全 文 ：刘金香，姚正颖，张卫明，等． 2 个产地续随子种子油体提取及其脂肪酸成分的比较分析［J］． 江苏农业科学，2015，43(3) :256 － 258．
doi:10． 15889 / j． issn． 1002 － 1302． 2015． 03． 084
2 个产地续随子种子油体提取
及其脂肪酸成分的比较分析
刘金香1，姚正颖2，张卫明1，2，孙力军2
(1．南京师范大学生命科学学院，江苏南京 210023;2．南京野生植物综合利用研究院，江苏南京 210042)
摘要:油体是植物种子贮脂的细胞器，通过分离油体来提取脂类为研究植物脂类提供了方便快捷的方法。首次建
立了能源植物续随子种子油体的提取方法，提取了江苏海安和河南朱集 2 个产地的续随子种子油体，并通过气相色
谱 －质谱联用(GC － MS)技术，分别测定油体脂肪酸的组成与含量。结果表明，2 个产地的续随子种子油体脂肪酸都
以油酸为主，含量分别为 83． 32%、73． 99%，其中含量较多的脂肪酸还有棕榈酸、亚油酸、硬脂酸等;2 种种子中的脂肪
酸以油酸(82． 04%、75． 63%)和棕榈酸(6． 00%、11． 75%)为主，相对含量差异显著，且油酸含量与棕榈酸含量呈负相
关，即油酸含量高的种子的棕榈酸含量较低。
关键词:能源植物;油体;提取;气相色谱 －质谱联用技术;脂肪酸
中图分类号:S216． 2;TQ646 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2015)03 － 0256 － 03
收稿日期:2014 － 11 － 10
基金项目:国家自然科学基金(编号:31100224) ;江苏省自然科学基
金(编号:BK2011131)。
作者简介:刘金香(1987—) ，女，硕士研究生，主要从事植物生理与资
源利用研究。
通信作者:孙力军，博士。E － mail:shengwudiqiu@ 126． com。
油体是植物种子贮脂的细胞器，化学组分含量因植物种
类而异，且与植物生长的环境和营养条件有关，一般为直径
0． 5 ～ 2． 0 μm的弹性球体或椭球体［1 － 3］。油体的主要成分为
中性脂(主要为三酰甘油，简写为 TAG)、油体蛋白和磷脂
(PL)，其内部为疏水的液态 TAG 核心，外层是由磷脂单分子
层及镶嵌的油体蛋白形成的半单位膜，油体表面具有亲水特
性［4］。磷脂和蛋白通过空间位阻和静电排斥作用赋予油体
显著的物化稳定性(抗机械搅拌、抗冻融、抗氧化等)，从而阻
止油体相互融合，这一特性使得油体可用离心的方法分离纯
化［5 － 6］。大戟科植物续随子(Euphorbia lathyris)是一种优良
能源植物，其种子油脂肪酸成分以 C16、C18脂肪酸为主，且油
酸(只含 1 个不饱和双键)含量高达 83%［7］，与理想柴油替代
品的分子组成类似。有研究表明，理想的生物柴油替代品结
构特点是单不饱和脂肪酸含量高、多不饱和脂肪酸含量低、饱
和脂肪酸含量适中［8］，其分子式可表示为 C19H36O2。通过离
心分离续随子种子油体，从而提取脂肪酸，再通过甲酯化制备
生物柴油，可降低生物柴油制备成本。然而到目前为止，还无
有关续随子油体的报道。本研究提取续随子种子油体，并通
过气相色谱 －质谱联用(GC － MS)技术，分析了江苏海安和
河南朱集 2 个产地的续随子种子油体脂肪酸的成分与含量，
为续随子种子油体及脂肪酸研究提供参考。
1 材料与方法
1． 1 材料与仪器
1． 1． 1 材料 将分别来源于江苏海安和河南朱集 2 个产地
的续随子种子，于 2013 年 10 月种植于南京野生植物综合利
用研究院试验田中，按相同的方法进行栽培管理，翌年 7 月成
