全 文 :第 7卷 第 8期 食品安全质量检测学报 Vol. 7 No. 8
2016年 8月 Journal of Food Safety and Quality Aug. , 2016
*通讯作者: 赵志红, 高级工程师, 主要研究方向为色谱技术在食品及食品安全中的应用. E-mail: zzhxuan@sina.com
*Corresponding author: ZHAO Zhi-Hong, Senior Engineer, Key Laboratory of Food and Biological Engineering of Zhejiang Province, Hangzhou
Wahaha Group Co., Ltd., Hangzhou 310018, China. E-mail: zzhxuan@sina.com
气相色谱法分析不同产地辣木叶中植物
甾醇的含量
杨 扬, 赵志红*, 李小佳, 朱 慧
(杭州娃哈哈集团有限公司, 浙江省食品生物工程重点实验室, 杭州 310018)
摘 要: 目的 研究西双版纳、韶关、安哥拉、印度和云南辣木叶中菜油甾醇、β谷甾醇和豆甾醇的含量差异。
方法 样品经 50%氢氧化钾皂化后, 用乙醚:正己烷(1:1,V:V)萃取游离甾醇并将溶剂蒸干, 用 N,N-二甲基甲酰
胺:六甲基二硅氨烷:三甲基氯硅烷(8:2:1,V:V:V)将游离甾醇硅烷化, 然后进行气相色谱分析, 并分析各地辣木
叶中菜油甾醇、豆甾醇和 β谷甾醇含量。结果 β谷甾醇在韶关辣木叶中含量为 20 mg/100 g左右, 在西双版
纳辣木叶中含量为 40 mg/100 g,在安哥拉、印度和云南辣木叶中含量为 30 mg/100 g左右; 菜油甾醇在韶关辣木
叶中含量为 5~7 mg/100 g, 在印度辣木叶中含量为 8 mg/100 g,在西双版纳、安哥拉和云南辣木叶中均大于 10
mg/100 g;豆甾醇在各个辣木叶中含量为 2~12 mg/100 g。结论 西双版纳、云南、安哥拉、印度辣木叶中菜油
甾醇、β谷甾醇含量明显高于韶关辣木叶, 豆甾醇含量没有明显的地域差异。
关键词: 气相色谱; 辣木叶; 植物甾醇
Content determination of phytosterol in Moringa oleifera leaves from different
areas by gas chromatography
YANG Yang, ZHAO Zhi-Hong*, LI Xiao-Jia, ZHU Hui
(Key Laboratory of Food and Biological Engineering of Zhejiang Province, Hangzhou Wahaha Group Co., Ltd.,
Hangzhou 310018, China)
ABSTRACT: Objective To study the content difference of campesterol, β-sitosterin, and stigmasterol in Moringa
oleifera leaves from Xishuangbanna, Shaoguan, Angola, India and Yunnan. Methods After saponification by 50%
potassium hydroxide, the free phytosterol of samples were extracted by diethyl ether:hexane(1:1,V:V), and the solvent
were evaporated to dryness before silanization using N,N-Dimethylformamide(DMF), hexamethyldisilazane (HMDS)
and trimethyl-chlorosilane (TMCS)(8:2:1,V:V:V). The content of campesterol, stigmasterol and β-sitosterin in
Moringa oleifera leaves from various areas were analyzed by gas chromatography (GC). Results The content of
β-sitosterin were around 20 mg/100 g in Moringa oleifera leaves from Shaoguan, 40 mg/100 g in that from
Xishuangbanna and 30 mg/100 g in those from Angola, India and Yunnan. The content of campesterol were around
5~7 mg/100 g in Moringa oleifera leaves from Shaoguan, 8 mg/100 g in that from India and larger than 10 mg/100 g
in those from Xishuangbanna, Angola and Yunnan. The content of stigmasterol were 2~12 mg/100 g in Moringa
oleifera leaves from different areas. Conclusion The content of campesterol and β-sitosterin of Moringa oleifera
leaves from Xishuangbanna, Yunnan, Angola and India are remarkably higher than those from Shaoguan. The content
of stigmasterol has no obvious regional differences.
