三种漆树科植物种子含油量及油脂成分分析

张 洁， 胡文艺， 陈功锡*， 李宝连，3， 李 贵

(1.吉首大学植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室， 湖南 吉首 416000； 2.吉首市林业局， 湖南 吉首 416000；3.吉首大学生物资源与环境科学学院， 湖南 吉首 416000)

三种漆树科植物种子含油量及油脂成分分析

张 洁1， 胡文艺2， 陈功锡1*， 李宝连1，3， 李 贵1

(1.吉首大学植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室， 湖南 吉首 416000； 2.吉首市林业局， 湖南 吉首 416000；3.吉首大学生物资源与环境科学学院， 湖南 吉首 416000)

以正己烷为提取溶剂，采用超声波提取黄连木、盐肤木和野漆三种漆树科植物种子油，并应用GC-MS分析了三种漆树科植物种子的含油量和脂肪酸组成。结果表明：超声波提取黄连木种子油的最佳工艺条件为料液比1∶7(g∶mL)、超声时间60 min、超声功率250 W，提油率为14.69%；盐肤木种子油的最佳提取工艺条件为料液比1∶9(g∶mL)、超声时间60 min、超声功率150 W，提油率为22.58%；野漆树种子油的最佳提取工艺条件为料液比1∶9(g∶mL)、超声时间45 min、超声功率200 W，提油率为13.90%。GC-MS分析表明，黄连木种子油中含有油酸(43.59%)、亚油酸(39.69%)、棕榈酸(15.09%)、硬脂酸(1.04%)、棕榈油酸(0.59%)；盐肤木种子油中含有亚油酸(58.68%)、棕榈酸(17.90%)、油酸(17.42%)、硬脂酸(3.76%)；野漆树种子油中含有亚麻酸(57.61%)、亚油酸(21.58%)、棕榈酸(18.91%)、硬脂酸(1.24%)、油酸(0.36%)。三种植物都具有较高的开发价值。

黄连木； 盐肤木； 野漆树； 脂肪酸； 超声波提取； 气相色谱-质谱法

漆树科(Anacardiaceae)在我国共有16属54种，主要分布于长江以南各省，该科植物具有重要的经济价值，可用于食用(如芒果)、观赏(如黄栌)、重要工业原料来源(如五倍子、生漆、油脂)等[1]。

黄连木(Pistaciachinensis)隶属漆树科黄连木属，原产中国，在华东、中南和西南均有分布，其种子油成分与普通柴油主要成分的碳链长度极为接近，可作为生物柴油的替代品[2]。盐肤木(Rhuschinensis)为漆树科盐肤木属落叶小乔木，其皮部和种子可榨油，是一种具有开发前景的新油源油料树种[3]。野漆树(Toxicodendronsuccedaneum)隶属漆树科漆属，是我国重要的经济树种，从其种子中提取的油脂具有食用和保健功能[4-5]。

目前，国内已有对黄连木[6-9]、盐肤木[9]和野漆树[10-11]种子油的理化性质及脂肪酸组成方面的研究报道，但这三种植物在我国均分布较广，不同种源间种子含油量和脂肪酸组成可能存在一定的差异。我们对湖南省分布的黄连木、盐肤木和野漆树三种植物的种子含油量及油脂组成进行研究，并与其它地区分布的上述三种植物的种子油含油量和脂肪酸组成进行比较，以期为它们的开发利用、种质资源改良和遗传育种提供参考依据。

1 材料和方法

1.1材料

黄连木种子采自湖南省吉首市人民南路团结广场，盐肤木种子采自吉首大学沙子坳校区后山，野漆种子采自吉首市德夯盘古峰。所采种子经自然风干后，用粉碎机粉碎，过筛，得到种仁粉，干燥至恒重备用。

1.2仪器和试剂

超声波萃取仪；GC-MS-QP2010 气相色谱-质谱联用仪(配NIST05标准质谱，日本岛津公司)；R-210步琪旋转蒸发仪；FW100型高速万能粉碎机；KQ-250DE型数控超声波清洗器。氢氧化钠、甲醇、正己烷、无水硫酸钠、氯化钠、无水乙醚均为分析纯。

