免费文献传递   相关文献

荒漠植物蒙古扁桃种子化学组分分析



全 文 :书第 40 卷 第 2 期
2014 年 6 月
内 蒙 古 林 业 科 技
Journal of Inner Mongolia Forestry Science & Technology
Vol. 40 No. 2
Jun. 2014
收稿日期:2014-03-17
基金项目:内蒙古自治区自然科学基金项目(2011MS0516) ;内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJ10042)资助
作者简介:海日汗(1988 -) ,男(蒙古族) ,内蒙古兴安盟人,在读研究生,研究方向为植物生理生态学。
通讯作者:斯琴巴特尔(1958 -) ,男(蒙古族) ,内蒙古锡林郭勒盟人,教授,主要从事植物生理生态学教学与科研工作。
荒漠植物蒙古扁桃种子化学组分分析
海日汗,斯琴巴特尔
(内蒙古师范大学 生命科学与技术学院,内蒙古 呼和浩特 010022)
摘 要:对荒漠植物蒙古扁桃种子化学组成分析表明,其种仁粗脂肪含量在 50. 00%以上,不饱和脂肪酸含量
达 96. 99%,其中油酸和亚油酸含量分别占 65. 65%和 31. 34%;其油脂酸值、过氧化值和碘值分别为 0. 59 ±
0. 02 mg /g、0. 23 ± 0. 01 g /100 g和 80. 01 ± 0. 63 gI2 /100 g,属于不饱和程度高、低酸值的优质油脂;蒙古扁桃
种仁含粗蛋白 25. 54%,其中共检出 18 种氨基酸,必需氨基酸占其氨基酸总量的 31. 51%;用 95%乙醇回流 4
h,可得 4. 5%的固型提取物,其中可检测出黄酮类化合物、酚类化合物和多糖,具有较强的抗氧化能力。
关键词:荒漠植物;蒙古扁桃;种子化学组成
中图分类号:TS225. 1 文献标识码:A 文章编号:1007-4066(2014)02-01-04
Analysis on Seed Chemical Composition of Desert Plant—Prunus mongolica Maxim.
Hairhaan,Sechenbaater
(College of Life Science and Technology,Inner Mongolia Normal University,Hohhot 010022,China)
Abstract:The seed composition of desert plant—Prunus mongolica Maxim. was determined. The results indicated
that the seed crude oil content was over 50. 00%,unsaturated fatty acids content were 96. 99%,among them oleic
acid and linoleic acid content were 65. 65% and 31. 34% respectively. And the oil acid value,peroxide value and
iodine value were 0. 59 ± 0. 02 mg /g,0. 23 ± 0. 01 g /100 g and 80. 01 ± 0. 63 gI2 /100 g respectively,it could be
classified to the type of high degree unsaturated and low acid value high - quality oil. Crud protein content of P.
mongolica seed was 25. 54%,including 18 kinds of amino acids were detected,in which essential amino acids con-
tent was 31. 51% . After 95% ethanol extraction for 4 h,4. 5% solid extract could be isolated,which contented
flavonoids,phenolic compounds and Polysaccharides,and had stronger antioxidant capacity.
