廖麗萍,肖愛平,冷鵑,劉亮亮,梅時勇
(中國農業(yè)科學院麻類研究所,長沙410205)
亞麻是亞麻科亞麻屬一年生或多年生草本植物。油用亞麻在中國已有兩千多年的栽培歷史[1],目前主要分布在中國華北、西北等地的高寒、干旱地區(qū),以內蒙古、甘肅、新疆等省產量最大。亞麻籽現已成為世界十大油料作物之一,目前我國年產量居世界第二位[2]。
亞麻籽油富含亞麻酸、油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸,是一種優(yōu)質的植物油。其中亞麻酸和亞油酸均為人體必需脂肪酸,即人體不能合成,只能通過飲食攝取。α-亞麻酸(ω-3)在人體肝臟內去飽和酶和碳鏈延長酶的作用下生成二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA),是保證人體和大腦正常工作的生命核心物質[3]。目前,中國人群主要食用的是大豆油、菜籽油、葵花仁油和玉米油等亞油酸(ω-6)含量較高的植物油[4],亞油酸膳食攝入普遍超標,而α-亞麻酸的攝入普遍不足。研究[5]表明,過量攝入而未被人體吸收的ω-6系列不飽和脂肪酸,易被氧化成氧化脂,沉積在人體血管壁上引起血栓,因此過量攝取亞油酸,會增加慢性心臟病發(fā)作、血栓性中風等疾病的風險。與其他大宗油料不同,亞麻籽油中α-亞麻酸的含量與亞油酸相比,占絕對優(yōu)勢[6-9]。
我國亞麻籽產地分布較廣,各產地間氣候、土壤和水質等自然條件也有較大差異,因此有必要對亞麻籽不同產地,尤其是主產地不同地區(qū)的亞麻籽油脂肪酸組成進行分析研究,以便對各地區(qū)亞麻籽油的品質特征進行深入了解。通過實地調研,本課題組分別收集了內蒙古亞麻籽樣品10個、甘肅亞麻籽樣品10個、新疆亞麻籽樣品10個,共計30個樣品。采用冷榨法,即在低溫條件下對亞麻籽樣品的油脂進行榨取,并利用氣相色譜-質譜聯用技術(GC-MS)對其脂肪酸成分進行分析,通過測定和分析這三大產地不同地區(qū)的亞麻籽油脂肪酸組成及含量的差異,確定其最佳產地,以期為亞麻籽脂肪酸品質育種及食藥用深度開發(fā)提供參考數據。
內蒙古亞麻籽:分別采自烏蘭察布市下屬的商都縣、察右前旗、察右后旗、化德縣、卓資縣、興和縣、涼城縣,錫林郭勒盟下屬的多倫縣、豐鎮(zhèn)市,呼和浩特市下屬的清水河縣,共10個樣品。
甘肅亞麻籽:分別采自定西市下屬的安定區(qū)、通渭縣、岷縣,白銀市下屬的會寧縣、靖遠縣、景泰縣,平涼市下屬的崆峒區(qū)、靜寧縣、靈臺縣,蘭州市下屬的永登縣,共10個樣品。
新疆亞麻籽:分別采自伊犁州下屬的特克斯縣、察布查爾錫伯自治縣、尼勒克縣、新源縣、鞏留縣、奎屯市、伊寧市、霍爾果斯市、昭蘇縣、霍城縣,共10個樣品。
無水乙醚、石油醚、無水甲醇、氫氧化鉀:分析純;超純水。
安捷倫7890B/5977A氣相色譜 -質譜聯用儀、CZR109冷熱兩用榨油機、TD5離心機、Vortex3000渦旋振蕩器、電子天平。
1.2.1 亞麻籽油的榨取
將亞麻籽在30℃下干燥至恒重,用小型榨油機冷榨法榨取油脂,初榨的亞麻籽油呈黃色,具有特殊香氣。將榨取的油脂收貯于棕色具塞小試劑瓶中,放于陰涼干燥處靜置待用。
1.2.2 樣品的甲酯化
采用氫氧化鉀-甲醇直接酯化法[10]。稱取亞麻籽油60 mg置于15 mL離心管中,加入2 mL乙醚-石油醚(體積比1∶1)混合溶劑使之溶解,再加入0.4 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液1mL,在室溫下旋渦3 h。然后加入2 mL超純水,旋渦振蕩,在4000 r/min下離心3 min。取50μL上清液,用950μL石油醚稀釋后待GC-MS分析。
1.2.3 GC-MS分析條件
GC條件:DB-23彈性石英毛細管柱,30 m×250μm×0.25μm;進樣口溫度220℃;程序升溫:起始溫度100℃,保持0.2 min,先以10℃/min升溫至215℃,保持0.1 min,再以2℃/min升溫至224℃,保持0.2 min;載氣為高純氦氣(99.999%),恒定流量為1.2 mL/min;進樣方式為分流進樣,分流比20∶1,進樣量為1μL,溶劑延遲3 min。
MS條件:電離方式EI,電離能量70 eV;離子源溫度230℃;四級桿溫度150℃;輔助加熱器溫度200℃;掃描范圍(m/z)為50~400。
1.2.4 定性定量方法
亞麻籽油經過GC-MS分析后,利用NIST標準質譜圖庫對脂肪酸各成分進行檢索,對其進行定性,采用色譜峰面積歸一化法計算出各成分相對百分含量。
