工程2（2016）258研究农业工程-文章高油酸菜籽油的三酰甘油组成及结构研究关梅a，陈红b，熊兴华a，路欣b，李迅a，黄凤红b，*，关春云a，*a湖南农业大学农学系，湖南长沙410128b中国农业科学院油料作物研究所，武汉430062ARt i clEINf oA b s tRAC t文章历史记录：2015年11月5日收到2016年2月5日修订2016年5月26日接受2016年6月22日在线发布关键词：甘蓝型油菜脂肪酸甘油三酯三酰甘油酯（TAG）中脂肪酸的组成及其在甘油主链上的位置决定了植物油的营养价值。采用气相色谱法和高效结果表明，高油酸菜籽油中油酸含量约为80%。就酰基碳原子数（CN）而言，含CN 52 -54的TAG的主要类型为油-油酸-油酸（OOO），占71.75%，其中油-油酸-亚油酸（OOL）占7.56%，油-油酸-亚麻酸（OOLn）占4.81%，硬脂-油酸-油酸（SOO）占4.74%。高油酸菜籽油中油酸的分布规律为：sn-2>sn-1/3。然而，在高芥酸菜籽油中，油酸在sn-1/3处富集。这些数据表明，在高油酸材料中油酸的含量可高达约80%。这一发现表明，高油酸菜籽油具有较高的营养价值。© 2016 The Bottoms.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版这是CCBY-NC-ND下的开放获取文章许可证（http：//creati v ecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍在我们日益老龄化的社会中，预防心血管疾病、阿尔茨海默大量研究表明，脂质营养对心血管疾病的发展有重大影响。过量的脂肪摄入被认为是心血管疾病的重要危险因素相反，膳食中摄入结构和功能合适的食用油可以延缓心血管疾病和其他慢性疾病的发病。不同来源的脂肪酸具有不同的碳链长度、双键数量和双键位置，因此表现出不同的化学和物理性质。由于油中脂肪酸的高含量（约95%），三酰基甘油酯（TAG）中脂肪酸的组成、饱和度、链长和双键位置已经被研究。一段时间以来，人们一直认为这与食用油的营养有关[1]。此外，由于可变的立体特异性分布，具有相同结构和组成的脂肪酸可能对TAG的吸收和代谢表现出不同的影响[2，3]。随着测量不同脂肪酸的酰化位置（即，立体专一性数SN），脂肪酸在甘油主链上的位置现在可以被有效地确定[4，5]。测定TAG中酰化脂肪酸的分布对于改善TAG结构、优化其物理化学性质和提高食用油的营养价值以开发供人类消费的更健康的油是重要的改良菜籽油的脂肪酸组成是油菜育种的重要目标[6]。在低芥酸、低硫甙油菜品种选育成功的基础上，* 通讯作者。电子邮件地址：huangfh@oilcrops.cn;guancy 2011@aliyun.comhttp://dx.doi.org/10.1016/J.ENG.2016.02.0042095-8099/© 2016 THE COVERORS.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http：//creati v ecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect工程杂志主页：www.elsevier.com/locate/engM. Guan等/工程2（2016）258259高油酸油可以降低血液中的低密度脂蛋白（LDL）和胆固醇水平--有效地降低患心血管疾病的风险，在某些情况下，还能降低患癌症的风险。此外，具有高油酸含量的植物油在热稳定性、易氧化性和较长的保质期方面是非常理想的。本课题组通过γ-60电离辐射成功培育出一种油菜品系，可用于生产高油酸油（油酸含量超过80%）[7经过连续自交和农艺性状的选择，选育出多个性状稳定的自交系。然而，TAG的分子结构和这些菌株的营养品质尚未研究到现在。2. 材料和方法2.1. 材料研究共包括六种类型的近交种子。样品1和2含有高油酸含量（大于80%油酸），样品3和4具有中等油酸含量（约60%油酸）和低芥酸含量，样品5和6具有低油酸含量（约30%油酸）和高芥酸含量。所有种子均由中国湖南农业大学提供。2.2. 方法2.2.1. 菜籽提油根据参考文献[4]提取油。简单地说，使用微玻璃研杵将少量干油菜籽均质化至粒径小于0.5 mm。然后，在45 °C水浴中用2 mL石油醚在施加超声的条件下在微量离心管中提取离心分离后，通过用温和的氮气流蒸发石油醚2.2.2. 