Key words:desert plant;Prunus mongolica Maxim.;seed chemical composition
随着我国食用油、能源供需矛盾的日益突出,野
生油料植物资源,尤其是荒漠区野生油料植物资源
的合理开发利用问题显得尤为重要。目前,我国食
用油 90% 以上都是来源于草本油料作物,为此,不
得不利用大面积耕地种植这些草本油料作物[1]。
而木本油料植物抗逆性强,不占用耕地,可一次种
植多年收获;而且种子含油率高,营养丰富,无污
染,大多数种类有天然的抗癌、抗血管硬化等保健
作用,是集油、果、绿化、观赏、防护、水土保持为一
体的多功能树种,被广泛关注[2]。优质资源的短
缺问题更是生物质能源产业生存与发展的瓶颈问
题[3]。灌木是沙漠生态系统中最重要和最活跃的
成分[4],对乡土油料灌木资源的研究与开发利用
是治理环境、发展经济,使荒漠区环境与社会可持
续发展的有效途径之一。然而我国这方面的研究
还处在起步阶段,亟待加强研究。蒙古扁桃
(Prunus mongolica Maxim.)是亚洲中部戈壁荒漠
区特有的旱生灌木,是荒漠区水土保持植物和景
观植物[5],是荒漠区少有的油料灌木,种仁含油率
可达 40%以上[6],而在我国油料植物资源大全《中
国油脂植物》中并没有收录[7]。本文对蒙古扁桃
种子化学成分进行研究,旨在为蒙古扁桃资源的
进一步开发利用打下基础。
1 材料与方法
内 蒙 古 林 业 科 技 第 40 卷
1. 1 材料
实验用蒙古扁桃种子分别于 2012 年 8 月采自
巴彦淖尔市磴口县、阿拉善盟腾格里沙漠和阿拉善
左旗栾井滩和吉兰泰蒙古扁桃野生居群。清理种子
外面的果皮,装进布袋,带回实验室,风干待测。
1. 2 种子成分分析
粗脂肪含量用索氏(Soxhlet)抽提法测定[8]。
重复 8 次,数据用 SPSS17. 0 统计软件分析。脂肪酸
组成用气相色谱法测定[8]。油脂酸值用滴定法[8],
过氧化值用硫代硫酸钠滴定法[8],碘值用 Hanus 法
测定[8]。粗蛋白质含量用凯氏(Micro—Kjeldahl)定
氮法测定[8]。氨基酸含量用日本产日立 835 - 50 型
氨基酸全自动分析仪测定[9]。色氨酸含量用荧光
法测定[10]。抗氧化物用固液比为 1︰10 的 95%乙醇
在 40℃回流 4 h提取,并分别用水杨酸—乙醇比色
法[11]、邻苯三酚比色法[12]测定抗氧化物乙醇提取
物的清除羟自由基和超氧阴离子自由基的能力。
2 结果与分析
2. 1 蒙古扁桃种仁粗脂肪含量
植物油脂含量高低主要取决于其基因型,同时
还受生境环境因素的影响。不同样地蒙古扁桃种子
粗脂肪含量见图 1。其中,孪井滩蒙古扁桃种群种
子粗脂肪含量最高,达 55. 29%,腾格里沙漠居群种
子粗脂肪含量最低,为 50. 32%。t 检验分析结果表
明,磴口居群与腾格里沙漠居群及孪井滩居群与吉
兰泰居群种子粗脂肪含量之间差异不显著(P >
0. 05) ,但前两者与后两者种子粗脂肪含量之间差
异极显著(P < 0. 01)。4 个样地蒙古扁桃种子粗脂
肪含量均在 50%以上,都高于文献中报道的 40%的
值[6]。
图 1 野生蒙古扁桃种子粗脂肪含量分析
Fig. 1 Analysis on crude oil content of wild P. mongolica seeds
2. 2 蒙古扁桃种仁油脂脂肪酸组成分析
不同植物油脂脂肪酸碳链长度和饱和度都有所
不同,是决定植物油脂优劣的关键指标之一。蒙古
扁桃种子油脂脂肪酸组成种类较少,均为含偶数碳
原子的脂肪酸,不饱和脂肪酸含量高达 96. 99%,其
中油酸为主要不饱和脂肪酸,含量占总脂肪酸的
65. 65%,其次为亚油酸,含量占 31. 34%。饱和脂
肪酸含量较低,只占总油脂的 3. 01%,其中棕榈酸
含量为 2. 38%、硬脂酸含量为 0. 63%(表 1)。油酸
是蔷薇科植物种子油脂肪酸的主要成分,是所有脂
肪酸中分布最广并且大多数植物油的主要脂肪
酸[13]。
表 1 蒙古扁桃种子油脂脂肪酸组成
Table 1 Composition of fatty acids in P. mongolica seeds
脂肪
酸组成
脂肪
酸标示
熔点 /℃
含量
/ g·100g -1
