西瓜籽油脂肪酸成分分析及抗氧化活性研究

盘鹏慧 罗伟强 莫 丹 庞 晓

(广西民族大学，广西 南宁 530006)

西瓜籽中含有维生素、微量元素、蛋白质、脂肪等多种营养成分[1-2]，其中脂肪中不饱和脂肪酸含量较丰富[3-4]。研究[5]表明，西瓜籽油有辅助降血脂功能。

目前有关各种植物油脂的提取、成分及其含量、抗氧化活性的研究时有报道[6-12]，而有关西瓜籽油的研究多集中在提取工艺方面[13-14]。研究拟采用索氏法对西瓜籽进行提油，用GC-MS对西瓜籽油的脂肪酸组成、含量进行分析，并研究西瓜籽油的体外抗氧化能力，以期为西瓜籽油在天然抗氧化剂、医疗、保健等方面的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料与试剂

西瓜籽：市售；

石油醚(沸程60～90 ℃)、硫酸、甲醇、硫酸亚铁、无水乙醇、三氯化铁、抗坏血酸(维生素C)、硫酸亚铁、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼：分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 主要仪器和设备

电子天平：AB204-S型，上海帅宁仪器有限公司；

电热恒温鼓风干燥箱：GZX-GF101-3BS型，上海齐欣科学仪器有限公司；

高速多功能粉碎机：CS700型，永康市天祺盛世工贸有限公司；

旋转蒸发仪：RE-52AA型，上海亚荣生化仪器厂；

循环水式多用真空泵：SHB-ⅢA型，郑州长城科工贸有限公司；

紫外可见分光光度计：752N型，北京合悦达科技有限公司；

气相色谱—质谱联用仪：Clarus500型，美国铂金埃尔默公司。

1.2 试验方法

1.2.1 西瓜籽油的提取 根据文献[15]，将西瓜籽置于洁净的搪瓷盘上，70 ℃干燥6 h。取出，室温冷却后取适量西瓜籽于高速粉碎机中搅拌1 min，得西瓜籽细粉。准确称取40.511 3 g西瓜籽细粉，用滤纸包好放在盛有适量石油醚的烧杯中浸泡6 h。将其取出置于500 mL的索氏提取器中，用石油醚为溶剂回流5 h左右，至溶剂用滤纸检测无油迹后，停止回流。提取液经滤纸过滤后，先用旋转蒸发仪除去大部分溶剂，再通过沸水浴除去残余溶剂，即得浅黄色的西瓜籽油15.469 g，提取率为38.18%。

1.2.2 西瓜籽油中脂肪酸的GC-MS分析

(1)酯化处理：根据文献[16]，略有改动。称取0.1 g西瓜籽油，加入体积分数5%的硫酸—甲醇溶液2 mL，60 ℃ 水浴超声30 min后，再加入正己烷2 mL，充分振荡后静置。取上层清液加入无水硫酸钠，取上层清液进行GC-MS分析。

(2)气相色谱条件：色谱柱为PE-5弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，以高纯氦气为载气，流速1.00 mL/min，程序升温：起始温度80 ℃，以14 ℃/min升温至195 ℃，195 ℃保持9 min，然后以6.0 ℃/min升温至280 ℃，280 ℃保持3 min。进样口温度260 ℃，进样量1.0 μL，分流比40∶1。

(3)质谱条件：EI源，电离电压70 eV，传输线温度280 ℃，离子源温度230 ℃，扫描范围33～500 amu。

1.2.3 还原Fe3+能力测定 根据文献[17]，将西瓜籽油配置成系列浓度梯度溶液，分别取1 mL各浓度的西瓜籽油溶液，依次加入2.5 mL磷酸盐缓冲溶液(0.2 mol/L)、2.5 mL的铁氰化钾(10 mg/mL)，50 ℃水浴锅中恒温加热20 min。再加入2.5 mL三氯乙酸(0.1 g/mL)，摇匀后，3 000 r/min离心10 min，取上清液2.5 mL，加入2.5 mL去离子水及0.5 mL的三氯化铁(1 mg/mL)。室温下反应5 min，在700 nm处测定该样品吸光度，用去离子水做空白对照，VC作为阳性对照。做3次平行试验，取平均值。

