薄壳山核桃仁油甘油三酯成分分离鉴定

许培源,袁 博,左 飞,李永荣,蒋继宏*

(江苏师范大学 江苏省药用植物生物生物技术重点实验室,江苏 徐州 221116)

 

摘 要:对薄壳山核桃仁油进行提取,利用制备型液相色谱-蒸发光散射-质谱联用技术分离和鉴定。分离得到7个单体化合物,通过核磁与质谱数据比对,7个单体化合物均为甘油三酯,分别为三亚油酸甘油酯、二亚油酸油酸甘油酯、棕榈酸二亚油酸甘油酯、亚油酸二油酸甘油酯、棕榈酸亚油酸油酸甘油酯、三油酸甘油酯、棕榈酸二油酸甘油酯。

关键词:薄壳山核桃油;分离鉴定;甘油三酯

 

Identification of Triacylglycerols from Pecan (Carya illinoensis) Oil

 

XU Pei-yuan, YUAN Bo, ZUO Fei, LI Yong-rong, JIANG Ji-hong*

(Key Laboratory of Biotechnology for Medicinal Plants of Jiangsu Province, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China)

 

Abstract: Seven monomeric compounds from pecan (Carya illinoensis) oil were separated and identified by preparative high performance liquid chromatography with evaporative light scattering detection combined with mass spectrometry (HPLC-ELSD-MS). All these compounds were confirmed as triglycerides by comparison of their NMR and MS data with those of authentic standards or literature data, namely trilinolein, dilinolein, 1,2-dilinoleoyl-3-palmitoyl-rac-glycerol, dioleoylglycerol, 1-palmitin-2-olein-3-linolein, glycerol trioleate, dioleoyl 2-palmitoyl triglyceride, respectively.

Key words: Carya illinoensis oil; separation and identification; triacylglycerols

中图分类号:O623.612 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2014)06-0159-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201406034

薄壳山核桃(Carya illinoensis)为胡桃科山核桃属,原产美国和墨西哥,是世界著名的干果之一,又名长山核桃、碧根果、长寿果、美国山核桃,是珍贵的干果和木本产油经济树种[1-2]。薄壳山核桃坚果壳薄、出仁率高、保健价值高,是榨取高级食用油和制作冰淇淋等的原料,具有重要的经济价值。薄壳山核桃于1900年引入我国,先后在江苏、浙江、福建等地种植。薄壳山核桃果仁中含油脂72%、蛋白质11%、碳水化合物13%,且含有对人体有益的氨基酸、VB1,具有重要的食用和经济价值意义[3]。薄壳山核桃仁含有丰富的营养素,其中所含脂肪的主要成分是亚油酸甘油脂[4],食用后可减少肠道对胆固醇的吸收,可作为高血压、动脉硬化患者的保健品。此外,这些油脂还可满足大脑基质的需求。薄壳山核桃种仁内所含多种活性酯,具有有明显的抗癌、防止心血管被氧化、防止心脑血管动脉粥样硬化作用,对冠心病、心肌梗塞、心绞痛、脑血栓、脑溢血、中风等疾病的预防和治疗有明显的效果[5-6]。同时由于其产油量较大,可用于食用油替代和食品保健开发。

目前对薄壳山核桃的研究只是局限于对其原产地及其分布、生态要求、生物学特性、品种类型、繁殖培育、病虫害防治、栽培技术、植物生长物质、遗传多样性、品种鉴定、化学成分的研究和综合利用等方面,对其有效成分研究几乎为空白,对薄壳山核桃甘油三酯化学成分的研究就更少[7-8]。由于其甘油三酯成分比较复杂且含量较低的成分难鉴定,本研究采用液相色谱-蒸发光散射-质谱联用技术对含量高的成分进行核磁鉴定、对含量较少的成分进行质谱数据比对,推测其可能成分。研究结果可为薄壳山核桃的成分研究提供一定的参考依据,为其作为食品保健功能食品的进一步研究提供重要研究基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

薄壳山核桃购于徐州市场,去壳,晒干,粉碎,过100目筛,备用。

石油醚(分析纯)、乙腈(色谱纯)、四氢呋喃(色谱纯) 天津市康科德科技有限公司。

1.2 仪器与设备

1260高效液相色谱 美国Agilent公司;蒸发光散射检测器 上海通微分析技术有限公司;AB SCIEX 5500质谱仪 美国AB SCIEX公司;W2-100旋转蒸发仪 上海申生科技有限公司;SZF-06C脂肪酸提取仪 浙江托普仪器有限公司;AV 400型傅里叶变换核磁共振波谱仪 德国Bruker公司。

