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        基于PC型EPA含量評(píng)價(jià)南極磷蝦油產(chǎn)品

        2021-08-27 06:49:32范雁楊淼姜君鵬馮迪娜薛松
        食品研究與開(kāi)發(fā) 2021年15期
        關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn)

        范雁,楊淼,姜君鵬,馮迪娜,薛松

        (1.中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,遼寧 大連 116023;2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049;3.大連理工大學(xué)生物工程學(xué)院,遼寧 大連 116024)

        南極磷蝦是南極海洋中主要的磷蝦種類,近年來(lái),磷蝦的營(yíng)養(yǎng)保健功能已被廣泛報(bào)道[1-3],其獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)成分使得人們對(duì)磷蝦產(chǎn)品研發(fā)的興趣日益增加。極性脂和甘油三酯(tiglyceride,TAG)是南極磷蝦的主要脂質(zhì)組分,分別占其總脂含量的56%~81%和12%~38%[4]。南極磷蝦油是從整個(gè)南極磷蝦或磷蝦粉獲得的脂質(zhì)提取物,磷蝦油中磷脂(phospholipid,PL)占總脂含量的40%以上[5],這與植物食用油以TAG(>95%)為主要脂質(zhì)組分不同。南極磷蝦油富含ω-3型多不飽和脂肪酸(ω-3 polyunsaturated fatty acids,ω-3 PUFA),特別是二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)。研究表明,EPA和DHA作為重要的功能性脂肪酸能改善人類的大腦功能[6]、降低心血管風(fēng)險(xiǎn)[7]和減少慢性炎癥[8]等。磷蝦中的EPA和DHA主要以磷脂形式存在[9-10],而魚(yú)類中的ω-3 PUFA主要以TAG形式存在。研究表明,相比于TAG型EPA和DHA,PL型EPA和DHA能夠更好地滲入組織中,具有更強(qiáng)的心臟保護(hù)作用[11]和生物活性[12]。隨著消費(fèi)者對(duì)高品質(zhì)磷蝦油的需求量不斷增加,市場(chǎng)上出現(xiàn)的許多品牌的南極磷蝦油,品質(zhì)差異較大[13]。為了磷蝦油產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,要健全其產(chǎn)品的過(guò)程控制及質(zhì)量的評(píng)價(jià)體系。目前EPA和DHA含量為磷蝦油品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)之一[14],通過(guò)在磷蝦油產(chǎn)品中添加魚(yú)油可提高EPA和DHA含量。因此建立更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)磷蝦油產(chǎn)品方法對(duì)于磷蝦油產(chǎn)品市場(chǎng)健康發(fā)展具有重要意義[15-16]。

        基于內(nèi)標(biāo)十七烷酸甲酯(methyl heptadecanoate,C17:0-ME)的EPA定量分析方法,通過(guò)薄層色譜(thin-layer chromatography,TLC)分離,采用氣相色譜法定量分析南極磷蝦油卵磷脂(lecithin,PC)型EPA的含量,提出南極磷蝦油PC型EPA占總EPA比例的評(píng)價(jià)指標(biāo),這一指標(biāo)可以有效定量EPA的單一存在形式,甄別出含有外源添加EPA的南極磷蝦油,本文利用該指標(biāo)分析了6種不同來(lái)源南極磷蝦油的品質(zhì),為南極磷蝦產(chǎn)品的質(zhì)量控制評(píng)價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試劑

        正己烷(色譜純):德國(guó)Merck公司;氯仿、甲醇、三乙胺、丙酮(分析純):天津科密歐有限公司;二十碳五烯酸甲酯(methyl eicosapentaenoate,EPA-ME)標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98.5%)、C17:0-ME標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%)、磷脂酰乙醇胺(phosphatidyl ethanolamine,PE)標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%)、PC標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%):美國(guó)SIGMA公司。

