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核桃和花生中脂肪酸的GC分析

Katherine K. Stenerson

Reporter US, Volume 31.3

坚果被视为营养丰富的食物,食用坚果与冠心病的风险降低有关。坚果的健康益处部分归因于其高含量的不饱和脂肪酸。例如,α-亚麻酸或“ALA”是亚麻籽和核桃中存在的不饱和脂肪酸1。ALA是人体必需脂肪酸二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)形成的前体2

核桃脂肪酸的测定可使用AOCS®和AOAC®方法。本文证明了这些方法可用于测定核桃和花生脂肪酸的组成。我们将提供三种不同选择性的GC毛细管柱的色谱分析数据:Omegawax®、SP™-2560和SLB®-IL111。

色谱柱对脂肪酸甲酯的选择性

中等极性的Omegawax柱由聚乙二醇(PEG)基质的固定相组成。它按不饱和度依次洗脱脂肪酸甲酯(FAME),不同长度碳链之间的重叠极小,因此适用于分析饱和、单和多不饱和脂肪(PUFA)。然而它不能实现顺式和反式异构体基团的最佳分离,需要极性更高的柱子进行顺/反FAME分析。SP-2560是强极性的腈硅柱。这一固定相的选择性使其可以分离顺式和反式异构体,以及进行位置和几何异构体的分离。SLB-IL111是一种离子液体柱,极性更高于SP-2560。在FAME的顺/反分析中,SLB-IL111的洗脱模式正与SP-2560互补。对于核桃和花生脂肪酸(包括PUFA),我们先使用Omegawax进行谱图分析,再使用SP-2560和SLB-IL111柱子测定C18:1顺/反异构体。

实验

按照AOCS®官方方法Ce 1k-093的描述,使用酸消化/碱水解和甲基化制备1g核桃(去壳和切碎)和花生(干烤和未加盐)样品。提取之前,添加BHT作为抗氧化剂。GC分析之前,所有样品浓缩到1 mL。分析所用GC柱如下:

  1. Omegawax®,30 m x 0.25 mm 内径,0.25 µM (货号 24136)
  2. SP™-2560, 100 m x 0.25 mm 内径, 0.20 µM (货号 24056)
  3. SLB®-IL111, 100 m x 0.25 mm 内径, 0.20 µM (货号 29647-U)

GC分析条件取自AOCS® Ce 1i-07(Omegawax柱)和AOCS® Ce 1h-05(SP-2560柱)4,5方法。通过将保留时间与相同GC条件下运行的Supelco 37组分FAME混合物(产品编号 CRM47885)比对来识别谱峰。这项工作之前发表过6,7

结果和讨论

Omegawax柱分析
核桃和花生提取物在 Omegawax柱上的分析色谱图见图1和2。如按照AOCS® 方法Ce-1i-07测定饱和与顺式不饱和脂肪酸需使用这种柱子。提取物中脂肪酸的相对比例计算为总脂肪酸甲酯(FAME)面积比例。表1显示了计算比例与预期核桃和花生油预期脂肪酸组成的比较。

Omegawax柱上核桃提取物中的FAME

图 1.Omegawax柱上核桃提取物中的FAME

GC条件
柱子:Omegawax, 30 m x 0.25 mm内径, 0.25 µM(产品编号24136);温箱:170℃,1℃/min - 225℃;进样器温度:250 °C; 检测器:FID,260°C;载气:氦气,1.2 mL/min 恒流;进样体积:1µL,100:1 分流比;衬管:4 mm 内径,分流/不分流型,羊毛填充单锥形FocusLiner™ 设计样品:核桃提取物