1.3 方法

1.3.1 桃仁油的提取

称取10.0g粉碎后的薄壳山核桃桃仁粉,置于脂肪酸提取仪中,按料液比120(g/mL)加入石油醚,60℃提取1h,过滤,残渣继续提取,重复5次,合并滤液,旋转蒸发,将蒸馏瓶中的提取物用石油醚溶解后,置于干燥器中放置1周。

1.3.2 甘油三酯的提取分析

1.3.2.1 色谱条件

色谱柱:C18色谱柱(250 mm×1.0 mm,5μm);流动相A:乙腈;流动相B:乙腈-四氢呋喃(11,V/V);流速3mL/min;紫外检测器208 nm;进样量0.5 mL;分流比3001;蒸发光条件:温度40 ℃;流速2.5 L/min;洗脱程序见表1。

表 1 梯度洗脱程序

Table 1 Gradient elution program

时间/min

流动相A/%

流动相B/%

0

50

50

24.00

40

60

43.00

10

90

43.01

0

100

80.00

0

100

 

 

1.3.2.2 质谱条件

大气压化学电离源;正离子模式;喷雾电压3000 V;毛细管温度250 ℃;蒸发温度400 ℃;电晕针电流4μA;鞘气(高纯液氮)压力35 kPa;质量扫描范围m/z 300~900;扫描时间1s。

1.3.2.3 薄壳山核桃油成分鉴定

利用分流器将制备液相色谱分离所得组分进行三重四极杆质谱分析,通过质量分析器获得各个组分的相对分子质量,同时分流器另一出口接入自动接收器中,根据质谱信号以及蒸发光检测器接收各个组分,浓缩,得到油状单体,采用液相色谱-蒸发光检测器对各个单体进行纯度鉴定。

2 结果与分析

2.1 薄壳山核桃成分分离及含量测定

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图 1 薄壳山核桃油液相色谱-蒸发光检测器图谱

Fig.1 HPLC-ELSD profile of pecan oil

从图1可以看出,薄壳山核桃油各组分间样品分离情况较好,出现7个峰面积较大色谱峰,说明提取物中有7个主要成分。20.9(A)、25.7(B)、26.9(C)、31.4(D)、32.7(E)、35.7min(G)和36.4min(H)这7个峰峰面积较大且在紫外吸收谱图上也有明显吸收,这7种物质的相对含量如表2所示。

表 2 薄壳山核桃油油主要成分的相对含量

Table 2 Peak area percentages of 7 major components in pecan oil

%

物质

A

B

C

D

E

G

H

其他

相对含量

2.77

20.21

4.71

21.48

13.94

21.60

12.02

3.27

 

 

2.2 薄壳山核桃油成分鉴定

薄壳山核桃油各主要成分质谱分析如图2所示。

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图 2 7种主要成分的质谱图

Fig.2 MS spectra of 7 major components in pecan oil

据文献[9]报道,甘油三酯类物质的质谱图中会同时存在信号强度较大的分子离子峰[M+1]+和失去1个脂肪酸碎片的离子峰[M+1-脂肪酸]+。当甘油三酯含2种或者3种脂肪酸时,可以失去2种或者3种脂肪酸,因此可能存在2种或3种[M+1-脂肪酸]+的碎片离子峰。从得到的7个主要单体组份质谱图上看,分子离子与其最相近的离子之间失去的均为1分子脂肪酸,如亚油酸、油酸等,因此初步判定7种主要组分为甘油三酯。同时通过液相色谱-蒸发光检测器鉴定该7个单体组分均达到90%的纯度,可以进行核磁共振鉴定。

