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行业检测专用气相色谱仪

国产气相色谱仪之油中脂肪酸、脂肪酸甲脂分析

国产气相色谱仪之油中脂肪酸、脂肪酸甲脂分析
国产气相色谱仪之油中脂肪酸、脂肪酸甲脂分析

  动植物脂肪酸甲脂测定、油中脂肪酸分析参考案例:   大豆籽粒中脂肪酸组分快速检测方法的比较分析
  于福宽,孙君明,韩粉霞,葛一楠,张晶莹,马磊,张金巍,闫淑荣,杨华
  摘要:选取脂肪酸组分含量具有显着差异的5份大豆种质为材料,采用索氏抽提法、改良的籽粒直接甲酯化法和豆 粉直接甲酯化法33种方法处理样品,利用气相色谱(GC)技术分析大豆5种脂肪酸棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚 麻酸的组分含量,并对3种样品处理方法进行比较分析。结果显示籽粒直接甲酯化法简便快捷,适用于低世代的单 籽粒或半籽粒的样品量较少情况下测定大豆脂肪酸组成;豆粉直接甲酯化法适合大量样品的快速检测,可以避免长 时间加热对脂肪酸组分的影响,测定结果相对准确;索氏抽提法适合样品量大,检测精度高,但样品前处理需要进行 油份抽提,费工费时。精密度检测结果显示,改良的籽粒直接甲酯化法和豆粉直接甲酯化法与索氏抽提法在检测精 度上没有显着差异,可以用于大豆籽粒的快速脂肪酸含量鉴定。 关键词:大豆;脂肪酸;气相色谱法(
  大豆^Glycine max ( L. ) Merr.]是世界上主要的油料作物,大豆油在工业和食品业有着广泛的用 途11。在医学界,大豆被称为21世纪的“维生素”, 含有多种营养成分。大豆磷脂可使胆固醇软化,生成 胆固醇脂,使胆固醇脂不易沉积在血管壁上,降低对 胆固醇的吸收,从而起到降血脂,抑制结肠癌,预防冠 心病的作用M ;大豆油脂中的饱和脂肪酸(棕榈酸 和硬脂酸)可导致心血管疾病,而不饱和脂肪酸(油 酸、亚油酸和亚麻酸)有软化血管、降低胆固醇和血 压的功能,有益于人类健康。营养学家认为,健康的 食用油中亚麻酸含量应在3%左右,但不饱和脂肪酸 中的亚麻酸易氧化导致油脂变质9。工业上,为减 少亚麻酸含量,往往使用脱氢技术以增加亚油酸,降 低亚麻酸含量,但该技术会产生对人体有害的顺式脂 肪酸EM3。因此,大豆油中脂肪酸组分的配比是衡 量大豆油品质优劣的一个重要指标。
  在提高大豆油脂品质的过程中,准确测定脂肪 酸组分含量具有重要意义。在传统的脂肪酸GC测 定方法中,前处理主要利用索氏抽提法或二氧化碳 临界萃取法提取油份,然后经过甲酯化等处理 步骤,其工作程序复杂,不仅耗时,且所需样品量较 大。该研究在前人研究基础上,对传统方法进行改 良,利用正己烷浸提籽粒或豆粉,采用甲醇钠为甲 酯化试剂,酯化反应时间1 h离心过滤后即可进行 间,可以对低世代单籽粒或半籽粒进行快速脂肪酸 含量检测,加快育种进程。
  材料与方法
  试验设计
  从M8份大豆微核心种质中选取脂肪酸含量 显着差异的5份大豆种质,包括白皮黄豆、泗豆2 号、四粒圆、绥农1号和烟黄3号(表1)。利用索氏 抽提法、籽粒直接甲酯化和豆粉直接甲酯化3种方 法处理样品,采用气相色谱(GC)技术分析脂肪酸 组分含量,试验设3次重复,每重复3次进样。利用 大豆品种四粒圆为材料,进行5次精密度测验。
  分析,简化了测定程序,减少工作量和节省时
  表1五份大豆种质的主要脂肪酸组分含量


