楊旭升，張 宇，張 昭，袁 月，代志國(guó)，張 峰，楊敏莉

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝園林學(xué)院，哈爾濱 150030； 2.中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)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(guó)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(guó)內(nèi)外對(duì)沙棘的研究大多集中在活性成分分離、鑒定及活性評(píng)價(jià)，尤其是對(duì)沙棘油的研究[2]。沙棘油對(duì)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(shí)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(guó)藥典》中關(guān)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(huì)受到氣候、采收地點(diǎn)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(duì)其準(zhǔn)確識(shí)別。因此，建立一種識(shí)別不同沙棘的量化分析方法，對(duì)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(shù)，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)分析對(duì)不同沙棘進(jìn)行了分類。Kortesniemi等[9]應(yīng)用1H NMR 代謝組學(xué)法有效地識(shí)別了不同來源及不同亞種的沙棘漿果。

基于形態(tài)學(xué)分類，廉永善等[10]將沙棘屬內(nèi)植物分為無(wú)皮組和有皮組，包含6個(gè)種12個(gè)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(dǎo)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(xué)[11]、細(xì)胞學(xué)[12]和化學(xué)組成[13]等方法應(yīng)用于沙棘分類研究中。因此，在形態(tài)學(xué)分類的基礎(chǔ)上，本文以中國(guó)沙棘果和中亞沙棘果作為研究對(duì)象，采用溶劑法提取沙棘果油，通過對(duì)沙棘果油理化特性的測(cè)定及其主要活性成分的分析，結(jié)合主成分分析法，初步探討了中國(guó)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(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

中國(guó)沙棘果干、中亞沙棘果干，天津達(dá)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(jí)；無(wú)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)備

GM-300研磨儀，弗爾德儀器設(shè)備有限公司；PH-070A干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；HH-6恒溫水浴鍋；JOYN-SXT-04四聯(lián)脂肪測(cè)定儀；R-215旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，瑞士步琪公司；島津QP2010 Ultra氣質(zhì)聯(lián)用儀，島津國(guó)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(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 沙棘果油提取

將中國(guó)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(cè)定

采用索氏萃取法測(cè)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?jī)?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(zhuǎn)蒸干，60℃干燥箱內(nèi)干燥至恒重，計(jì)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(cè)定

水分及揮發(fā)物的測(cè)定，參照GB 5009.236—2016；酸價(jià)的測(cè)定，參照GB 5009.229—2016；碘值的測(cè)定，參照GB/T 5532—2008；過氧化值的測(cè)定，參照GB 5009.227—2016；皂化值的測(cè)定，參照GB/T 5534—2008；總類胡蘿卜素的測(cè)定，參考Ranjith等[14]的方法；色澤的測(cè)定，參考Jolayemi等[15]的方法；總酚含量的測(cè)定，參考Chanioti等[16]的方法，結(jié)果以沒食子酸當(dāng)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(zhǔn)確加入10 mL正己烷，在搖床上振蕩2 min，吸取有機(jī)層到含有2 g無(wú)水Na2SO4試管中渦旋，過0.22 μm濾膜，待GC-MS檢測(cè)。

GC-MS條件：HP-88毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；進(jìn)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?yàn)?00℃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(cè)定，參考蔡媛媛等[17]的方法。植物甾醇的測(cè)定：參考文獻(xiàn)[18]制備不皂化物，參考文獻(xiàn)[19]進(jìn)行GC-MS分析。通過NIST11質(zhì)譜庫(kù)檢索和文獻(xiàn)[18-19]報(bào)道的質(zhì)譜數(shù)據(jù)對(duì)24-亞甲基環(huán)阿屯醇進(jìn)行定性。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

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

2 結(jié)果與討論

2.1 沙棘果油的理化特性(見表1)

表1 中國(guó)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(guó)沙棘果。這與馮瑞芝等[20]的研究結(jié)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(guó)沙棘果油的，而總酚含量、碘值、皂化值和酸價(jià)顯著低于中國(guó)沙棘果油的。中亞沙棘果油和中國(guó)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(píng)估和判斷油脂質(zhì)量的指標(biāo)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(guó)沙棘果油的，而黃藍(lán)值(b*)、飽和度(C*)、亮度值(L*)和色調(diào)角(H)顯著低于中國(guó)沙棘果油的，說明相對(duì)于中國(guó)沙棘果油，中亞沙棘果油紅色較強(qiáng)烈。Nemtanu等[21]研究發(fā)現(xiàn)，輻照對(duì)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(qiáng)烈。

2.2 沙棘果油的脂肪酸組成(見表2)

表2 中國(guó)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(guó)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(shù)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(guó)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(guó)沙棘果油中α-生育酚含量顯著高于中亞沙棘果油。中國(guó)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(guó)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(bào)道的一致。

表3 中國(guó)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(guó)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(duì)中國(guó)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(jìn)行主成分分析(PCA)。得分圖以散點(diǎn)圖為基礎(chǔ)，每個(gè)點(diǎn)代表1個(gè)樣品，點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離越遠(yuǎn)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(jìn)行PCA，對(duì)不同沙棘進(jìn)行區(qū)分。

圖1 中國(guó)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(xiàn)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(guó)沙棘果油和中亞沙棘果油區(qū)分開，且沒有重疊。中國(guó)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(guó)沙棘果油區(qū)別于中亞沙棘果油，可能是中國(guó)沙棘果油理化特性參數(shù)值中總酚含量、碘值、皂化值、酸價(jià)、亮度值(L*)、黃藍(lán)值(b*)、飽和度(C*)和色調(diào)角(H)相對(duì)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(duì)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(jìn)行PCA，對(duì)不同沙棘果油進(jìn)行區(qū)分。一共測(cè)定了27個(gè)化合物(18種脂肪酸、8種植物甾醇和α-生育酚)和5個(gè)脂肪酸變量。

圖2 中國(guó)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(gè)主成分PC1和PC2的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)94.1%，PC1解釋了88.1%的變量，PC2解釋了6.0%的變量。中國(guó)沙棘果油和中亞沙棘果油被PC1明顯分開。中國(guó)沙棘果油區(qū)別于中亞沙棘果油的主要貢獻(xiàn)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(jié) 論

通過對(duì)溶劑法提取的沙棘果油理化特性的測(cè)定和活性成分組成及含量的分析，結(jié)合主成分分析法可以看出，中國(guó)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(jià)和色澤有差異貢獻(xiàn)，有貢獻(xiàn)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(jié)果說明氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)能夠直觀地區(qū)分中國(guó)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(huì)受到氣候、采收、貯藏及提取方式等影響。因此，后續(xù)實(shí)驗(yàn)還要對(duì)不同產(chǎn)地、不同種沙棘果油的理化特性及特征組分進(jìn)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(chǔ)。