2.3 薄壳山核桃油甘油三酯成分鉴定

化合物A,无色油状。质谱图显示879.8[M]+,其中碎片m/z 599.6代表[M+1-亚油酸]+,1H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ5.34(12 H,m,
烯烃H),5.42(1 H,m,Gl-H2),4.20(2 H,dd,J=11.9,4.3 Hz,Gl-H1a,H3a),4.38(2 H,dd,J=11.9,6.0 Hz,Gl-H2b,H3b),2.77(6 H,t,J=6.6 Hz, Hα-11,β-11, α’-11),
2.31(2 H,t,J=7.6 Hz,Hα-1),1.31(12 H,m,Hα-7, β-7,α’-7),
0.89(9 H,m,—CH3)。13C-NMR(CDCl3,500 MHz)δ130.17(Cα,α’-9),129.65(Cα,α’-10),128.05(Cα,α’-12),127.87(Cα,α’-13),129.93(Cβ-9),129.6(Cβ-10),68.9(Gl-Cβ-2),62.08(Gl-Cα-2,α’-2),173.2(Cα-1,α’-1),172.78(Cβ-1)。通过与文献[10]比对,该化合物为三亚油酸甘油酯。

化合物B,无色油状。质谱图显示峰881.8[M]+,其中碎片m/z 601.6代表[M+1-油酸]+,特征峰分子式C57 H100O6。1H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ5.34(8 H,m,烯烃αH,α'H),5.31(2 H,m,烯烃β H),5.42(1H,m,Gl-H2),4.20(2 H,dd,J=11.9,4.3 Hz,Gl-H1a,H3a), 4.38(2 H,dd,J=11.9,6.0 Hz,Gl-H2b,H3b),2.77(4 H,t,J=6.6 Hz,Hα-11, β-11,α’-11),1.99(2 H,t,J=6.7 Hz,Hβ-11),2.31(2 H,t,J=7.6 Hz,Hα-2),1.32(12 H,m, Hα-7, β-7,α’-7),0.88(9 H,m,—CH3)。13C-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 130.12(Cα,α’-9),128.02(Cα,α’-10),127.85(Cα-12),129.92(Cα-13),129.89(Cβ-9),129.6(Cβ-10),68.8(Gl-Cβ-2),62.04(Gl-Cα-2,α’-2),173.12(Cα-1,α’-1),172.71(Cβ-1)。 通过与文献[11-12]比对,该化合物为二亚油酸油酸甘油酯。

化合物C,无色油状。质谱图显示峰855.8[M]+,其中碎片m/z 599.5代表[M+1-亚油酸]+特征峰,分子式C55 H98O6。1 H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 5.41(8 H,m,
烯烃αH,α’H),5.42(1 H,m,Gl-H2),4.21(2 H,dd,J=11.9,4.3 Hz,Gl-H1a,H3a),4.38(2 H,dd,J=11.9,6.0 Hz,Gl-H2b,H3b),2.71(4 H,t,J=6.6 Hz, Hα-11,β-11,α’-11),2.31(2 H,t,
J=7.6 Hz, Hα-2),1.29(12 H,m, Hα-7,β-7,α’-7),0.88(6 H,m,—CH3),0.90(2 H,m,—CH3)。13C-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 130.06(Cα,α’-9),128.8(Cα,α’-10),127.92(Cα,α’-12),127.79(Cα,α’-13),68.8(Gl-Cβ-2),62.04(Gl-Cα-2,α’-2),172.71(Cα-1,α’-1),173.16(C β-1)。以上数据与文献[13]报道一致,故初步鉴定为棕榈酸二亚油酸甘油酯。

化合物D,无色油状。质谱图显示峰883.9[M]+,其中碎片m/z 601.5代表[M+1-油酸]+特征峰,分子式C57 H102O6。1 H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 5.25(8 H,m,
烯烃αH,α’H),5.41(1 H,烯烃β-9 H),5.48(1 H,烯烃β-10 H),5.45(1 H,烯烃β-12 H),5.40(1 H,烯烃β-13 H),5.42(1 H,m,Gl-H2),4.21(2 H,dd,J=11.9,4.3 Hz,Gl-H1a, H3a),4.38(2 H,dd,J=11.9,6.0 Hz,Gl- H2b, H3b),1.98(4 H,t,J=6.6 Hz, Hα-11,α’-11),2.71(2 H,t,J=6.4 Hz, Hβ-11),2.32(2 H,t,J=7.6 Hz,Hα-2),1.28(12 H,m, Hα-7,β-7,α’-7),
0.88(9 H,m,—CH3)。13C-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 130.06(Cα,α’-9),128.8(Cα,α’-10),127.92(Cα,α’-12),127.79(Cα,α’-13),68.8(Gl-Cβ-2),62.04(Gl-Cα-2,α’-2),172.72(Cα-1,α’-1),173.14(C β-1)。经过比对数据鉴定为亚油酸二油酸甘油酯[14-18]。

