摘要:研究結果顯示,五爪桐[Vernicia fordii (Hemsl.)Airy-Shaw cv. Five fingernails tung]的桐油組分中含有63種成分,其中18種十八-6,9,12-三烯酸甲酯順反異構體的α-桐酸的總含量達63.94%,(Z,Z,Z)十八-9,12,15-三烯酸甲酯的β-桐酸含量為8.62%,十八-9-烯酸甲酯含量為6.23%,(Z,Z)十八-9,12-二烯酸甲酯含量為8.05%,棕櫚酸甲酯含量為3.30%,二十-11-烯酸甲酯含量為1.19%。五爪桐桐油總脂肪酸的相對含量為99.04%,其中有21種不飽和脂肪酸,干性油含量為90.63%;其種仁含油量為62.89%,折光指數1.520 6,酸化值5.1 mg/g,碘化值165 mg/g,皂化值190 mg/g,透明無異味,色澤0.1,密度0.937 6 g/mL,熱聚合時間446 s。五爪桐桐油脂肪酸因含β-桐酸高,桐油產品中有結晶析出,不能達到商品桐油的質量要求;但β-桐酸是一種治療心血管疾病有顯效的有效成分,含量高,有提取價值,可將它作為藥用油桐樹發展。
關鍵詞:油桐;含油量;質量指標
中圖分類號:S794.3;Q54文獻標識碼:A文章編號:0439-8114(2011)10-2031-04
Study on the Oil Content and Quality of Vernicia fordii cv. Five Fingernail Tung
LIU Jin-long1,ZHENG Xiao-jiang1,ZHENG Wei2,TIAN Guo-zheng1,YANG Chi1
(1. School of Biological Science and Technology, Hubei Institute for Nationalities/ Hubei Province Key Laboratory of Biological Resources Protection and Utilization, Enshi 445000, Hubei, China; 2. Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China)
Abstract: The results of the presented study showed that there were 63 substances in oil components of Vernicia fordii (Hemsl.) Airy-Shaw cv. Five fingernails tung including 63.94% of 18-6,9,12-Octadecatrienoic acid and methyl ester cis-trans isomer of α-eleostearic acid, 8.62% of Z,Z,Z-9,12,15-Octadecatrienoic acid, 6.23% of 9-Octadecenoic acid, 8.05% of(Z,Z)-9,12-Octadecadienoic acid, 3.30% of palmitic acid, 1.19% of 11-Eicosenoic acid. The relative content of Five fingernails tung fatty acid was 99.04% among which there were 21 unsaturated fatty acids; the total content of drying oil was 90.63%; the oil content of seed kernel was 62.89%; the refractive index was 1.520 6; the acidification value was 5.1 mg/g; the iodization value was 165 mg/g; the saponification value was 190 mg/g; It was transparent and without abnormal odour; the colour was 0.1; and the specific gravity was 0.937 6 g/mL; while the thermal polymerization time was 446 s. It contained much β-eleostearic acid so the products could not meet the need of commercial tung oil products; but β-eleostearic acid was an effective substance for the treatment of cardiovascular disease. It could be developed as medicinal tung tree.
