楊旭升，張 宇，張 昭，袁 月，代志國，張 峰，楊敏莉

(1.東北農(nóng)業(yè)大學 園藝園林學院，哈爾濱 150030； 2.中國檢驗檢疫科學研究院 食品安全研究所，北京 100176)

沙棘屬于胡頹子科沙棘屬多年生落葉灌木或小喬木，廣泛分布于歐亞大陸。我國東北、華北和西北等地是沙棘主要產(chǎn)區(qū)，其中黑龍江省沙棘的栽培面積最大[1]。沙棘中含有大量活性物質(zhì)，如維生素、植物甾醇、黃酮類化合物和脂肪酸甘油酯等。國內(nèi)外對沙棘的研究大多集中在活性成分分離、鑒定及活性評價，尤其是對沙棘油的研究[2]。沙棘油對血脂異常、高血壓和心血管系統(tǒng)疾病[3]或某些皮膚病[4]有積極作用，同時還具有抗菌[5]等活性。

沙棘作為藥食兩用植物，已被開發(fā)成各種產(chǎn)品。2015年《中國藥典》中關于沙棘作為藥材并沒有具體的說明。不同沙棘中功效成分組成及含量存在差異，還會受到氣候、采收地點等影響[6-7]。由于一些沙棘外觀形態(tài)相似，尤其是沙棘衍生產(chǎn)品，很難對其準確識別。因此，建立一種識別不同沙棘的量化分析方法，對其質(zhì)量控制和溯源具有重要意義。Liu等[8]采用多步紅外光譜技術，結合化學計量學分析對不同沙棘進行了分類。Kortesniemi等[9]應用1H NMR 代謝組學法有效地識別了不同來源及不同亞種的沙棘漿果。

基于形態(tài)學分類，廉永善等[10]將沙棘屬內(nèi)植物分為無皮組和有皮組，包含6個種12個亞種。由于沙棘屬植物分布區(qū)的地形、氣候和海拔等外在環(huán)境因素存在差異，導致同種沙棘在形態(tài)上呈現(xiàn)多態(tài)性，不利于直觀地辨別。目前，已有分子生物學[11]、細胞學[12]和化學組成[13]等方法應用于沙棘分類研究中。因此，在形態(tài)學分類的基礎上，本文以中國沙棘果和中亞沙棘果作為研究對象，采用溶劑法提取沙棘果油，通過對沙棘果油理化特性的測定及其主要活性成分的分析，結合主成分分析法，初步探討了中國沙棘果油和中亞沙棘果油之間的差異。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 原料與試劑

中國沙棘果干、中亞沙棘果干，天津達爾芬奇生物科技有限公司。

正己烷、叔丁基甲基醚、甲醇，賽默飛世爾科技；石油醚，試劑級；無水硫酸鈉，分析純；α-生育酚(純度≥96%)、谷甾烷醇(純度≥99%)、5α-膽甾烷(純度≥97%)、環(huán)阿屯醇(純度≥90%)、高根二醇(純度≥97%)、α-香樹精(純度≥98%)、十一烷酸甲酯(純度≥98%)、37種脂肪酸甲酯混合標準溶液，Sigma 公司；β-谷甾醇(純度98%)、菜油甾醇(純度98%)、Δ5-燕麥甾醇(純度98%)，TRC公司；沒食子酸(純度98%)，阿拉丁公司；福林酚試劑，北京伊諾凱公司；14%三氟化硼甲醇溶液，上海安譜公司。

1.1.2 儀器與設備

GM-300研磨儀，弗爾德儀器設備有限公司；PH-070A干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；HH-6恒溫水浴鍋；JOYN-SXT-04四聯(lián)脂肪測定儀；R-215旋轉蒸發(fā)儀，瑞士步琪公司；島津QP2010 Ultra氣質(zhì)聯(lián)用儀，島津國際貿(mào)易有限公司；安捷倫7890a-5975c氣質(zhì)聯(lián)用儀，安捷倫科技公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 沙棘果油提取

將中國沙棘果干和中亞沙棘果干分別研磨粉碎，過35目篩，裝于封口袋中，置于干燥器皿中。采用溶劑法提取沙棘果油。

1.2.2 沙棘果含油量測定

采用索氏萃取法測定沙棘果含油量。稱取2 g沙棘果粉用濾紙包裹，放入提取管內(nèi)，提取瓶內(nèi)加入100 mL石油醚，80℃水浴萃取2 h，真空濾紙過濾，35℃真空旋轉蒸干，60℃干燥箱內(nèi)干燥至恒重，計算含油量。沙棘果含油量=沙棘果油質(zhì)量/沙棘果粉質(zhì)量×100%。

