基于UPLC-Q-Exactive MS技术3种核桃类种仁中甘油酯组成比较.pdf
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1、植物资源与环境学报 ():收稿日期:基金项目:江苏省林业科技创新与推广项目(句容)江苏省科学技术厅重点研发计划项目()作者简介:谭文玥()女山东东营人硕士研究生主要从事采后生物学与功能成分方面的研究通信作者:.引用格式:谭文玥 许梦洋 柳成航 等.基于 技术 种核桃类种仁中甘油酯组成比较.植物资源与环境学报 ():.基于 技术 种核桃类种仁中甘油酯组成比较谭文玥 许梦洋 柳成航 王紫嫣 郭忠仁 贾晓东.南京中医药大学 江苏 南京.江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室 江苏 南京.中国科学院新疆生态与地理研究所 荒漠与绿洲生态国家重点实验室 干旱区生态安
2、全与可持续发展重点实验室 新疆 乌鲁木齐.中国科学院新疆生态与地理研究所 伊犁植物园 新疆 伊犁 摘要:基于超高效液相色谱四级杆轨道阱高分辨质谱联用()技术比较分析了山核桃(.)、胡桃(.)和薄壳山核桃 (.).种木本油料作物种仁中甘油酯的组成及差异结合 软件和混合脂质内标对脂质分子进行定性及定量分析 结果显示:种核桃类种仁中均鉴定到 个甘油酯包括 个甘油三酯、个甘油二酯、个单半乳糖甘油二酯、个双半乳糖甘油二酯和 个硫代异鼠李糖甘油二酯 偏最小二乘法判别分析得到 个变量投影重要度()大于 的脂质分子 山核桃和薄壳山核桃种仁中甘油三酯的主要脂肪酸为油酸胡桃种仁中甘油三酯的主要脂肪酸为亚油酸 种核
3、桃类种仁中甘油二酯的主要脂肪酸均为亚油酸其次为油酸 山核桃和薄壳山核桃种仁的甘油酯组成更为相近 可作为鉴别这 种木本油料作物种仁中甘油酯组成的有效方式关键词:山核桃 胡桃 薄壳山核桃 甘油酯 脂肪酸 中图分类号:.文献标志码:文章编号:():./.(.).():.(.).().植 物 资 源 与 环 境 学 报第 卷 .().:.(.).胡 桃(.)隶 属 于 胡 桃 科()胡桃属(.)又称核桃是四大坚果(杏仁、核桃、板栗和腰果)之一 作为胡桃的主要发源地之一中国具有悠久的栽培历史和丰富的种质资源并形成了西南、西北和东部 大主要产区 薄壳山核桃 (.).隶属于胡桃科山核桃属(.)又称长山核桃、
4、碧根果原产于美国和墨西哥 多年前引入中国目前在安徽、江苏和云南等地得到大面积栽培 山核桃(.)也隶属于胡桃科山核桃属又称浙江山核桃、小核桃在中国主要分布于浙江和安徽其中以浙江临安居多 上述 种核桃类植物均为重要的木本油料作物种仁可鲜食及加工食用也可榨油 与草本油料相比木本油料具有天然的营养优势 种核桃类种仁中均富含油脂、可溶性糖、蛋白质、酚类和维生素 等营养物质其中胡桃种仁含油量在 之间山核桃种仁含油量高于 薄壳山核桃种仁含油量在 左右 已有研究结果表明:核桃类种仁含有丰富的油酸、亚油酸和亚麻酸等健康脂肪酸具有提高记忆力和抗氧化作用并对冠心病、高血脂和糖尿病等疾病具有一定改善作用 中国居民食用
5、油中木本油料占比远低于发达国家提高木本油料消费占比、“向森林要粮食”是中国下一步调整油料产业结构和保障粮油安全工作的重点甘油酯()是核桃类种仁中油脂的主要组成部分占总油脂的 以上明确甘油酯的组成对于胡桃属和山核桃属植物的育种和栽培及其种仁的营养评价和加工利用等研究都具有重要意义 甘油酯主要包括甘油三酯()和甘油二酯()等 由 分子甘油和 分子脂肪酸结合而成可为人体储存能量并提供必需脂肪酸 由 分子甘油和 分子脂肪酸结合而成天然油脂中 及 种异构体物质的量比约为 摄入 可改变体内脂质的代谢途径降低心血管疾病发生风险 由于与甘油结合的脂肪酸种类和位置不同甘油酯的营养价值存在差异甘油酯在不同食用油中
