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1 年 8 月第 38 卷第 16 期 DOI: /j.issn 食品研究与开发 Food Research And Development 标准与检测 GC-MS RP-HPLC 法测定奇亚籽中脂溶性成分及氨基酸含量 李晓娇, 何忠梅,*, 郑京玉, 祝洪艳, 赵岩, 张连学 (1. 吉林农业大学中药材学院, 吉林长春 ;2. 吉林省人参工程技术创新中心, 吉林长春 ) 摘要 : 分析奇亚籽中脂溶性成分并建立一种柱前衍生 - 反相高效液相色谱法检测奇亚籽中游离氨基酸及总氨基酸的含量 采用气质联用的方法对奇亚籽中脂溶性成分进行分析, 采用高效液相色谱法, 以异硫氰酸苯酯进行柱前衍生, 采用梯度洗脱, 于 254 nm 波长处检测 21 种氨基酸含量 挥发油中鉴定出化学成分 14 个, 其中亚麻酸的含量最高可达 % 21 种氨基酸在 mmol/l~ mmol/l 内呈良好的线性关系 (R ) 21 种游离氨基酸的平均加样回收率在 %~ % 之间,RSD 在 0.91 %~2.76 % 之间 (n=6); 水解氨基酸的平均加样回收率在 %~ % 之间,RSD 在 0.75 % ~2.83 % 之间 (n = 6) 奇亚籽脂溶性成分主要为脂肪酸, 其中含量最高的为 O-mega3 多不饱和脂肪酸 α- 亚麻酸, 柱前衍生反向高效液相色谱法经方法学验证具有良好的重复性和稳定性, 适用于奇亚籽中氨基酸含量的测定 关键词 : 奇亚籽 ; 气相色谱 - 质谱联用 (GC-MS); 反相高效液相色谱 (RP-HPLC); 脂溶性成分 ; 氨基酸 Determination the Contents of Liposoluble Constituent and Amino Acids in Chia Seeds by GC-MS, RP-HPLC Methods LI Xiao-jiao, HE Zhong-mei,*, ZHENG Jing-yu, ZHU Hong-yan, ZHAO Yan, ZHANG Lian-xue (1. College of Chinese Medicinal Materials,Jilin Agricultural University, Changchun ,Jilin,China; 2. Technology Innovation Center of Jilin Ginseng Project,Changchun ,Jilin,China) Abstract: To investigate the liposoluble constituent and determinate the contents of 21 kinds of free and hydrolyzed amino acids in chia seeds by pre-column derivatization reversed phase high-performance liquid chromatography(rp-hplc). The liposoluble constituent in samples were identified and determined by gas chromtography-mass spectrometry (GC-MS). The samples were derived with phenyl isothiocyanate and detected by RP-HPLC. The contents of 21 kinds of free and hydrolyzed amino acids in chia seeds were determined by gradient elution chromatography at the wavelength 254 nm. Fourteen compounds were separated in the liposoluble constituent of chia seeds, and the content of linolenic