全 文 :www.caaj.org
农学学报 2013,3(07):52-56
Journal of Agriculture
0 引言
紫薇(Lagerstroemia indica L.)为千屈菜科紫薇属
落叶灌木或小乔木,是著名的夏季观赏树种,在城市园
林绿化中栽培广泛[1]。紫薇的皮、木、花有活血、止痛、
消肿和解毒作用,民间药用较多[2-3]。Jehan等[4]报道原
产澳洲和热带亚洲紫薇属的大叶紫薇(L.speciosa L.)
基金项目:湖南省花卉产业专项“湖南紫薇品种资源研究与开发利用”(2012Hb90-22)。
第一作者简介:黄建民,男,1962年出生,湖南邵阳人,高级工程师,主要从事花木育种、园艺栽培。通信地址:422001湖南省邵阳市宝庆东路461号
湖南紫薇集团,E-mail:jianmingroup@126.com。
通讯作者:侯伯鑫,男,1947年出生,天津人,研究员,博士生导师,主要从事花木育种、园艺栽培。通信地址:422001湖南省邵阳市宝庆东路461号湖
南紫薇集团,E-mail:h5578725@163.com。
收稿日期:2013-04-23,修回日期:2013-06-18。
紫薇籽油脂肪酸组成的GC/MS分析
黄建民 1,侯伯鑫 1,索志立 2,杨强发 1
(1湖南省紫薇花木研究所,湖南邵阳 422001;2中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室,北京 100093)
摘 要:为了开发和利用紫薇籽油,采用冷榨法从紫薇种子中榨取了油脂,并采用GC/MS对堇薇、红薇、
银薇3个不同品种群紫薇籽油的脂肪酸组成进行了测定。分析结果表明,不同品种群紫薇籽油均含有
相同的 17种脂肪酸,不同品种群脂肪酸含量有差异,其中堇薇品种群不饱和脂肪酸总含量最高,为
86.57%,该品种群饱和脂肪酸总含量最低,为13.05%;不饱和脂肪酸的主要成分是亚油酸和油酸,其中
亚油酸含量最高,堇薇、红薇、银薇3个品种群亚油酸含量分别为71.62%、70.91%、72.87%;从紫薇籽油
中检测出奇数碳脂肪酸类二十三烷酸,该脂肪酸具有抗癌活性,表明紫薇籽油是一种值得开发的保健油
脂。
关键词:紫薇;品种群;种子油;脂肪酸;GC/MS分析
中图分类号:S565.9 文献标志码:A 论文编号:2013-0247
The Fatty Acid Composition of Lagerstroemia indica Seed Oil Determined by GC/MS
Huang Jianmin1, Hou Boxin1, Suo Zhili2, Yang Qiangfa1
(1Hunan Crape Myrtle Institute, Shaoyang 422001, Hunan, China;
2State Key Laboratory of Systematic and Evolutionary Botany, Institute of Botany,
Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China)
Abstract: The Lagerstroemia indica was an important flower species in summer, which was widely cultivated
in China. In order to develop and use L. indica seed oil, cold pressed method was used to extract the oil from
the L. indica seed, the fatty acids composition of the seed oil of L. indica Amabilis Group, L. indica Rubra
Group and L. indica Alba Group were determined by GC/MS. The results showed that different varieties of L.
indica seed oil contained the same 17 kinds of fatty acids; there were differences between the fatty acid content
of different variety groups. The total unsaturated fatty acids content of L. indica Amabilis Group was highest,
which content was 86.57%; the total saturated fatty acid content of L. indica Amabilis Group was lowest, which
content was 13.05%. The main components of the unsaturated fatty acid were oleic acid and linoleic acid. The
linoleic acid content of L. indica Amabilis Group, L. indica Rubra Group and L. indica Alba Group were
71.62%, 70.91% and 72.87% respectively. The odd number carbon fatty acids which had antitumor activity
were determined out from L. indica seed oil. It indicated that L. indica seed oil was health oil that worth to
develop.