1.2.4 清除DPPH自由基能力测定 分别量取3 mL各浓度的西瓜籽油溶液与2 mL DPPH溶液(0.2 mmol/L)混合，摇匀后避光静置30 min，于517 nm处测定其吸光度[18-19]。用去离子水做空白对照，VC作为阳性对照。做3次平行试验，取平均值，按式(1)计算DPPH自由基清除率。

E=[1-(A1-A2)/A3]×100%，

(1)

式中：

E——DPPH自由基清除率，%；

A1——样品溶液和DPPH溶液的吸光值；

A2——样品溶液和无水乙醇的吸光值；

A3——去离子水和DPPH溶液的吸光值。

1.2.5 清除超氧阴离子自由基能力测定 根据文献[20]，修改如下：在具塞试管中分别加入1 mL各浓度的西瓜籽油溶液、4.5 mL Tris-HCl缓冲液(0.05 mol/L)、0.1 mL邻苯三酚溶液(3 mmol/L)，混匀，于25 ℃下反应5 min，然后加入1 mL HCl溶液(8 mmol/L)以终止反应，于299 nm处测定其吸光度。用去离子水为空白对照，VC作为阳性对照。做3次平行试验，取平均值，按式(2)计算超氧阴离子自由基清除率。

D=[1-(A1-A2)/A3]×100%，

(2)

式中：

D——超氧阴离子自由基清除率，%；

A1——样品溶液、Tris-HCl缓冲液、邻苯三酚溶液、HCl溶液的吸光值；

A2——样品溶液、Tris-HCl缓冲液、无水乙醇、HCl溶液的吸光值；

A3——去离子水、Tris-HCl缓冲液、邻苯三酚溶液、HCl溶液的吸光值。

1.2.6 清除羟基自由基能力测定 根据文献[21]，修改如下：在试管中分别加入1 mL各浓度的西瓜籽油溶液，然后依次加入6 mmol/L FeSO4溶液、6 mmol/L的水杨酸—乙醇溶液和8 mmol/L H2O2溶液各1 mL，混匀，在37 ℃恒温水浴加热30 min，于510 nm处测定样品吸光度。用去离子水为空白对照，VC作为阳性对照。做3次平行试验，取平均值，按式(3)计算羟基自由基清除率。

F=[1-(A1-A2)/A3] ×100%，

(3)

式中：

F——羟基自由基清除率，%；

A1——样品溶液、硫酸亚铁溶液、水杨酸乙醇溶液、H2O2溶液的吸光值；

A2——样品溶液、硫酸亚铁溶液、无水乙醇的吸光值；

A3——去离子水、硫酸亚铁溶液、水杨酸乙醇溶液、H2O2溶液的吸光值。

2 结果与分析

2.1 西瓜籽油GC-MS分析

对西瓜籽油中脂肪酸的成分用GC-MS法进行分析，总离子流图见图1。通过计算机质谱数据库和人工谱图解析相结合的手段进行检索，分析判定各成分，共鉴定出8种化合物，其中6种为脂肪酸。运用面积归一化法对化合物进行相对定量，结果见表1。

图1 西瓜籽油甲脂化后总离子流色谱图Figure 1 Total ion flow chromatogram of watermelon seed oil after methylated

表1 西瓜籽油脂肪酸组成的分析结果Table 1 The identification results of fatty acids in watermelon seed oil

由表1可看出，西瓜籽油中的脂肪酸含量较高，其中亚油酸甲脂、反油酸甲酯、油酸甲酯均为不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸达53.21%。不饱和脂肪酸中，尤以(Z,Z)-9,12-十八碳二烯酸(俗称亚油酸)含量较高，达34.70%。亚油酸是人体必需的脂肪酸之一，其可降低血液中胆固醇含量，如人体缺乏亚油酸，胆固醇就会与一些饱和脂肪酸结合，导致代谢障碍，从而引发心脑血管方面的疾病。因此，西瓜籽油可作为功能性油脂进行开发。

