全 文 ：第 29卷第 4期
2009年 8月
林　产　化　学　与　工　业
ChemistryandIndustryofForestProducts
Vol.29 No.4
Aug.2009
江苏 3种大戟属野生植物总脂含量及
脂肪酸组分分析
　　收稿日期:2009-05-11
　　基金项目:江苏省农业科技支撑重点项目(BE2008328);江苏省中科院植物研究所青年基金项目(无编号)
　　作者简介:顾子霞(1985-),女 ,江苏常熟人 ,硕士生 ,主要从事能源植物的研究
　＊通讯作者:杭悦宇 ,研究员 ,博士生导师 ,从事植物资源学研究;E-mail:hangyueyu@ 21cn.com。
GUZi-xia　　
顾子霞 , 吴宝成 , 吴林园 , 杭悦宇＊
(江苏省中国科学院植物研究所;江苏省植物迁地保护重点实验室 , 江苏 南京 210014)
摘　要:　利用索氏抽提法提取并采用气相色谱法测定了大戟属能源植物续随子的江苏野生近缘
种甘肃大戟 、乳浆大戟和钩腺大戟不同组织总脂含量 、种子中总脂的脂肪酸组成及 GC含量。结果
表明 , 其茎 、叶 、种皮 、种子及块根中 , 种子的总脂含量最高 ,在 3个物种中分别为 37.29%、 24.50%
和 24.85%,其次是叶和茎 , 种皮含量最小;甘肃大戟种子的总脂含量高达 37.29%, 具有较好的开
发潜力;3种植物种子总脂的脂肪酸组成中二十碳以下(多数为十八碳)的脂肪酸总和均为 90%以上 , 甘肃大戟种子的
总脂中二十碳以下的脂肪酸的总和甚至超过 99%,在碳链长度上与理想的生物柴油组分接近 , 但 3种大戟种子的总脂
中亚麻酸比例在 53%以上 ,生产出的生物柴油稳定性较差。
关键词:　甘肃大戟;乳浆大戟;钩腺大戟;总脂含量;脂肪酸
中图分类号:TQ351.0　　　　　　文献标识码:A　　　　　　文章编号:0253-2417(2009)04-0063-04
AnalysisofTotalLipidContentsandFatyAcidsCompositionof
ThreeSpeciesofEuphorbiainJiangsuProvince
GUZi-xia, WUBao-cheng, WULin-yuan, HANGYue-yu
(InstituteofBotanyinJiangsuProvince, ChineseAcademyofSciences;JiangsuProvincialKey
LaboratoryforPlantEx-situConservation, Nanjing210014, China)
Abstract:TotallipidcontentsindifferenttissuesfromthreeEuphorbialathyrisL.relatedspeciesincludingE.kansuensisProkh.,
E.esulaL.andE.sieboldianaMorr.＆Decne.weredeterminedbySoxhletextractionmethod.Relativecontentsandcomposition
offattyacidsintheirseedoilswereanalyzedbygaschromatography.Theresultsshowedthattotallipidcontentswerehighestin
theseedsofthesethreespecies(37.29%, 24.50% and24.85%, respectively), lowerinleavesandstems, andlowestin
seedshel.E.kansuensishadgoodpotentialfordevelopmentasitshighseedoilcontentof37.29%.Totalcontentsoffatyacids
(<20carbonatoms, mainlyC18-fattyacids)intheirseedoilswereover90%, andevenover99%inE.kansuensis.Thecar-
bonchainlengthofthefatyacidswasquitesimilarwiththatoftheidealbiodiesel, butlinolenicacidcontentwasabove53% of
totallipid, whichwouldresultitinreducedstabilityoftheproducedbiodiesel.
Keywords:EuphorbiakansuensisProkh.;E.esulaL.;E.sieboldianaMorr.＆Decne.;totallipidcontents;fatyacid
生物柴油是指可再生原料如植物油或动物脂肪酯化后产生的长链脂肪酸单酯 [ 1] ,与其他能源相
比 ,具有方便利用 、环境友好和具有经济竞争力等特点 ,在能源匮乏的现今 ,各国都竞相展开了生物能源
的研究和开发 。由于生物柴油成本的 75%来自原料[ 2] ,故对原料植物的筛选已成了当前急需解决的
问题 ,国际上对能源植物的原料研究及开发早已开始 ,如绿玉树 、续随子和马利筋等 [ 3]的研究和应用 ,
我国也筛选出一批具有开发潜力的能源植物 ,如麻疯树 [ 4] 、黄连木 [ 5]等 。理想的生物柴油直链及二十
碳以下的脂肪酸应占其脂肪酸组成的大部分[ 6] ,且不饱和程度适中 [ 7] ,脂肪酸组分应以油酸(C18∶1)为
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主 ,而亚麻酸(C18∶3)的含量不超过 12%[ 8-9] 。近年 ,大戟科大戟属植物续随子作为能源植物受到极大
的关注 [ 10-11] ,其种子总脂肪酸(总脂)质量分数可达 45%左右 [ 12-13] ,二十碳以下的脂肪酸的总质量分
数达 96%以上 ,其中油酸(C18∶1)质量分数更是高达 83%[ 13] ,而亚麻酸质量分数仅 2.5%,不饱和度适
中 ,与理想生物柴油的分子组成接近。江苏地区的与续随子同亚属的一些近缘野生种如甘肃大戟(E.