6、的组成也存在差异 赵新楠等对植物油中 准确定量得到菜籽油和花生油中主要 均为油酸二亚油酸甘油酯玉米油中主要 为二油酸棕榈酸甘油酯胡谦等比较了油茶籽油和橄榄油的甘油酯组成差异结果显示油茶籽油和橄榄油中主要 均为三油酸甘油酯近年来液质联用技术的飞速发展将代谢物研究带入了组学时代 超高效液相色谱四级杆轨道阱高分辨质谱联用()技术结合了超高效液相色谱和高分辨质谱分辨率高、灵敏度强、准确度高等特点具有很强的碎片离子扫描能力可快速、准确获得大量代谢物信息为各种复杂代谢物质的分离鉴定提供了有力的技术支持在医学、农林科学和药学等领域有强大的应用潜力 如毕玥琳等基于该技术鉴定比较了 种蒿属(.)植物中化学成分的
7、差异金重先等应用该技术在芍药(.)中鉴定到 个化合物 该技术也被应用于脂质组学的分析如 等利用该技术测定并比较了牛奶、豆奶和山羊奶的脂质类型和含量 目前对核桃类种仁油脂的研究多集中于脂质和脂肪酸组成的整体分析对脂质种类的详细分析较少缺乏对甘油酯的集中比较分析 胡桃属和山核桃属植物的育种方式不断优第 期谭文玥 等:基于 技术 种核桃类种仁中甘油酯组成比较化中国的胡桃和山核桃产地面积及产量逐渐增加且随着中国经济水平上升人均消费水平及营养意识提高对优质坚果的需求量扩大核桃类坚果成为主要消费的木本坚果 引进的薄壳山核桃由于种仁富含油脂、营养价值高也逐渐进入中国消费者视野深受市场欢迎 将核桃类种仁添加在
8、混合坚果型休闲食品中或者单独包装出售成为食品市场的主流对山核桃、胡桃和薄壳山核桃 种木本油料作物种仁的营养成分进行研究对于其产品深加工及利用具有重要意义鉴于此本研究利用 技术对山核桃、胡桃和薄壳山核桃种仁中甘油酯的组成成分进行高通量分析同时对甘油酯组成进行比较以期为核桃类种仁的采后保鲜及加工技术研究提供科学依据并为该类坚果油的商品化及推广提供基础数据 材料和方法.材料、仪器和试剂.材料 于 年秋季采集种植于江苏省中国科学院植物研究所实验基地的薄壳山核桃品种波尼()果实采收后放入冰盒并迅速带回实验室带回实验室后去除青皮于 烘箱中烘至种仁水分含量低于 于 年秋季购买当年新采摘并经过商品化处理的采自
9、新疆的胡桃品种纸皮()和采自浙江的野生山核桃果实种仁水分含量均低于.仪器 质谱仪(美国 公司)超高效液相色谱仪(日本 公司)低温高速离心机(美国 公司)色谱柱(.美国 公司).试剂 乙 腈、甲 基 叔 丁 基 醚()、异丙醇和甲醇(分析纯 美国 公司)同位素内标单甘油酯()、甘油二酯(/)和甘油三酯(/)(美国 公司)混合后溶于甲醇工作浓度分别为、和 .方法.质控()样本制备取相同质量的山核桃、胡桃和薄壳山核桃种仁样本分别于研钵中粉碎后混合为 样本共 个重复于进样前测试仪器状态及平衡 系统并穿插在待测样本检测过程中对系统稳定性、实验重复性和数据质量可靠性进行全面评价.样本预处理 种核桃类种仁分
10、别称取 于研钵中粉碎 每种核桃类种仁 个生物学重复 每 个 样 本 取 加 入 、预冷()甲醇和 蒸馏水 混合脂质内标涡旋混合均匀置于 水浴中超声(功 率 )室 温 放 置 后 于 、离心 吸取上层有机相氮气吹干在质谱分析前加入 异丙醇乙腈(体积比 )混合溶液复溶涡旋混合取 复溶液于 、离心 取上清液上机分析.色谱条件 柱温 流速 流动相 为乙腈水(体积比 )混合溶液流动相 为异丙醇乙腈(体积比 )混合溶液 梯度洗脱:流动相 流动相 流动相 .质谱条件 采 用 电 喷 雾 电 离()正离子和负离子模式检测检测条件:蒸发器温度 鞘气流量.辅助气流量.扫气流量.喷雾电压 离子转移管温度 频射透镜
11、扫描范围/脂质分子和脂质分子碎片的质荷比采集方法:每次全扫描()后采集 个碎片图谱()在/时分辨率为 在/时分辨率为 .数据统计与分析利用 软件对脂质分子和混合脂质内标进行峰识别、峰提取和脂质分子鉴定(二级鉴定)等处理 主要参数:前体离子和产物离子的公差为产物离子阈值 利用待测物与脂质内标的响应丰度比值(峰面积比)以及脂质内标浓度计算待测物含量利用 和 .软件进行数据处理和多重比较(法.)利用.软件进行主成分分析()和偏最小二乘法判别分析()并计算变量投影重要度()利 用 软件绘图植 物 资 源 与 环 境 学 报第 卷 结果和分析.主成分分析基于甘油酯含量对 种核桃类种仁样品进行主成分分析(