棕榈酸 Palmitic acid 16︰0 63. 1 2. 38 ± 0. 2
硬脂酸 Stearic acid 18︰0 69. 6 0. 63 ± 0. 1
油 酸 Oleic acid 18︰1(9) 14. 0 ~ 16. 0 65. 65 ± 3. 2
亚油酸 Linoleic acid 18︰2(9,12) - 5. 0 31. 34 ± 1. 6
2. 3 蒙古扁桃油脂性质分析
植物种子中存在的油脂在贮存过程中由于氧化
或水解作用而发生品质的劣变,其结果是过氧化值
及游离脂肪酸含量的增高。游离脂肪酸易发生氧化
变质,导致其他组分发生变化。游离脂肪酸与蛋白
质结合使蛋白质变性,引起气味、颜色、组织结构的
劣变[14]。油脂氧化生成的脂肪酸过氧化物是油脂
氧化酸败的关键产物,其含量以过氧化值(peroxide
value,PV)来表示。油脂酸败除氧化酸败之外,水解
也导致油脂酸败。油脂中游离脂肪酸的含量用酸值
(acid value,AV)表示,反映油脂水解酸败的程度,
并随着过氧化值的升高而升高,两者的升高都反映
了油脂品质的下降。构成油脂的主要脂肪酸类型不
同,其氧化速率也不同。在通常条件下,油脂氧化首
先发生在不饱和脂肪酸的双键上,因此脂肪酸不饱
和程度越高,越易发生氧化反应[13]。脂肪酸不饱和
程度可用碘值(iodine value,IV)来表示。蒙古扁桃
种子油脂酸值、过氧化值、碘值分别为 0. 588 mg /g、
0. 231%、80. 019 gI2 /100 g(表 2)。由酸值计算出的
游离脂肪酸含量平均为 1. 05%。从碘值可知蒙古
扁桃种子油脂不饱和脂肪酸含量高,这与实际测到
的不饱和脂肪酸含量达 96. 99% 的实验结果相
吻合。
2
第 2 期 海日汗,等:荒漠植物蒙古扁桃种子化学组分分析
表 2 蒙古扁桃种子油脂性质分析
Table 2 Analysis on oil properties of P. mongolica seeds
测定指标 测定值 变异数
酸 值 0. 59 ± 0. 02 mg /g 2. 68
过氧化值 0. 23 ± 0. 01 g /100 g 2. 62
碘 值 80. 01 ± 0. 63 gI2 /100 g 0. 78
2. 4 蒙古扁桃种子粗蛋白及氨基酸含量分析
植物蛋白由于是低脂肪、无胆固醇而成为现代
膳食结构的重要组成部分,更是人体必需氨基酸的
主要来源之一。植物蛋白的降解产物—生物活性多
肽,由于其对人体具有多方面的生理功能,正成为植
物蛋白进一步深入研究的延伸领域。因此,无论从
人类食物的需求,还是从膳食营养平衡的角度出发,
发展植物蛋白都具有战略意义,引起世界各国的高
度重视[15]。蒙古扁桃种子粗蛋白质含量为
25. 54%,其中共检测出 18 种氨基酸,占粗蛋白总量
的 95. 9%,必需氨基酸占氨基酸总量的 31. 51%,必
需氨基酸与非必需氨基酸的比值为 0. 439,必需氨
基酸与总氨基酸比值为 0. 305。天门冬氨酸、谷氨
酸和精氨酸含量较高,而色氨酸含量最低,表明其氨
基酸含量较为丰富,必需氨基酸种类齐全(表 3)。
以鸡蛋蛋白质为模式蛋白质,利用模糊识别法[16]计
算出的蒙古扁桃种子蛋白质氨基酸贴近度为 μ =
0. 876。在蒙古扁桃种子中性氨基酸含量最高,占
47. 79%。其次为酸性氨基酸,占 34. 78%,碱性氨
基酸最少,占 13. 33%。精氨酸与赖氨酸比值为
3. 05︰1,亮氨酸与赖氨酸比值为 3. 00︰1,异亮氨酸
与亮氨酸比值为 1︰1. 79。
表 3 蒙古扁桃种子蛋白质和氨基酸含量
Table 3 Content of protein and amino acid in P. mongolica seeds
必需氨基酸 g·100 g -1 mg·g -1 protein 非必需氨基酸 g·100 g -1 mg·g -1 protein
异亮氨酸 Ile 1. 060 40. 799 天冬氨酸 Asp 2. 595 99. 881
亮氨酸 Leu 1. 801 69. 320 丝氨酸 Ser 0. 940 36. 180
缬氨酸 Val 31. 169 44. 994 谷氨酸 Glu 6. 441 247. 912
蛋氨酸 Met 40. 468 18. 013 甘氨酸 Gly 1. 210 46. 572