        1.2 南極磷蝦油樣品

        南極磷蝦油樣品及廠家見(jiàn)表1。

        表1 南極磷蝦油樣品及其廠家Table 1 Antarctic krill oil samples and manufacturers

        1.3 儀器與設(shè)備

        7890B型氣相色譜儀(附氫火焰離子化檢測(cè)器):美國(guó)Agilent公司;BS210S分析天平:德國(guó)Sartorius公司;Silica gel 60 F254硅膠板(0.20 mm,20 cm×20 cm):德國(guó)Merck公司。

        1.4 試驗(yàn)方法

        1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)品溶液的配制

        EPA-ME標(biāo)準(zhǔn)溶液:用正己烷分別配制成濃度為 0.20、0.23、0.29、0.33、0.39 mg/mL;C17:0-ME 標(biāo)準(zhǔn)溶液:用正己烷分別配制成濃度為 0.04、0.19、0.38、0.57、0.76 mg/mL,現(xiàn)配現(xiàn)用。

        1.4.2 南極磷蝦油樣品轉(zhuǎn)酯化

        稱量南極磷蝦油樣品至10 mL圓底燒瓶中,加入5 mL 2%的H2SO4-甲醇,70℃油浴反應(yīng)1 h。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫(25℃),向燒瓶中加入2 mL正己烷和0.75 mL蒸餾水,混合30 s[17]。取上層有機(jī)相進(jìn)行氣相色譜分析[18]。

        1.4.3 氣相色譜檢測(cè)條件

        色譜柱:DB-23色譜柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm),色譜柱升溫程序:130℃保持1 min;130℃~170℃,10℃/min;170℃~215℃,2.8℃/min保持 1 min。進(jìn)樣口溫度:270℃,氫火焰離子化檢測(cè)器溫度:270℃,進(jìn)樣方式:分流進(jìn)樣,分流比 10∶1,進(jìn)樣量:1 μL,載氣:高純氮?dú)猓?9.99%)。

        1.4.4 校正因子的計(jì)算

        分別讀取EPA-ME和C17:0-ME(內(nèi)標(biāo))峰面積,按下式計(jì)算校正因子。

        式中:f為校正因子;A內(nèi)標(biāo)為內(nèi)標(biāo)C17:0-ME峰面積;A標(biāo)準(zhǔn)品為 EPA-ME 峰面積;M內(nèi)標(biāo)為內(nèi)標(biāo) C17:0-ME質(zhì)量,mg;M標(biāo)準(zhǔn)品為 EPA-ME 的質(zhì)量,mg。

        1.4.5 南極磷蝦油中EPA含量的測(cè)定

        采用校正的內(nèi)標(biāo)法對(duì)EPA進(jìn)行定量,EPA的含量(xi)計(jì)算公式如下。

        式中:Ai為EPA的峰面積;A內(nèi)標(biāo)為內(nèi)標(biāo)C17:0-ME的峰面積;Mi為所稱取南極磷蝦油的準(zhǔn)確質(zhì)量,mg;M內(nèi)標(biāo)為內(nèi)標(biāo) C17:0-ME 質(zhì)量,mg。

        1.4.6 PC型EPA含量的定量分析

        稱取等質(zhì)量的南極磷蝦油樣品,用氯仿溶解點(diǎn)于硅膠板上,展開(kāi)劑采用氯仿∶甲醇∶水∶三乙胺(50∶40∶8∶50,體積比)[19]。待溶劑完全揮發(fā)后,利用濃度0.05%(溶劑為20%水和80%丙酮)櫻草黃噴霧顯色,紫外燈365 nm下觀察。將PC條帶刮下,按照1.4.2和1.4.3進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化和氣相色譜分析。

        1.5 統(tǒng)計(jì)分析

        試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示(n=3),利用單因素方差分析(ANOVA)對(duì)不同南極磷蝦油產(chǎn)品品質(zhì)的差異顯著性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,當(dāng)差異顯著時(shí),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Turkey多重比較分析,以P<0.05作為差異顯著性水平。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 基于C17:0-ME內(nèi)標(biāo)法的EPA定量分析

