氣相色譜-質譜法測定熱帶水果中植物甾醇的含量

李濤 李琪 林麗云

摘? 要? 為探究熱帶水果中植物甾醇的種類和含量。將香蕉、火龍果、木瓜、菠蘿、龍眼樣品進行冷凍干燥處理、索氏抽提、皂化提取、衍生，采用氣相色譜-質譜（GC-MS）法進行麥角甾醇、菜油甾烷醇、菜油甾醇、豆甾醇、谷甾醇的分析測定，并用膽甾烷醇內標法進行定量分析。結果表明：菜油甾烷醇、麥角甾醇均為未檢出。5種甾醇的含量總和為4.05～34.89 mg/100 g，含量順序為火龍果>菠蘿>木瓜>香蕉>龍眼。

關鍵詞? 植物甾醇;氣相色譜-質譜法;熱帶水果中圖分類號? R151.3???? 文獻標識碼? A

植物甾醇是一類天然功能活性物質，廣泛存在于植物細胞與組織中。植物甾醇與膽固醇具有同樣的環狀結構，區別在于其側鏈的不同^[1]。植物甾醇可以抑制人體對膽固醇的吸收，防止動脈硬化，同時，還具有抗腫瘤、提高免疫力等多種生理功能^[2]。人體內不能合成植物甾醇，也不能由膽甾醇轉化而成，只能由食物中攝取^[3-4]。因此，在每日膳食結構中所攝入的食品、農產品中植物甾醇的種類和含量等方面的研究受到人們越來越多的關注。

近年來，文獻報道對甾醇的測定方法有薄層色譜法^[5]、電化學法^[6]、液相色譜法^[7]、氣相色譜法^[8]等，每種方法都有優、缺點。氣相質譜法因其具有較高的靈敏度和精密度、可以同時多組分分析、不需要大量的試劑作為流動相等優點得到廣大研究者的認可。楊春英等^[9]采用氣相質譜法測定14種食用植物油中的植物甾醇，陳樹東等^[10]采用氣相質譜法測定植物油。文獻報道中甾醇的研究多集中在糧油谷物^[9-12]，水果方面的甾醇研究主要是蘋果、梨、桃等一些溫帶水果^[13]。關于熱帶水果的甾醇種類和含量的論文鮮有報道。因此，為了滿足消費者的消費需求，本研究采用氣相質譜法對幾種熱帶水果甾醇進行測定分析，填補熱帶水果甾醇含量的數據，為熱帶水果后續產品的開發和加工提供數據支撐。

1? 材料與方法

1.1? 樣品?

本研究選取香蕉、菠蘿、木瓜、火龍果、龍眼5種熱帶水果為研究對象，在超市、水果店等消費環節隨機取樣，每個品種取5個樣品，每個樣品采樣量在1 kg，將每個品種的5個樣品勻漿作為一個品種的樣品進行分析。

1.2? 儀器與試劑

氣相色譜質譜聯用儀（5975C），美國Organmation公司;冷凍干燥機（ALPHAI-2LD），德國CHRIST公司;超低溫冷凍儲存箱（BCD-5654DS），中科美菱;氮吹儀（N-EVAP24），美國Organmation公司;索氏浸提儀（2050），美國Foss Analytical AB;電子天平（AUX 220），日本島津。

麥角甾醇（純度98%）、菜油甾烷醇、菜油甾醇（純度98%），J&K公司;豆甾醇（純度95%）、谷甾醇（純度≥97%），Sigma公司。

正己烷、二氯甲烷、丙酮（均為色譜純），天津市科密歐化學試劑有限公司;石油醚、氫氧化鉀、乙醇（均為分析純），廣州化學試劑廠，水為符合GB/T 6682規定的一級水。

1.3? 方法

1.3.1? 樣品制備? 取樣品可食部分，冷凍干燥處理（14 Pa，-50 ℃，24～48 h），粉碎過40目篩，備用。

1.3.2? 水分測定? 參照GB 5009.3-2010進行水分測定。

1.3.3? 脂肪提取? 參照GB/T 5009.6-2016將1.3.1的備用樣品進行油脂抽提。

1.3.4? 總甾醇的皂化和提取? 取油脂樣品100 μL，加入50 μg膽甾烷醇作為內標，用2 mol/L KOH乙醇溶液4 mL和二氯甲烷0.5 mL渦旋震蕩1 min混勻。70 ℃水浴震蕩45 min，室溫冷卻。加入二氯甲烷5 mL，超純水3 mL混合均勻，離心后去除上清液，再用5 mL超純水洗3次下層液體（每次去除上清液），氮吹儀吹干有機相備用。

1.3.5 ?TMS衍生? 加入100 μL衍生劑MSHFBA∶1-MIN（95∶5，V/V）75 ℃衍生20 min，正己烷定容1 mL過濾膜上機檢測。

1.4? 儀器工作條件

1.4.1? 色譜條件? 毛細管柱：HP-5MS柱（30 m× 0.25 mm×0.25 μm）;升溫程序：起始溫度100 ℃保持1 min，以50 ℃/min升至250 ℃，然后以10 ℃/min升至280 ℃，保持17 min。進樣口溫度250 ℃;柱流速：1.2 mL/min。

1.4.2? 質譜條件? 電子轟擊離子源（EI），電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，接口溫度280 ℃，監測方式：SIM模式。