kansuensisProkh)、乳浆大戟(E.esulaL.)、钩腺大戟(E.sieboldianaMor.＆Decne.)等 ,它们具有和续随
子相似的化学成分[ 15] ,乳浆大戟种子总脂质量分数为 30%[ 16] ,全株含油量为 6.57%[ 17] 。尽管目前没
有将这几种植物作为能源植物的研究报道 ,但是它们仍然具有潜在的研究价值。植物的总脂含量是评
价植物生物柴油开发潜力的一个最直观的标准 ,而植物油的脂肪酸组分将直接影响生产出的生物柴油
的品质 。研究发现 ,植物油及其生物柴油中脂肪酸组成基本一致 ,故可通过测定植物油中脂肪酸的组成
来预测生物柴油中脂肪酸单酯的分布 [ 18] ,此外 ,由于油脂在植物体各部分的含量各不相同 ,国外早有利
用续随子 、绿玉树等大戟科植物的乳汁 、茎秆或其他部位为原料生产生物柴油的报道[ 19] ,所以在筛选能
源植物时进行多部位测定也有其必要性。作者通过测定乳浆大戟 、甘肃大戟 、钩腺大戟植物体各部分的
总脂含量 ,并对含量较高的部位进行脂肪酸组分分析 ,进而初步评价它们的能源开发潜力 ,为江苏的生
物能源开发利用提供一些科学依据。
1　实验部分
1.1　材料
实验材料为采自江苏句容宝华山的甘肃大戟 、乳浆大戟和钩腺大戟植物 ,种子成熟期将其茎 、叶 、种
子 、种皮 、块根(甘肃大戟具有块根 ,其余两种无)等分离后在 30℃烘箱烘干 ,备用。
1.2　总脂肪酸(总脂)含量测定
采用索氏抽提法测定样品总脂含量 [ 12] 。称取烘干备用的植物样品 2～5g,置于研钵中 ,加入 2g石
英砂 ,研磨成细粉呈出油状 ,完全转入事先烘至质量恒定的滤纸筒中 ,在索氏抽提器中用石油醚回流提
取 8h;将抽提后的滤纸筒置于(103±2)℃烘箱中烘干 ,放入干燥器中冷却后称质量 ,之后再烘干 、冷
却 ,称其质量 ,直至前后两次称量的差不超过 2mg。滤纸筒抽提前后的质量之差即为总脂质量。每种
样品均重复 3次 。石油醚(沸程 30～60℃)等试剂均为分析纯。
1.3　脂肪酸组分测定
采用气相色谱法对种子油的脂肪酸成分进行分析[ 20] 。气相色谱条件:分流 /不分流进样口 ,进样口
温度 250℃, AgilentGCInjector(自动进样器)。色谱柱型号:HP-INNOWAX, 15.0m×250μm×
0.25μm,恒压部件号 Agilent19091N-131。柱流量为 1.0mL/min,平均线速度为 38cm/s。柱箱温度:
程序升温 , 180℃保留 1.5min, 180 ～ 210℃, 10℃/min, 210～ 220℃, 5℃/min。氢焰离子化检测器
(FID), 300℃,氢气 30mL/min,空气 350mL/min。
2　结果与分析
2.1　甘肃大戟 、乳浆大戟和钩腺大戟植物体各部分的总脂含量分析
用索氏抽提法测定甘肃大戟 、乳浆大戟和钩腺大戟的茎 、叶 、种皮 、种子以及甘肃大戟块根的总脂含
量 ,结果见表 1。
表 1　甘肃大戟 、乳浆大戟和钩腺大戟的不同组织中的总脂质量分数
Table1　TotallipidcontentsofdifferenttissuesofE.kansuensis, E.esulaandE.sieboldiana %
植物种类
species
茎
stem
叶
leaf
种皮
seedshell
根
root
种子
seed
甘肃大戟 E.kansuensis 2.86 4.36 0.80 4.80 37.29
乳浆大戟 E.esula 1.84 4.54 0.57 — 24.50
钩腺大戟 E.sieboldiana 3.84 13.21 0.79 — 24.85
第 4期 顾子霞 ,等:江苏 3种大戟属野生植物总脂含量及脂肪酸组分分析 65　
3种植物均为种子的总脂含量最高 ,其次是叶和茎;种皮的总脂质量分数最小 ,均在 1%以下。甘
肃大戟有巨大的块根 ,其总脂质量分数与叶相似 ,均远小于种子的总脂含量 。
值得关注的是钩腺大戟的叶 ,总脂质量分数可达 13.21%,远远高于茎 、种皮和其他 2个物种的叶
的总脂含量 ,达到了种子总脂含量的一半多 ,具有潜在的 、低成本的开发价值 ,应对其进一步进行生长期
含量动态观察。
甘肃大戟种子的总脂质量分数在 3种中植物最高 ,达 37.29%,乳浆大戟和钩腺大戟种子的总脂含