  仪器和试剂
  仪器型号:万能粉碎机SP400、B-811索氏提取器;气相色谱仪;自动进 样器。
  试剂:脂肪酸标准样品棕榈酸(Palmitic acid分 析纯> 98. 5%)、硬脂酸(Stearic acid分析纯> 99% )、油酸(Oleic acid分析纯> 99% )、亚油酸 (Linoleic acid 分析纯 >98.5% )和亚麻酸(Linolenic acid分析纯>99%),购于美国SIGMA公司;正己烷 (色谱纯>99.9%)购于天津市科密欧化学试剂有限 公司;甲醇(分析纯> 99%)、石油醚(分析纯> 99%)和醋酸(分析纯>99%)均购于北京化工厂。 采用正己烷对5种脂肪酸标准样品进行稀释至 0.05 mol ? L"1。 1.3样品处理方法
  传统索氏提取法用万能粉碎机将大豆材 料粉碎,准确称取5 g大豆粉末,包裹在滤纸中,置于 索氏提取器的样品杯中,在样品杯中加入150 mL石 油醚,反复提取油脂约3 h后,抽取油脂于2 mL冻存 管中4°C保存。吸取邓^L大豆油置于2mL离心管 中,甲酯化方法参照GB/T1737621998,取上清液过 滤,上样GC检测。 1.3.2籽粒直接甲酯化法取大豆籽粒1~5粒, 用解剖刀沿着远离大豆种子胚芽部分将豆粒切开, 将带有胚芽的种子编号保存,将无胚芽的子叶置于 2 mL离心管中,加入1. 5 mL正己烷,隔夜放置, 7 000 r ? min"1离心5 min ;加入巧0 ^L甲醇钠溶 液,置于摇床上反应1 h,7 000 r ? min"1离心5 min, 吸取上清液过滤,上样GC检测。 1.3.3豆粉直接甲酯化法取豆粉0.5 g置于2mL 离心管中,加入1.5 mL正己烷,隔夜放置, 7 000 r ? min"1离心5 min,加入350 ^L甲醇钠溶 液,置于摇床上反应1 h,7 000 r ? min"1离心5 min, 吸取上清液,过滤后上样GC检测。
  分析条件
  色谱柱:RTX-Wax (30m x0. 25 x 0. 25);进样 量:1 ^L;采用分流进样,分流比:50: 1;进样口温度: 250C ;载气:氮气,54 mL ? min"1 ;氢气,40 mL ? min"1 ; 空气,400 mL ? min"1 ;采取程序升温的方式:180C 保持1. 5 min,以10C ? min"1升到210C,保持 2 min,然后以5 C ? min"1升到220 C保持5 min;检 测器:火焰离子检测器(FID),温度为300C ;每个样 品检测20 min。
  统计分析
  在气相色谱仪工作站上采用面积 归一化法计算5种脂肪酸组分的百分含量;利用 SAS9.1分析软件进行数据的统计分析。
  结果与分析
  大豆脂肪酸组分的定性与定量检测
  采用气相色谱(GC)技术结合5种脂肪酸组分
  标准样品(棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸) 可以清晰定性检测出大豆籽粒中5种主要脂肪酸组 分(图1)。其5个色谱峰的所代表的脂肪酸组分依 次是棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,保留时 间分别为 5.89、8.33、8.625、9.301 和 10.34 min。
  :豆粉直接甲酯化法;B:籽粒直接甲酯化法;C:索氏抽提法; 峰1:棕榈酸;峰2:硬脂酸;峰3:油酸;峰4:亚油酸;峰5:亚麻酸。
  ! The method of powder-methyl esterification ; B : The method of seed-methyl esterification ; C : Soxhiet extraction Peak1 ! Palmiticacid ; Peak 2 ! Stearic acid ; Peak 3 ! Oleic acid ; Peak 4 ! Linoleic acid ; Peak 5 !
  图1大豆脂肪酸组分的气相色谱分析图 Fig. 1 The gas chromatography profile of soybean fatty acid components表2三种样品处理方法

检测五份大豆种质的脂肪酸组分含量的方差分析
  方法MS、MP和SE分别代表豆粉直接甲酯化法、籽粒直接甲酯化法和索氏抽提法,下表同。
  表3三种大豆脂肪酸检测方法的差异显着性分析