1.5? 標準溶液配制

稱取甾醇標準品5 mg，用丙酮溶解并定容至5 mL，配制成1 mg/mL的標準品儲備液。在-20 ℃保存。

1.6? 數據處理

采用氣相色譜法-質譜法對待測組分進行測定，根據保留時間定性、峰面積定量，以膽甾烷醇為內標參比計算甾醇含量。

2? 結果與分析

2.1? 色譜、質譜條件的優化

考察60、80、100、120 ℃共4個水平的起始柱溫，為了使目標化合物較好地分離和提高分離效率，最終確定100 ℃為柱子起始溫度，并保持1 min，以50 ℃/min升至250 ℃。確定起始溫度后，升溫速率是影響分離的關鍵因素，選取5、10、15、20 ℃/min共4個升溫速率優化實驗，升溫速率為5 ℃/min時，分析時間久且峰形差;升溫速率為15、20 ℃/min時，分析時間短，但容易出現重疊峰，目標化合物分離不完全。因此，根據目標化合物的分離效果、峰型、分析時間等因素。確定采用10 ℃/min為最佳升溫速率。實驗條件優化后升溫程序為起始溫度100 ℃，保持1 min，以50 ℃/min升至250 ℃，然后以10 ℃/min升至280 ℃。在此條件下，目標化合物在17 min內得到較好的分離。并采用SIM掃描模式針對目標化合物的特征離子進行監測。定性定量離子參數見表1，總離子流圖見圖1。

2.2? 線性范圍和檢出限

在最優的實驗條件下，配制一系列濃度的甾醇標準溶液進行測試，標準曲線中谷甾醇濃度為200、150、100、50、25、10、5 μg/mL甾醇混合標準溶液，其他甾醇濃度見表2。進樣體積為1 μL。以甾醇濃度為橫坐標，峰高為縱坐標，計算得出標準線性回歸方程、相關系數、檢出限，從表3可知各甾醇具有良好的線性關系。

2.3? 加標回收實驗

在樣品中添加2、5、10 mg/kg濃度，測定各甾醇的回收率，按1.3方法進行皂化、提取、衍生，其加標的回收率在78%～102%，回收率的相對標準偏差小于5.0%，說明本研究的方法精密度和準確度良好。

2.4? 樣品中甾醇的含量測定

植物甾醇含量、香蕉的脂肪含量均以干基計，樣品中水分含量和脂肪含量見表4。從表5可知，5種樣品中菜油甾烷醇、麥角甾醇均為未檢出，菜油甾醇的含量范圍為0.55～16.41 mg/100 g，含量較高的為菠蘿。豆甾醇的含量范圍為0.36～ 20.03 mg/100 g，含量較高的為火龍果。谷甾醇的含量范圍為3.52～16.51 mg/100 g，含量較高的為菠蘿。5種甾醇的含量總和為4.05～34.89 mg/100 g，由多到少為火龍果>菠蘿>木瓜>香蕉>龍眼。

3? 討論

植物甾醇測定的種類為麥角甾醇、菜油甾烷醇、菜油甾醇、豆甾醇、谷甾醇，根據化學結構把這5種植物甾醇分類^[14]，豆甾醇、麥角甾醇、谷甾醇、菜油甾醇、菜油甾烷醇屬于同一類，由于這一類的甾醇廣泛分布于植物中，目前文獻對這一類的研究較多。本研究建立了采用GC-MS分析熱帶水果中植物甾醇含量的方法，該方法高效、科學、準確。利用該方法分析香蕉、火龍果、木瓜、菠蘿、龍眼樣品中的植物甾醇，均為未檢出菜油甾烷醇和麥角甾醇。麥角甾醇是真菌細胞膜的重要組成成分^[15]，菜油甾烷醇是植物甾醇的飽和形式，含量遠遠低于植物甾醇的含量，因此，未檢出屬于正常范圍^[14]。菜油甾醇、豆甾醇、谷甾醇3種植物甾醇在5種熱帶水果中均有檢出，這說明，熱帶水果在植物甾醇方面值得做詳細研究。同時，韓軍花等^[13]采用氣相色譜儀檢測分析木瓜樣品中菜油甾醇含量為5.35 mg/100 g、豆甾醇含量為2.87 mg/100 g、谷甾醇含量為8.63 mg/ 100 g，同本研究采用氣相色譜質譜法測定木瓜樣品中的3種甾醇含量相近。

本研究的5種熱帶水果樣品中，其中火龍果脂肪含量和植物甾醇含量較高。火龍果脂肪含量較高的主要貢獻是火龍果籽，火龍果籽富含油脂，火龍果籽含油率在30%左右。而植物甾醇主要存在于油脂中，火龍果的植物甾醇可能主要存在于火龍果果肉中的火龍果籽中，目前對火龍果籽研究較多的在脂肪酸、氨基酸等方面。希望今后對火龍果籽中植物甾醇方面可以系統研究。同時本研究發現火龍果的豆甾醇含量較高。有研究表明^[16]，豆甾醇可以有效預防某些癌癥，包括卵巢癌、前列腺癌、乳腺癌和結腸癌等。

消費者攝入植物甾醇的來源主要是谷物、堅果、蔬菜和水果^[17]。雖然從含量上看水果中植物甾醇含量遠低于植物油、堅果、谷物等。但從每日攝入量分析，消費者每日攝入量較多的是水果和蔬菜，通過本次對香蕉、火龍果、木瓜、菠蘿、龍眼5個品種的植物甾醇含量不同，高于目前韓軍花等^[13]文獻中報道的西瓜、桃等。建議消費者多食用不同種類的水果，不僅是為了補充水分、維生素、糖還可以補充植物甾醇等成分。熱帶水果品種豐富，后續研究應對更多品種的熱帶水果分析植物甾醇的種類和含量，在探究熱帶水果在植物甾醇方面貢獻率的同時指導消費者更加合理科學地消費。

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