Omegawax上花生提取物中的FAME

图 2.Omegawax上花生提取物中的FAME

条件
样品: 花生提取物;其他所有条件同图1所示

表1脂肪酸组成:坚果油的公开数据 vs. 全坚果的实验测定数据

获得的脂肪酸谱图与公开数据的一致性较好8。在核桃中,正如预期最丰富的脂肪酸是亚麻酸(C18:2n6c),之后依次是油酸(C18:1n9c)、ALA (C18:3n3)和棕榈酸(C16:0)。核桃是重要的ALA植物来源。ALA和亚麻酸是人体中主要的必需脂肪酸2。花生中最丰富的脂肪酸是油酸,其次是亚麻酸和棕榈酸。花生和花生油的健康益处与其较高的油酸含量有关。油酸有助于降低胆固醇和减少心脏疾病风险。油酸也在橄榄油中存在,是“地中海饮食”相关健康益处的主要贡献物9

SP-2560和SLB-IL111柱分析
蔬菜油中的FAME组成测定通常使用AOCS® 方法Ce 1h-05,其指定使用强极性的腈硅柱5,并特别提及SP-2560柱。使用强极性柱可同时测定不饱和脂肪酸的反式异构体以及饱和与顺式不饱和脂肪酸。由于样本提取物取自整个坚果,预计其中不含任何反式脂肪。这一点可通过在SP-2560和SLB-IL111柱上进行的核桃(图3和4)和花生分析确认。为了达到最高灵敏度,未稀释样本提取物按方法中所示条件进样。如示,两种柱子都没有检测到C18:1n9或C18:2n6 FAMEA的反式异构体。

SP-2560柱子上核桃提取物中的FAME

图 3.SP-2560柱子上核桃提取物中的FAME

条件
柱子:SP-2560,100 m x 0.25 mm 内径,0.20 µM (产品编号);温箱:180 °C 恒温;进样器温度:250 °C;检测器:FID,260°C;载体:氦气,1.0 mL/min;进样:1µL,100:1 分流比;衬管:4 mm 内径,分流/不分流型,羊毛填充单锥形FocusLiner™ 设计样品:核桃提取物

SLB-IL111柱子上核桃提取物中的FAME

图 4.SLB-IL111柱子上核桃提取物中的FAME

条件
柱子:SLB-IL111,100 m x 0.25 mm 内径,0.20 µM(产品编号 29647-U);温箱:168 °C 恒温;所有其他条件与图3相同

结论

本文数据表明核桃和花生中都存在高含量PUFA。Omegawax通过链长和不饱和度为坚果提取物的FAME洗脱提供了必要的选择性。使用强极性SP-2560可以确认不存在反式脂肪酸,用超强极性SLB-IL111可再次确认。

法律信息

AOCS是The American Oil Chemists’ Society(美国石油化学家协会)的注册商标
AOAC是AOAC INTERNATIONAL的注册商标
FocusLiner是SGE Analytical Science Pty Ltd.的商标
Omegawax和SLB是Sigma-Aldrich Co. LLC的注册商标
SP是Sigma-Aldrich Co. LLC的商标

材料
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参考文献

1.
Ros E. Health Benefits of Nut Consumption. Nutrients. 2(7):652-682. http://dx.doi.org/10.3390/nu2070652
2.
"McKay Diane L, Sibley Donna.2009.Omega-3 Fatty Acids From Walnuts.Nutrition Dimension.4th edition." &DLSDFAFWDe.
3.
"K.K.Stenerson, L.M.Sidisky, M.D. Buchanan.2011.Comparison of the Supelco 37-Component FAME Mix on the SP-2560 and SLB-IL111.Supelco Reporter 29.3.8–10." &LMBotS3FMotSaSR2.
4.
"K.K.Stenerson, M.R Halpenny, L.M Sidisky, M.D. Buchanan.2013 概述的实验方案,从成年小鼠肠组织生成3D类器官。Ionic Liquid GC Column Option for the Analysis of Omega 3 and Omega 6 Fatty Acids.Supelco Reporter 31.1 10–11." &MHLSMB概LGCOftAoO3aO6FAR31.
5.
"David Firestone.1999.Physical and Chemical Characteristics of Oils, Fats and Waxes.AOCS Press.74.107." &FaCCoOFaWP.