  含量进行检测分析,发现在3种检测方法中硬脂酸
  不同样品处理万法的脂肪酸含量比较
  的变异系数最高,变异范围在19. 59%-22. 72% ,亚
  通过采用3种不同的脂肪酸含量检测方法对5 油酸的变异系数最低,变异范围在
  份脂肪酸含量显着不同的大豆种质的脂肪酸组分 (表1),表明大豆籽粒中的5种脂肪酸组分以亚油酸含量相对最稳定,棕榈酸次之,而硬脂酸含量最 不稳定。
  由表2和表3可知,利用豆粉直接甲酯化法与 索氏抽提法测定的脂肪酸组分含量差异不显着,表 明2种方法的准确度基本一致;而籽粒直接甲酯化 法与其它2种方法比较差异达显着水平,表明籽粒 直接甲酯化法由于单籽粒的取样误差导致不同大
  豆籽粒间脂肪酸组分含量存在显着差异。
  不同大豆脂肪酸组分含量检测方法的精密度
  采用大豆种质四粒圆为材料,对3种脂肪酸检 测方法进行5次平行试验(表4),

结果显示在5次 平行试验中改良法测定的脂肪酸组分含量的变异 系数相近,差异不显着,说明籽粒直接甲酯化法与 豆粉直接甲酯化法的脂肪酸检测精确度普遍较高。表4三种大豆脂肪酸组分含量检测方法的精密度测验
  讨论
  大豆脂肪酸组分含量的精确测定对于品质鉴 定和QTL分子标记具有重大意义。以往人们普遍 使用的方法是利用索氏提取器提取籽粒中的油脂, 经过一系列甲酯化步骤后进样测试。前人在简化 脂肪酸组分测定的程序方面进行了探索,孙君明 等M、柴玉华等M利用近红外光谱分析技术创建 了快速测定脂肪酸组分的检测模型;张颖君等M对 传统索氏抽提法进行了优化,仅用0. 04 g籽粒中子 叶的一部分便可进行脂肪酸测定,大大节省了检测 时间和样品用量。
  该文在前人的研究基础上对大豆脂肪酸组分 含量的检测方法进行了探索,提出了 2种改良的样 品处理方法,与传统的索氏抽提法相比具有一定的 优势,其简化了大豆油脂的提取程序,缩短了检测 所需时间,节省了试验费用,减少了工作量。经过 改良的2种检测方法仅需要正己烷和甲醇钠2种试 剂,且与索氏抽提法相比,所需的样品检测量较少; 豆粉直接甲酯化法有效避免了检测样品的取样误 差和长时间加热处理对脂肪酸组分的影响,测得结 果更加接近真实值,此法可应用于多种油料植物的 脂肪酸组分含量的测定;而籽粒直接甲酯化法由于 不同大豆籽粒间脂肪酸组分含量存在差异,导致脂 肪酸检测结果中存在取样误差,因此该方法适用于 低世代分离群体的单籽粒或半籽粒检测分析。
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 动植物脂肪酸甲脂测定、油中脂肪酸分析气相色谱仪主要特点 

主要特性
  、全微机化按键操作,大屏幕LCD液晶显示,人机对话方式,操作方便;
  、全新集成数字电子电路,控制精度高,性能稳定可靠,温控精度可达0.1℃.
  、独特的进样口设计解决进样歧视;双柱补偿功能不仅解决升温带来的程序漂移,而且减去背景噪音的影响,可以得到更低的最小的检测限。
  、柱箱容积大,智能后开门系统无级可变进出风量,缩短了程序升/降温后系统稳定平衡时间;加热炉系统:(温度范围)环境温度+6℃~400℃.13阶程序升温,升温速率0-50℃/min;增量0.1℃/min可以由用户重新校正炉温,并随意设定最高温度。由用户决定加热炉温度平衡时间。
  、可同时安装三种进样系统:填充柱、毛细管分流/不分流进样系统(具有隔膜清扫功能);可同时安装两种相同或不同的检测器:氢火焰离子化检测器(FID)、热导检测器(TCD).可选配自动/手动气体六通进样阀进样器、顶空进样器、热解析进样器、裂解炉进样器、甲烷转化炉.
  、检测器系统:火焰离子检测器容易拆卸和安装,便于清洁或更换喷嘴;高阻值单柱热导检测器检测灵敏度高,基线稳定快(15分钟即可稳定);输入信号可进行对数放大,减少干扰,提高灵敏度.可选配TCD、ECD、NPD、FPD。
  、具有开机自诊断功能、秒表功能(方便流量测定)、运转定时器功能、停电储存保护功能、键盘锁定功能及具有抗电源突变干扰功能
 

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