1.3油脂提取

超声波提取[12]：称取2 g种子粉末，装入50 mL具塞试管中，以正己烷为溶剂，以料液比、提取时间、超声功率为考察因素，按照L9(34)正交表进行三因素三水平实验。采用旋转蒸发仪回收正己烷溶剂，采用差量法计算得油率。

1.4油的成分及含量测定

1.4.1 油的甲酯化[13-14]取油2滴，置于50 mL具塞试管中，加入0.5%氢氧化钠-甲醇溶液8 mL，于70 ℃水浴加热1 h，冷却后加入8 mL正己烷，振荡使其充分混合，静置分层，中间有一层薄膜，再加5 mL饱和NaCl溶液震荡，待盐析，取出上清液于5 mL具塞试管，加少量无水硫酸钠干燥，静置。所取上层溶液用GC-MS进行分析。

1.4.2 色谱条件[15]以氦气为载气；气化室温度280 ℃；柱子温度250 ℃；检测器245 ℃；进样量0.1 μL；柱子流量：1 mL/min；分流比：80∶1；色谱柱：Agilent 1909191S-433型石英毛细管柱(30×0.25 mm×0.25 μm)；升温程序：80～250 ℃，80℃保温2 min；再以10 ℃/min，升温至160 ℃，保温2 min；再以50 ℃/min，升温至250 ℃，保温2 min。分辨率1 000，延长时间4 min。

1.4.3 质谱条件 电子轰击源(EI)，电子能70 eV；离子源温度230 ℃；接口温度280 ℃；扫描范围：30～500 U。

1.4.4 数据处理及质谱检索 甲酯化样品经气相色谱-质谱分析，最后采用峰面积归一化法进行定量分析。

2 结果与分析

2.1三种植物种子含油量

2.1.1 黄连木种子含油量 由表1可知，各因素对超声波辅助提取黄连木种子油提取率影响的主次顺序为：超声时间>料液比>超声功率。黄连木种子油的超声波法最佳提取工艺条件为：料液比1∶7(g∶mL)、时间60 min、超声功率250 W。在最佳工艺条件(A2B2C3)下再进行三次重复验证实验，平均得油率为14.69%。

2.1.2 盐肤木种子含油量 由表2可知，各因素对超声波辅助提取盐肤木种子油提取率影响的主次为：超声时间>料液比>超声功率。盐肤木种子油超声波法的最佳提取工艺条件为：料液比1∶9(g∶mL)、时间60 min、超声功率150 W。在最佳提取条件(A3B2C1)下再进行三次重复验证实验，平均得油率为22.58%。

表1 超声波提取黄连木种子油正交实验结果Tab.1 TheresultsoforthogonalexperimentforPistaciachinensisseedoilextractionbyultrasonicNo.试验因素D(st.)A料液比(g∶mL)B时间(min)C超声功率(W)得率(%)Lev1—1∶545150—Lev2—1∶760200Lev3—1∶975250Exp1111113.44Exp2122214.19Exp3133314.59Exp4212314.08Exp5223113.79Exp623128.95Exp7313214.35Exp8321314.20Exp9332114.25均值114.2713.9612.2013.83均值212.2714.2614.3712.70均值314.2712.6014.2414.29极差2.001.662.171.59

表2 超声波提取盐肤木种子油正交实验结果Tab.2 TheresultsoforthogonalexperimentforRhuschinen-sisseedoilextractionbyultrasonicNo.试验因素D(st.)A料液比(g∶mL)B时间(min)C超声功率(W)得率(%)Lev1—1∶545150—Lev2—1∶760200Lev3—1∶975250Exp1111119.08Exp2122220.18Exp3133318.69Exp4212319.04Exp5223118.28Exp6231219.21Exp7313214.71Exp8321318.19Exp9332119.93均值119.3217.6118.8319.10均值218.8418.8819.7218.03均值317.6119.2817.2318.64极差1.711.672.491.07

2.1.3 野漆树种子含油量 由表3可知，各因素对超声波辅助提取野漆树种子油提取率影响的主次为：超声功率>超声时间>料液比。野漆树种子油超声波法的最佳提取工艺条件为：料液比1∶9(g∶mL)、时间45 min、超声功率200 W。在最佳提取条件(A3B1C2)下再进行三次重复验证实验，平均得油率为13.90%。