2.2 西瓜籽油的抗氧化能力

2.2.1 Fe3+还原力 样品在700 nm处的吸光值越大，其还原Fe3+能力则越强[22-23]。由图2可知，西瓜籽油和VC都有还原能力，浓度增加二者还原能力亦随之增强，西瓜籽油的还原能力低于VC的还原能力。

图2 西瓜籽油对Fe3+的还原能力Figure 2 Effect of watermelon seed oil on reducing Fe3+

2.2.2 DPPH自由基清除能力 由图3可知，VC对DPPH自由基的清除能力很好，对DPPH自由基的清除率在2～10 mg/mL的质量浓度范围内均在97%左右，且浓度变化对清除率的影响不大。而在2～10 mg/mL的质量浓度范围内，西瓜籽油清除DPPH自由基的能力呈剂量依赖性增强，当西瓜籽油质量浓度<6 mg/mL时，西瓜籽油对DPPH自由基的清除能力随质量浓度的增加明显增大，当质量浓度超过6 mg/mL时，西瓜籽油对DPPH自由基的清除能力随质量浓度增大而增加的增幅减慢。当质量浓度为2 mg/mL时，西瓜籽油对DPPH自由基的清除率为27.48%，当质量浓度增加到10 mg/mL时，西瓜籽油对DPPH自由基的清除率达到90.73%，接近同质量浓度VC的清除能力。根据回归方程，得出西瓜籽油清除DPPH自由基的IC50值为3.7 mg/mL。

2.2.3 超氧阴离子自由基清除能力 由图4可知，西瓜籽油和VC对超氧阴离子自由基的清除能力均随质量浓度的增加而有所增大，在0.02～0.10 mg/mL的质量浓度范围内，VC对超氧阴离子自由基的清除率从18.80%增大到40.17%，西瓜籽油对超氧阴离子自由基的清除率仅从48.72%增大到58.12%，西瓜籽油对超氧阴离子自由基的清除能力随质量浓度增大而增强的幅度相对较小。当质量浓度为0.02 mg/mL时，VC对超氧阴离子自由基的清除率为18.80%，而西瓜籽油对超氧阴离子自由基的清除率达到了48.72%，可见西瓜籽油对超氧阴离子自由基的清除能力比VC的大得多。根据回归方程，得出西瓜籽油清除超氧阴离子自由基的IC50值为0.031 mg/mL。

图3 西瓜籽油对DPPH自由基的清除能力Figure 3 The DPPH scavenging activity of watermelon seed oil

图4 西瓜籽油对超氧阴离子自由基的清除能力Figure 4 The superoxide anion free radicals activity of watermelon seed oil

2.2.4 羟基自由基清除能力 由图5可知，西瓜籽油和VC对羟基自由基的清除能力均随质量浓度的增加而增大，但西瓜籽油对羟基自由基的清除率增加较缓慢。质量浓度从0.2 mg/mL增加到1.0 mg/mL时，VC对羟基自由基的清除率从72.93%增加到98.92%，而西瓜籽油对羟基自由基的清除率仅从4.68%增加到11.87%。由此可见，西瓜籽油对羟基自由基的清除能力不仅随质量浓度增大而增加的幅度较小，且对羟基自由基的清除能力较弱。根据回归方程，得出西瓜籽油清除羟基自由基的IC50值为12.04 mg/mL。

图5 西瓜籽油对羟基自由基的清除能力Figure 5 The hydroxyl free radicals activity of watermelon seed oil

3 结论

试验采用索氏回流法对西瓜籽进行提油，经GC-MS检测分析其含有6种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸相对含量达到50%以上，亚油酸含量达到34.70%，具有较高的营养价值。通过抗氧化试验研究表明，西瓜籽油对DPPH自由基的IC50值为3.7 mg/mL，对超氧阴离子自由基的IC50值为0.031 mg/mL，对羟基自由基的IC50值为12.04 mg/mL，对3种自由基清除能力的排序为超氧阴离子自由基>DPPH自由基>羟基自由基。西瓜籽油有良好的抗氧化能力，在医疗、保健等领域具有广阔的应用前景。后期将针对各不饱和脂肪酸对其抗氧化性的贡献作用进行深入分析。