1.2.3 沙棘果油理化特性的測定

水分及揮發(fā)物的測定，參照GB 5009.236—2016；酸價的測定，參照GB 5009.229—2016；碘值的測定，參照GB/T 5532—2008；過氧化值的測定，參照GB 5009.227—2016；皂化值的測定，參照GB/T 5534—2008；總類胡蘿卜素的測定，參考Ranjith等[14]的方法；色澤的測定，參考Jolayemi等[15]的方法；總酚含量的測定，參考Chanioti等[16]的方法，結果以沒食子酸當量(GAE)表示。

1.2.4 沙棘果油脂肪酸組成分析

甲酯化處理：稱取0.1 g沙棘果油于雞心瓶中，加入1 mL 50 mg/L十一烷酸甘油三酯甲醇溶液，加入20 mL 2%NaOH甲醇溶液，混合搖勻，80℃水浴回流約20 min；從回流冷凝器上端加入7 mL 14%三氟化硼甲醇溶液，繼續(xù)回流2 min；用去離子水沖洗回流冷凝器，繼續(xù)加熱1 min；從水浴上取下迅速冷卻，準確加入10 mL正己烷，在搖床上振蕩2 min，吸取有機層到含有2 g無水Na2SO4試管中渦旋，過0.22 μm濾膜，待GC-MS檢測。

GC-MS條件：HP-88毛細管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；進樣口溫度250℃；載氣為超純氦氣，流速1 mL/min；分流比10∶1；升溫程序為100℃保持5 min，以4℃/min升到240℃，保持20 min；離子源溫度230℃；傳輸線溫度250℃；溶劑延遲10 min；EI離子源能量70 eV；掃描模式為選擇離子掃描(SIM)。

1.2.5 沙棘果油不皂化物分析

維生素E的測定，參考蔡媛媛等[17]的方法。植物甾醇的測定：參考文獻[18]制備不皂化物，參考文獻[19]進行GC-MS分析。通過NIST11質(zhì)譜庫檢索和文獻[18-19]報道的質(zhì)譜數(shù)據(jù)對24-亞甲基環(huán)阿屯醇進行定性。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)通過SPSS 25進行統(tǒng)計分析，采用軟件Origin 2018作圖和主成分分析。

2 結果與討論

2.1 沙棘果油的理化特性(見表1)

表1 中國沙棘果和中亞沙棘果的含油量及其油脂的理化特性

從表1可以看出，中亞沙棘果的含油量高于中國沙棘果。這與馮瑞芝等[20]的研究結果一致。中亞沙棘果油中總類胡蘿卜素含量、過氧化值顯著高于中國沙棘果油的，而總酚含量、碘值、皂化值和酸價顯著低于中國沙棘果油的。中亞沙棘果油和中國沙棘果油中水分及揮發(fā)物之間沒有顯著差異。色澤也是評估和判斷油脂質(zhì)量的指標之一。根據(jù)表1可知，中亞沙棘果油的紅綠值(a*)顯著高于中國沙棘果油的，而黃藍值(b*)、飽和度(C*)、亮度值(L*)和色調(diào)角(H)顯著低于中國沙棘果油的，說明相對于中國沙棘果油，中亞沙棘果油紅色較強烈。Nemtanu等[21]研究發(fā)現(xiàn)，輻照對沙棘油的色澤參數(shù)有顯著影響，隨著輻照劑量的增加，L*、a*、b*和C*逐漸上升，使油的顏色變得更黃、更透亮及更強烈。

2.2 沙棘果油的脂肪酸組成(見表2)

表2 中國沙棘果油和中亞沙棘果油的脂肪酸組成及含量 %

從表2可以看出：中國沙棘果油中主要脂肪酸是棕櫚酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1n9c)、亞油酸(C18∶2n6c)；中亞沙棘果油中主要脂肪酸是棕櫚酸、棕櫚油酸(C16∶1n7)、油酸(C18∶1n9c)、亞油酸(C18∶2n6c)和亞麻酸(C18∶3n3)。Zheng等[22]采用超臨界和亞臨界萃取技術提取沙棘油，發(fā)現(xiàn)沙棘漿中主要脂肪酸是棕櫚油酸、棕櫚酸和油酸，沙棘籽油中含量較高的脂肪酸有亞油酸、亞麻酸和油酸。中國沙棘果油中飽和脂肪酸(SFAs)和單不飽和脂肪酸(MUFAs)含量低于中亞沙棘果油，而多不飽和脂肪酸(PUFAs)、不飽和脂肪酸(UFAs)含量和不飽和與飽和脂肪酸比值高于中亞沙棘果油。