Key words: Vernicia fordii (Hemsl.)Airy-Shaw; oil content; quality index
湖北省來鳳縣出產的五爪桐[Vernicia fordii (Hemsl.)Airy-Shaw cv. Five fingernails tung]是大戟科(Euphorbiaceae)油桐屬(Vernicia Lour.)木本油料植物,是當地常見的油桐品種。五爪桐主產于來鳳縣的百福司鎮、漫水鄉、大河鎮等地海拔500 m以下的坡地,是當地重要的經濟林木。當地政府為加快山區經濟的發展,正在大力發展油桐產業。為了指導五爪桐的開發利用,對五爪桐的含油量、理化特性及其成分進行了初步研究,現將結果報告如下。
1材料與方法
1.1材料
五爪桐干燥種仁由湖北省來鳳縣四海貿易有限責任公司提供。儀器主要有AL-204型電子天平(上海梅特勒-托利多儀器有限公司)、PHSJ-4A型pH計(上海精密科學儀器有限公司),GC6890N- MS5975氣相色譜—質譜聯用儀(安捷倫科技有限公司)。
1.2方法
1.2.1油桐種仁含油量測定選擇正常的五爪桐果實若干,取出種仁,將種仁烘干、磨碎,在電子天平上準確稱取烘干的碎種仁若干,裝入濾紙筒,放入索氏提取器,用無水乙醚提取,加熱到50℃,7次/h,連續提?。?h,提取至抽提筒內乙醚用玻璃片檢查無油跡為止?;厥找颐?;置入105℃烘箱,烘至恒重;計算含油量[1,2]。
1.2.2桐油理化特性測定桐油折光指數用折光指數儀測定;桐油碘化值采用油料碘化值測定方法進行;桐油皂化值采用油料皂化值測定方法進行;桐油透明度鑒定方法為量取試樣100 mL,注入比色管中,在20℃溫度下靜置24 h,然后移到乳白色燈泡前(或在比色管后襯以白紙)觀察透明程度,記錄觀察結果;桐油色澤確定按表1進行處理;桐油氣味鑒定方法為取少量試樣注入燒杯中,加溫至50 ℃,用玻璃棒邊攪拌邊嗅氣味,凡具有該油固有的氣味、并且無異味的為合格,不合格的注明異味情況;桐油比重的測定按比重瓶法進行。
1.2.3桐油熱聚合試驗稱取混勻試樣100 g注入金屬鍋內,上掛溫度計(水銀球浸入油中),置于噴燈上加熱,在4 min內達到282℃,即第一分鐘要達到105℃;第二分鐘要達到180℃;第三分鐘要達到240℃ ;第三分鐘50秒要達到265℃;第四分鐘達到282℃。調節燈焰,固定在282℃,同時開始記時,用玻璃棒不斷攪動到完全膠化為止。純桐油從282℃開始到完全膠化,總計不超過7 min 30 s。其中由初凝呈線狀至完全膠化的時間約40 s,膠化物為淡黃色半透明狀,在膠化后1 min取出一塊,冷卻2 min,用刀切時不粘刀,以刀壓之變成粉末,則表示符合要求。試驗結果允許時間差不超過10 s,取平均值為測定結果。
1.2.4β型桐油試驗β-桐酸的存在表示桐油不穩定,習慣上將含β-桐酸的桐油稱之為β型桐油。將混勻過濾的試樣注入干燥的試管中(約達試管容量的1/3處),用軟木塞塞緊,置于冰箱中,在溫度3.3~4.5℃冷卻24 h,如有結晶析出,則表示有β-桐酸存在。β型桐油的結晶為針葉狀,熔點為62℃。
1.2.5桐油脂肪酸含量的測定及脂肪酸甲酯化桐油脂肪酸的測定按脂肪酸測定方法進行。脂肪酸甲酯化所用試劑有氫氧化鉀甲醇溶液2 mol/L(將13.1 g氫氧化鉀溶于100 mL無水甲醇中,可稍微加熱,加入無水硫酸鈉干燥,過濾,即得澄清溶液。溶液存儲一段時間后,可能會形成少量沉淀,用上清液測定不影響使用)、異辛烷(2,2,4-三甲基戊烷,色譜純)、硫酸氫鈉;操作方法為稱取試樣60 mg至具塞試管中,用移液管移?。?mL異辛烷溶解試樣,必要時可以稍微加熱;用微量移液管加入200 μL氫氧化鉀甲醇溶液,蓋上玻璃塞猛烈振搖30 s后靜置澄清;向溶液中加入約1 g硫酸氫鈉,猛烈振搖,中和氫氧化鉀;待鹽沉淀后,將含有甲酯的上層溶液倒入4 mL玻璃瓶中,得到的異辛烷溶液中甲酯含量約為15 mg/mL,用異辛烷適度稀釋后,取一定量注入毛細管柱內[3-7]。
1.2.6桐油質量評價按GB 8827-85進行評價,參考的桐油分級標準見表2。
1.2.7桐油成分測定GC6890N-MS5975氣相色譜—質譜聯用儀的色譜柱為DB-5%苯基甲基色譜柱硅氧烷(30 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣為氦氣,流速3 mL/min;離子源溫度250℃,電離方式EI,電離能70eV;柱初溫100℃(1 min),程序升溫10℃/min至160℃后,再程序升溫5℃/min至終溫250℃;進樣器溫度260℃,無分流進樣,進樣量2 μL,溶劑延遲時間為2min[8-13]。
2結果與分析
2.1五爪桐種仁含油量及桐油質量測定