acid could up to %. There was a good linear relationship of the 21 kinds of amino acids in the range of mmol/l mmol/l (the coefficients of correlation were all over ). The average recoveries of 21 kinds of free amino acids were % % (RSD=0.91 %-2.76 %, n=6); while the average recoveries of 21 kinds of hydrolyzed amino acids were % % (RSD=0.75 %-2.83 %, n=6). The main component in the liposoluble constituent of chia seeds was unsaturated fatty acid, while the content of O-mega3-linolenic acid was hightest. The methodology validation showed that the method of pre-column derivatization RP-HPLC was suitable for determination of free and hydrolyzed amino acids in chia seeds. Key words: chia seeds;gas chromatography-mass spectrometer(gc-ms);reversed phase high performance liquid chromatography(rp-hplc);liposoluble constituent;amino acids 作者简介 : 李晓娇 (1989 ), 女 ( 汉 ), 硕士, 研究方向 : 植物成分分析及产品开发 * 通信作者 : 何忠梅, 女, 副教授, 研究生导师, 博士, 主要从事植物药有效成分及其作用机制研究工作

2 标准与检测李晓娇, 等 :GC-MS RP-HPLC 法测定奇亚籽中脂溶性成分及氨基酸含量 163 近年来随着人们生活水平的不断提高, 健康已经 2 试验方法 成为人类前进与发展的主要目标 真正的健康不是依 2.1 脂溶性成分分析 靠药物来维持, 而是通过科学的营养搭配来起到最主要的作用 而奇亚籽作为一种新型 超级食品, 越来 奇亚籽脂溶性成分制备将奇亚籽粉碎并过 60 目筛, 取 50 g 奇亚籽粉末 越受到大家的关注 奇亚籽为唇形科鼠尾草属芡欧鼠尾草 (Salvia Hispania L.) 的种子, 原产于墨西哥南部和 [1] [2] 瓜地马拉北部, 食用历史可追溯到公元前 3500 年 研究表明, 奇亚籽富含的多不饱和脂肪酸 氨基酸 维生素 矿物质等营养成分在抗氧化 降血脂 改善心血 [3-4] 管等方面起到了重要作用 其中多不饱和脂肪酸是细胞膜的重要成分, 具有促进脂类分解 提高机体免 [5] 疫 预防心血管疾病等功能, 另外氨基酸不仅是合成 于烧杯中, 加入石油醚 500 ml, 于 35 条件下超声提取两次, 每次 30 min, 合并滤液于 70 水浴蒸干, 得到黄色油状物, 计算奇亚籽脂溶性成分含量为 31.1 % 取少量奇亚籽脂溶性成分于 5 ml 离心管, 加入适量 CaCl 2, 在 65 条件下放置 1 h, 使其彻底干燥 在该样品中加入 250 μl 硅烷化试剂双 ( 三甲基硅烷 ) 三氟乙酰胺 [Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide,BSTFA],75 衍生化 1.5 h 蛋白质的原料, 还具有调控基因表达 调节组织生长 [6] 发育及营养物质代谢等重要作用 在 2014 年中华人 GC-MS 分析条件气相色谱条件 :HP-35ms 毛细管柱 (30.0 m 0.25 mm 民共和国国家卫生和计划生育委员会发布的第 10 号关于批准塔格糖等 6 