表3 超声波提取野漆树种子油正交实验结果Tab.3 TheresultsoforthogonalexperimentforToxicoden-dronsuccedaneumseedoilextractionbyultrasonicNo.试验因素D(st.)A料液比(g∶mL)B时间(min)C超声功率(W)得率(%)Lev1—1∶545150Lev2—1∶760200—Lev3—1∶975250Exp111119.20Exp2122210.53Exp313339.73Exp4212310.01Exp522318.35Exp6231213.90Exp731329.81Exp832139.83Exp933218.49均值19.829.6710.988.68均值210.759.579.6811.41均值39.3810.719.309.86极差1.371.141.682.73

2.2三种植物种子油的脂肪酸组成

2.2.1 黄连木种子油的脂肪酸组成 经质谱库检索，共鉴定了5种脂肪酸成分，用面积归一化法计算各组分的相对含量，其主要成分和质量分数见表 4。由表4 可知，黄连木种子油中的脂肪酸组成及质量分数分别为：油酸(43.59%)、亚油酸(39.69%)、棕榈酸(15.09%)、硬脂酸(1.04%)、棕榈油酸(0.59%)。其中，不饱和脂肪酸占总脂肪酸的83.87%，饱和脂肪酸占总脂肪酸的16.13%。此外，还有少量的2-乙基己醇、衣兰烯、柠檬烯、石竹烯等成分。

2.2.2 盐肤木种子油的脂肪酸组成 经质谱库检索，共鉴定了8种脂肪酸成分，用面积归一化法计算各组分的相对含量，其主要成分和质量分数见表5。由表5可知，盐肤木种子油中的脂肪酸组成及质量分数分别为：亚油酸(58.68%)、棕榈酸(17.90%)、油酸(17.42%)、硬脂酸(3.76%)、癸酸和十三烷二酸(0.42%)、十一烷酸和月桂酸(0.25%)。其中，不饱和脂肪酸占总脂肪酸的77.81%，饱和脂肪酸占总脂肪酸的22.19%。此外还有2-乙基己醇、古巴烯、石竹烯、蛇麻烯等成分。

表4 黄连木种子中脂肪酸组成及其质量分数Tab.4 FattyacidscompositionandrelativecontentsinPista-ciachinensisseed脂肪酸相对分子质量分子式质量分数(%)保留时间(min)可信度(%)油酸282C18H34O243.5946.69399亚油酸280C18H32O239.6923.19399棕榈酸256C16H32O215.0920.01198硬脂酸284C18H36O21.0423.76299棕榈油酸254C16H30O20.5919.60899

表5 盐肤木种子中脂肪酸组成及其质量分数Tab.5 FattyacidscompositionandrelativecontentsinRhuschinensisseed脂肪酸相对分子质量分子式质量分数(%)保留时间(min)可信度(%)亚油酸280C18H32O258.6823.19999棕榈酸256C16H32O217.9020.01199油酸282C18H34O217.4223.30099硬脂酸284C18H36O23.7623.76399癸酸172C10H20O2十三烷二酸244C13H24O40.429.0799464十一烷酸184C11H22O2月桂酸196C12H24O20.2512.0649291

2.2.3 野漆树种子油的脂肪酸组成 经质谱库检索，共鉴定了8种脂肪酸成分，用面积归一化法计算各组分的相对含量，其主要成分和质量分数见表 6。由表6可知，野漆树种子油中的脂肪酸组成及质量分数分别为：亚麻酸(57.61%)、亚油酸(21.58%)、棕榈酸(18.91%)、硬脂酸(1.24%)、油酸(0.36%)以及3种直链脂肪酸(0.30%)分别为二十七烷酸、三十一烷酸、二十六烷酸。脂肪酸占总提取物的99.11%，其中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的79.55%，饱和脂肪酸占总脂肪酸的20.45%。

黄连木、盐肤木、野漆树三种植物种子的脂肪酸成分存在如下差异：黄连木种子含有油酸、亚油酸、棕榈油酸三种不饱和脂肪酸，棕榈酸、硬脂酸两种饱和脂肪酸，其中油酸质量分数最高占43.59%；盐肤木种子含有亚油酸、油酸两种不饱和脂肪酸，棕榈酸、硬脂酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸六种饱和脂肪酸，其中亚油酸质量分数最高占58.68%，十三烷酸是二元酸；野漆树种子中含有亚麻酸、亚油酸、油酸三种不饱和脂肪酸，还含有棕榈酸、硬脂酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、二十七烷酸、三十一烷酸、二十六烷酸八种饱和脂肪酸，其中亚麻酸质量分数最高占57.61%。