從五爪桐果實取種仁的情況看,平均每個果實含10粒種仁,單粒種仁重2.591 g;測試種仁的樣重為3.686g,種仁提取的油量為2.318 g,含油率為62.89%。五爪桐的桐油質量測定結果為在20℃時的折光指數為1.520 6,酸化值為5.1 mg/g,碘化值為165 mg/g,皂化值為190 mg/g,透明度為透明,色澤顯示為0.1,氣味無異味,密度(4~20℃)為0.937 6 g/mL,熱聚合試驗為446 s,β型桐油試驗結果為含β-桐酸。
2.2五爪桐桐油成分GC-MS分析
氣相色譜—質譜聯用分析結果(圖1)表明,五爪桐桐油的成分含有63種物質。在63種成分(表3)中,含量最多的成分為18種十八-6,9,12-三烯酸甲酯,達63.94%;(Z,Z,Z)十八-9,12,15-三烯酸甲酯含量為8.62%;十八-9-烯酸甲酯含量為6.23%;(Z,Z)十八-9,12-二烯酸甲酯含量為8.05%;棕櫚酸甲酯含量為3.30%;二十-11-烯酸甲酯含量為1.19%。其余的40種成分含量微少,因此五爪桐桐油總脂肪酸的相對含量為99.04%。
3討論
試驗結果顯示,五爪桐果實平均含10粒種仁;種仁含油率為62.89%,含油量是比較高的。五爪桐的桐油質量測定結果顯示,折光指數為1.520 6,酸化值5.1 mg/g,碘化值165 mg/g,皂化值190 mg/g,透明度為透明,色澤值顯示為0.1,氣味無異味,密度0.937 6 g/mL,熱聚合時間446 s;含β-桐酸,生產出的桐油有結晶現象,這一情況將影響產品質量,降低桐油的銷售價格,因此不宜作為常規油桐品種選育的親本。測定結果表明,五爪桐桐油含有63種成分,其含量最多的成分為18種十八-6,9,12-三烯酸甲酯,含量可達63.94%;另外,(Z,Z,Z)十八-9,12,15-三烯酸甲酯的含量為8.62%,十八-9-烯酸甲酯的含量為6.23%,(Z,Z)十八-9,12-二烯酸甲酯的含量為8.05%,棕櫚酸甲酯的含量為3.30%,二十-11-烯酸甲酯的含量為1.19%,其余的40種成分為微量。五爪桐桐油的總脂肪酸相對含量可達99.04%。其所含的(Z,Z,Z)十八-9,12,15-三烯酸甲酯即β-桐酸,雖然影響桐油的質量,但卻是一種治療心血管疾病有顯效的藥物成分,并且含量高,有工業提取價值,因此建議把五爪桐作為提取醫藥原料的油桐樹發展。當然,如果去掉了β-桐酸,則五爪桐桐油又是質量不錯的桐油商品。
參考文獻:
[1] 王兆玉,林敬明,徐增富. 幾個不同產地的小油桐種子含油率及其脂肪酸組成[J]. 南方醫科大學學報,2008,28(6):1045-1046.
[2] 劉金龍,田國政,孫東發,等. 湖北“金絲油桐”和貴桐2號的核型分析[J]. 經濟林研究, 2008,26(1):53-57.
[3] 黃坤,夏建陵. 桐油及其衍生物的改性在高分子材料中的應用進展[J]. 化工進展,2008, 27(10):1588-1592.
[4] BOELHOUWER C, GEERARDS J J. Thermal polymerization of methyl eleostearate[J]. Research Correspondence,1955,8(9): 46-47.
[5] KAPADI NAYAK. Intermolecular thermal cyclization of methyl eleostearate-eleostearate dimmer[J]. Indian Journal of Chemistry,1971,9(3):213-214.
[6] 張平夫,王強,劉海林,等. 利用桐油合成二聚酸型聚酰胺樹脂的研究[J]. 林產化學與工業,1992,12(4):287-292.
[7] 陳建忠,張水生,張新,等. 國內外油桐發展現狀與建陽市發展戰略對策的探討[J]. 亞熱帶農業研究,2009,5(1):69-72.
[8] 汪正范,楊樹民,吳侔天,等. 色譜聯用技術[M]. 第二版. 北京:化學工業出版社,2007.
[9] 何美玉. 現代有機與生物質譜[M].北京:北京大學出版社,2002.
139.
[10] 傅偉昌,顧小紅,陶冠軍,等. 桐油脂肪酸組成分析和甘油三酯結構判定[J]. 天然產物研究與開發,2008,20(6):964-968,982.
[11] 劉家欣,朱苗力,苗誠,等. 湘西桐油中脂肪酸的氣相色譜-質譜法分析[J]. 化學世界,1998(9):493-494.
[12] 劉金龍,孫東發,尹智亮,等. 湖北地方品種“金絲油桐”及其產品“金絲桐油”的特征特性研究[J]. 科技創業月刊,2007(11):184-185.
[13] 王發松,尹智亮,譚志偉,等.來風金絲桐油的化學組成研究[J]. 湖北民族學院學報(自然科學版),2008,26(3):291-293.
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文