Key words: Lagerstroemia indica; Variety Group; Seed oil; Fatty Acid; GC/MS
种籽油含有酮式脂肪酸,具有药用价值。纵伟等[5-6]、张
丽等[7]分别对大叶紫薇籽油的理化特性及脂肪酸组成
进行了GC/MS分析,发现其含有丰富的不饱和脂肪
酸,是一种值得开发的保健油脂。课题组在开展中国
紫薇品种资源调查中发现,紫薇具有结实早,种子产量
高,生态适应性广,丰产期长等生物学及栽培学特性。
检索文献未见有关紫薇籽油脂肪酸组成的研究报道,
目前国内外对紫薇籽油的研究利用尚为空白。中国是
食用植物油消费大国,自给率仅为46%,54%要依赖进
口[8]。因此,开展紫薇籽油脂肪酸组成的研究,分析其
食用价值,对开发新的食用植物油资源,解决中国食用
植物油自给率严重不足的矛盾,保障国家粮油安全有
重要意义。本项目对紫薇籽油脂肪酸组成进行了研
究,为开发新的食用植物油提供基础数据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
紫薇种子:采自湖南省邵阳市火车站乡湖南紫薇
集团紫薇苗木生产基地,分别从堇薇、红薇、银薇 3个
品种群采集果实,干燥后去掉果壳,每个品种群取
2000 g去除种翅的种子用于油脂提取。其中堇薇品种
群(L. indica Amabilis Group)包含 34个品种 [9],红薇品
种群(L. indica Rubra Group)包含 29个品种[10],银薇品
种群(L. indica Alba Group)包含13个品种[11]。
1.2 主要仪器及设备
德国Komet公司:HFG-50S-WN油脂冷榨机;美国
Finnigan公司:GC/MS/DS气相色谱/质谱/计算机联用
仪。
1.3 试验方法
油脂提取在湖南省林业科学院重点实验室进行;
油脂的GC/MS分析在湖南省食品测试分析中心进行,
脂肪酸组成分析按 GB/T 17376—2008[12]和 GB/T
17377—2008[13]国家标准;脂肪酸含量多重比较方差分
析采用单因素离差平方和分解:SS=SSA+SSB+SSE[14]。
2 结果与分析
2.1 紫薇种子出油率
堇薇、红薇、银薇3个品种群种子冷榨原油出油率
分别为 17.78%、16.93%、16.86%,出油率均达 16%以
上,其中堇薇品种群的种子原油出油率最高。冷榨法
在油脂提取过程中能保持原油的品质,但相对于溶剂
浸出法、水剂法和水酶法等提取技术,其出油率较低。
如果采用上述不同于压榨法的油脂提取技术,则紫薇
种子的出油率会有所提高[15]。
2.2 紫薇籽油脂肪酸组成
从表1可见,从紫薇籽油中共检测出17种脂肪酸,
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
合计
脂肪酸名称
油酸
亚油酸
a-亚麻酸
棕榈-烯酸
二十碳一烯酸
二十碳二烯酸
肉豆蔻酸
十五烷酸
棕榈酸
硬脂酸
十七烷酸
花生酸
二十一烷酸
二十二烷酸
二十三烷酸
二十四烷酸
二十五烷酸
不饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
堇薇品种群/%
13.74
71.62
0.55
0.04
0.43
0.19
0.02
0.02
8.94
2.31
0.09
0.75
0.07
0.48
0.12
0.21
0.04
86.57
13.05
红薇品种群/%
12.76
70.91
0.69
0.04
0.44
0.17
0.02
0.02
9.54
2.96
0.09
0.79
0.08
0.50
0.10
0.23
0.05
85.21
14.38
银薇品种群/%
11.52
72.87
0.49
0.04
0.47
0.18
0.02
0.02
9.60
2.76
0.09
0.69
0.06
0.41
0.10
0.20
0.05
85.57
14.00
脂肪酸类别
不饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
饱和脂肪酸
表1 不同品种群紫薇籽油的脂肪酸含量
·· 53
黄建民等:紫薇籽油脂肪酸组成的GC/MS分析
