林业科学  2011, Vol. 47 Issue (2): 174-179   PDF    
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唐丽, 傅超凡, 钟秋平, 王森
Tang Li, Fu Chaofan, Zhong Qiuping, Wang Sen
中国野漆树与日本野漆树油脂成分差异性分析
Variation Analysis of Oil and Fat Compositions between Chinese Wild Lacquer and Japanese Wild Lacquer
林业科学, 2011, 47(2): 174-179.
Scientia Silvae Sinicae, 2011, 47(2): 174-179.

文章历史

收稿日期:2010-08-28
修回日期:2010-09-18

作者相关文章

唐丽
傅超凡
钟秋平
王森

中国野漆树与日本野漆树油脂成分差异性分析
唐丽1, 傅超凡2, 钟秋平3, 王森1    
1. 中南林业科技大学林学院 长沙 410004;
2. 湖南憨豆农林科技有限公司 长沙 410004;
3. 中国林业科学研究院亚热带林业实验中心 分宜 336600
关键词:野漆树    漆蜡    漆油    漆籽油脂成分    气相色谱    
Variation Analysis of Oil and Fat Compositions between Chinese Wild Lacquer and Japanese Wild Lacquer
Tang Li1, Fu Chaofan2, Zhong Qiuping3, Wang Sen1    
1. Forestry College, Central South University of Forestry and Technology Changsha 410004;
2. Hunan Handou Agricultural and Forestry Technology Itd. Changsha 410004;
3. The Experimental Centre of Subtropical Forestry Fenyi 336600
Abstract: The fatty acid compositions and their contents in lacquer wax and oil of Chinese lacquer and Japanese lacquer seeds were measured by using Thermo Finnigan Trace DSQ gas chromatography-mass spectrometry to compare the variations of wax and oil between the two species. The main aims of this study were to further develop and utilize the abundant wild lacquer seed resources, to obtain important renewable chemical raw materials and deep-processing products which would replace imported Mineral wax. The results showed: The main fatty acids of the two species were Tetradecanoic acid, Pentadecanoic acid, Hexadecanoic acid, 9-Hexadecenoic acid, Octadecanoic acid, 9-Octadecenoic(z) acid, 9, 12-Octadecadienoic(z, z) acid, Eicosanoic acid etc. Three fatty acids with the highest wax content were palmitic acid, oleic acid and satiric acid, accounting for over 97.69% of total fat in the two lacquer wax. The lacquer seed oils of both two species were mainly composed of 11 fatty acids, among which, linoleic acid content was up to higher than 56%. There were little differences are shown in the fatty acids composition and their contents between the two species.
Key words: Toxicodendron succedaneum    lacquer wax    seed oil    fat composition    gas chromatography    

漆树科(Anacandiaceae)资源丰富,约60属600种。据不完全统计,我国现有漆树群体5亿多株,能结籽的有1亿多株。目前,漆树研究大多是以生产生漆的漆树类为对象,对野漆树(Toxicodendron succedaneum)研究较少,而漆蜡(油)用途广泛,在化妆品、防水剂、涂料、粘接剂、润滑剂、电子摄影调色剂、水果保鲜剂及蜡纺印花等轻化电子产业中有巨大的潜力(王成章,2001唐丽等,2010)。随着工业的发展,油脂用量日趋加大,其应用领域也不断扩大,市场价值随之上升(张定友等,2006)。因此,开展野漆树漆蜡(油)的研究,将为我国野漆树漆籽资源的合理开发利用及实际生产提供理论指导。

中国野漆树主要用于生漆的生产,研究报道主要集中在野漆树资源、加工工艺及其果实的化学组成以及漆蜡、漆油的应用途径等方面(王成章,2001胡亿明等,2009刘伟等,2008林炎兴等,1995林炎兴,1998董艳鹤等,2009李润兰,1998唐丽等,2010Yang et al., 20032005Nitta et al., 2002. 史伯安等,2004),但未见中国野漆树与日本野漆树油脂成分对比分析的报道。本研究采用Thermo Finnigan Trace DSQ方法来分析2种不同野生漆树籽油油脂成分间的差异,该方法具有全扫描和选择离子扫描同时进行,实现一针进样同时得到定量定性结果的优点,广泛应用于食品、药品检测、环境分析、毒物分析、卫生防疫、化工行业和基础科学研究。