表6 野漆树种子中脂肪酸组成及其质量分数Tab.6 FattyacidscompositionandrelativecontentsinToxi-codendronsuccedaneumseed脂肪酸相对分子质量分子式质量分数(%)保留时间(min)可信度(%)亚麻酸278C18H30O257.6123.27099亚油酸280C18H32O221.5846.40999棕榈酸256C16H32O218.9161.13291硬脂酸284C18H36O21.2423.73998油酸282C18H34O20.3623.54350二十七烷酸410C27H54O2三十一烷酸466C31H62O2二十六烷酸396C26H52O20.3033.698896850

2.3不同种源种子油的含油量及脂肪酸成分比较

为便于分析，现将不同种源的黄连木、盐肤木、野漆树种子的含油量及脂肪酸成分进行比较，结果见表7。

由表7可知，湖南湘西产黄连木、盐肤木、野漆树的种子含油量、脂肪酸组成与其它地区种源均存在一定的差异。湘西产黄连木种子的含油率仅为14.69%，而其它地区的黄连木种子含油率大都在30%以上，这可能是提取方法不同造成的。黄连木种子油不饱和脂肪酸质量分数较高(73.97%～87.41%)，且不同种源间存在一定的差异，从北至南逐步呈降低趋势，这可能是由于纬度和海拔较高的地区较为寒冷，较高含量的不饱和脂肪酸能增强植物体的抗冻能力。湘西产盐肤木种子油中含有硬脂酸(3.76%)，没有检测出亚麻酸，而湖北产盐肤木种子油中未检测出硬脂酸，却检测出了低量的亚麻酸(2.09%)。湘西产野漆树种子油中亚麻酸含量高(57.69%)，比其它两个地区所检测的亚麻酸(1.37～1.45%)含量高出很多，造成以上差异的原因除了可能与种源不同有关，也可能是由于种子的成熟程度、检测方法的不同而造成的。

表7 不同种源黄连木、盐肤木和野漆树种子的含油量及脂肪酸成分比较Tab.7 ComparisonoffatcontentsandfattyacidcompositionofPistaciachinensis,RhuschinensisandToxicodendronsucce-daneumfromdifferentareas物种产地含油量(%)不饱和脂肪酸的质量分数(%)饱和脂肪酸的质量分数(%)棕榈油酸油酸亚油酸亚麻酸总量棕榈酸硬脂酸花生酸黄连木云南石林[10]38.210.7133.0651.661.2086.6311.322.04—江西彭泽[10]37.231.0846.6729.580.8978.2220.391.40—湖北十堰[10]35.150.6847.7131.010.9180.3117.951.570.15河北保定[10]29.611.0646.4332.851.3381.6716.391.39—安徽滁州[10]31.690.6937.2748.421.0387.4110.941.67—安徽金寨[10]38.011.9748.2423.521.0374.7623.531.560.14陕西商洛[10]38.611.0643.0441.740.7986.8311.961.300.12四川攀枝花[10]32.130.8441.3932.381.4776.0822.651.27—河南三门峡[10]32.670.6847.7131.050.8980.3317.951.570.14江苏南京[10]32.880.7641.3930.840.9873.9724.211.590.15湖南湘西14.690.5943.5939.69—83.8715.091.041.04盐肤木湖北[3]13.78—12.1257.922.0972.1327.85——湖南湘西22.58—17.4258.65—76.0717.903.76—野漆树江西宁都[12]11.220.7515.7464.971.4582.9112.193.06陕西平利[12]12.730.8717.1551.751.3771.1422.423.790.47湖南湘西13.900.710.3621.5857.6980.3418.911.24— 注:数据来源于所标注的参考文献。

3 结论与讨论

(1)以正己烷为提取溶剂，利用超声波辅助提取黄连木种子油并经优化得到最佳提取工艺条件为：料液比1∶7(g∶mL)、超声时间60 min、超声功率250 W，油脂的平均提取率为14.69%；超声波辅助提取盐肤木种子油最佳工艺条件为：料液比1∶9(g∶mL)、超声时间60 min、超声功率150 W，油脂的平均提取率为22.58%；超声波辅助提取野漆树种子油最佳工艺条件为：料液比1∶9(g∶mL)、超声时间45 min、超声功率200 W，油脂的平均提取率为13.90%。

