鱼肝油是从鳕鱼等深海鱼类肝脏中提取的一种脂肪油,其主要功效成分为维生素A与维生素D[1]。维生素A是一系列,包括视黄醇(图 1)、视黄醛、视黄酸和视黄醇酯等在内的视黄醇衍生物的统称,对细胞分化、胚胎发育、视觉感受等多个生理功能发挥重要影响[2],此外还有研究表明维生素A对于癌症预防有积极作用[3-4]。鱼肝油中的维生素A主要以视黄醇高级脂肪酸酯的形式存在[5]。目前对维生素A酯的分析报道较少,主要集中于生物样品[6]与食品[7-8],尚未见鱼肝油中维生素A酯的分析报道。鱼肝油在国内外药典中均有收载,其中国外药典[9-11]均采用皂化法检测维生素A,该方法简单易行,但无法区分不同种类的维生素A酯。中国药典[1]采用正相色谱法测定维生素A醋酸酯,未对其他种类的维生素A酯做控制。有文献报道[12]天然鳕鱼肝油主要含维生素A棕榈酸酯(图 1),但目前国内市售鳕鱼肝油基本多为维生素A醋酸酯的制品。此外,常见鱼肝油除鳕鱼肝油外,还有金枪鱼肝油等,不同来源的鱼肝油维生素A酯组成是否一致尚未见文献报道。因此,建立一个可以分离鉴定鱼肝油中多种维生素A酯的分析方法对于鱼肝油的质量控制有着重要意义。
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图 1 视黄醇(a)与维生素A棕榈酸酯(b)结构 Figure 1 Chemical structures of retinol(a) and retinyl palmitate(b) |
本研究采用非水反相色谱法(NARP法)分离鱼肝油中的维生素A酯组分,结合对照品比对和飞行时间质谱(TOF/MS),共分离鉴定了3种鱼肝油中16种维生素A酯,为鱼肝油质量控制提供参考依据。
1 仪器与试药LC-20AD高效液相色谱仪(Labsolutions Version 6.43 SP2数据处理系统,岛津公司);1290 Infinity液相色谱-6538Q TOF四极杆飞行时间质谱仪(Masshunter qualitative analysis B.04.00数据处理系统,安捷伦公司);Inertsustain C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm;填料:十八烷基硅烷键合硅胶;岛津公司)。
鳕鱼肝油由企业A提供,鳕鱼肝油胶囊由企业B提供,金枪鱼肝油由企业C提供。异丙醇与乙腈为色谱纯。对照品维生素A醋酸酯(批号100368-201502)购自中国食品药品检定研究院,维生素A油酸酯(批号14-THT-179-1)、维生素A棕榈酸酯(批号2-MWC-189-1)与维生素A硬脂酸酯(批号23-CF-173-3)均购自Toronto Research Chemicals。
2 实验条件 2.1 液相色谱条件采用Inertsustain C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以乙腈-异丙醇(8:2)为流动相,流速1.0 mL·min-1,检测波长328 nm,柱温25 ℃,进样量20 μL。
2.2 质谱条件采用电喷雾正离子化(ESI+)检测,喷雾电压4 kV,雾化气压力240 kPa,干燥气流量10 L·min-1,去溶剂温度350 ℃,碎片电压175 V;质量数扫描范围m/z 100~650。
2.3 溶液制备取鱼肝油或胶囊内容物约0.5 g,置50 mL量瓶中,加异丙醇约10 mL,超声(360 W,40 kHz)5 min,用异丙醇稀释至刻度,摇匀,过滤,取续滤液作为供试品溶液。取维生素A醋酸酯、维生素A油酸酯、维生素A棕榈酸酯与维生素A硬脂酸酯对照品各约5 mg,置同一100 mL量瓶中,加异丙醇约10 mL,超声(360 W,40 kHz)5 min,用异丙醇稀释至刻度,摇匀,即得混合对照品溶液。
3 结果 3.1 维生素A酯的色谱分离按照“2.1”和“2.2”项下的条件分别对混合对照品溶液与供试品溶液进行分析,结果见图 2、3。本试验所用鳕鱼肝油和鳕鱼肝油胶囊分别只含维生素A醋酸酯和维生素A棕榈酸酯,两者差异明显,与文献报道情况[12]一致;金枪鱼肝油中维生素A酯组成更为多样,除已知的维生素A油酸酯、棕榈酸酯和硬脂酸酯外,还有多个较大的维生素A酯峰,需做进一步鉴定。
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1.维生素A醋酸酯(retinyl acetate) 10.维生素A油酸酯(retinyl oleate) 11.维生素A棕榈酸酯(retinyl palmitate) 15.维生素A硬脂酸酯(retinyl stearate) 图 2 混合对照品(a)与鳕鱼肝油样品(b)、鳕鱼肝油胶囊样品(c)的高效液相色谱图 Figure 2 HPLC chromatograms of mixed reference substances(a), cod liver oil sample(b) and cod liver oil capsule sample(c) |