苏氨酸 Thr 50. 654 25. 172 丙氨酸 Ala 0. 986 37. 951
苯丙氨酸 Phe 61. 775 68. 319 胱氨酸 Cys 0. 466 17. 936
赖氨酸 Lys 70. 600 23. 094 酪氨酸 Tyr 1. 178 45. 341
色氨酸 Trp 80. 074 2. 848 组氨酸 His 0. 498 19. 168
精氨酸 Arg 2. 365 91. 028
脯氨酸 Pro 0. 636 24. 479
总量 7. 601 292. 560 总量 17. 315 666. 448
2. 5 蒙古扁桃种子抗氧化物及其对自由基的清除
作用
抗氧化剂(antioxidants)是一种重要的食品添
加剂,主要用于阻止或延缓油脂的自动氧化,还可
以防止食品在贮藏中因氧化而使营养损坏、褐变、
褪色等。天然抗氧化剂因其无毒、无害、无副作用
等优点越来越受到青睐。将蒙古扁桃种子粉末用
95%乙醇在 40℃回流提取 4 h,可得 4. 5%的固型
提取物。显色反应鉴定证明,其中含黄酮类化合
物、酚类化合物和多糖类化合物。提取物用抗坏
血酸作参照的自由基清除活性见表 4。由表 4 中
可以看出,5 × 10 - 4 mol /L 抗坏血酸溶液对羟自由
基和超氧阴离子自由基的清除率分别为 83. 30%
和 32. 20%,而 0. 5 mg /mL提取物溶液对羟自由基
清除率为 32. 54%,对超氧阴离子自由基的清除率
为 31. 96%。并随之提取物浓度的增加而其自由
基清除能力也相应增加。证明,具有较强的抗氧
化能力。
表 4 蒙古扁桃种子乙醇提取物的抗氧化能力
Table 4 Antioxidant capacity of ethanol extracts from P. mongolica seeds
自由基类型 0. 5 mmol /L抗坏血酸
乙醇提取物 /mg·mL -1
0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5
CK
羟自由基清除 /D510 0. 049 0. 265 0. 257 0. 237 0. 214 0. 199 0. 295
超氧阴离子自由基清除 /D320 0. 280 0. 389 0. 377 0. 346 0. 322 0. 281 0. 413
3
内 蒙 古 林 业 科 技 第 40 卷
3 讨论
研究表明,长柄扁桃(Prunus pedunculata)的油
脂与号称“液体黄金”的橄榄油相近[17],利用长柄扁
桃油用于食用油[18]、生物柴油[19]、化妆品[20]的技术
已经获得国家专利,并在黄土高原的榆林地区计划
大面积种植,建立我国重要能源基地[21]。蒙古扁桃
是长柄扁桃的近缘种,但其耐旱性更强,可以在年水
量只有 200 mm 以下的干旱区生长[5],是将昔日的
风沙源转化为未来能源基地的首选树种。本文研究
表明,蒙古扁桃种仁含油率与蔷薇科李属的油料树
种杏(Prunus armeniaca)、山桃(P. davidiana)、巴旦
杏(P. communis)、山杏(P. sibirica)和长柄扁桃含油
率相当[7,18 - 21],可达 50%以上,脂肪酸组成比较单
一,油酸含量占总脂肪酸的 65. 65%,亚油酸含量占
总脂肪酸的 31. 34%。刘慧娟[22]对 2012 年从内蒙
古乌海市摩尔沟采自的蒙古扁桃种仁测定结果表
明,其含油率为 53. 33%,碘值为 103. 73 g /100 g,酸
值为 0. 38 mg /g,皂化值为 188. 25 mg /g。油脂中不
饱和脂肪酸占 91. 61%,其中油酸含量占 59. 01%,
亚油酸含量占 31. 58%,亚麻酸含量为 0. 14%,不含
四烯及四烯以上脂肪酸。该结果与本实验结果基本
一致。蒙古扁桃油脂酸值低(< 1 mg /g) ,碘值符合
欧盟生物柴油标准(≤120 gI2 /100 g)要求,其种仁
蛋白质含量较高,氨基酸种类齐全,营养均衡,并具
有一定的抗氧化能力和药物活性,是集油、药、绿化、
观赏、水土保持为一体的多功能树种,具有极大的开
发利用价值。
参考文献:
[1] 王启现.我国油料市场供求态势分析与短期预测[J].农业展
望,2007,(6) :24 - 27.
