遏蓝菜种子油理化性质及脂肪酸组成的GC－MS分析

王 超 冯国英 干友民

(四川农业大学动物科技学院，雅安 625014)

遏蓝菜种子油理化性质及脂肪酸组成的GC－MS分析

王 超 冯国英 干友民

(四川农业大学动物科技学院，雅安 625014)

为了探究遏蓝菜种子油理化性质以及脂肪酸成分，用索氏提取法提取遏蓝菜种子油，对遏蓝菜种子油的理化性质进行测定，用气相色谱质谱联用仪(GC－MS)法分析其脂肪酸组成及相对质量分数。结果表明:种子含油率为43.93%;常温下估测密度为0.88 g/mL;酸值为2.27 mgKOH/g;碘值为124.27 gI2/100 g;皂化值为198.33 mgKOH/g;种子油中主要含有芥酸(31.06%)，亚油酸(24.83%)，油酸(14.55%)，亚麻酸(11.33%)，11 － 二十碳烯酸(4.88%)，棕榈酸(5.18%)，15 － 十四碳烯酸(3.23%)，硬脂酸(0.57%)9 种脂肪酸。为遏蓝菜作为生物质能源的开发利用提供一定的科学参考。

遏蓝菜 种子油 理化性质 脂肪酸组成

随着世界人口不断增长，对石油和脂肪的需求急剧上升［1］。世界上约85%的能源是通过燃烧不可再生的石油、天然气和煤等化石燃料来获得。化石资源是能源的主要供给形式，目前正逐步走向衰竭［2］。随着石油资源日益枯竭以及环境保护的需要，新型能源植物的开发利用已经引起世界各国政府和科学家的关注［3］。

生物柴油的研究始于20世纪70年代，到90年代，随着环境保护和能源枯竭两大难题越来越被世界各国所关注，生物柴油开始成为新能源研究和开发的热点［4］。以植物油脂作为原料加工的生物柴油在石油替代资源中具有战略性意义［5］。油料作物目前已被欧美各国广泛用作生产生物柴油的原料，如菜籽油、大豆油等［6－7］，但原料油脂的不足，一直是制约全球生物柴油产业发展的最大瓶颈，对于我国更是如此。我国人多地少，可用于传统油料作物种植的耕地极为有限，食用油脂生产远不能满足社会需求，仿效欧美等发达国家大力种植油菜、大豆等油料作物的方式发展生物柴油工业并不符合我国国情。我国在发展生物柴油的过程中，必须本着不与人争粮、不与粮争地的原则，对不占用原有耕地的非粮油脂植物进行开发利用［6，8］。

遏蓝菜(Thlaspi arvenus Linnaeus)又名菥蓂、苦芥子、败酱草、瓜子草等。十字花科遏蓝菜属植物，我国南方以及川西北地区均有分布，常生于山坡、草地、路旁、田边。在川西北高原的栽培试验表明，遏蓝菜的亩产量可达150 kg［9］，种子理论亩产量为56 kg［10］。近年来随着人们膳食结构的调整，无公害、无污染的遏蓝菜登上了人们的餐桌，许多农村开始大量种植，成为广大农民脱贫致富的一条途径［11］。目前，对于遏蓝菜的研究大多数在于探究其吸收重金属的机理［12］，对其种子油的研究相对较少。本试验通过对产于川西北阿坝州红原县、若尔盖县的遏蓝菜种子油进行理化性质测定以及脂肪酸成分分析，为遏蓝菜作为生物质能源的开发利用提供一定的科学参考。

1 材料和方法

1.1 原料与试剂

遏蓝菜种子采自阿坝州红原县和若尔盖县，经烘干、粉碎后备用。

95%乙醇、碘化钾、氢氧化钾:成都市科龙化工试剂厂;乙醚:四川省西陇化工有限公司;浓盐酸:汕头市西陇化工厂;浓硫酸:中国万向科技;无水碳酸钠:成都化学试剂厂。试剂、药品均为分析纯(AR)。