三酰甘油酯脂肪酸组成和总酰基碳数分析所用的甲酯化方法与参考文献[4]中给出的方法相同，脂肪酸组成的分析根据ISO标准[4，5]在动植物脂肪和油的类别下进行，即通过脂肪酸甲酯的气相色谱（GC）分析采用Agilent 7890 A气相色谱仪（美国Agilent Technologies，Columbia，MD，USA）、Agilent HP-FFAP毛细管柱（30 m × 0.25 mm，0.25µm，用于分离和分析脂肪酸甲酯）和火焰离子化检测器（FID）。TAG的脂肪酸中的酰基碳的总数使用以下分析：Agilent 7890 A 气相色谱仪，Varian VF-5 ht柱（30 m × 0.32mm，0.1 µm，Crawford Scientific™ Ltd.，苏格兰，英国）和FID。2.2.3. 菜籽油中TAG的分析根据参考文献[11]对TAG进行定性分析。简言之，将菜籽油以约65 mg·mL-1溶解于己烷中，然后将该溶液用含有0.5%氨的乙腈（ACN）/异丙醇（7：3v/v）稀释至约100 mg·mL0.65mg·mL 采用电喷雾串联质谱（ESI-MS），中性丢失（NL）扫描模式和增强产物离子（EPI）扫描模式，结合辅助判断，对菜籽油中TAG的组成进行了分析。采用高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/ MS）对TAGs进行定量分析色谱柱为ZORBAXEclipse Plus C18（150 mm × 4.6 mm（内径），5 µm粒度）。对于菜籽油中TAG的分离，使用以下梯度模式：0流速1 mL·min采用大气压化学电离（APCI）、多反应监测（MRM）模式和C18色谱 柱。 四 极杆 线 性离 子阱 质 谱仪 （ API 4000 Q-Trap ） 购 自American AB Sciex（Fracket，MA，USA）。 Agilent 1200系列HPLC系统购自美国Agilent Technologies。3. 结果3.1. 菜籽油的脂肪酸组成表1列出了六种测试样品中脂肪酸的组成及其相对百分比。结果表明，样品1和2中的油酸含量分别为85.31%和74.67%，而样品3和4中的油酸含量分别为60.48%和64.90%。样品5和6中的油酸含量分别为23.05%和24.07%。样品5和6中芥酸和二十碳烯酸含量丰富3.2. 菜籽油中TAG脂肪酸的酰基碳原子数采用VF-5 ht毛细管色谱柱，气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FID）测定了6种油菜籽中TAG脂肪酸的酰基链总碳数（CN值）。结果显示，样品1-4中TAG的CN值表1酰化处理后六种菜籽油脂肪酸组成及百分比组合物123456棕榈酸（C16：0）3.63%4.03%4.40%5.28%3.98%3.68%硬脂酸（C18：0）2.32%2.33%1.72%2.61%百分之一点八五1.74%油酸（C18：1）85.31%74.67%60.48%64.90%百分之二十三点零五百分之二十四点零七亚油酸（C18：2）3.41%11.74%21.44%百分之十八点九一14.52%百分之十四点三亚麻酸（C18：3）4.40%6.20%百分之十点七二8.30%百分之十点六一百分之十点二四二十碳烯酸（C20：1）0.94%百分之一点零三百分之一点二五-百分之十五点三二百分之十六点二一芥酸（C22：1）----30.66%29.76%260M. Guan等/工程2（2016）2583.3. 菜籽油中TAG的组成及其相对百分含量六个样品中TAG的定性和定量分析鉴定了总共41种类型的TAG分子（表3，图1B）。①的人。在高油酸油菜籽（样品1和2）和低芥酸油菜籽（样品3和4）中鉴定出16种TAG分子在高芥酸油菜籽（样品5和6）中鉴定出25种类型的TAG分子3.4. 菜籽油中TAG的基本结构计算菜籽油中各种TAG结构的相对比例（表4）。测定了16-碳饱和脂肪酰基、18-碳饱和脂肪酰基、18-碳不饱和脂肪酰基、20-碳不饱和脂肪酰基和22-碳不饱和脂肪酰基4. 讨论本研究表明，高油酸油菜籽表2对6种菜籽油中酰基碳原子的组成及所占百分比进行了研究.CN值123456C5212.73%14.48%17.10%百分之十七点三一7.04%7.31%C5487.27%85.52%82.90%82.69%百分之十六点三五15.74%C56----26.57%百分之二十七点一三C58----32.45%33.06%C60----12.69%12.44%C62----4.90%4.32%CN值：TAG分子脂肪酸中酰基碳原子总数例如，TAG 18：1/18：1/18：1和TAG18：0/18：2/18：2的CN值均为54。