張繼光 吳萬(wàn)富 楊學(xué)芳 李 悅 呂世懂

(昆明市糧油飼料產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心1，昆明 650118) (云南省糧油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站2，昆明 650118) (云南昆明國(guó)家糧食質(zhì)量監(jiān)測(cè)站3，昆明 650118) (昆明醫(yī)科大學(xué)科技成果孵化中心4，昆明 650500) (河北師范大學(xué)5，石家莊 050000)

我國(guó)油料作物品種繁多，油料資源十分豐富，特別是云南省，木本油料是其傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和特色優(yōu)勢(shì)林產(chǎn)業(yè)，油料植物品種有200多種[1，2]。我國(guó)非常重視木本油料的發(fā)展，國(guó)務(wù)院辦公廳2014年頒布了《關(guān)于加快木本油料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)〔2014〕68號(hào))，提出要加大木本油料的種植面積；云南省人民政府辦公廳2015年頒布了《關(guān)于加快木本油料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》(云政辦發(fā)〔2015〕72號(hào))，提出加快木本油料發(fā)展已成為解決油料嚴(yán)重不足和促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要途徑。云南省特種木本油料資源豐富[3-5]，開(kāi)發(fā)利用特種木本油料是繁榮食用油市場(chǎng)、提高經(jīng)濟(jì)效益和人民健康水平、增加出口創(chuàng)匯的重要手段。

油脂的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與種類、脂肪酸組成比例有密切關(guān)系，特別是脂肪酸組成及比例是衡量食用油營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，不同種類的油脂都有其特征脂肪酸、有相對(duì)穩(wěn)定的脂肪酸組成比例[6-8]。

在眾多的云南特色木本油料中，一些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定規(guī)模化的生產(chǎn)，比如美藤果油、核桃油加工成食用油；也有企業(yè)或農(nóng)戶將一些特種木本油脂進(jìn)行小規(guī)模的生產(chǎn)或加工，比如青刺果油、橡膠籽油、普洱茶葉籽油和漆樹(shù)籽油；但有很多尚未得到較好開(kāi)發(fā)或者更多是用于其他用途的，比如澳洲堅(jiān)果主要用于加工成堅(jiān)果；辣木籽主要做成保健品；牛油果主要作為水果食用，但是這些果實(shí)或籽實(shí)含油率較高，國(guó)外將其開(kāi)發(fā)成食用或保健油脂的比較多，價(jià)格也相對(duì)昂貴[13-16]。角鯊烯是一種對(duì)人體有益的不飽和烴類化合物，由于其良好的生物活性及在食品和化妝品等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，目前的研究越來(lái)越多，也是評(píng)價(jià)中國(guó)好糧油中食用植物油中的營(yíng)養(yǎng)伴隨物聲稱指標(biāo)[9-12]。對(duì)于角鯊烯的研究，近幾年逐漸興起，但對(duì)于一些特種木本油脂中脂肪酸組成的研究和比較，并不太多，特殊油脂角鯊烯的含量也鮮見(jiàn)報(bào)道。比如，對(duì)澳洲堅(jiān)果油、辣木籽油、漆樹(shù)籽油和牛油果油中化學(xué)特征的研究報(bào)道非常少，特別是角鯊烯含量鮮見(jiàn)報(bào)道，部分油脂也還缺乏國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支撐[5,17-20]，比如漆樹(shù)籽油、青刺果油、辣木籽油、澳洲堅(jiān)果油和牛油果油。云南的普洱茶葉、漆樹(shù)、辣木和橡膠的種植面積和產(chǎn)量是十分巨大的，但它們的籽實(shí)尚需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用，避免資源浪費(fèi)。