熟后收获，收获的种子即为本研究所用种子，简称为海安种
子、朱集种子。
1． 1． 2 主要仪器 7820A 气相串联 5975 质谱检测器，安捷
伦科技有限公司;Hitachi 20PＲ － 52D 高速冷冻离心机，日本
日立工机株式会社。
1． 2 方法
1． 2． 1 油体的提取 参考 Katavic 等的方法［9］并作适当改
动。分别取 5 g朱集种子和海安种子，在 20 mL GMI(1 mmol /L
EDTA、10 mmol /L KCl、1 mmol /L MgCl2、2 mmol /L DTT(双对
氯苯基三氯乙烷)、0． 6 mol /L 蔗糖、0． 15 mol /L Tricine －
KOH，pH值 7． 5)中研磨成匀浆，3层纱布过滤，再加 20 mL FMI
(除蔗糖由 0． 6 mol /L换成 0． 4 mol /L外，其他成分与 GMI 相
同)后，12 000 g离心 20 min，上层即为粗油体层;取上层油层
重悬于 20 mL GMI，再加 15 mL正己烷，12 000 g离心 20 min;
取上层油层重悬于 20 mL 的 GMI 中，再加 15 mL FMI，
12 000 g 离心 20 min;最终油体层悬浮于 5 mL GMI 中(GMI
和 FMI均于 4 ℃预冷)。
1． 2． 2 油体极性脂与中性脂的分离与提取 参考 Katavic等
的方法［9］并作适当改动。向分离得到的油体中加入等体积的
石油醚，涡旋振荡，12 000 g离心 10 min;收集上层富含中性脂
(即 TAG)的石油醚相，重复上述石油醚萃取过程 3 次，将每次
收集的上层混合，氮气吹干。剩余部分与 1． 5 倍体积的三氯
甲烷 －甲醇(体积比 2 ∶ 1)混合，振荡，收集下层三氯甲烷相，
用 1 mL甲醇 －水(体积比 1 ∶ 1)清洗 2 次，氮气吹干，即得到
极性脂(即 PL)。将收集的油成分进行 GC － MS分析。
1． 2． 3 脂肪酸成分的测定与分析
1． 2． 3． 1 脂肪酸甲酯化 采用硫酸 －甲醇法，对提取的油体
进行脂肪酸甲酯化，其过程如下:10 μL 样品与 10 μL(即
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6 μg)的十七烷酸(C17 ∶ 0)混合作为内标，移入带塞玻璃试管
中，在试管中加入 1． 5 mL 硫酸甲醇溶液(5%硫酸 + 95%甲
醇) ，充氮气后密封;将试管在 85 ℃下水浴 1 h，冷却，加入
1. 5 mL 正己烷和 1 mL 水终止甲基化反应，振荡后于
2 500 r /min 离心 10 min，收集上清液，氮气吹干后加入 20 mL
正己烷，取 2 μL样进行 GC － MS 分析。将种子研磨后，采用
上述方法，对种子直接甲酯化，并进行 GC － MS分析。
1． 2． 3． 2 GC － MS 检测条件 (1)气相色谱条件。Agilent
HP － 5MS (30 m × 250 μm × 0． 25 μm)毛细管色谱柱，程序
升温，初始柱温 120 ℃保持 2 min，以 5 ℃ /min 升温到 260 ℃
保持 10 min;载气为 99． 999%氦气，流速 1 mL /min，进样口温
度 230 ℃，接口温度 230 ℃;进样量为 2 μL，分流比 30 ∶ 1。
(2)质谱条件。EI 离子源，离子源温度 230 ℃，MS 四极杆温
度 150 ℃，扫描范围 50 ～ 550 amu，溶剂延迟 3． 0 min。检索标
准谱库 NIST11． L，利用峰面积归一法计算各组分相对含量。
2 结果与分析
2． 1 种子油体的提取
由图 1 可知，收获的海安种子、朱集种子外观基本一致，