表3六种菜籽油中TGA的组成和百分比序列M/ZTAG结构CN：DB ECNTAG百分比（%）P：棕榈酸; S：硬脂酸; O：油酸; L：亚油酸; Ln：亚麻酸; G：二十碳烯酸; Er：芥酸。ECN值= CN值例如，对于TAG18：1/18：1/18：1，ECN = 541234561895OLnLn五十四比七400.210.391.070.570.310.222895LLLn五十四比七--1.330.680.490.403871LnPL五十二比五42----0.280.214897LLnO五十四比六0.331.425.043.201.371.105923GLnLn五十六比七----0.690.626873OPLn五十二比四440.570.621.000.750.580.527899LOL五十四比五2.823.728.726.621.751.488899OOLn五十四比五4.815.106.675.491.211.279875Pol五十二比三460.771.402.312.011.070.9810901LnPG五十四比四----0.660.5611901OSLn五十四比四0.290.410.510.450.330.2712901OOL五十四比四7.5617.2723.0822.801.681.4613927GLnO五十六比五0.170.180.270.192.892.7014927LLG五十六比五----2.201.8815877OPO五十二比二482.732.682.292.560.950.9916903GLP五十四比三----1.121.0117903OOO五十四比三71.7560.1942.9849.215.444.6318929Glo五十六比四0.240.520.730.695.285.0419929埃尔利什五十六比四----2.502.4820955GGLn五十八比五----4.023.5521955ErLnO五十八比五----7.376.8922905SOO五十四比二504.743.990.00-0.000.0023905共和党五十四比二--2.273.001.781.7324931OOG五十六比三3.002.111.731.7810.1010.8825931ErLP五十六比三----2.862.62M. Guan等/工程2（2016）258261图1.一、高油酸（样品1和2）、低芥酸（样品3和4）和高芥酸（样品5和6）菜籽油的TAG含量的分布。表4六种菜籽油中几种基本结构的百分比。5和6）。主要的TAG含有56和58个酰基碳原子，这可能是因为高芥酸油菜籽含有高酰基碳原子。显著增加。这可能是具有54个酰基碳原子的TAG的量低于具有56和58个酰基碳原子的TAG的量在植物种子中，TAG通过将甘油与U20/U18/U183.41%2.81%2.73%2.66%百分之十八点二八18.63%三个脂肪酸分子通过酯键[12，13]。通讯器-U20/U18/S16--2.27%3.00%1.78%1.73%脂肪酸的位置决定了油中TAG的类型[14]。S18/U18/U22----21.48%百分之二十四点零一本研究表明，高油酸玉米中OOO TAG的含量与玉米中的U18/U22/U22----58.26%60.13%酸性油菜籽（样品1和2）的总黄酮含量分别为71.75%和60.19%，U18/U18/U22-20.26%百分之十五点八六S16：16-碳饱和脂肪酸酰基; S18：18-碳饱和脂肪酸酰基; U18：18-碳不饱和脂肪酸酰基; U20：20-碳不饱和脂肪酸酰基; U22：22-碳不饱和脂肪酸酰基。（样品1和2）不仅分别含有85.31%和74.67%的油酸，而且还含有亚油酸（3.41%，11.74%）、亚麻酸（4.40%，6.20%）、棕榈酸（3.63%，4.03%）、硬脂酸（2.32%，2.33%）和少量的二十碳烯酸。高芥酸油菜籽中长链脂肪酸、二十碳烯酸和芥酸含量较高。高油酸植物油中的TAG可分为四种主要类型。两个供试高油酸油菜种子的TAG组成以U18/U18/U18为主，分别占样品1和样品2TAG的87.48% 和88.09% ，其次为S18/U18/U18（分别为4.74%和3.99%）、U18/S16/U18（分别为3.31%和 3.99%），U20/U18/U18分别为3.41%和2.81%。因此，在两种高油酸油菜籽的油中，连接到甘油骨架的三个脂肪酸链中至少有两个是油酸。在高油酸油菜籽（样品1和2）和低芥酸油菜籽（样品3和4）中，TAG中酰基碳原子总数的分布相对简单，主要包括具有52和54个酰基碳原子的TAG。