1 材料与方法 1.1 试验材料

2007—2009年每年10月份从江西宁都团结水库采集日本野漆树和中国野漆树核果,该地区海拔480~520 m,土壤类型为黄棕壤。选择生长健壮的中壮龄母树,采用随机抽样的方法,2类型野漆树各选30株,每株采样500 g,然后充分混合、晒干,提取漆蜡油并进行油脂成分分析。

1.2 试验仪器

FA-2004N型电子、分析天平;索氏提取仪(组装);Thermo Finnigan Trace DSQ气相色谱-质谱联用仪,美国瓦里安公司;色谱柱:WCOT Fused Silica 30 m ×0.25 mm;COATING:CP-Wax52CB DF = 0.50;FID检测器。

1.3 试剂

6号溶剂(soybean extracting solvent No.6)。其成分组成:正己烷含为30%,2-4-二甲基戊烷为18%,2-3-二甲基丁烷为18%,环戊烷为10%,环己烷为8%,苯为4%,正戊烷为2%。上海华众精细化工有限公司提供。

1.4 试验方法

1) 漆油(蜡)萃取和含油(蜡)率的测定 采用手工剥离的方法,分离籽皮。取粉碎干燥后并经18目筛子的野漆树种仁粉10 g。取粉碎干燥后并经18目筛子的野漆树果皮粉5 g。采用索氏提取法分别浸提果皮粉的漆蜡和种仁粉中的漆油,然后蒸发溶剂,析出漆蜡和漆油,分别称取蜡、油和对应干燥后的残渣质量(刘伟等,2008史伯安等,2004Yang et al., 20032005)。并计算出不同样品蜡质层含蜡率(种仁的含油率):(m样品-m残渣)/ m样品。试验重复3次。

2) 漆油(蜡)化学成份测定 样品甲酯化:取油样0.3 g于10 mL刻度试管中,加2 mL石油醚-苯(1:1),2 mL 0.4 mol·L-1氢氧化钾-甲醇溶液,振摇后静置10 min,加入蒸馏水至刻度,静置分层,取上层液体进GC-MS分析(韩深等,2007Dmytryshyn et al., 2004秦健等,2009;Kazutomo et al., 2002)。

GC-MS分析(廖丽娟等,2010丛浦珠等,2001):Thermo Finnigan Trace DSQ气相色谱-质谱联用仪。GC条件:HP-INNWAX弹性石英毛细管柱30 m×0.25 mm×0.25 μm;载气为高纯氦气,恒流模式,流速1.0 mL·min-1;程序升温:起始柱温150 ℃,维持2.0 min,再以6 ℃·min-1升温至230 ℃,维持11 min,进样口230 ℃,传输线230 ℃;进样量1 μL,分流比80:1。MS条件:EI离子源,离子源温度250 ℃,电子能量70 eV,电流100 mA,电子倍增器1.4 kV,溶剂延迟2.0 min,全扫描方式,扫描范围35~400 amu。

经随机NIST03版标准谱库检索并结合人工质谱谱图解析定性,采用峰面积归-化法定量。研究脂肪酸组成(郭华等,2008李桂华等,2006Lake et al., 1996Gene et al., 2005):GB /T17376-1998,GB /T 17377-1998。

3) 数据处理 数据统计分析使用国际通用软件SPSS16.0版本进行单因素方差分析(analysis of variance简称ANOVA)。

2 结果与分析 2.1 野漆树漆蜡脂肪酸组分分析

1) 主要组分分析 2种野漆树漆蜡样品脂肪酸组成色谱图如图 1。中国野漆树漆蜡的图谱与日本野漆树漆蜡的图谱基本相同,只有在保留时间为15.24 min处峰值高度有较大的差别,说明中国野漆树漆蜡的脂肪酸组分与日本野漆树漆蜡的脂肪酸组分基本相同,只是在个别脂肪酸(如花生酸)的含量上有些差别。对2007—2009年漆蜡样品色谱图中主要峰进行全面质谱扫描分析,得到每种野漆树漆蜡前8个脂肪酸组分如表 1所示。2种野漆树漆蜡的主要脂肪酸是棕榈酸、油酸、硬脂酸;中国野漆树漆蜡的3种脂肪酸占98.24%,分别为73.53%,16.82%,7.89%;日本野漆树漆蜡的3种脂肪酸占97.69 %,分别为75.64%,13.32%,8.73%。