种新食品原料的公告中, 奇亚籽作为一种新型食品原料进入了国人的视线 为了确保其安全性和有效性, 本文首次采用气相色谱 - 质谱联用 (gas chromatography-mass spectrometer,gc-ms) 对奇亚籽脂溶性成分进行分析并用柱前衍生反相高效液相色谱 (reversed phase high performance liquid chromatography,rp-hplc) 0.25 μm); 载气为 He, 流速为 1 ml/min; 进样量为 1 μl; 分流比 60 1 测试条件 : 进样口温度 280, 柱温 60, 保持 1 min,10 /min 升温至 180, 保持 1 min, 再以 20 /min 升温至 280, 保持 5 min 质谱条件 : 电子轰击 (EI) 源, 电压 70 ev; 扫描范围 20 amu~100 amu, 质谱数据库 N IST05 法对奇亚籽中 21 种氨基酸的 2.2 氨基酸含量测定 含量进行测定, 旨在为奇亚籽在我国的进一步研究利用提供合理性依据 色谱条件采用 Ultimate Amino Acid 氨基酸色谱专用柱 1 材料 (4.6 mm 250 mm,5 μm), 柱温 35, 波长 254 nm 流动相 A: 乙腈 - 水 (80:20, 体积比 ); 流动相 B: 醋酸钠缓 1.1 材料与试剂奇亚籽 : 北京蔻奇亚国际贸易有限公司, 经吉林 冲溶液 (ph 6.5)- 乙腈 (93 7, 体积比 ) 线性梯度洗脱条件为 :0 min,0 %A;7 min,3.5 %A;10 min,4.0 %A; 农业大学张连学教授鉴定为芡欧鼠尾草 (Salvia Hispania L.) 的种子 ;21 种氨基酸标准品 : 上海源叶生物科技有限公司 ; 色谱乙腈 : 美国 Fisher 有限公司 ; 水 : 娃 15 min,6.5 %A;18 min,11.0 %A;22 min,13.4 %A; 34 min,30 % A;37 min,68 % A;42 min,100 % A; 49 min,100 %A;52 min,0 %A 流速 1.0 ml/min 哈哈纯净水 溶液的配制 1.2 仪器 衍生试剂配制 1260 高效液相色谱仪 气相色谱 - 质谱联用仪 : 美国安捷伦科技公司 ;BSA224S 分析天平 : 德国赛多利斯公司 ; 全新气流式超微粉机 : 欣镇企业有限公司 ;KQ- 衍生试剂 A: 取三乙胺 1.4 ml, 加乙腈 8.6 ml, 混匀,4 保存 ; 衍生试剂 B: 取异硫氰酸苯酯 100 μl, 加乙腈 8 ml, 混匀,4 保存 600KDB 型高功率数控超声波清洗器 : 昆山市超声仪 对照品溶液的配制与衍生 器有限公司 ;SHZ-D(Ⅲ) 循环水式多用真空泵 : 巩义市英峪仪器厂 ;DK-98-Ⅱ 电热恒温水浴锅 : 天津市泰斯特仪器有限公司 ;DZF6020 真空干燥器 : 上海一恒科学仪器有限公司 ; 氨基酸水解管 : 北京康农科技发展有限公司 称取一定质量的天冬氨酸 (Asp) 谷氨酸(Glu) 天冬酰胺 (Asn) 丝氨酸(Ser) 谷氨酰胺(Gln) 甘氨酸 (Gly) 组氨酸(His) 精氨酸(Arg) 苏氨酸(Thr) 丙氨酸 (Ala) 脯氨酸(Pro) 半胱氨酸(Cys) 酪氨酸(Tyr) 缬氨酸 (Val) 蛋氨酸(Met) 胱氨酸(Cys-Cys) 异亮 氨酸 (Ile) 亮氨酸 (Leu) 苯丙氨酸 (Phe) 色氨酸 (Trp) 赖氨酸(Lys), 加 0.1 mol /L 盐酸超声溶解, 配制