千粒质量分别为 41． 394、44． 102 g，二者差异不显著(P ＜
0. 05)。种子中的磷脂和蛋白由于空间位阻和静电排斥作
用，赋予了油体稳定性，主要体现在油体的互不相溶性，这使
得油体可以用离心的方法分离。在提取油体过程中，海安种
子的研磨液颜色较朱集种子的研磨液黄，而最终提取的 2 种
种子油体颜色均为乳白色，这是油体乳化的结果。可见，提取
时的研磨过程并没有破坏油体的结构，即在提取过程中，油体
保持了表面亲水、内部疏水的基本特征，同时也显示了油体显
著的稳定性，这与其他植物种子油体的性质相同［3，10］。
2． 2 种子和油体的脂肪酸组成分析
海安种子、朱集种子经 GC － MS 分析后共检测出 7 种主
要脂肪酸，其中饱和脂肪酸有 4 种，包括月桂酸、棕榈酸、硬脂
酸和二十四烷酸;不饱和脂肪酸有 3 种，包括亚油酸、油酸和
二十碳烯酸。种子油体经 GC － MS分析后共检测出 4 种主要
脂肪酸，即油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸，脂肪酸总离子流图
见图 2。从表 1 可知，在所检测到的油体脂肪酸中油酸含量
最高，海安种子、朱集种子油体中的油酸含量分别为
83. 32%、73． 99%，且差异显著(P ＜ 0． 05);其次是棕榈酸，海
安种子的含量(10． 56%)显著低于朱集种子(15． 97%)。2
种种子油体中的亚油酸和硬脂酸含量基本相同，且差异不显
著。上述 4 种脂肪酸在 2 种种子中的含量分布情况与油体种
子中的相对含量情况基本相似，均以油酸含量最高，其中海安
种子的油酸含量为 82． 04%，显著高于朱集种子的 75. 63%。
海安种子、朱集种子中棕榈酸的含量在分别为 6. 00%、
11. 75%，差异显著(P ＜ 0． 05)。
在提取油体过程中，加入正己烷是为了去除结构不完整
的油体，因此得到的正己烷相含有油体破碎时产生的脂肪酸。
GC － MS分析结果(表 1)显示，正己烷相中的脂肪酸同样是
油酸占绝大部分 (海安种子为 67． 72%，朱集种子为
77. 82%)，其次是棕榈酸(海安种子为 26． 07%，朱集种子为
16. 09%) ，还有少量的亚油酸和硬脂酸。综上所述，2 种种子
和油体中的脂肪酸以油酸和棕榈酸为主，且相对含量差异显
著。种子脂肪酸中的油酸含量与棕榈酸含量呈现负相关关
系，即油酸含量高的种子(海安种子的 82． 04% ＞朱集种子的
75． 63%)，则棕榈酸含量较低(海安种子的 6． 00% ＜朱集种
子的 11． 75%) ，这为能源植物续随子的高油育种研究提供了
新视角。油体中4种脂肪酸的组成比例与种子中的情况类
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表 1 种子、油体和正己烷相中主要脂肪酸的相对含量
脂肪酸
油体中的含量(%) 正己烷相中的含量(%) 种子中的含量(%)
海安 朱集 海安 朱集 海安 朱集
月桂酸 — — — — 3． 59 ± 0． 11a 3． 94 ± 0． 21a
棕榈酸 10． 56 ± 0． 38b 15． 97 ± 0． 29a 26． 07 ± 0． 03a 16． 09 ± 0． 19b 6． 00 ± 0． 25b 11． 75 ± 0． 19a
亚油酸 3． 09 ± 0． 20a 3． 19 ± 0． 14a 2． 41 ± 0． 12a 2． 53 ± 0． 06a 3． 14 ± 0． 09a 3． 03 ± 0． 38a
油酸 83． 32 ± 0． 08a 73． 99 ± 0． 29b 67． 72 ± 0． 12b 77． 82 ± 0． 29a 82． 04 ± 0． 29a 75． 63 ± 0． 22b