表1、2、3分別為內蒙古、甘肅和新疆三大產地,下屬各10個不同地區(qū)的亞麻籽油脂肪酸組成及相對含量,從表中可以看出,各產地亞麻籽油的脂肪酸組成基本一致。以表1察右前旗為例,其亞麻籽油共鑒定出9種脂肪酸,分別為軟脂酸、硬脂酸、亞油酸、亞麻酸、油酸、11-十八碳烯酸、十九烷酸、二十烯酸及山崳酸。但并不是所有地區(qū)的亞麻籽油都含有這9種脂肪酸,有的亞麻籽油中沒有檢測出十九烷酸和(或)二十烯酸。各產地亞麻籽油中鑒定出的脂肪酸組分,其總含量均占GC-MS總出峰物質的99.9%以上,并且不同產地的亞麻籽油,其脂肪酸組成均主要是軟脂酸、硬脂酸、亞油酸、亞麻酸和油酸,這5種脂肪酸占其脂肪酸總量的98.0%以上。
表1 內蒙古亞麻籽油脂肪酸組成及相對含量Table 1 The fatty acids component and relative content of flaxseed oil from Inner Mongolia region %
表2 甘肅亞麻籽油脂肪酸組成及相對含量Table 2 The fatty acids component and relative content of flaxseed oil from Gansu province %
表3 新疆亞麻籽油脂肪酸組成及相對含量Table 3 The fatty acids component and relative content of flaxseed oil from Xinjiang region %
表4為內蒙古、甘肅及新疆亞麻籽油中5種主要脂肪酸組分相對含量平均值、最小值和最大值。在這5種主要脂肪酸中,軟脂酸和硬脂酸是飽和脂肪酸,亞油酸、亞麻酸和油酸是不飽和脂肪酸。在這3種不飽和脂肪酸中,含量最高的是亞麻酸(ω-3系),平均值為46.98%~53.53%;其次是油酸(ω-9系),平均值為19.75%~26.11%;含量最低的是亞油酸(ω-6系),平均值為14.65%~15.13%。內蒙古亞麻籽油中這3種不飽和脂肪酸平均總含量為88.27%,甘肅亞麻籽油中為87.92%,新疆亞麻籽油中為87.22%。
表4 內蒙古、甘肅及新疆亞麻籽油5種主要脂肪酸組分相對含量平均值、最小值及最大值Table 4 Themean value,minimum value and maximum value of relative content of the 5 main fatty acids of flaxseed oil from Inner Mongolia,Gansu and Xinjiang regions
另外由表4可知,亞麻酸平均含量最高的是內蒙古亞麻籽油(53.53%);油酸平均含量最高的是甘肅亞麻籽油(26.11%);亞油酸平均含量最高的是新疆亞麻籽油(15.13%)。其中,內蒙古察右前旗亞麻籽油的亞麻酸相對含量最高,為56.98%;甘肅靖遠縣亞麻籽油的油酸相對含量最高,為28.86%;新疆霍城縣亞麻籽油的亞油酸相對含量最高,為16.97%。
亞麻籽油中的飽和脂肪酸主要是軟脂酸和硬脂酸。飽和脂肪酸攝入量過高是導致血膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白膽固醇升高的主要原因,繼發(fā)引起動脈管腔狹窄,形成動脈粥樣硬化,增加患冠心病的風險[11]。從本研究結果可知,亞麻籽油中飽和脂肪酸的相對含量較低,是一種有利于人體健康的油脂。
亞麻籽油中的不飽和脂肪酸主要是亞麻酸、油酸和亞油酸,這些不飽和脂肪酸對維持人體健康有重要作用,可保護心腦血管,對高血壓、心臟病、糖尿病以及肥胖等有積極的防治作用[12]。其中α-亞麻酸是一種生命核心物質,其在人體內可轉化成EPA和DHA,DHA是大腦形成和智商開發(fā)的必需營養(yǎng)素,人體一旦缺乏α-亞麻酸,會引起脂質代謝紊亂、免疫力降低、健忘、疲勞、視力減退等癥狀的發(fā)生,尤其是嬰幼兒和青少年,如果缺乏α-亞麻酸,會嚴重影響其智力和視力的發(fā)育[13]。從本研究結果可知,亞麻籽油與其他食用油相比,含有較高的亞麻酸(46.98% ~53.53%),而亞油酸含量相對較低(14.65%~15.13%)。因此亞麻籽油是一種非常營養(yǎng)健康的食用油,應大力推廣。
我國華北、西北等地特殊的自然環(huán)境很適合亞麻等特種油料作物的生長。其中內蒙古自治區(qū)以高原為主,海拔多在1000m以上,統(tǒng)稱內蒙古高原。內蒙古高原光照充足,大部分地區(qū)年日照時數都大于2700 h,并且晝夜溫差大、土質肥沃,很適合亞麻籽的生長。本研究結果表明,內蒙古亞麻籽油中不飽和脂肪酸、亞麻酸的平均相對含量均要高于甘肅和新疆亞麻籽油。其中,內蒙古察右前旗亞麻籽油中亞麻酸相對含量最高(56.98%)。因此,內蒙古察右前旗作為優(yōu)質亞麻籽油生產地具有一定優(yōu)勢,在亞麻籽脂肪酸品質育種和亞麻籽油食藥用開發(fā)等方面具有較大的發(fā)展前景。