3 164 李晓娇, 等 :GC-MS RP-HPLC 法测定奇亚籽中脂溶性成分及氨基酸含量标准与检测 成除天冬氨酸 谷氨酸和半胱氨酸质量浓度分别为 mmol /L 外, 其他氨基酸浓度为 2.5 mmol/l 的混合氨基酸对照品溶液,4 保存 精确吸取混合氨基酸对照品溶液 400 μl, 置于 5 ml 离心管中, 加入衍生试剂 A 和 B 各 200 μl, 摇匀, 静置 1 h, 加入正己烷 800 μl, 振摇后放置 10 min, 取下层溶液,0.45 μm 滤膜滤过, 取 6 μl 进行色谱分析 供试品溶液的配制与衍生 1) 游离氨基酸供试品溶液的制备精密称定奇亚籽样品粉末 2.0 g, 加入 50 % 乙醇溶液 200 ml, 超声提取两次, 每次 30 min, 合并滤液于 80 水浴挥至近干, 用纯净水定容至 10 ml 取 1 ml 提取液, 置于 5 ml 离心管中, 加入衍生试剂 A 100 μl, 衍生试剂 B 100 μl, 摇匀, 静置 1 h, 加入正己烷 400 μl, 振摇后放置 10 min, 取下层溶液,0.45 μm 滤膜滤过, 取 6 μl 进行色谱分析 2) 总氨基酸供试品溶液的制备精密称定奇亚籽样品粉末 1.0 g, 加入 6 mol/l 的盐酸水溶液 10 ml 1 % 的苯酚 1 ml, 抽真空, 重复 3 次, 于 110 烘箱中水解 24 h, 过滤得水解液, 水解液于 80 水浴挥干, 加入适量纯净水超声溶解, 并用 3 mol/l 的 NaOH 溶液调节溶液 ph 值近中性, 最后用纯净水定容至 10 ml 吸取奇亚籽样品定容液 1 ml 于 5 ml 离心管中, 加入衍生试剂 A 100 μl, 衍生试剂 B 100 μl, 摇匀, 静置 1 h, 加入正己烷 400 μl, 振摇后放置 10 min, 取下层溶液,0.45 μm 滤膜滤过, 取 6 μl 进行色谱分析 线性关系考察分别将 项下的混合氨基酸对照品溶液稀释为原来的 1 3/4 1/2 1/4 1/8 1/20 1/50 1/100 1/500 倍, 并按操作方法进行衍生, 取 6 μl 进行色谱分析 以各氨基酸峰面积积分值 (y) 为纵坐标, 浓度 (x,mmol /L) 为横坐标, 进行线性回归, 可得 18 种氨基酸的检测浓度在 mmol /L~ mmol /L 范围内, 天冬氨酸 谷氨酸和半胱氨酸的检测浓度分别在 mmol/l~ mmol/l mmol/l ~ mmol/l mmol/l~ mmol/l 范围内与各自峰面积积分值呈良好的线性关系 21 种氨基酸的线性回归方程及 R 2 值见表 精密度试验取混合氨基酸对照品溶液 400 μl, 按 项下方法衍生后连续进样 6 次, 测定峰面积 结果 :21 种氨基酸峰面积的 RSD 在 0.26 %~1.93 % 之间 (n = 6), 表明仪器精密度良好 表 1 21 种氨基酸的线性关系 Table 1 Linear regression equation of the 21 kinds of amino acids 峰号 氨基酸 线性回归方程 R 2 线性范围 /(mmol/l) 1 天冬氨酸 y=243.06x ~ 谷氨酸 y=891.35x ~ 天冬酰胺 y=1234.4x ~ 丝氨酸 y=1600.6x ~ 谷氨酰胺 y=1058.8x ~ 甘氨酸 y=2321.4x ~ 组氨酸 y=1836x ~ 精氨酸 y=1592.9x ~ 苏氨酸 * y=1756.7x ~ 丙氨酸 y=1895.1x ~ 脯氨酸 y=2596.3x ~ 半胱氨酸 y=1285.7x ~ 酪氨酸 y=2533.1x ~ 缬氨酸 * y=2305.4x ~ 甲硫氨酸 * y=2052.4x ~ 胱氨酸 y=4809.1x ~ 异亮氨酸 * y=2384.3x ~ 亮氨酸 * y=1966.8x ~ 苯丙氨酸 * y=2874.1x ~ 色氨酸 * y=3076.3x ~ 赖氨酸 * y=3609.2x ~ 注 : 带 * 为必需氨基酸 稳定性试验取 项下奇亚籽供试品溶液 1 ml, 衍生后分别于 h 进样, 测定峰面积 结果 : 奇亚籽中 21 种氨基酸峰面积的 RSD 为 0.48 %~2.02 % (n=6); 表明奇亚籽供试品溶液在 24 h 内比较稳定 重复性试验取同一批奇亚籽样品 6 份, 按 项下方法制备游离氨基酸和总氨基酸的供试品溶液并衍生后, 按上述色谱条件进样测定峰面积, 计算氨基酸含量 结果 : 在奇亚籽中,21 种游离氨基酸百分含量的 RSD 值在 1.01 %~2.33 % 之间 (n = 6), 测定总氨基酸的 21 种氨基酸百分含量的 RSD 在 0.59 %~2.51 % 之间 (n = 6) 表明本方法具有良好的重复性 加样回收率试验 游离氨基酸回收率试验取样品 1.0 g, 精密称定, 共取 6 份, 分别加入混合氨基酸对照品适量 (1 ml), 按 项下 1) 游离氨基酸检测方法分别提取 衍生 进样, 平行 6 次, 计算各氨基酸的回收率 结果 :21 种游离氨基酸的平均回收率在 %~ % 之间,RSD 在 0.91 %~2.76 % 之间 (n = 6)