(2)利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析表明，黄连木种子油脂肪酸含量占总提取物的95.82%，主要成分为油酸(43.59%)、亚油酸(39.69%)、棕榈酸(15.09%)、硬脂酸(1.04%)、棕榈油酸(0.59%)；盐肤木种子油的脂肪酸含量占总提取物的96.97%，主要成分为亚油酸(58.68%)、棕榈酸(17.90%)、油酸(17.42%)、硬脂酸(3.76%)；野漆树种子油的脂肪酸含量占总提取物的99.11%，主要成分为亚麻酸(57.61%)、亚油酸(21.58%)、棕榈酸(18.91%)、硬脂酸(1.24%)、油酸(0.36%)。

(3)漆树科的黄连木、盐肤木、野漆树三种不同植物种子中的脂肪酸组成主要是十六碳脂肪酸和十八碳脂肪酸，脂肪酸组成成分简单而且高度集中。生物柴油的碳链长度一般为14～20，因此三种植物种子均适合作为生物柴油原料。三种植物种子油中不饱和脂肪酸含量都较高(77.81%～83.87%)，而不饱和脂肪酸中的亚油酸和亚麻酸是人体必需脂肪酸，具有降血脂、软化血管、降低血压等作用。同时，这三种植物分布范围广，且大都生长在石灰岩地区，对涵养水源、改善环境、调节生态平衡以及促进林木经济发展等方面都能发挥一定作用。因此，合理开发和利用湘西地区的黄连木、盐肤木、野漆树不仅有利于当地能源开发和环境保护，对当地经济发展也有较大的推动作用。

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FatcontentsandfattyacidcompositionintheseedsofthreespeciesofAnacardiaceae

ZHANG Jie1， HU Wenyi2， CHEN Gongxi1*， LI Baolian1，3， LI Gui1

(1.Key Laboratory of Plant Resource Conservation and Utilization(Jishou University)， College of Hunan Province， Jishou 416000， China；2.Forestry Bureau of Jishou City， Jishou 416000， China；3.College of Biology and Enviromental Science， Jishou University， Jishou 416000， China)

Ultrasonic extraction method was used to extract the oil from seeds ofPistaciachinensis，RhuschinensisandToxicodendronsuccedaneum，and the oil content and composition of the GC-MS analysis of three plant seeds were compared in this paper.The results showed that the best conditions for ultrasonic extraction ofP.chinensis：solid-liquid ratio 1∶7(g∶mL)，extraction time 60 min，ultrasonic power 250 W，the extraction rate was 14.69%；R.chinensis：solid-liquid ratio 1∶9(g∶mL)，extraction time 60 min，ultrasonic power 150 W，the extraction rate was 22.58%；T.succedaneum：solid-liquid ratio 1∶9(g∶mL)，extraction time 45 min，ultrasonic power 200 W，the extraction rate was 13.90%.The main components of fatty acids inP.chinensiswere oleic acid(43.59%)，linoleic acid(39.69%)，palmitic acid(15.09%)，stearic acid(1.04%)，palmitoleic acid(0.59%)；R.chinensis：linoleic acid(58.68%)，palmitic acid(17.90%)，oleic acid(17.42%)，stearic acid(3.76%)；T.succedaneum：linolenic acid(57.61%)，linoleic acid(21.58%)，palmitic acid(18.91%)，stearic acid(1.24%)，oleic acid(0.36%).It was showed that the three species of plants with high value for development.

PistaciachinensisBunge；RhuschinensisMill；Toxicodendronsuccedaneum(Linn.)O.Kuntze； fatty acid； ultrasonic extraction； GC-MS

2015-01-08

科技部国家科技基础性专项重点项目(2008FY110400-1-9)；湖南省高校产业化培育项目(10CY010)；湖南省教育厅重点项目(09A073)。

张 洁(1986-)，女，安徽省蒙城县人，硕士研究生，主要从事植物资源开发利用研究工作。

*为通讯作者

S 794.2

A

1003-5710(2015)02-0004-06

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2015. 02. 002

(文字编校：张 珉)