本研究選擇了云南9種常見(jiàn)的特種木本油脂，即鐵核桃油、青刺果油、澳洲堅(jiān)果油、美藤果油、辣木籽油、漆樹(shù)籽油、橡膠籽油、普洱茶葉籽油和牛油果油為研究對(duì)象，以橄欖油作為對(duì)照，采用氣相色譜和氣相色譜-質(zhì)譜對(duì)其中的脂肪酸組成及比例和角鯊烯含量進(jìn)行比較研究，同時(shí)利用主成分分析和聚類分析進(jìn)行更直觀的比較，為深入了解云南特種木本油脂的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

每種油脂3份樣品，其中一部分市售，還有一部分是實(shí)驗(yàn)室使用溶劑提取，詳細(xì)信息見(jiàn)表1。同時(shí)，收集了3個(gè)西班牙進(jìn)口的橄欖油樣品作為對(duì)照，以分析比較云南這些特色木本油脂脂肪酸組成和角鯊烯含量的特點(diǎn)。

1.1.2 標(biāo)準(zhǔn)品和試劑

37種脂肪酸甲酯混標(biāo)；角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品，純度為99.6%。無(wú)水硫酸鈉、95%乙醇、硫酸氫鉀、氫氧化鉀、甲醇、石油醚(沸程30～60 ℃)：分析純；正己烷、異辛烷：色譜純。

1.2 儀器與設(shè)備

分析天平(分度值0.000 1 g)，移液器(0.1-1 mL)，賽默飛GC 1310氣相色譜儀，賽默飛 Trace GC1310-ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，BAO-150A精密鼓風(fēng)干燥箱，Milli-Q超純水機(jī)，TDL-40B高速離心機(jī)，SBL-15DT超聲波恒溫清洗機(jī)，LPD2500多管旋渦混合儀，NG150-1B氮吹儀，SY-5000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，Tube Mill 100 control研磨機(jī)，WS-100D型數(shù)顯往復(fù)式回旋振蕩器。

表1 實(shí)驗(yàn)用油脂樣品信息表

1.3 方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)室油脂的提取方法

將提取油脂用的樣品用研磨機(jī)打碎后放于三角瓶中，加入一定體積沸程為30～60 ℃的石油醚，使其完全浸滿樣品，放置在數(shù)顯往復(fù)式回旋振蕩器上，以200 r/min振蕩提取2 h后，浸泡過(guò)夜并離心，殘?jiān)孟嗤襟E繼續(xù)提取3次后，合并提取液于圓底燒瓶中，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，烘箱干燥后即得油脂。

1.3.2 脂肪酸組成的測(cè)定

脂肪酸組成的測(cè)定采用氣相色譜法，測(cè)定依據(jù)是GB 5009.168—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸的測(cè)定》[21]第三法，采用面積歸一化法定量，用100 m的毛細(xì)管柱進(jìn)行分離，確保37種脂肪酸甲酯均能實(shí)現(xiàn)良好分離，具體的前處理過(guò)程及氣相色譜條件以及計(jì)算過(guò)程同文獻(xiàn)[22]脂肪酸組成測(cè)定部分。實(shí)驗(yàn)過(guò)程還用帶有證書的質(zhì)控樣品作為監(jiān)測(cè)樣品，來(lái)驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.3.3 角鯊烯含量的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)室采用GC-MS測(cè)定油脂中角鯊烯的含量，外標(biāo)法進(jìn)行定量。前處理過(guò)程同NY/T 3673—2020《植物油料中角鯊烯含量的測(cè)定》。

1.3.4 氣相色譜-質(zhì)譜條件

GC條件：賽默飛TG—5MS柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱溫箱：初始溫度200 ℃，(1 min)；然后以20 ℃/min 升到310 ℃(5 min)；載氣為高純氦氣 (純度99.999 %)；流速 1.0 mL/min；進(jìn)樣口為SSL進(jìn)樣口，溫度為300 ℃，分流進(jìn)樣，分流流量10 mL/min，分流比為10∶1。MS條件：質(zhì)譜傳輸線溫度300 ℃，離子化模式為EI，溫度為280 ℃，掃描模式為SIM模式，其中定量離子的荷質(zhì)比為69，定性離子的荷質(zhì)比為81、95和137，溶劑延遲時(shí)間為5 min。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