4 标准与检测 总氨基酸回收率试验取样品 0.5 g, 精密称定, 共取 6 份, 分别加入混合氨基酸对照品适量 (2 ml), 按照 项下 2) 总氨基酸检测方法分别提取 衍生 进样, 平行 6 次, 计算各氨基酸的回收率 结果 :21 种总氨基酸的平均回收率 丰度 Fig.1 奇亚籽脂溶性成分组成见表 2 Table 2 表 2 李晓娇, 等 :GC-MS RP-HPLC 法测定奇亚籽中脂溶性成分及氨基酸含量 奇亚籽脂溶性成分组成 图 The components of the liposoluble constituent of chia seeds by GC-MS 序号 时间 /min 名称 分子式 含量 / % 十六碳烯酸 (Z)-C 16H 30O 棕榈酸 C 16H 32O 甲基十六烷酸甲酯 C 18H 36O 甲基十六烷酸甲酯 C 18H 36O 亚麻酸 (Z,Z,Z)C 18H 32O 十八烯酸 C 18H 34O 硬脂酸 C 18H 36O 亚油酸 C 18H 34O 顺 -10 十九碳烯酸 C 19H 36O 十九烷酸 C 19H 38O 十三碳烯酸甲酯 C 21H 40O 花生酸 C 20H 40O 山嵛酸 C 22H 44O 二十四烷酸 C 24H 48O 奇亚籽脂溶性成分测定结果如图 1 和表 2 所示, 脂溶性成分主要为亚麻酸, 含量最高可达 83 % 亚麻酸是一种 ω-3 系列多不饱和脂肪酸, 目前研究主要存在于深海鱼油中 奇亚籽种氨基酸检测结果按 2.2 项下方法制备 21 种氨基酸混合对照品溶液 奇亚籽供试品溶液 空白溶液, 取上述溶液各 6 μl 进样, 分别测定并计算其游离氨基酸和总氨基酸含量, 色谱图见图 在 %~ % 之间,RSD 在 0.68 %~2.73 % 之间 (n = 6) 时间 /min 2.3 样品测定结果 奇亚籽脂溶性成分测定结果对奇亚籽脂溶性成分的检测结果见图 1 奇亚籽脂溶性成分 GC-MS 分析结果 Analysis of the liposoluble constituent of chia seeds by GC-MS 奇亚籽中游离和水解氨基酸的种类和含量测定结果见表 3 表 3 奇亚籽中游离和水解氨基酸的种类和含量测定结果 (x±s) Table 3 注 : 表示未检出 165 Species and content of the free amino acids and hydrolyzed amino acids in chia seeds 序号 氨基酸 游离氨基酸 /(μg/g) 水解氨基酸 /(μg/g) 1 天冬氨酸 ± ± 谷氨酸 98.58± ± 天冬酰胺 64.85± 丝氨酸 1.42± ± 谷氨酰胺 6 甘氨酸 1.81± ± 组氨酸 ± 精氨酸 3.48± ± 苏氨酸 54.86± ± 丙氨酸 5.21± ± 脯氨酸 2.32± ± 半胱氨酸 ± 酪氨酸 2.89± ± 缬氨酸 1.10± ± 甲硫氨酸 ± 胱氨酸 6.40± ± 异亮氨酸 1.58± ± 亮氨酸 6.16± ± 苯丙氨酸 2.75± ± 色氨酸 3.29± ± 赖氨酸 10.95± ±0.42 从表 3 中得出, 奇亚籽中检测到的游离氨基酸总量为 : μg/g; 总氨基酸总量为 : μg/g 奇亚籽中检测到游离氨基酸种类为 17 种, 其中含 7 种人