        C17:0-ME、EPA-ME標(biāo)準(zhǔn)品及不同來(lái)源南極磷蝦油樣品的氣相色譜圖見(jiàn)圖1。

        圖1 C17:0-ME、EPA-ME標(biāo)準(zhǔn)品及不同來(lái)源南極磷蝦油樣品的氣相色譜圖Fig.1 The gas chromatograph of EPA-ME,C17:0-ME standards and Antarctic krill oil samples from different sources

        由圖1可知,EPA-ME和C17:0-ME標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間分別為14.9、7.5min,兩種脂肪酸甲酯完全分離。此外,南極磷蝦油樣品4的EPA-ME的保留時(shí)間為14.9min,樣品5~9的EPA-ME的保留時(shí)間為15.8min。從氣相色譜分析圖中可以定性比較不同來(lái)源南極磷蝦油樣品PC型EPA的含量,圖1顯示,樣品6和樣品7的PC型EPA的含量較高,樣品5和9次之,樣品4和8較低。

        不同濃度EPA-ME對(duì)內(nèi)標(biāo)C17:0-ME的相對(duì)質(zhì)量校正因子見(jiàn)表2。

        表2 EPA-ME對(duì)內(nèi)標(biāo)C17:0-ME的相對(duì)質(zhì)量校正因子Table 2 The relative mass correction factor of EPA-ME in relative to the internal standard C17:0-ME

        由表2可知,C17:0-ME濃度的線性范圍為0.04 mg/mL~0.76 mg/mL,在該范圍內(nèi)得到EPA-ME對(duì)C17:0-ME的相對(duì)質(zhì)量校正因子為1.52。

        2.2 南極磷蝦油PC型EPA的定量分析及PC型EPA含量占總EPA含量比例的確定

        磷脂標(biāo)準(zhǔn)品和樣品1~3的磷脂分離見(jiàn)圖2。

        圖2 磷脂標(biāo)準(zhǔn)品和南極磷蝦油磷脂的分離Fig.2 Separation of phospholipid standard and Antarctic krill oil phospholipid

        由圖2可知,南極磷蝦油的PL主要包括PC、溶血磷脂酰膽堿(lysolecithin,LPC)和PE,而PC和LPC是南極磷蝦油的主要組分,本研究測(cè)定的PC組分是分離的PC和LPC含量之和。

        基于C17:0-ME對(duì)EPA-ME的相對(duì)質(zhì)量校正因子計(jì)算得到南極磷蝦油樣品1~3的PC型EPA的含量,具體見(jiàn)表3。

        表3 南極磷蝦油樣品1~3的品質(zhì)分析Table 3 Quality evaluation of Antarctic krill oils samples 1-3

        從TLC中獲得的PC組分,由于量非常少,大約為0.5 mg~1 mg,用稱重法難以進(jìn)行準(zhǔn)確定量。因此,將TLC分離得到的樣品PC經(jīng)轉(zhuǎn)酯化進(jìn)行了脂肪酸甲酯的定量分析。比較樣品1和2的總EPA含量以及PC型EPA的含量,總EPA含量均為南極磷蝦油質(zhì)量的10%以上,樣品1中的總EPA含量比樣品2高27%。從總EPA含量來(lái)分析兩個(gè)樣品的品質(zhì),樣品1優(yōu)于樣品2。通過(guò)對(duì)其PC型EPA的含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果顯示,樣品1的PC型EPA含量約為樣品2的2倍,結(jié)合總EPA的含量,計(jì)算得到兩個(gè)樣品PC型EPA占總EPA含量的比例,均大于50%,且樣品1比樣品2高27%。從這一參數(shù)分析兩個(gè)樣品的品質(zhì),得到的結(jié)論與通過(guò)總EPA含量分析得到的結(jié)果一致,說(shuō)明PC型EPA含量占總EPA含量比例這一參數(shù)可以作為分析不同來(lái)源南極磷蝦油品質(zhì)的指標(biāo),且能夠準(zhǔn)確定量南極磷蝦油樣品中的PC型EPA含量。此外,樣品3所含PC型EPA含量占總EPA含量比例高達(dá)85%左右。雖然樣品1和2的PC型EPA含量占總EPA含量的比例達(dá)到了50%以上,但其品質(zhì)還能夠通過(guò)工藝優(yōu)化進(jìn)一步提高。