3180 食品安全质量检测学报 第 7卷
KEY WORDS: gas chromatography; Moringa oleifera leaves; phytosterol
1 引 言
辣木原产于非洲、印度等热带地区, 具有生长速度
快、耐旱和耐贫瘠的特性。1998 年前后[1], 我国从印度等
地引种栽培, 在海南、福建和云南等热带地区广泛种植, 并
开发其食用价值和药用价值。辣木的可食部分性味辛、微
温、无毒, 除根部外皮因含有 2种生物碱不可食用外, 其他
部位都具有很高的营养价值[2]。辣木叶中含有高含量的钙、
钾、铁、蛋白质以及维生素、植物甾醇等多种营养成分[1],[3]。
植物甾醇是一类植物性甾体化合物, 主要包括菜油
甾醇、豆甾醇和 β-谷甾醇等。它具有抗肿瘤[4]、降血脂[5]、
降低胆固醇[6]、抗炎消热以及延缓衰老等作用[7]。目前有关
植物甾醇的研究方法主要是气相色谱(gas chromatography,
GC)[8, 9]、气相色谱质谱联用 (gas chromatography-mass
spectrometry, GC-MS)[10, 11] 、 高 效 液 相 色 谱 (high
performance liquid chromatography, HPLC)[12,13]、高效液相
色谱-质谱联用法(high performance liquid chromatography-
mass spectrometry, HPLC-MS)[14,15]以及电化学分析方法
[16]、薄层色谱分光光度法[17]等。其中电化学分析方法和薄
层色谱分光光度法的灵敏度和准确度都较低, 一般只能检
测总植物甾醇含量。HPLC 与 HPLC-MS 法样品前处理简
单, 但对于极性相近的甾醇分离度低。GC-MS 较传统的
GC 法能够准确定性, 但是灵敏度上没有明显优势。此外,
绝大多数研究都是针对烟叶、植物油、油脂等, 专门针对
辣木叶中植物甾醇含量的研究还较少。
本研究采用气相色谱法对辣木叶中的植物甾醇含量
进行研究。首先用碱液皂化使酯态甾醇游离出来, 然后将
游离态甾醇硅烷化, 以内标法定量。为了考察不同产地辣
木叶中植物甾醇可能存在的含量差异, 本课题组从西双版
纳、韶关、印度、云南和安哥拉等地收集不同的辣木叶, 主
要针对 β谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇含量进行分析。
2 材料和方法
2.1 仪器与试剂
岛津 GC2010 plus 气相色谱仪 (日本岛津公司 );
UF260烘箱(德国Memmert公司); XS205DU分析天平(瑞士
梅特勒-托利多公司); R210旋转蒸发仪(瑞士 Buchi公司)。
菜油甾醇(97%, 1 mg/瓶)、白桦酯醇(99%, 1 g)、β-谷
甾醇(93.4%,5 mg)和豆甾醇(98%,1 g), 均购自美国 Sigma
公司; 无水乙醇(分析纯, 杭州双林化工试剂厂); 氢氧化钾
(分析纯, 杭州萧山化学试剂厂); 乙醚(分析纯, 上海凌峰
化学试剂有限公司); 正己烷(色谱纯, Scharlau); 无水硫酸
钠(分析纯, 上海试四赫维化工有限公司); N,N-二甲基甲酰
胺(分析纯, 如皋市金陵试剂厂); 六甲基二硅氨烷(分析纯,
上海展云化工有限公司); 三甲基氯硅烷(分析纯, 上海展
云化工有限公司)。
2.2 实验方法
2.2.1 样品前处理
将辣木叶 50 ℃条件下烘干过夜, 并将烘干后的辣木
叶研磨成粉末。
(1)皂化: 称取 1 g左右的辣木叶粉末置于 250 mL锥
形瓶中, 加入无水乙醇 30 mL, 50% KOH 10 mL以及 0.20