不同品种群紫薇籽油均含有这 17种脂肪酸。紫薇籽
油脂肪酸的主要含量是不饱和脂肪酸,不同品种群脂
肪酸含量有差异,其中堇薇品种群不饱和脂肪酸总含
量最高,为86.57%,该品种群饱和脂肪酸总含量最低,
为 13.05%;不饱和脂肪酸的主要成分是亚油酸和油
酸,其中亚油酸含量最高,堇薇、红薇、银薇3个品种群
亚油酸含量分别为71.62%、70.91%、72.87%;从紫薇籽
油中检测出奇数碳脂肪酸类二十三烷酸,该种脂肪酸
在植物油中少见,具有抗癌活性[16]。
从表 2可见,紫薇籽油不同脂肪酸含量有不同差
异,在3个品种群中,有二十碳二烯酸等7种脂肪酸含
量差异不显著,其余10种脂肪酸含量差异显著或极显
著,其中 3个品种群的不饱和脂肪酸总含量的差异达
极显著水平。
2.3 几种主要食用油脂肪酸组成比较
从表 3可见,紫薇籽油不饱和脂肪酸总含量低于
橄榄油[17]和茶籽油[18],高于菜籽油[19]、大豆油[20]和花生
油[17];紫薇籽油亚油酸含量在几种植物油中最高,其油
酸含量在几种植物油中最低;紫薇籽油亚麻酸含量比
橄榄油及茶籽油高,低于菜籽油和大豆油;紫薇籽油硬
因变量
油酸
亚油酸
a-亚麻酸
二十碳一烯酸
棕榈酸
硬脂酸
二十碳二烯酸
十五烷酸
十七烷酸
饱和脂肪酸总含量
品种群
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
均值差(I-J)
0.98
2.22
1.24
0.71
-1.25
-1.96
-0.14
0.06
0.20
-0.01
-0.04
-0.03
-0.60
-0.66
-0.06
-0.65
-0.45
0.20
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
-1.33
-0.95
0.38
显著性
5.3×10-2**
0.2×10-2**
2.3×10-2*
31.8×10-2
10.5×10-2
2.4×10-2*
2.519×10-6**
3.250×10-4**
3.044×10-7**
26.7×10-2
0.3×10-2**
1.0×10-2*
4.274×10-10**
2.414×10-10**
3.250×10-4**
2.645×10-10**
2.396×10-9**
3.044×10-10**
—
—
—
—
—
—
—
—
—
3.611×10-12**
2.718×10-11**
6.594×10-9**
因变量
花生酸
二十二烷酸
二十三烷酸
二十四烷酸
棕榈一烯酸
肉豆蔻酸
二十五烷酸
二十一烷酸
不饱和脂肪
酸总含量
品种群
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
1-2
1-3
2-3
均值差(I-J)
-0.04
0.06
0.10
-0.02
0.07
0.09
0.02
0.02
0.00
-0.02
0.01
0.03
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1.36
1.00
-0.36
显著性
0.1×10-2**
1.053×10-4**
5.530×10-6**
2.4×10-2*
4.382×10-5**
1.024×10-5**
0.5×10-2**
0.5×10-2**
100.0×10-2
0.5×10-2**
7.8×10-2
0.1×10-2**
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
3.159×10-12**
1.998×10-11**
9.114×10-9**
表2 不同品种群紫薇籽油的脂肪酸含量方差分析
注:*P<0.05显著水平,**P<0.01极显著水平。编号1:堇薇品种群,编号2:红薇品种群,编号3:银薇品种群。
·· 54
脂酸含量比茶籽油高,与橄榄油相同,低于菜籽油、大
豆油和花生油;紫薇籽油软脂酸含量在几种植物油中
最高。
3 结论
紫薇籽油含有17种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸总
含量为 85.21%~86.57%,饱和脂肪酸总含量为 13.05%