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图 3 金枪鱼肝油样品的高效液相色谱图 Figure 3 HPLC chromatogram of tuna liver oil sample |
由于市售维生素A酯对照品种类有限,本研究采用高分辨质谱(TOF/MS),结合维生素A酯的结构特点,鉴定未知维生素A酯的结构。
通过ESI+-TOF/MS对维生素A棕榈酸酯对照品做一级质谱分析,结果见图 4。维生素A棕榈酸酯主要产生m/z 269与524这2个信号峰,前者为源内裂解脱去棕榈酸的加氢离子(C20H29+,-0.8×10-6),与文献报道情况一致,m/z 269为维生素A酯的特征离子[7, 14];后者为脱电子的分子离子(C36H60O2·+,6.3×10-6)。以上质谱特征对于推测未知维生素A酯提供了参考依据。
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图 4 维生素A棕榈酸酯的一级质谱图 Figure 4 MS spectrum of retinyl palmitate |
采用同样的方法对金枪鱼肝油做一级质谱分析,提取每个色谱峰的质谱图,其中均有m/z 269离子,进一步表明其色谱图中14个色谱峰均为维生素A酯峰,并根据分子离子精确分子量推测相应分子式,结合维生素A酯的结构特征,如组成元素为C、H、O,O原子数为2,最小不饱和度为7等,共鉴定出15种维生素A酯(峰4中检测到2种维生素A酯信号),相关色谱质谱数据、推测分子式、结合的脂肪酸简式、推测脂肪酸类型以及相对百分含量(面积归一化法)见表 1。其中以峰2、3、6、10与11占比最大,其推测分子式分别对应EPA酯、DHA酯、棕榈油酸酯、油酸酯与棕榈酸酯。EPA与DHA是人体不能合成的高级不饱和脂肪酸,在深海鱼中的含量很高[15]。
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表 1 金枪鱼中维生素A酯的色谱-质谱鉴定结果 Table 1 Retinyl esters identified in tuna liver oil by HPLC-TOF/MS |
药典与文献中维生素A酯的液相色谱分离方法包括正相色谱[1]和非水反相色谱(NARP)[6-8],使用到的流动相包括正己烷[1, 7]、二氯甲烷[6]和三氯甲烷[8]等。考虑到液相耐受与质谱兼容等问题,本实验优先选择反相色谱法。由于不同种类维生素A酯结构类似且极性较小,在含水流动相中保留过强且无法有效分离。故参考用于食用油中甘油三酯分析的非水反相色谱条件[13],以乙腈-异丙醇为流动相,结果维生素A酯的保留情况与分离度均得到有效改善,综合考虑分析周期与分离度,最终选择乙腈-异丙醇(8:2)的条件。同时考察柱温对色谱行为的影响,发现柱温越低,保留越强,分离度越高,最终选择25 ℃柱温。
维生素A酯极性较低,相对分子质量较大,结构上适用于大气压化学电离源(APCI)检测[7, 14],但本试验考察发现APCI条件下维生素A酯的源内裂解过强,难以检测到分子离子峰信号,在调节源内温度、去簇电压等参数未能有效改善的情况下,尝试使用ESI源,结果发现虽然整体离子响应弱于APCI,但母离子源内裂解相对较少,分子离子信号相对较强,因此最终选择ESI源。之后在流动相中加入0.05%的甲酸,离子化效率得到进一步提高,各组分保留时间未受影响。
结合各组分鉴定结果与保留时间,发现维生素A酯在非水反相色谱上的保留行为类似甘油三酯,会受等效碳数(equivalent carbon number,ECN)影响[13],即酰基链总碳数减去2倍的双键数。等效碳数越大,保留时间越长;等效碳数相同,保留时间相近,如20:5和22:6,18:3和16:2。且分析同系物保留时间发现,相邻同系物的保留时间之比均约为0.84(见表 2),说明维生素A酯在非水反相色谱条件下保留行为有明显规律,这些规律可以对推测未知维生素A酯的保留时间及结构鉴定提供帮助。
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表 2 维生素A酯保留时间比较 Table 2 Retention time(tR) comparison of retinyl esters |
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2018, Vol. 38 