mL 内标白桦酯醇(1.114 mg/mL), 摇匀后加入磁子, 置于
65~70 ℃水浴中皂化 30 min; 用适量纯水将冷却的皂化样
转移至 250 mL分液漏斗中,用 90 mL乙醚与正己烷混合溶
剂(1:1,V:V)分 3次振摇萃取, 合并得到的有机层溶液, 抽真
空蒸干溶剂。
(2)硅烷化: 向蒸干溶剂的圆底烧瓶内加入 5 mL配制
好的硅烷化试剂(三甲基氯硅烷:六甲基二硅氨烷:N,N-二甲
基甲酰胺=1:2:8, V:V:V,现用现配), 加塞超声 20 s 后, 于
70 ℃水浴中进行硅烷化反应, 10 min后取出; 待冷却后加
入 10 mL 纯水摇匀, 等瓶中白烟消失后再准确加入 5.00
mL正己烷, 振摇 1 min, 静止分层, 取上层(如有明显乳化
现象可在 5000 r/min下离心 5 min)过无水硫酸钠, 待上机。
2.2.2 色谱条件
RTX-1色谱柱(30 m×0.25 mm, 0.25 μm), 进样口温度:
300 ℃, FID检测器温度: 310 ℃, 载气: N2, 1 mL/min, 燃料
气: H2, 40 mL/min,空气: 400 mL/min, 程序升温: 150 (1 ℃
min) 30 /min 280 (15 min)℃ ℃ , 进样量: 1 μL,分流比: 10:1。
3 结果与讨论
3.1 校正因子的计算
分别移取 2.00 mL菜油甾醇(0.10 mg/mL)、0.10 mL豆
甾醇(0.96 mg/mL)、0.50 mL β-谷甾醇(0.5 mg/mL)和 0.20
mL 白桦酯醇(1.496 mg/mL)于圆底烧瓶中, 抽真空蒸干溶
剂。在上述色谱条件下进行气相分析。所得标准品的色谱
图见图 1。由图 1可见, 各物质得到了较好的分离。
由公式 1计算各物质的校正因子:
i ISi
IS i
m A
m A
f (公式 1)
式中, fi分别为菜油甾醇、豆甾醇和 β谷甾醇的校正因子;
mi为相应的菜油甾醇、豆甾醇和 β谷甾醇的质量;
Ai 为相应的菜油甾醇、豆甾醇和 β谷甾醇的峰面积;
mIS为内标白桦脂醇的质量;
AIS为内标白桦脂醇的峰面积。
第 8期 杨 扬, 等: 气相色谱法分析不同产地辣木叶中植物甾醇的含量 3181
经岛津 GC2010 plus软件计算, 菜油甾醇、豆甾醇和
β谷甾醇的校正因子分别为 2.251、1.088和 0.976。
3.2 样品的检测
实际样品色谱图如图 2, 通过与标准品保留时间比对
进行定性分析。从图中可见, 豆甾醇与 β 谷甾醇之间有一
较大的色谱峰, 且保留时间与豆甾醇的保留时间比较接
近。为了确认此色谱峰是否为豆甾醇, 将此样进行 GC-MS
分析。经过标准质谱库检索, 确认此色谱峰为正三十醇。
3.3 不同产地辣木叶中植物甾醇的含量
为了研究不同产地辣木叶中植物甾醇的含量, 本课题组
从西双版纳、韶关、安哥拉、印度及云南等地收集不同的辣
木叶进行分析, 各个辣木叶的植物甾醇的含量结果见表 1。
从表 1 中可见, 各个辣木叶中菜油甾醇含量在 5~17
mg/100 g之间, 豆甾醇含量在 2~12 mg/100 g之间, β谷甾
醇含量在 19~41 mg/100 g 之间, 不同产地辣木叶中植物甾
醇含量存在一定差异。
菜油甾醇在韶关各个辣木叶中含量为 5~7 mg/100 g
左右, 在印度辣木叶中含量为 8 mg/100 g, 但在西双版纳、
安哥拉和云南辣木叶中均大于 10 mg/100 g。
豆甾醇含量并没有明显的地域差异。在 3号样的韶关
辣木叶中含量为 8.4 mg/100 g, 但在其他 3个韶关辣木叶中
含量均为 3 mg/100 g 左右。据报道, 辣木的化学成分随着