具有54个酰基碳原子的TAG的相对含量大于80%（表2）。进一步的结构分析表明，主要具有54个酰基碳原子的TAG是油-油-油（OOO）（表3）。高芥酸油菜（样品）而低芥酸油菜籽（样品3和4）。在高芥酸油菜籽中（样品5和6），OOO含量仅为5%左右，但相对含量为10%。 GOEr和ErErO的含量显著增加。该结果表明油酸水平对OOO含量具有主要影响（图1）。高油酸菜籽油中OOO含量高于低芥酸菜籽油。此外，低芥酸菜籽油含有高亚油酸含量（样品3和4），这可能与高油酸菜籽油中OOL的高含量有关。高油酸菜籽油中高油酸含量与高OOO含量呈正相关。与高 油酸 油菜 籽相 比， 高芥 酸油 菜籽中 含有 大量 的亚 油酸（C18：2）、亚麻酸（C18：3）、二十碳烯酸（C20：1）和芥酸（C22 ：1），而TAG的组成更为复杂。它包含ErLn，GGLn，ErLnO，OOG，ErLP，GGL， OLEr，ErLnG，ErLnL，SLEr，OOEr，ErLG，ErErLn，SOEr，GOEr，ErErL，和ErErO类型的TAG。因此，我们假设OOO的高含量导致高油酸油菜籽中的高油酸水平相反，在高芥酸油菜籽中，OOO水平低，并且GOEr、ErErO等的存在可能影响油酸水平。TAG中的脂肪酸在植物油中不是随机分布的。Vichi等人[1]的研究表明，TAG中的不饱和脂肪酸，特别是多不饱和脂肪酸显示出sn-2>sn-1>sn-3的偏好。我们的结果与那些关于Vichi等人：对于我们的高油酸菜籽油，TAG中的油酸含量为95%、91%和80%（样品1）。在高油酸材料中，溶血磷脂酸酰基转移酶（LPAT）类型123456二十碳烯酸（C20：1）和芥酸（C22：1）水平。进一步U18/U18/U1887.48%88.09%88.90%88.56%百分之十二点二五百分之十点五六结构分析表明，在高芥酸油菜籽中S18/U18/U184.74%3.99%0.00%-0.00%0.00%U18/S16/U183.31%3.30%3.28%3.31%1.53%1.50%S16/U18/U180.77%百分之一点四2.31%2.01%百分之一点零七0.98%262M. Guan等/工程2（2016）258根据Kennedy途径，对油酸的亲和力大于甘油-3-磷酸酰基转移酶（GPAT）和二酰基甘油酰基转移酶（DGAT）。在我们的高油酸栽培品种中在sn-3位没有检测到饱和脂肪酸（表3），表明在高油酸材料中，DGAT对饱和脂肪酸具有低亲和力。海甘蓝和高芥酸甘蓝型油菜中的长碳链芥酸主要分布在sn-1和sn-3位，而sn-2位的芥酸含量较低。因此，从甘蓝型油菜中选育出芥酸含量高达66%以上的高芥酸品种可能是困难的[9]。在卷心菜中，DGAT可以利用1，2-二酰基甘油合成三种芥菜TAG，但在TAG的sn-3位没有观察到芥酸[10]。这一发现表明DGAT在油菜中具有转化为芥酸的能力。高油酸材料没有这个问题。油酸分子可以插入到sn-1/3和sn-2位置。因此，通过育种进一步提高油菜油酸含量是可能的。确认本研究得到了“948”国际农业高科技项目（2006-G 04）和“油脂化学与营养湖北省重点实验室开放基金”的资助遵守道德操守准则关梅、陈红、熊兴华、卢欣、李迅、黄凤红及关春云声明彼等并无利益冲突或财务冲突须予披露。引用[1] Vichi S，Pizzale L，Conte LS.橄榄油三酰基甘油中脂肪酸的立体专一性分布。EurJ Lipid Sci Tech 2007;109（1）：72−8.[2] Li X，van Loo EN，Gruber J，Fan J，Guan R，Frentzen M，et al.在工业油料作物海甘蓝中开发超高芥酸油。Plant Bio- technol J 2012;10（7）：862−70.[3] 季世胜，魏芳，胡宁，吕新，董晓艳，陈红，等。植物油中三酰基甘油的色谱分析方法研究进展。J Instrumental Anal 2014;33（1）：112−8. 中文.[4] Wei F，Gao GZ，Wang XF，Dong XY，Li PP，Hua W，et al.超声辅助萃取-气相色谱法定量测定小批量油菜含油量。Ultrason Sonochem 2008;15（6）：938[5] 魏锋，季世胜，胡宁，吕翔，董晓艳，冯玉琴，等.单柱-大气压化学电离质谱联用二维液相色谱法在线分析植物油中三酰甘油. 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