2.3 不皂化物(見表3)

從表3可以看出，中國沙棘果油中α-生育酚含量顯著高于中亞沙棘果油。中國沙棘果油中的β- 谷甾醇和Δ5-燕麥甾醇的含量顯著高于中亞沙棘果油，而菜油甾醇、谷甾烷醇、α-香樹精、環(huán)阿屯醇和24-亞甲基環(huán)阿屯醇含量顯著低于中亞沙棘果油；中國沙棘果油和中亞沙棘果油中高根二醇含量之間沒有顯著差異。兩種沙棘果油中主要植物甾醇均為β-谷甾醇，與Teleszko等[23]報道的一致。

表3 中國沙棘果油和中亞沙棘果油不皂化物含量 mg/100 g

2.4 主成分分析

為了直觀地比較中國沙棘果油和中亞沙棘果油的理化特性和活性成分之間的差異，對中國沙棘果油和中亞沙棘果油的理化參數(shù)和活性成分組分及含量分別進行主成分分析(PCA)。得分圖以散點圖為基礎，每個點代表1個樣品，點與點之間的距離越遠代表樣品的特征差異越大[24]。圖1是根據(jù)沙棘果油的理化特性進行PCA，對不同沙棘進行區(qū)分。

圖1 中國沙棘果油和中亞沙棘果油的理化特性參數(shù)的主成分分析圖

從圖1可以看出，主成分1和主成分2的方差貢獻率分別為87.4%和9.1%，說明PC1和PC2的信息能夠反映樣品的整體信息，將中國沙棘果油和中亞沙棘果油區(qū)分開，且沒有重疊。中國沙棘果油主要分布在第二象限和第三象限，中亞沙棘果油主要分布在第一象限和第四象限。中國沙棘果油區(qū)別于中亞沙棘果油，可能是中國沙棘果油理化特性參數(shù)值中總酚含量、碘值、皂化值、酸價、亮度值(L*)、黃藍值(b*)、飽和度(C*)和色調(diào)角(H)相對較高；而中亞沙棘果油中總類胡蘿卜素、過氧化值、紅綠值(a*)相對較高。

圖2是根據(jù)沙棘果油中主要活性化合物組成及含量進行PCA，對不同沙棘果油進行區(qū)分。一共測定了27個化合物(18種脂肪酸、8種植物甾醇和α-生育酚)和5個脂肪酸變量。

圖2 中國沙棘果油和中亞沙棘果油中活性化合物的主成分分析圖

從圖2可以看出，兩個主成分PC1和PC2的累積方差貢獻率達94.1%，PC1解釋了88.1%的變量，PC2解釋了6.0%的變量。中國沙棘果油和中亞沙棘果油被PC1明顯分開。中國沙棘果油區(qū)別于中亞沙棘果油的主要貢獻組分是β-谷甾醇、Δ5-燕麥甾醇、α-生育酚、硬脂酸、油酸、亞油酸、PUFAs、UFAs和UFAs/SFAs。

3 結 論

通過對溶劑法提取的沙棘果油理化特性的測定和活性成分組成及含量的分析，結合主成分分析法可以看出，中國沙棘果油區(qū)別于中亞沙棘果油的理化特性變量中總酚含量、碘值、皂化值、酸價和色澤有差異貢獻，有貢獻的主要活性成分有β-谷甾醇、Δ5-燕麥甾醇、α-生育酚、硬脂酸、油酸、亞油酸、PUFAs、UFAs和UFAs/SFAs。結果說明氣質(zhì)聯(lián)用技術結合化學計量學能夠直觀地區(qū)分中國沙棘和中亞沙棘。沙棘果油的理化特性和特征組分的組成及含量除遺傳因素影響外，還會受到氣候、采收、貯藏及提取方式等影響。因此，后續(xù)實驗還要對不同產(chǎn)地、不同種沙棘果油的理化特性及特征組分進行分析研究，為沙棘的分類、質(zhì)量控制和溯源提供理論基礎。