王 超 馮國(guó)英 干友民

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，雅安 625014)

遏藍(lán)菜種子油理化性質(zhì)及脂肪酸組成的GC－MS分析

王 超 馮國(guó)英 干友民

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，雅安 625014)

為了探究遏藍(lán)菜種子油理化性質(zhì)以及脂肪酸成分，用索氏提取法提取遏藍(lán)菜種子油，對(duì)遏藍(lán)菜種子油的理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC－MS)法分析其脂肪酸組成及相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。結(jié)果表明:種子含油率為43.93%;常溫下估測(cè)密度為0.88 g/mL;酸值為2.27 mgKOH/g;碘值為124.27 gI2/100 g;皂化值為198.33 mgKOH/g;種子油中主要含有芥酸(31.06%)，亞油酸(24.83%)，油酸(14.55%)，亞麻酸(11.33%)，11 － 二十碳烯酸(4.88%)，棕櫚酸(5.18%)，15 － 十四碳烯酸(3.23%)，硬脂酸(0.57%)9 種脂肪酸。為遏藍(lán)菜作為生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用提供一定的科學(xué)參考。

遏藍(lán)菜 種子油 理化性質(zhì) 脂肪酸組成

隨著世界人口不斷增長(zhǎng)，對(duì)石油和脂肪的需求急劇上升［1］。世界上約85%的能源是通過(guò)燃燒不可再生的石油、天然氣和煤等化石燃料來(lái)獲得?；Y源是能源的主要供給形式，目前正逐步走向衰竭［2］。隨著石油資源日益枯竭以及環(huán)境保護(hù)的需要，新型能源植物的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)引起世界各國(guó)政府和科學(xué)家的關(guān)注［3］。

生物柴油的研究始于20世紀(jì)70年代，到90年代，隨著環(huán)境保護(hù)和能源枯竭兩大難題越來(lái)越被世界各國(guó)所關(guān)注，生物柴油開(kāi)始成為新能源研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)［4］。以植物油脂作為原料加工的生物柴油在石油替代資源中具有戰(zhàn)略性意義［5］。油料作物目前已被歐美各國(guó)廣泛用作生產(chǎn)生物柴油的原料，如菜籽油、大豆油等［6－7］，但原料油脂的不足，一直是制約全球生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸，對(duì)于我國(guó)更是如此。我國(guó)人多地少，可用于傳統(tǒng)油料作物種植的耕地極為有限，食用油脂生產(chǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需求，仿效歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家大力種植油菜、大豆等油料作物的方式發(fā)展生物柴油工業(yè)并不符合我國(guó)國(guó)情。我國(guó)在發(fā)展生物柴油的過(guò)程中，必須本著不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地的原則，對(duì)不占用原有耕地的非糧油脂植物進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用［6，8］。

遏藍(lán)菜(Thlaspi arvenus Linnaeus)又名菥蓂、苦芥子、敗醬草、瓜子草等。十字花科遏藍(lán)菜屬植物，我國(guó)南方以及川西北地區(qū)均有分布，常生于山坡、草地、路旁、田邊。在川西北高原的栽培試驗(yàn)表明，遏藍(lán)菜的畝產(chǎn)量可達(dá)150 kg［9］，種子理論畝產(chǎn)量為56 kg［10］。近年來(lái)隨著人們膳食結(jié)構(gòu)的調(diào)整，無(wú)公害、無(wú)污染的遏藍(lán)菜登上了人們的餐桌，許多農(nóng)村開(kāi)始大量種植，成為廣大農(nóng)民脫貧致富的一條途徑［11］。目前，對(duì)于遏藍(lán)菜的研究大多數(shù)在于探究其吸收重金屬的機(jī)理［12］，對(duì)其種子油的研究相對(duì)較少。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)產(chǎn)于川西北阿壩州紅原縣、若爾蓋縣的遏藍(lán)菜種子油進(jìn)行理化性質(zhì)測(cè)定以及脂肪酸成分分析，為遏藍(lán)菜作為生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用提供一定的科學(xué)參考。

1 材料和方法

1.1 原料與試劑

遏藍(lán)菜種子采自阿壩州紅原縣和若爾蓋縣，經(jīng)烘干、粉碎后備用。

95%乙醇、碘化鉀、氫氧化鉀:成都市科龍化工試劑廠;乙醚:四川省西隴化工有限公司;濃鹽酸:汕頭市西隴化工廠;濃硫酸:中國(guó)萬(wàn)向科技;無(wú)水碳酸鈉:成都化學(xué)試劑廠。試劑、藥品均為分析純(AR)。