所有指標(biāo)的測(cè)定均重復(fù)兩次，結(jié)果均以平均值表示，結(jié)果均保留3位有效數(shù)字。PCA和CA采用多元統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件SIMCA—P 15 (Umetrics, Sweden)；顯著性差異分析采用IBM SPSS Statistics 20.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 脂肪酸成分分析

圖1 37種脂肪酸甲酯混標(biāo)的氣相色譜圖

按照1.3.2的方法和條件，分別對(duì)表1中的油樣的脂肪酸組成進(jìn)行分析，其中37種脂肪酸甲酯混標(biāo)的色譜圖見(jiàn)圖1，其余樣品的疊加色譜圖(每種類型的樣品選取一個(gè))見(jiàn)圖2，它們的脂肪酸組成的測(cè)定結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表2。

圖2 9種特種木本植物油脂脂肪酸組成的疊加色譜圖

從圖1可以看出，37種脂肪酸甲酯混標(biāo)在實(shí)驗(yàn)室條件下能得到較好分離，同時(shí)質(zhì)控樣的測(cè)試結(jié)果也均為滿意。從表2可以看出，云南9種特種木本油脂中共檢出17種脂肪酸組分，每一種油脂都有各自的脂肪酸組成特點(diǎn)，含量之間也存在較大差異。鐵核桃油中檢出8種脂肪酸組分，其中亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為62.9%；青刺果油中檢出12種脂肪酸組分，并且其中飽和脂肪酸∶單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸接近1∶1∶1的，這個(gè)比例也是目前大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)和衛(wèi)生機(jī)構(gòu)所提倡的合理膳食脂肪酸比例[24]。澳洲堅(jiān)果油中檢出14種脂肪酸組分，是唯一檢出少量月桂酸的油脂，且檢出棕櫚一烯酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為18.9%。棕櫚一烯酸在大多數(shù)植物油中含量非常低，甚至沒(méi)有[25，26]，在這些特種木本油脂中，僅牛油果油中質(zhì)量分?jǐn)?shù)和澳洲堅(jiān)果油中相當(dāng)，為14.1%，其他油脂中最高的辣木籽油也僅有1.39%。美藤果油中檢出脂肪酸組分9種，其中α-亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)47.1%，是所有油中含量最高的，還檢出其他油脂中未檢出的花生二烯酸，且棕櫚酸含量最低。辣木籽油檢出13種脂肪酸組分，其中油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)非常高，僅次于橄欖油(77.0%)，而且山崳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)6.05%，其他油脂中最高的僅為0.113%，二十四烷酸和花生酸含量也較其他油脂明顯高；漆樹(shù)籽油檢出脂肪酸組分11種，其中棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)71.3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他油脂；橡膠籽油中檢出脂肪酸組分12種，其中中油酸、亞油酸和α-亞麻酸的含量是最接近的一種油脂；普洱茶葉籽油中檢出脂肪酸組分11種，其中油酸含量非常高，僅次于美藤果油和用于對(duì)照的橄欖油，并且檢出其他油脂中均不含有的二十四碳一烯酸。牛油果油中檢出脂肪酸組分13種，其中的棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅次于漆樹(shù)籽油，為27.9%，棕櫚一烯酸含量也非常高，僅次于澳洲堅(jiān)果油。

表2 9種特種木本植物油脂脂肪酸組成統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果/%

UFA中，美藤果油和鐵核桃油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，均超過(guò)90.0%；澳洲堅(jiān)果油、橡膠籽油、普洱茶葉籽油中均超過(guò)80.0%；青刺果油、辣木籽油和牛油果油均超過(guò)70.0%；而漆樹(shù)籽油中僅占22.8%。其中澳洲堅(jiān)果油、辣木籽油、普洱茶葉籽油和牛油果油中MUFA含量較高，而鐵核桃油、美藤果油和橡膠籽油PUFA含量較高。世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織建議，成人膳食攝入油脂中SFA：MUFA：PUFA=1∶1∶1；日本2000年脂質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)修訂標(biāo)準(zhǔn)中推薦為3∶4∶1[24]。因此，從膳食平衡的角度來(lái)看，青刺果油、牛油果油、橡膠籽油和普洱茶葉籽油是比較理想的選擇。