1.2 仪器

CP－3800气相色谱仪:美国Varian公司;FW100高速万能粉碎机:天津市泰斯特仪器有限公司生产;DHG－9140A电热恒温鼓风干燥箱:上海齐欣科学仪器有限公司生产;改良式脂肪抽提器:四川蜀玻(集团)有限责任公司;CP224S天平，d=0.1 mg:德国Sartorius赛多利斯－上海肯强仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 遏蓝菜种子油提取及含油率的测定

称取处理后的样品，分成3组(A、B、C)，每组3次重复，分别标号为:A1、A2…C3。参照《粮油检验、粮食中粗脂肪含量测定》GB/T 5512—2008索氏抽提法。将粉碎的遏蓝菜种子粉末烘干至恒重的滤纸包好放入提取器，连接冷却回流装置，提取4 h，然后烘干称重计算含油率。

式中:M为试样质量/g;m1为滤纸质量/g;m为提取烘干后滤纸与试样质量/g。

1.3.2 遏蓝菜种子油理化性质测定

酸值:参照《动植物油脂酸值和酸度测定》GB/T 5530—2005测定;碘值:Hanus试剂法测定;皂化值:参照《动植物油脂皂化值的测定》GB/T 5534—2008测定;密度:在常温下根据质量与体积进行估测。

1.3.3 遏蓝菜种子油脂肪酸组成分析

称油样4 g左右于烧瓶中，加甲醇40 mL，加0.5 mL 1 mol/L氢氧化钾甲醇溶液及数量沸石，在水浴上回流15 min，冷却后将烧瓶中的溶液移入分液漏斗，用20 mL石油醚冲洗烧瓶并将溶液并入分液漏斗，加入40 mL蒸馏水。摇动分层，取出石油醚相，将水相再次用20 mL石油醚萃取，合并石油醚相。然后再用蒸馏水洗涤石油醚相(20 mL×2)，将石油醚相用无水硫酸钠干燥后除尽石油醚即得甲酯化产品，作为气相色谱分析试样。

气象色谱质朴(GC－MS)分析参照贾春晓等［13］的方法。

色谱条件:HP－5MS(30 m×0.25 mm×0.25μm);载气:He;流速:1 mL/min;程序升温:以 10℃/min从 120℃到 180℃，保持 10 min，然后以2℃/min从180℃到200℃，保持5 min，再以10℃/min升至250℃;气化温度:250℃;进样量:0.1 μL;分流比:1∶50。

质谱条件:MS电离能量:70 eV;离子源温度200℃;四极杆温度:150℃;溶剂延迟:4 min;质量扫描范围20～400 Amu;分辨率:600。

2 结果与分析

2.1 遏蓝菜种子含油率的测定

根据方法设计进行试验，测得遏蓝菜种子含油率为 43.93%。

2.2 遏蓝菜种子油理化性质测定

测定结果:常温下粗测密度0.88 g/mL;酸值为2.27 mgKOH/g;碘值为 124.27 gI2/100 g;皂化值为198.33 mgKOH/g。

在相同方法测定下与其他植物油相比较(表1，其中大豆油、花生油、葵花籽油、油菜籽油来自于文献)［14］，遏蓝菜种子油颜色为浅绿色;相对密度较低，说明遏蓝菜种子油相对分子质量小，不饱和度高;酸值较高说明遏蓝菜种子油中游离脂肪酸含量较高，油脂质量较差;皂化值较高也说明游离脂肪酸含量较高;碘值相对较高说明遏蓝菜种子油中含有的不饱和脂肪酸较多，贮存的稳定性较差［15－17］。