1.2 儀器

CP－3800氣相色譜儀:美國(guó)Varian公司;FW100高速萬(wàn)能粉碎機(jī):天津市泰斯特儀器有限公司生產(chǎn);DHG－9140A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海齊欣科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn);改良式脂肪抽提器:四川蜀玻(集團(tuán))有限責(zé)任公司;CP224S天平，d=0.1 mg:德國(guó)Sartorius賽多利斯－上?？蠌?qiáng)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 遏藍(lán)菜種子油提取及含油率的測(cè)定

稱取處理后的樣品，分成3組(A、B、C)，每組3次重復(fù)，分別標(biāo)號(hào)為:A1、A2…C3。參照《糧油檢驗(yàn)、糧食中粗脂肪含量測(cè)定》GB/T 5512—2008索氏抽提法。將粉碎的遏藍(lán)菜種子粉末烘干至恒重的濾紙包好放入提取器，連接冷卻回流裝置，提取4 h，然后烘干稱重計(jì)算含油率。

式中:M為試樣質(zhì)量/g;m1為濾紙質(zhì)量/g;m為提取烘干后濾紙與試樣質(zhì)量/g。

1.3.2 遏藍(lán)菜種子油理化性質(zhì)測(cè)定

酸值:參照《動(dòng)植物油脂酸值和酸度測(cè)定》GB/T 5530—2005測(cè)定;碘值:Hanus試劑法測(cè)定;皂化值:參照《動(dòng)植物油脂皂化值的測(cè)定》GB/T 5534—2008測(cè)定;密度:在常溫下根據(jù)質(zhì)量與體積進(jìn)行估測(cè)。

1.3.3 遏藍(lán)菜種子油脂肪酸組成分析

稱油樣4 g左右于燒瓶中，加甲醇40 mL，加0.5 mL 1 mol/L氫氧化鉀甲醇溶液及數(shù)量沸石，在水浴上回流15 min，冷卻后將燒瓶中的溶液移入分液漏斗，用20 mL石油醚沖洗燒瓶并將溶液并入分液漏斗，加入40 mL蒸餾水。搖動(dòng)分層，取出石油醚相，將水相再次用20 mL石油醚萃取，合并石油醚相。然后再用蒸餾水洗滌石油醚相(20 mL×2)，將石油醚相用無(wú)水硫酸鈉干燥后除盡石油醚即得甲酯化產(chǎn)品，作為氣相色譜分析試樣。

氣象色譜質(zhì)樸(GC－MS)分析參照賈春曉等［13］的方法。

色譜條件:HP－5MS(30 m×0.25 mm×0.25μm);載氣:He;流速:1 mL/min;程序升溫:以 10℃/min從 120℃到 180℃，保持 10 min，然后以2℃/min從180℃到200℃，保持5 min，再以10℃/min升至250℃;氣化溫度:250℃;進(jìn)樣量:0.1 μL;分流比:1∶50。

質(zhì)譜條件:MS電離能量:70 eV;離子源溫度200℃;四極桿溫度:150℃;溶劑延遲:4 min;質(zhì)量掃描范圍20～400 Amu;分辨率:600。

2 結(jié)果與分析

2.1 遏藍(lán)菜種子含油率的測(cè)定

根據(jù)方法設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得遏藍(lán)菜種子含油率為 43.93%。

2.2 遏藍(lán)菜種子油理化性質(zhì)測(cè)定

測(cè)定結(jié)果:常溫下粗測(cè)密度0.88 g/mL;酸值為2.27 mgKOH/g;碘值為 124.27 gI2/100 g;皂化值為198.33 mgKOH/g。

在相同方法測(cè)定下與其他植物油相比較(表1，其中大豆油、花生油、葵花籽油、油菜籽油來(lái)自于文獻(xiàn))［14］，遏藍(lán)菜種子油顏色為淺綠色;相對(duì)密度較低，說(shuō)明遏藍(lán)菜種子油相對(duì)分子質(zhì)量小，不飽和度高;酸值較高說(shuō)明遏藍(lán)菜種子油中游離脂肪酸含量較高，油脂質(zhì)量較差;皂化值較高也說(shuō)明游離脂肪酸含量較高;碘值相對(duì)較高說(shuō)明遏藍(lán)菜種子油中含有的不飽和脂肪酸較多，貯存的穩(wěn)定性較差［15－17］。