量基本相当 ,分别为 24.50%和 24.85%。据文献报道 ,同属的续随子种子的总脂质量分数为 45%左
右 [ 12-13] ,泽漆为 31.5 %[ 14] ,实验得到的 3种野生植物的种子总脂含量低于续随子 ,但甘肃大戟的总脂
含量仍然较高 ,具有开发利用潜力。
2.2　种子中总脂的脂肪酸组分分析
根据表 1可知 ,该 3种植物种子的总脂含量均远高出其他部分 ,故对这 3种植物种子中的总脂进行
了气相色谱分析 ,得到的脂肪酸组分见表 2。
表 2　甘肃大戟 、乳浆大戟和钩腺大戟种子中总脂的脂肪酸组成及含量 1)
Table2　ComponentsandcontentsoffattyacidsinE.kansuensis, E.esulaandE.sieboldianaseedoils %
植物种类
species 1 2 3 4 5 6 7
其它
others
甘肃大戟 E.kansuensis 4.95 — 1.34 16.69 20.96 53.93 0.79 1.27
乳浆大戟 E.esula 5.06 0.94 1.63 11.30 21.56 56.83 1.41 1.90
钩腺大戟 E.sieboldiana 7.31 0.56 1.07 9.11 21.57 57.58 1.16 1.64
1)1.棕榈酸 palmiticacid(C16∶0);2.十七烷酸 heptadecanoicacid(C17∶0);3.硬脂酸 stearicacid(C18∶0);4.油酸 oleicacid(C18∶1);
5.亚油酸 linoleicacid(C18∶2);6.α-亚麻酸 α-linolenicacid(C18∶3);7.花生酸 arachidicacid(C20∶0);图 1相同 sameasinFig.1
从表 2中 3个种的种子的总脂脂肪酸组分和 GC含量可看出 ,它们的总脂脂肪酸组分相似 ,二十碳
以下的脂肪酸均为 90%以上 ,多数为十八碳的脂肪酸 ,甘肃大戟种子的总脂中二十碳以下的脂肪酸的
总和甚至超过 99%,符合理想的生物柴油的标准。
脂肪酸 GC含量数据表明 , 3个种均为亚麻酸占的比例最高 ,在 53%以上 ,其次为亚油酸 ,再次为
油酸。据文献报道 ,续随子的脂肪酸组分为棕榈酸 7.2%,硬脂酸 1.9%,油酸 81.3%,二十碳烯酸
1.5%,亚油酸 5.3%,亚麻酸 2.8%[ 12] 。续随子由于其油酸占多数 ,亚麻酸仅占 2.8%,不饱和程度适
中 ,而成为理想生物柴油的原料物种 。但是表 2的结果说明 ,与续随子相比 ,该 3种植物种子总脂的脂
肪酸组分中亚麻酸的含量过高 ,远超过了生物柴油中亚麻酸含量应小于 12%的限制 。因此如将这几
个种的种子油作为原料制作生物柴油 ,则还需进一步的氧化加工 ,使其不饱和度降低 ,以加强所制生物
柴油的稳定性。
甘肃大戟 、乳浆大戟和钩腺大戟种子中总脂的脂肪酸组分的气相色谱图见图 1。
图 1　甘肃大戟(a)、乳浆大戟(b)和钩腺大戟(c)种子中总脂的气相色谱图
Fig.1　GCchromatogramsoftotallipidinseedsofE.kansuensis(a), E.esula(b)andE.sieboldiana(c)
3　结 论
3.1　甘肃大戟 、乳浆大戟和钩腺大戟的植物体各部分中 ,种子的总脂含量最高 ,其次是叶和茎;种皮总
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脂含量最小 ,均在 1%以下。甘肃大戟块根总脂含量与叶相似 ,均远小于种子的总脂含量 。甘肃大戟
的种子总脂含量最高 ,具有较好的开发潜力。
3.2　钩腺大戟的叶 ,总脂质量分数可达 13.21%,远远高于茎 、种皮和其他 2种的叶总脂含量 ,达到了
种子的总脂含量一半多 ,具有潜在的 、低成本的开发价值 。
3.3　3种植物种子总脂的脂肪酸中二十碳(多数为十八碳)以下的脂肪酸总和均为 90%以上 ,甘肃大
戟种子的总脂中二十碳以下的脂肪酸的总和甚至超过 99%,在碳链长度上与理想的生物柴油组分接
近 ,但 3个种种子的总脂中亚麻酸比例在 53%以上 ,生产出的生物柴油稳定性较差 。如投入生产 ,则
必须降低其不饱和程度以增加其稳定性。
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