图 1 野漆树漆蜡总离子色谱 Figure 1 Total ion chromatogram of lacquer wax from T.succedaneum
表 1 野漆树漆蜡主要脂肪酸组分及含量 Tab.1 The main fatty acid composition and content of lacquer wax from Toxicodendron succedaneum

2) 主要组分差异分析 从表 2可以看出:肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸的方差分析相伴概率值分别为0.264,0.533,0.353,0.699,0.081,0.702,都大于0.05,中国野漆树与日本野漆树漆蜡的脂肪酸含量在肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸上没有显著差异,只有十五碳酸、花生酸方差分析相伴概率值分别0.018, 0.023,都小于0.05,在十五碳酸、花生酸上有显著差异,由于漆蜡应用主要脂肪酸是棕榈酸、油酸、硬脂酸;2种漆蜡在这些脂肪酸上无差异性,而十五碳酸、花生酸在漆蜡中含量较低,两者之和不到3%,因此认为中国野漆树与日本野漆树漆蜡基本可以通用。

表 2 野漆树漆蜡脂肪酸方差分析 Tab.2 The variance analysis of the lacquer wax fatty acid
2.2 野漆树漆油脂肪酸组分分析

1) 主要组分分析 从图 2中可以看出:中国野漆树漆籽油与日本野漆树漆籽油的图谱在保留时间为12.52,14.38,15.24 3处峰值高度有较大的差别,这说明中国野漆树籽油的脂肪酸与日本野漆树籽油的脂肪酸组分在某些脂肪酸的含量上存在差异。对2007—2009年籽油样品色谱图中主要峰进行全面质谱扫描分析,得到每种野漆树漆籽油前11个脂肪酸组分如表 3所示。这11种脂肪酸分别是肉豆蔻酸、十五碳酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生一烯酸、山嵛酸,中国野漆树漆籽油脂肪酸的含量分别为0.15%,0.06%,16.18%,0.62%,2.74%,18.19%,60.24%,1.15%,0.33%,0.14%,0.19%,而日本野漆树漆籽油脂肪酸的含量分别为0.12%,0.10%,17.98%,0.50%,3.85%,19.79%,56.00%,0.78%,0.49%,0.17%,0.22%。2种野漆树籽油主要脂肪酸是亚油酸、油酸、棕榈酸;中国野漆树漆籽油的这3种脂肪酸占94.61%,分别为60.24%,18.19%,16.18%;日本野漆树漆籽油的这3种脂肪酸占93.76%,分别为56.00%,19.79%,17.98%。

图 2 漆籽油总离子色谱 Figure 2 Total ion chromatogram of lacquer oil from T. succedaneum
表 3 野漆树籽油主要脂肪酸组分及含量 Tab.3 The main fatty acid composition and content of seed oil from T. succedaneum

2) 主要组分差异分析 从表 4可以看出:肉豆蔻酸、十五碳酸、棕榈酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生-烯酸、山嵛酸的方差分析相伴概率值分别为0.401,0.239,0.743,0.541,0.161,0.396,0.281,0.228,0.392,0.378,都大于0.05,中国野漆树与日本野漆树漆籽油的脂肪酸含量在肉豆蔻酸、十五碳酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、花生-烯酸、山嵛酸上没有显著差异;只有硬脂酸的方差分析的相伴概率值小于0.000 1,在硬脂酸含量上差异极显著,由于高档油脂主要成分是不饱和脂肪酸,2种漆籽油在亚油酸、油酸方面差异不显著,而硬脂酸在漆籽油含量较低,不到4%,因此中国野漆树漆籽油与日本野漆树漆籽油基本可以通用。