表1 遏蓝菜种子油与其他常见油脂理化性质比较

2.3 遏蓝菜种子油脂肪酸组成分析

通过气相色谱质谱法得到遏蓝菜种子油脂肪酸组成总离子流图(图1)，采用色谱峰面积归一化法［18］确定各脂肪酸的组成及其相对质量分数(表2)。

图1 遏蓝菜种子油脂肪酸甲酯GC－MS总离子流图

根据图1与表2可知，遏蓝菜种子油主要含有9种脂肪酸，其中质量分数最高的是芥酸(31.06%)，其次分别为亚油酸(24.83%)，油酸(14.55%)，亚麻酸(11.33%)，11 － 二十碳烯酸(4.87%)，质量分数在10%以下的有棕榈酸(5.18%)，15－十四碳烯酸(3.23%)等。饱和脂肪酸(棕榈酸与硬脂酸)占总脂肪的5.75%，不饱和脂肪酸占总脂肪酸的93.98%，可见遏蓝菜种子油中不饱和脂肪酸质量分数较高，符合酸值与碘值的分析结果。

表2 遏蓝菜种子油脂肪酸组成

3 讨论

野生条件下的遏蓝菜种子油酸值、皂化值均高于食用油，不宜直接作为食用油使用，并且贮藏时要采用妥善的处理方式，以防止其发生变质。遏蓝菜种子油酸值较高，在作为生物柴油原料使用的时候需要预先处理［19］;脂肪酸组成与麻麻疯树籽油脂肪酸组成相似，主要脂肪酸均为油酸、亚油酸、棕榈酸、亚麻酸、芥酸、硬脂酸［20］;其中，亚油酸与油酸含量分别为24.83%与14.55%，这两种酸不仅是最适合于生产生物柴油的油脂，还分别是哺乳动物营养所必需与预防心血管疾病和慢性退行性疾病的重要不饱和脂肪酸［21］;另外，柴油替代品的理想物质应当拥有较长的碳链，双键的数目尽可能要少，理想柴油替代品的分子是可以表示为C19H36O2［22］，并且试验证明，最适合生产生物柴油的原料是富含油酸和亚油酸的油脂［23］，由此看出，遏蓝菜种子油符合生物柴油的原料选择原则。

4 结论

遏蓝菜种子含油率为43.93%，是一种含油量相对较高的草本植物;常温下估测密度为0.88 g/mL;遏蓝菜种子油酸值、碘值、皂化值均相对较高;遏蓝菜种子油主要含有芥酸、亚油酸、亚麻酸、油酸、棕榈酸等9种脂肪酸，主要脂肪酸成分以C19为主，具有潜在的生物质能源开发利用价值。

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Analysis of Physicochemical Properties and Fatty Acid Composition of Penny Cress Seed Oil

Wang Chao Feng Guoying Gan Youmin
(College of Animal Science and Technology，Sichuan Agricultural University，Ya'an 625014)

In order to explore the penny cress seed oil＇s physicochemical properties and fatty acid compositions.The penny cress seed oil is extracted by Soxhlet extraction method and the physicochemical properties are determined.It analyzes its fatty acid composition and relative content by GC － MS.The result shows that the oil content，relative density ，acid value，iodine value and saponification value are 43.93%，0.88 g/mL，2.27 mgKOH/g，124.27 I2g/100 g，198.33 mgKOH/g.The penny cress seed oil mainly contains nine fatty acid，erucic acid(31.06%)，linoleic acid(24.83%) ，oleic acid(14.55%)，linolenic acid(11.33%)，11 － eicosenoic acid(4.87%)，palmtic acid(5.18%)，15 － fourteen carbon acid(3.23%)and stearic acid(0.57%).It provides a scientific reference of penny cress as the development and utilization of biomass energy.

penny cress，seed oil，physicochemical property，fatty acid composition

TS222+.1

A

1003－0174(2012)09－0067－04

国家科技基础性工作专项重点项目(2008FY110400－2－4)

2011－12－05

王超，男，1987年出生，本科，草业科学

干友民，男，1954年出生，教授，博士生导师，草业科学