5 166 李晓娇, 等 :GC-MS RP-HPLC 法测定奇亚籽中脂溶性成分及氨基酸含量 标准与检测 峰高 /mau A B C 时间 /min A 为氨基酸对照品 ;B 为奇亚籽水解氨基酸 ;C 为奇亚籽游离氨基酸 21 种氨基酸 :1. 天冬氨酸 ;2. 谷氨酸 ;3. 天冬酰胺 ;4. 丝氨酸 ;5. 谷氨酰胺 ;6. 甘氨酸 ;7. 组氨酸 ;8. 精氨酸 ;9. 苏氨酸 ;10. 丙氨酸 ;11. 脯氨酸 ;12. 半胱氨酸 ;13. 酪氨酸 ;14. 缬氨酸 ;15. 甲硫氨酸 ;16. 胱氨酸 ;17. 异亮氨酸 ;18. 亮氨酸 ;19. 苯丙氨酸 ;20. 色氨酸 ;21. 赖氨酸 Fig.2 图 2 奇亚籽氨基酸 HPLC 分析结果 Analysis of the amino acids of chia seeds by HPLC 体必需氨基酸 ; 总氨基酸种类为 19 种, 其中含 8 种人体必需氨基酸 3 讨论本文采用 GC-MS 法从奇亚籽脂溶性成分中共分析出 14 种成分, 其中含量最高的为 ω-3- 亚麻酸, 占脂溶性成分的 % 多项研究表明, 经常食用或将 ω- 3 多不饱和脂肪酸作为饮食补充剂可以带来许多健康益处, 包括预防心血管疾病, 高血压以及炎症性疾病 [7-8] 等 与亚麻酸相比,ω-6- 亚油酸的来源更广泛 研究表明, 摄入过多的 ω-6 系列多不饱和脂肪酸可能导致 [9] 促进炎症的发生, 并进一步降低机体免疫力 奇亚籽中的亚麻酸可以提高饮食中 ω-3/ω-6 比例, 且可以转化成二十二碳六烯酸 (DHA) 和二十碳五烯酸 (EPA) DHA 有脑黄金之称, 是大脑发育必不可少的不饱和脂肪酸, 目前 DHA 与 EPA 的来源主要是海藻和深海鱼油 [10-11], 但是这两种来源提炼成本高, 而奇亚籽含有已知 [12] 自然资源中最高比例的 ω-3- 亚麻酸 目前氨基酸的测定主要包括氨基酸自动分析仪分析法 高效液相色 [13] [14] 谱法 毛细管电泳法和紫外检测法等, 其中应用最广的就是高效液相色谱法 有研究报道通过氨基酸分析仪对奇亚籽 18 种氨基酸含量进行了测定, 但是并未检测其游离氨基酸含量, 无法全面地反映奇亚籽中氨 [15] 基酸的含量 本文通过 RP-HPLC 法测得奇亚籽中游离氨基酸含量为 : μg/g 总氨基酸总量为 : μg/g 其中含量最高的为天冬氨酸 谷氨酸和精氨酸 其中天冬氨酸和谷氨酸能够改善心肌缺血 促进有氧代谢的恢复, 在心肌保护中起到了重要的作 [16] 用 精氨酸是目前发现的动物细胞内功能最多的氨基酸, 其在细胞分裂 伤口复原和分泌激素等方面均起着重要的作用, 而且能够提高机体免疫力并促进肌 [17] 肉合成 由此可得, 奇亚籽有很大的营养价值, 值得进一步开发与利用 参考文献 : [1] Ayerza R. Oil content and fatty acid composition of chia (Salvia hispanica L.) from five northwestern locations in Argentina [J]. Journal of the American Oil Chemists' Society, 1995, 72(9): [2] Steffolani E, Martinez M M, León A E, et al. Effect of pre-hydration of chia (Salvia hispanica L.), seeds and flour on the quality of wheat flour breads [J]. LWT - Food Science and Technology, 2015, 61(2): [3] Ayerza R, Coates W. Composition of chia (Salvia hispanica) grown in six tropical and subtropical ecosystems of South America.[J]. Tropical Science, 2004, 44(3): [4] Reyescaudillo E, Tecante A, Valdivialopez M A. Dietary fibre content and antioxidant activity of phenolic compounds present in Mex- ( 下转第 172 页 )

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