部位及季节的不同而有所不同[18]。因此推测这可能是由于
采样部位的差异造成。
在韶关的各个辣木叶中 β谷甾醇含量均在 20 mg/100
g左右, 但在安哥拉、印度和云南辣木叶中 β谷甾醇含量为
30 mg/100 g 左右, 在西双版纳辣木叶中 β 谷甾醇含量为
40 mg/100 g。
不同产地辣木叶中植物甾醇含量差异同样可以在图 3
中反映。图 3a中 3个韶关辣木叶(2,4,5)集中在一个区域, 而
另一韶关辣木叶(3)更接近印度(7)与云南(8)辣木叶, 其豆
甾醇含量明显高于前 3 个韶关辣木叶。此外, 所有韶关辣
木叶均分布在 β 谷甾醇方向的底部, 说明 β 谷甾醇是鉴别
图 1 各植物甾醇标准品的色谱图
Fig. 1 Chromatography of phytosterol standards
图 2 实际样品中各植物甾醇的色谱图
Fig. 2 Chromatography of phytosterols in real sample
3182 食品安全质量检测学报 第 7卷
表 1 不同产地辣木叶中的植物甾醇含量
Table 1 Phytosterols content of Moringa oleifera leaves from different areas
NO. 产地 菜油甾醇(mg/100 g) 豆甾醇(mg/100 g) β-谷甾醇(mg/100 g)
1 版纳(未知采集时间) 16.7 8.19 40.7
2 韶关 (12月采集) 6.80 2.92 19.0
3 韶关(12月采集) 6.46 8.40 22.3
4 韶关(6月采集) 5.21 3.31 20.1
5 韶关(未知采集时间) 5.00 2.74 19.2
6 安哥拉(未知采集时间) 12.3 7.36 34.7
7 印度(未知采集时间) 7.99 9.21 30.1
8 云南(未知采集时间) 10.6 12.0 32.6
(a) (b)
图 3 不同产地辣木叶中甾醇含量的分布图
Fig. 3 Distribution diagram of sterols in Moringa oleifera leaves from different areas
a) 菜油甾醇、豆甾醇与 β谷甾醇; b)菜油甾醇与 β谷甾醇(图中序号所代表的样品与表 1中相对应)
a) campesterol, β-sitosterin and stigmasterol;b) campesterol and β-sitosterin (The numbers in Fig.3 were corresponding with the numbers in Table 1)
不同产地辣木叶的一个主要因素。图 3b 中代表韶关的 4
个样品集中在左下方, 而其他地区的样品则分布在图形的
对角线方向, 进一步说明西双版纳、云南、安哥拉和印度
辣木叶中菜油甾醇、β谷甾醇含量高于韶关辣木叶。
4 结 论
本研究主要分析了西双版纳、韶关、云南、安哥拉和
印度等地辣木叶中菜油甾醇、豆甾醇和 β谷甾醇含量。结
果显示, 产自西双版纳、云南、安哥拉和印度的辣木叶中
菜油甾醇、β谷甾醇含量明显高于韶关辣木叶中含量, 而豆
甾醇含量没有明显的地域差异。
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(责任编辑: 姚菲)
作者简介
杨 扬 , 硕士 , 工程师, 主要研究方
向为食品质量与安全。
E-mail: 450184232@qq.com
赵志红, 高级工程师, 主要研究方向
为色谱技术在食品及食品安全中的应用。
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