硬脂酸 3． 03 ± 0． 09a 2． 85 ± 0． 17a 3． 80 ± 0． 16a 3． 56 ± 0． 13a 2． 29 ± 0． 09 2． 42 ± 0． 19a
二十碳烯酸 — — — — — —
二十四烷酸 — — — — 2． 94 ± 0． 20a 3． 23 ± 0． 09a
注:n = 3。同行种子、油体和正己烷相中的 2 个产地的数据后标有不同字母者表示差异显著(P ＜ 0． 05) ;标有相同字母者表示差异不显著
(P ＞ 0. 05)。
似，这可能是因为种子中的脂肪酸大部分储存在油体中。另
外，在种子中检测到了二十四烷酸，而油体和正己烷相中均未
检出，这可能是由于在油体的提取过程中，二十四烷酸并没有
被富集在油体提取液中。
2． 3 油体极性脂与中性脂的脂肪酸组成分析
将油体中的极性脂和中性脂分离后，分别进行 GC － MS
检测，分析其脂肪酸组成，结果见表 2。由表 2 可知，油体极
性脂和中性脂的主要脂肪酸均以十八碳烯酸(油酸，含 1 个
不饱和双键)为主，其次是十六烷酸。值得注意的是，在种子
来源不同(海安种子和朱集种子)的中性脂中，主要的脂肪酸
相对含量相似;而在极性脂中，主要的脂肪酸相对含量有较大
差异，尤其是十八碳烯酸(海安种子 65． 64% 和朱集种子
72. 57%)和十六烷酸 (海安种子 21． 02% 和朱集种子
13. 37%)。这种十八碳烯酸与十六烷酸呈负相关的脂肪酸
组成形式与油体中脂肪酸组成形式是一致的。在油体形成过
程中，内质网中的磷脂酰胆碱(一种极性脂)能被用于细胞膜
脂和 TAG(中性脂)的合成，可见极性脂与中性脂之间存在转
化关系［9］。十八碳烯酸与生物柴油的理想分子相近［8］，因此
在续随子的定向育种中可以考虑十八碳烯酸与十六烷酸的负
相关关系，即提高十八碳烯酸含量，降低十六烷酸含量。在油
体的结构组成中，中性脂(TAG)占据了绝大部分空间，而极
性脂(磷脂)只存在于油体的表面，因此中性脂含量比极性脂
含量多很多;另外，在中性脂中还检测到了二十碳烯酸，而极
性脂中检测到了十二碳烷酸。
表 2 油体中的极性脂和中性脂中主要脂肪酸的相对含量
碳原子数 ∶ 双键数
中性脂的脂肪酸组成(%) 极性脂的脂肪酸组成(%)
海安 朱集 海安 朱集
12 ∶ 0 — — 4． 82 ± 0． 21 5． 16 ± 0． 17
16 ∶ 0 7． 77 ± 0． 19 8． 22 ± 0． 23 21． 02 ± 0． 19 13． 37 ± 0． 36
18 ∶ 2 2． 87 ± 0． 21 2． 93 ± 0． 18 3． 98 ± 0． 20 4． 13 ± 0． 23
18 ∶ 1 85． 62 ± 0． 27 84． 93 ± 0． 35 65． 64 ± 0． 31 72． 57 ± 0． 13
18 ∶ 0 2． 05 ± 0． 05 2． 16 ± 0． 17 4． 54 ± 0． 12 4． 77 ± 0． 22
20 ∶ 1 1． 70 ± 0． 11 1． 76 ± 0． 08 — —
注:n = 3。
3 结论
本研究建立了能源植物续随子种子油体的提取方法，提
取了来源于江苏海安和河南朱集 2 个产地的续随子种子油
体。结果显示，海安种子和朱集种子油体的脂肪酸以油酸
(83． 32%和 73． 99%)和棕榈酸(10． 56%和 15． 97%)为主;
种子中的脂肪酸以油酸(82． 04% 和 75． 63%)和棕榈酸
(6. 00%和 11. 75%)为主，且油酸含量与棕榈酸含量呈负相关。
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