[2] Azam M M,Waris A,Nahar N M. Prospects and potential of fatty
acid methyl esters of some non - traditional seed oils for use as
biodiesel in India[J]. Biomass and Bioenergy,2005,29:293 -
302.
[3] 危文亮,金梦阳.我国发展能源油料作物的策略分析[J].中国
油料作物学报,2008,30(2) :260 - 264.
[4] 张新时.毛乌素沙地的生态背景及其草地建设的原则与优化
模式[J].植物生态学报,1994,18(1) :1 - 16.
[5] 斯琴巴特尔.蒙古扁桃[J].生物学通报,2003,38(8) :23 - 24.
[6] 李爱平,王晓江,张纪钢,等.优良生态灌木蒙古扁桃生物学特
性与生态经济价值研究[J].内蒙古林业科技,2004,(1) :10 -
13.
[7] 中国油脂植物编写委员会.中国油脂植物[M]. 北京:科学出
版社,1987. 182 - 199.
[8] 中国科学院上海植物生理研究所,上海市植物生理学会.现代
植物生理学实验指南[M]. 北京:科学出版社,1999. 133,184
- 192.
[9] 徐秀璋.蛋白质顺序分析技术[M]. 北京:科学出版社,1988.
25 - 40.
[10] 陈家华.荧光法测定食品中色氨酸[J].食品科学,1986,(3) :
35 - 39.
[11] 管荷兰,王永顺,林国华.水杨酸在羟基自由基检测中的应用
[J].理化检测(化学分册) ,2010,46(3) :333 - 335.
[12] 林祥潮,黄晓东. 中药对超氧阴离子自由基清除率的测定
[J].广州化学,2012,37(1) :32 - 36.
[13] 陈洁.油脂化学[M].北京:化学工业出版社,2004.
[14] 李静.植物种子油游离脂肪酸与甘三酯脂肪酸组成的区别
[J].中国油脂,1995,20(4) :45 - 49.
[15] 陈贵堂,赵霖.植物蛋白的营养生理功能及开发利用[J]. 食
品工业科技,2004,25(9) :137 - 140.
[16] 翁德宝,徐颖洁.鸡冠花种子蛋白质营养价值的评价[J]. 热
带亚热带植物学报,1999,7(2) :169 - 172.
[17] 马恒,樊金栓,郭春会,等. 不同种源地长柄扁桃脂肪酸气相
色谱分析[J].北方园艺,2013,(14) :49 - 51.
[18] 申烨华,李聪,张应龙,等. 长柄扁桃油作为食用油的应用
[P].中国专利:CN101731367A,2010 - 06 - 16.
[19] 申烨华,李聪,郭春会,等.长柄扁桃油 /菜籽油制备生物柴油
的方法[P].中国专利:CN101486924,2009 - 07 - 22.
[20] 李聪,申烨华,藏小妹,等. 长柄扁桃油在化妆品领域中的应
用[P].中国专利:CN103142437A,2013 - 06 - 12.
[21] 杨涛,施智宝,封斌,等. 榆林沙区发展生物质能源植物长柄
扁桃的前景分析[J].陕西林业科技,2013,(1) :58 - 60.
[22] 刘慧娟.内蒙古非粮油脂植物资源调查及五种植物油脂理化
性质分析[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2013.
4