12、)结果(图)显示:种核桃类植物 个种仁样本中 个种仁样本处于 置信区间内质控()样本点在 图中的分布高度重合说明实验过程中系统稳定性和数据重复性较好 种核桃类种仁样本间完全分离薄壳山核桃和山核桃与胡桃在第 主成分()上分离薄壳山核桃与山核桃在第 主成分()上总体分离且同种植物的种仁样本聚集在一起 和 的贡献率分别占.和.对于样本分离具有较高的贡献率 薄壳山核桃中有 组数据偏离故在后续数据分析中剔除:山核桃 .:胡桃 .:薄壳山核桃 (.).:质控 .:各核桃类种仁及质控的重复样本 .椭圆形示 置信区间 .图 基于甘油酯含量 种核桃类种仁样本的主成分分析()图.().甘油酯组成分析从 种核桃类种
13、仁中共鉴定出 个甘油酯分为 个亚类其中正离子模式下鉴定到 个甘油三酯()和 个甘油二酯()负离子模式下鉴定到 个单半乳糖甘油二酯()、个双半乳糖甘油二酯()和 个硫代异鼠李糖甘油二酯()种核桃类种仁中甘油酯 个亚类含量及总含量见表 结果显示:种核桃类种仁的甘油酯总含量以及、和 含量无显著差异胡桃和薄壳山核桃种仁的 含量显著(.)高于山核桃而前二者的 含量显著低于山核桃由表 还可见:种核桃类种仁中 均为最主要的甘油酯亚类在山核桃种仁中的占比最高占其甘油酯总含量的.在胡桃和薄壳山核桃种仁甘油酯总含量中的占比分别为.和.在山核桃、胡桃和薄壳山核桃种仁甘油酯总含量中 的 占 比 也 较 高 分 别 为
14、.、.和.、和 在 种核桃类种仁甘油酯总含量中的占比均较低 因此后续分析主要比较 和 在 种核桃类种仁中的差异 种核桃类种仁 和 亚类中含量排名前 的脂质分子见表 结果显示:亚类中(/)、(/)(保留时间.)、(/)、(/)、(/)(保留时间.)和(/)的含量在 种核桃类种仁中均排名前(/)和(/)(保留时第 期谭文玥 等:基于 技术 种核桃类种仁中甘油酯组成比较 表 种核桃类种仁中甘油酯亚类组成()()种类/()/()/()/()/()/总含量/().):山核桃 .:胡桃 .:薄壳山核桃 (.).:甘油三酯:甘油二酯 :单半乳糖甘油二酯 :双半乳糖甘油二酯 :硫代异鼠李糖甘油二酯 .:含量
15、:占比.同列中不同小写字母表示差异显著(.)(.).表 种核桃类种仁甘油三酯()和甘油二酯()亚类中含量排名前 的脂质分子()()()()序号.亚类 亚类 脂质分子 /()/脂质分子 /()/山核桃 (/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).胡桃 (/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).薄壳山核桃 (/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/)
16、.(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).(/).):保留时间 :含量 :占比.:棕榈油酸 :十七碳烯酸 :硬脂酸 :油酸 :亚油酸 :亚麻酸 :花生酸 :二十碳烯酸 .植 物 资 源 与 环 境 学 报第 卷间.)的含量在山核桃和胡桃种仁中排名前(/)(保留时间.)含量在山核桃和薄壳山核桃种仁中排名前(/)(保留时间.)含量在山核桃种仁中排名前(/)(保留时间.)和(/)的含量在胡桃种仁中排名前 (/)(保留时间.)、(/)(保留时间.)和(/)的含量在薄壳山核桃种仁中排名前 亚 类 中 (/)、(/)、(/)、(/)、(/)、(/)、(/)和
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