~14.00%。在不饱和脂肪酸中,以亚油酸含量最高,达
70.91%~72.87%。其次为油酸,达 11.52%~13.74%。
在不同品种群中,其 17种脂肪酸含量存在差异,其中
堇薇品种群不饱和脂肪酸总含量最高,达86.57%。亚
油酸含量以银薇品种群最高,达72.87%。油酸含量以
堇薇品种群最高,达13.74%。该差异为选育紫薇优良
油用品种提供了基研资料;紫薇籽油与橄榄油[17]、花生
油[17]、茶籽油[18]、菜籽油[19]、大豆油[20]等目前中国几种主
要食用油比较,其亚油酸含量最高。亚油酸为多不饱
和脂肪酸,是人体必需的脂肪酸,它可使脑细胞活化,
能阻止脑血栓的形成,对人体血脂代谢具有重要作
用。亚油酸不能为人类机体合成,必须要从食物中摄
取[21];紫薇籽油含有奇数碳类脂肪酸二十三烷酸,许仁
博[16]发现该种脂肪酸具有抗癌活性,目前该种脂肪酸
仅在紫薇籽油及大叶紫薇籽油[5]中发现,在其他植物
油中未见。说明紫薇籽油是一种能补充人体多不饱和
脂肪酸不足并具有抗癌活性功能的特种保健植物油。
4 讨论
目前,国内外对紫薇籽油脂肪酸的研究尚为空
白。在紫薇属植物种子油研究中,纵伟等[5-6]从广州市
采集的大叶紫薇籽油中检测出12种脂肪酸,其中亚油
酸含量为74.57%、油酸含量为8.38%、不饱和脂肪酸总
含量为 85.76%,检测出奇数碳类脂肪酸二十三烷酸;
张丽等[7]从湛江市采集的大叶紫薇籽油中检测出 7种
脂肪酸,其中亚油酸含量为 22.46%、油酸含量为
21.46%、不饱和脂肪酸总含量为61.1%,未检测出奇数
碳类脂肪酸二十三烷酸。两者的研究结果有较大的不
同,张丽等[7]认为,这可能是由于原料品种不同或产地
不同所造成的。大叶紫薇与紫薇均为紫薇属植物,本
研究的紫薇籽采样在邵阳市同一个地点,不同产区的
紫薇籽油脂肪酸组成是否也存在不同,还有待于进一
步研究探讨。
张丽等[7]和纵伟等[22]分别对大叶紫薇籽的主要营
养成分蛋白质和氨基酸进行了分析评价。大叶紫薇籽
中含有 17种氨基酸,必需氨基酸含量高,占总氨基酸
的36.96%,其蛋白质的氨基酸评分为81.70,营养价值
较高,具有很好的开发利用前景。一个食用油植物的
开发利用需要对其营养成分进行多方面的分析评价,
因此,还有待于今后开展紫薇籽蛋白质和氨基酸主要
营养成分的研究。
中国是世界上食用植物油消费大国,2007年食用
植物油消费量达 2250万 t,而当年国产食用植物油为
1035万 t,自给率仅为46%,54%要依赖进口[8]。随着中
国食用油市场供给矛盾的加剧,国务院对食用油发展
极为重视,为保障国家粮油安全,2007、2008年相继出
台了《国务院办公厅关于促进油料生产发展的意见》
(国办发[2007]59号)、《国务院关于促进食用植物油产
业健康发展保障供给安全的意见》(国发[2008]36号),
明确提出要大力发展特种油料作物,发展油料生产要
避免与粮食、棉花争地。紫薇耐干旱瘠薄,栽培管理容
易,适生范围广,种子含油率高,丰产期长,不与粮食、
棉花争地,可以充分利用荒山荒地来发展[23],是一种经
济效益和生态效益兼备的优良食用油树种。因此,建
议有关部门要重视对紫薇油的产业化开发利用。
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油脂名称
紫薇籽油*
橄榄油
茶籽油
菜籽油
大豆油
花生油
软脂酸
C16:0
8.9
6.9
7.6
2.3
8.0
8.3
硬脂酸
C18:0
2.3
2.3
1.1
3.1
5.4
6.3
油酸
C18:1
13.7
84.4
82.0
61.0
25.0
53.4
亚油酸
C18:2
71.6
4.6
7.4
14.6
54.0
24.9
亚麻酸
C18:3
0.6
0.1
0.2
9.2
5.0
—
不饱和脂肪酸
总含量
85.9
88.7
89.6
84.8
84.0
78.3
注:*以堇薇品种群紫薇籽油脂肪酸组成为代表。
表3 紫薇籽油与几种主要食用油的脂肪酸组成比较 %
·· 55
(上接第32页)
黄建民等:紫薇籽油脂肪酸组成的GC/MS分析
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