表 4 漆籽油脂肪酸方差分析 Tab.4 The variance analysis of the Lacquer oil fatty acid
3 结论与讨论

1) 中国野漆树和日本野漆树的漆蜡主要有肉豆蔻酸、十五碳酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、花生酸等脂肪酸组成,2种漆蜡含量最高的3种脂肪酸是棕榈酸、油酸、硬脂酸,占总脂肪酸的97.69 %以上。目前在工业上,提供C12-C16脂肪酸为主的油脂主要是棕榈油,而棕榈油中棕榈酸含量为30%~50%。漆蜡中棕榈酸的含量可达75.64%以上(李润兰,1998张瑞琴等,2000),开发漆蜡脂肪酸前景广阔。

2) 中国野漆树和日本野漆树的漆籽油主要有11种脂肪酸组成,2种漆籽油的亚油酸含量达56.00%以上,油酸含量达18.19%以上。茶油脂肪酸组成以不饱和脂肪酸为主,主要为油酸和亚油酸,含量分别为75%和7.63%~8.54%,饱和脂肪酸主要为棕榈酸和硬脂酸,含量大约为11.00%(李润兰,1998),油酸含量高,而亚油酸含量低。亚油酸是人和动物营养中必需的脂肪酸,而亚油酸为野漆树籽油中最主要的成份,具有调整血脂和抗动脉硬化作用,减少冠心病的发病率和死亡率。漆籽油与芝麻油和花生油相当,具有很高的保健功效(王成章,2001)。因此,开发漆籽油作为保健食用油比茶油的价值更高,更有发展空间。

3) 中国野漆树和日本野漆树的漆蜡、漆籽油在脂肪酸成分及含量差异较小,中国野漆树与日本野漆树漆蜡、中国野漆树漆籽油与日本野漆树漆籽油基本可以通用。从漆蜡中可以精制三十烷醇等高级脂肪酸,是制皂、洗涤、润滑、化妆品等行业的重要表面活性剂。尤其是漆油加工的脂肪酸蔗糖脂,脂肪酸异丙酯在国际上应用十分广泛,特别是用于高级化妆品,乳化剂等方面,所以漆蜡、油作为重要的化工原料,将逐渐代替矿物油。漆蜡、油及其深加工产品还可以逐渐取代动植物蜡(巴西棕榈蜡、蜂蜡)和矿物蜡(石蜡),广泛用于高档化妆品,其前景十分广阔(董艳鹤等,2009)。

日本野漆树是400余年前从中国引进的,经过长期栽植和品种改良,培育了100多个以生产木蜡为主的优良品种,日本野漆树在日本从栽培到加工利用方面等研究相当成熟,盛产时期,日本年产木蜡达62万t,除自用外,还销往法国、美国、德国、英国、印度、澳大利亚、西班牙、瑞士、荷兰、韩国等国家和香港、台湾等地区。目前国内对野漆树的研究报道主要集中在生产生漆和水土保持方面,而尚未见有关野漆树漆籽综合开发利用的研究报道。本研究为今后选择野漆树优良种源提供物质基础,以漆油和漆蜡为主要经济参考标准来选育以野漆树优良种源,开发利用中国野漆树资源。

本文只从化学成份及含量方面研究日本野漆树与中国野漆树在漆蜡、漆油间的差异性,今后应加强对漆蜡、漆油的理化性质及功能性方面的研究。采用现代提取分离纯化技术,研究野漆树漆蜡油的化学成分、营养成分和生物活性成分,通过药理实验、体外/体内动物试验,筛选具有应用价值的药理功效和功能因子;重点研究脂肪酸组成及其酯交换制备脂肪酸、脂肪酸异丙酯和甘油、三十烷醇等高级脂肪醇,筛选含有二十碳二元酸和二十二碳二元酸及同系列偶数二元酸交联的甘油酯的野漆籽,开发纤维润滑剂、电子级绝缘材料和高级化妆品。同时研究漆籽蜡油的提取方法,建立漆籽油质量标准,扩大在医药、保健食品和化妆品中的应用,提高野漆树漆蜡油的综合利用率。

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