表1 遏藍(lán)菜種子油與其他常見(jiàn)油脂理化性質(zhì)比較

2.3 遏藍(lán)菜種子油脂肪酸組成分析

通過(guò)氣相色譜質(zhì)譜法得到遏藍(lán)菜種子油脂肪酸組成總離子流圖(圖1)，采用色譜峰面積歸一化法［18］確定各脂肪酸的組成及其相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(表2)。

圖1 遏藍(lán)菜種子油脂肪酸甲酯GC－MS總離子流圖

根據(jù)圖1與表2可知，遏藍(lán)菜種子油主要含有9種脂肪酸，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是芥酸(31.06%)，其次分別為亞油酸(24.83%)，油酸(14.55%)，亞麻酸(11.33%)，11 － 二十碳烯酸(4.87%)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%以下的有棕櫚酸(5.18%)，15－十四碳烯酸(3.23%)等。飽和脂肪酸(棕櫚酸與硬脂酸)占總脂肪的5.75%，不飽和脂肪酸占總脂肪酸的93.98%，可見(jiàn)遏藍(lán)菜種子油中不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，符合酸值與碘值的分析結(jié)果。

表2 遏藍(lán)菜種子油脂肪酸組成

3 討論

野生條件下的遏藍(lán)菜種子油酸值、皂化值均高于食用油，不宜直接作為食用油使用，并且貯藏時(shí)要采用妥善的處理方式，以防止其發(fā)生變質(zhì)。遏藍(lán)菜種子油酸值較高，在作為生物柴油原料使用的時(shí)候需要預(yù)先處理［19］;脂肪酸組成與麻麻瘋樹(shù)籽油脂肪酸組成相似，主要脂肪酸均為油酸、亞油酸、棕櫚酸、亞麻酸、芥酸、硬脂酸［20］;其中，亞油酸與油酸含量分別為24.83%與14.55%，這兩種酸不僅是最適合于生產(chǎn)生物柴油的油脂，還分別是哺乳動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)所必需與預(yù)防心血管疾病和慢性退行性疾病的重要不飽和脂肪酸［21］;另外，柴油替代品的理想物質(zhì)應(yīng)當(dāng)擁有較長(zhǎng)的碳鏈，雙鍵的數(shù)目盡可能要少，理想柴油替代品的分子是可以表示為C19H36O2［22］，并且試驗(yàn)證明，最適合生產(chǎn)生物柴油的原料是富含油酸和亞油酸的油脂［23］，由此看出，遏藍(lán)菜種子油符合生物柴油的原料選擇原則。

4 結(jié)論

遏藍(lán)菜種子含油率為43.93%，是一種含油量相對(duì)較高的草本植物;常溫下估測(cè)密度為0.88 g/mL;遏藍(lán)菜種子油酸值、碘值、皂化值均相對(duì)較高;遏藍(lán)菜種子油主要含有芥酸、亞油酸、亞麻酸、油酸、棕櫚酸等9種脂肪酸，主要脂肪酸成分以C19為主，具有潛在的生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

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Analysis of Physicochemical Properties and Fatty Acid Composition of Penny Cress Seed Oil

Wang Chao Feng Guoying Gan Youmin
(College of Animal Science and Technology，Sichuan Agricultural University，Ya'an 625014)

In order to explore the penny cress seed oil＇s physicochemical properties and fatty acid compositions.The penny cress seed oil is extracted by Soxhlet extraction method and the physicochemical properties are determined.It analyzes its fatty acid composition and relative content by GC － MS.The result shows that the oil content，relative density ，acid value，iodine value and saponification value are 43.93%，0.88 g/mL，2.27 mgKOH/g，124.27 I2g/100 g，198.33 mgKOH/g.The penny cress seed oil mainly contains nine fatty acid，erucic acid(31.06%)，linoleic acid(24.83%) ，oleic acid(14.55%)，linolenic acid(11.33%)，11 － eicosenoic acid(4.87%)，palmtic acid(5.18%)，15 － fourteen carbon acid(3.23%)and stearic acid(0.57%).It provides a scientific reference of penny cress as the development and utilization of biomass energy.

penny cress，seed oil，physicochemical property，fatty acid composition

TS222+.1

A

1003－0174(2012)09－0067－04

國(guó)家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目(2008FY110400－2－4)

2011－12－05

王超，男，1987年出生，本科，草業(yè)科學(xué)

干友民，男，1954年出生，教授，博士生導(dǎo)師，草業(yè)科學(xué)