化合物E,无色油状。质谱图显示峰857.8[M]+,其中,碎片m/z 601.5代表[M+1-油酸]+特征峰,分子式C55 H100O6。1 H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 5.25(6 H,m,
烯烃αH,α’H),5.42(1 H,m,Gl-H2),4.21(2 H,dd,J=11.9,4.3 Hz,Gl-H1a,H3a),4.38(2 H,dd,J=11.9,6.0 Hz,Gl-H2b,H3b),1.98(4 H,t,
J=6.6 Hz,Hα-11,α’-11),2.71(2 H,t,J=6.4 Hz,Hβ-11),2.32(2 H,t,J=7.6 Hz,Hα-2),1.28(12 H,m, Hα-7,β-7,α’-7),
0.88(9 H,m,—CH3)。13C-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 129.95(Cα,α’-9),128.03(Cα-10),127.85(Cβ-10),130.16(Cβ-9),128.045(Cβ-12),129.96(Cβ-13),68.8(Gl-Cβ-2),62.04(Gl-Cα-2,α’-2),172.72(Cα-1,α’-1),173.14(Cβ-1)。通过比对文献[19-20]可知,该化合物为棕榈酸亚油酸油酸甘油酯。

化合物G,无色油状。质谱图显示峰885.8[M]+,
其中碎片m/z 601.5代表[M+1-油酸]+特征峰,分子式C57 H104O6。1 H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 5.25(12 H,m,烯烃αH,βH,α’H),5.42(1 H,m,Gl-H2),4.21(2 H,dd,J=11.9,4.3 Hz,Gl-H1a,H3a),4.38(2 H,dd,J=11.9,6.0 Hz,Gl-H2b,H3b),1.98(4 H,t,J=6.6 Hz, Hα-11, α’-11),2.71(2 H,t,J=6.4 Hz, Hβ-11),2.32(2 H,t,J=7.6 Hz,Hα-2),1.28(12 H,m, Hα-7, β-7,α’-7),0.88(9 H,m,—CH3)。13C-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 129.64(Cα,β,α’-9),129.89(Cα, β,α’-10),68.8(Gl-Cβ-2),62.04(Gl-Cα-2,α’-2),172.72(Cα-1,α’-1),173.14(Cβ-1)。通过比对文献[21-22]可知,该化合物为三油酸甘油酯。

化合物 H,无色油状。质谱图显示峰859.9[M]+,
其中碎片m/z 601.5代表[M+1-油酸]+特征峰,分子式C55 H102O6。1H-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 5.25(4 H,m,烯烃αH,α’H),5.42(1 H,m,Gl-H2),4.21(2 H,dd,J=11.9,4.3 Hz,Gl-H1a,H3a),4.38(2 H,dd,J=11.9,6.0 Hz,Gl-H2b,H3b),1.98(4 H,t,J=6.6 Hz, Hα-11,α’-11),1.24(2 H,t,J=6.4 Hz, Hβ-11),2.32(2 H,t,J=7.6 Hz,Hα-2),1.28(12 H,m, Hα-7,β-7,α’-7),0.88(9 H,m,—CH3)。13C-NMR(CDCl3,500 MHz)δ 129.64(Cα,α’-9),129.89(Cα,α’-10),68.8(Gl-Cβ-2),62.04(Gl-Cα-2,α’-2),172.72(Cα-1,α’-1),173.23(Cβ-1)。以上数据比对文献[23-24],故初步鉴定为棕榈酸二油酸甘油酯。

3 结 论

本研究通过液相色谱-蒸发光检测器-质谱联用技术,对薄壳山核桃油中的甘油三酯进行了分离、鉴定,通过核磁共振法确定了甘油三酯的结构,其主要成分为三亚油酸甘油酯、二亚油酸油酸甘油酯、棕榈酸二亚油酸甘油酯、亚油酸二油酸甘油酯、棕榈酸亚油酸油酸甘油酯、三油酸甘油酯、棕榈酸二油酸甘油酯,为薄壳山核桃的质量监控提供了研究基础和方法。

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