不饱和脂肪酸，是人体的必需脂肪酸，具有降低血液中胆固醇含量和甘油三酯含量，改善血液微循环，增强记忆力和思维能力等功能。亚油酸是目前世界上公认的降血脂药物的有效成分，可以软化毛细血管，预防血管硬化，延缓人体衰老，对调节人体内电解质平衡、调节血压、降低胆固醇、预防心脑血管疾病具有重要作用［24］。油酸为单不饱和脂肪酸，具有比多不饱和脂肪酸更高的氧化稳定性，以及降低低密度脂蛋白胆固醇而不降低对人体有益的高密度脂蛋白胆固醇的独特作用，可有效地预防动脉硬化，降低冠心病的死亡率［25］。此外，糜子还含有α-亚麻酸，它是一种ω-3必需脂肪酸，是构成细胞膜和生物酶的基础物质，对人体健康起决定性作用。

因此，研究杂粮脂肪酸的组成，选育不饱和脂肪酸含量及含油量高的品种，对农业生产及提高农产品质量有重要意义。

2.3 糜子中5 种脂肪酸的定量分析结果

经气相色谱-质谱分析，可看出糜子中5 种常见的脂肪酸（棕榈酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸）含量最多，占总脂肪酸的90.119%。然后对这5 种脂肪酸进行定量分析，其混标的气相色谱-质谱总离子流图见图2。

图2 5 种脂肪酸甲酯混标的气相色谱-质谱总离子流图F ig.2 T otal ion ch rom at ogram of mixed fat ty aci d met hyl ester st andard s

表2 5 种脂肪 酸甲 酯标 品的 线性 关系 和相 关系 数Table2 L in earrelati on ships of fivef atty acid methylesterst and ards

通过表2中的回归方程计算得出：糜子中棕榈酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸的含量分别为100.261、165.309、23.402、52.181、17.516 mg/100 g。

3 结 论

本实验采用气相色谱-质谱法对糜子中脂肪酸成分进行定性和定量分析，共鉴定出14 种脂肪酸，其含量为96.9%，其中不饱和脂肪酸8 种（64.533%）。通过回归方程计算得出：糜子中棕榈酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸的含量分别为100.261、165.309、23.402、52.181、17.516 mg/100 g。糜子和小米、高粱、小麦、燕麦、水稻一样均含有硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和棕榈酸等，此法对糜子脂肪酸提取及其营养品质评价提供理论依据，下一步可对不同糜子脂肪酸含量的差异性进行分析。

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Identification and Quantitation of Fatty Acids in Panicum miliaceum L.by Gas Chromatography-Mass Spectrometry

TIAN Xiang， QIAO Zhijun*， TIAN Qin， CAO Xiaoning， WANG Junjie， LIU Sichen
（Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement on Loess Plateau， Ministry of Agriculture，Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Genetic Improvement of Minor Crops， Institute of Crop Germplasm Resources，Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Taiyuan 030031， China）

Fourteen fatty acids in Panicum miliaceum L.were qualitatively identifed and quantitatively determined using gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）.The total content of these fatty acids was determined to be 96.9%.Among the identifed fatty acids were 8 unsaturated fatty acids （64.533%）， of which the predominant ones were linoleic acid （12.371%）， oleic acid （44.157%）， linolenic acid （1.173%）， etc.Obviously， the dominant fatty acids in Panicum miliaceum L.were unsaturated fatty acids， which are high quality fatty acids.The results calculated from the regression equation showed that the contents of palmitic acid， oleic acid， stearic acid， linoleic acid and linolenic acid in Panicum miliaceum L.were 100.261， 165.309， 23.402， 52.181 and 17.516 mg/100 g， respectively.As with other grains such as foxtail millet， sorghum，wheat， oat and rice， Panicum miliaceum L.contained stearic acid， oleic acid， linoleic acid， palmitic acid and linolenic acid，rich in unsaturated fatty acids， especially linoleic acid and linolenic acid.

Panicum miliaceum L.； fatty acid； gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）

10.7506/spkx1002-6630-201614022

S515

A

1002-6630（2016）14-0128-04

田翔， 乔治军， 田琴， 等.气相色谱-质谱法定性定量测定糜子中的脂肪酸［J］.食品科学， 2016， 37（14）: 128-131.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201614022. http://www.spkx.net.cn

TIAN Xiang， QIAO Zhijun， TIAN Qin， et al.Identification and quantitation of fatty acids in Panicum miliaceum L.by gas chromatography-mass spectrometry［J］.Food Science， 2016， 37（14）: 128-131.（in Chinese with English abstract）DOI:10.7506/spkx1002-6630-201614022. http://www.spkx.net.cn

2015-10-08

山西省农业科学院攻关项目（ygg-1514）；国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-07-12.5-A12）

田翔（1982—），女，助理研究员，硕士，主要从事农作物品质分析研究。E-mail：704193015@qq.com

*通信作者：乔治军（1964—），男，研究员，学士，主要从事作物种质资源研究。E-mail：nkypzs@126.com.cn