        按照1.4.5和1.4.6方法計(jì)算不同來(lái)源南極磷蝦油(樣品4~9)PC型EPA含量占總EPA含量的比例,結(jié)果見(jiàn)表4。

        表4 不同來(lái)源南極磷蝦油(樣品4~9)品質(zhì)的比較Table 4 Comparison of the quality of Antarctic krill oil samples(4-9)from different sources

        從測(cè)定結(jié)果分析,樣品5和6的總EPA含量無(wú)顯著差異,但樣品6中PC型EPA含量占總EPA含量的比例顯著高于樣品5,且樣品6中PC型EPA含量是非PC型EPA含量的2倍左右,綜合總EPA含量的數(shù)據(jù)和PC型EPA/總EPA含量數(shù)據(jù),說(shuō)明了樣品6中EPA的存在形式主要是PC型。比較樣品5和8,樣品5的總EPA含量約為樣品8的2倍,但兩個(gè)樣品PC型EPA含量占總EPA含量的比例無(wú)顯著差異,同時(shí)樣品5和樣品8的PC型EPA含量與非PC型EPA含量的比值相當(dāng),說(shuō)明兩個(gè)樣品的EPA存在形式是一致的。

        樣品9的總EPA含量達(dá)到17.9%,均高于其它5種南極磷蝦油,但其PC型EPA含量占總EPA含量的比例只有29.7%,均低于其它5種南極磷蝦油,表明該樣品的EPA主要以非磷脂型EPA形式存在,如TAG型或游離型EPA。因此南極磷蝦油中總EPA含量不能反映EPA的存在形式,而PC型EPA含量占總EPA含量的比例能夠?qū)δ蠘O磷蝦油EPA的存在形式進(jìn)行準(zhǔn)確的表征,區(qū)別出含有外加非磷脂型EPA的蝦油。PC型EPA含量占總EPA含量的比例作為過(guò)程控制參數(shù),也可以表征磷脂的水解情況。

        根據(jù)這一參數(shù)分析本研究中這6種南極磷蝦油樣品的品質(zhì),較優(yōu)的為樣品6和樣品7,PC型EPA含量占總EPA含量的比例均在60%以上;其次為樣品4、5、8。這5種樣品PC型EPA含量占總EPA含量的比例在48%~70%之間;而樣品9的該參數(shù)顯著低于其它5種樣品,以此為標(biāo)準(zhǔn)可以鑒定不同南極磷蝦油產(chǎn)品的品質(zhì)。

        3 結(jié)論

        本研究建立了基于C17:0-ME內(nèi)標(biāo)法準(zhǔn)確測(cè)定EPA的定量方法,測(cè)定得到的EPA-ME相比于C17:0-ME的相對(duì)質(zhì)量校正因子為1.52。結(jié)合TLC分離定量分析了南極磷蝦油PC型EPA的含量,提出了PC型EPA含量占總EPA含量的比例這一南極磷蝦油品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo),根據(jù)這一參數(shù)分析了6種不同來(lái)源南極磷蝦油的品質(zhì),并篩選出優(yōu)質(zhì)南極磷蝦油(樣品6和樣品7),其PC型EPA含量占總EPA含量的比例在60%以上,最高可達(dá)70%,這些結(jié)果為南極磷蝦油產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系的建立提供科學(xué)依據(jù)。

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