本研究把橄欖油作為對(duì)照，橄欖油油酸含量是所有油脂中含量最高的[27]，實(shí)驗(yàn)檢出質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)77.0%。另外，美藤果油、橡膠籽油和鐵核桃油中α-亞麻酸和亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較高，特別是美藤果油中α-亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)47.1%，鐵核桃油中亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)62.9%，因此可以認(rèn)為它們是比較好的保健油脂。

2.2 角鯊烯含量的比較分析

按照1.3.3的方法和條件，分別對(duì)9種特種木本油脂樣品的角鯊烯含量進(jìn)行分析，其中角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品的GC-MS-SIM圖如圖3所示，9種植物油脂樣品的角鯊烯的GC-MS-SIM疊加圖如圖4所示(每種選取一個(gè))，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

圖3 SIM掃描模式下角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品的總離子流圖

圖4 SIM掃描模式下9種特種木本油脂樣品的疊加總離子流圖

表3 9種特種木本油脂樣品中角鯊烯含量檢測(cè)結(jié)果

從表3可以看出，用來(lái)做對(duì)照的橄欖油中的角鯊烯含量是最高的，范圍為1 232～7 176 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他油脂。其次，普洱茶葉籽油、牛油果油和澳洲堅(jiān)果油中也含有較高含量的角鯊烯，鐵核桃油和青刺果油中含量稍低，而美藤果油、辣木籽油、漆樹(shù)籽油和橡膠籽油中角鯊烯含量均小于10 mg/kg。油脂中角鯊烯含量的高低，可能和油脂的加工工藝有關(guān)[28]，因此，角鯊烯含量差異較大，甚至一些同一類型樣品之間也表現(xiàn)出含量差異大的特點(diǎn)，可能和各種油脂的制取工藝有關(guān)，比如壓榨方式和精煉程度等?？傊?中角鯊烯含量較高的油脂，說(shuō)明它們的油料中角鯊烯含量較高，這些油料開(kāi)發(fā)價(jià)值也較大。

2.3 基于脂肪酸組成的主成分分析和聚類分析

利用SIMCA P-15軟件對(duì)30個(gè)樣品的脂肪酸含量進(jìn)行PCA和CA分析[29,30]。主成分分析的樣品得分圖如圖5所示，各樣品的聚類分析如圖6所示。

圖5 9種特種木本油脂的主成分得分圖

圖6 9種特種木本油脂的聚類得分圖

在主成分的分析模型中，當(dāng)前2個(gè)主成分，解釋方差的累積值R2X為0.996，R2Y為0.963，當(dāng)前變量的預(yù)測(cè)能力Q2為0.921，對(duì)應(yīng)主成分 1和2 的解釋率： R2X[1]和R2X[2]分別為0.371和0.163。PCA得分圖和CA是基于所有17個(gè)變量的綜合分析情況得出的，有些油脂中如果僅檢出某一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)其他油脂中沒(méi)有的脂肪酸，盡管其含量很低，但可能所占的權(quán)重還是較大，這都會(huì)導(dǎo)致它們的分布情況。從圖5可以看出，每一種油脂各自都聚在了一起，其中澳洲堅(jiān)果油和辣木籽油和其他油脂距離比較遠(yuǎn)，這主要和它們的脂肪酸組成和其他油脂差異較大有關(guān)，這兩種油中花生酸和花生一烯酸含量是相對(duì)較高的，其中澳洲堅(jiān)果油中僅檢出月桂酸，檢出最多的14種脂肪酸；辣木籽油中檢出第二多的13種脂肪酸，且其中的山崳酸含量明顯高于其他油脂。從圖6的聚類得分圖中可以看出，每一種油脂均實(shí)現(xiàn)各自的聚類，說(shuō)明它們之間的區(qū)別還是比較明顯，花生酸和花生一烯酸含量也相對(duì)較高，但從分支情況和相似距離可以看出，澳洲堅(jiān)果油和辣木籽油屬于一個(gè)大的分支，主要和它們的脂肪酸組成有關(guān)；鐵核桃油和美藤果油相似程度較高，主要和它們中較高的不飽和脂肪酸有關(guān)，特別是亞油酸和α-亞麻酸；漆樹(shù)籽油和牛油果油相似程度較高，主要和它們都有較高含量的棕櫚酸有關(guān)，同時(shí)在脂肪酸的組成分布上也較接近；普洱茶葉籽油與橄欖油、青刺果油和橡膠籽油屬于一個(gè)大的分支，后三者的相似程度較高，主要和它們中較高的油酸有關(guān)。

衡量油脂的優(yōu)劣是多方面的，本研究也僅僅是覆蓋了其中的一些方面，但是可以看出，云南的這些特色木本油脂都各有特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)應(yīng)用的前景也是非常大的，一些油脂中棕櫚油酸含量較高，除了食用，還可以開(kāi)發(fā)成嬰幼兒和老年人的保健品；一些油中棕櫚酸含量非常高，而一些油中亞麻酸含量非常高，是非常理想的保健油脂。從結(jié)果來(lái)看，漆樹(shù)籽油的飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)77.2%，作為食用油來(lái)講可能不太理想，但是在云南的怒江州地區(qū)，古有食用漆油的習(xí)慣，并延續(xù)至今，甚至現(xiàn)在的漆油煮雞是云南怒江的一大特色，云南怒江各地的農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)集市、小商店、土特產(chǎn)商店等都有漆油產(chǎn)品的銷售。一些很少被開(kāi)發(fā)成油脂的，比如辣木籽油和普洱茶葉籽油，都是非常有潛力的，它們的油酸含量?jī)H次于橄欖油，極具開(kāi)發(fā)價(jià)值。后續(xù)的研究中，要進(jìn)一步對(duì)這些油脂中的其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，比如維生素E、植物甾醇、多酚、微量元素、抗氧化性能和食用安全性等進(jìn)行全面的研究，并積極開(kāi)展相關(guān)行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)以及新資源食品的申報(bào)，為云南特色木本油料的綜合開(kāi)發(fā)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)云南山區(qū)的農(nóng)民脫貧致富起到一定的積極作用。

3 結(jié)論

本研究利用GC和GC-MS對(duì)云南9種特種木本油脂的脂肪酸組成和含量進(jìn)行測(cè)定，利用橄欖油進(jìn)行對(duì)照，比較它們?cè)谥舅峤M成及角鯊烯含量上的差異，并通過(guò)PCA和CA展示它們之間的差異及一些相似性。在所有的9種特種木本油脂中共檢出脂肪酸17種，共有脂肪酸成分8種，主要為油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、α-亞麻酸等，各種油脂之間脂肪酸組分及比例差異較大。角鯊烯在9種油脂中差異較大，對(duì)照用的橄欖油含量最高，牛油果油、澳洲堅(jiān)果油和普洱茶葉籽油中的含量高于鐵核桃油和青刺果油，其余油脂中的含量均小于10 mg/kg。PCA和CA能實(shí)現(xiàn)9種特種木本油脂之間各自的較好區(qū)分，并進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)澳洲堅(jiān)果油與辣木籽油；鐵核桃油與美藤果油；漆樹(shù)籽油與牛油果油；普洱茶葉籽油與橄欖油、青刺果油、橡膠籽油，它們之間在聚類圖上相似距離較近。