项目科研工作总结
一、项目基本情况
1. 项目背景和意义
我国芝麻已有两千多年的种植历史，具有明显的种质资源优势，亦是世界上主要的芝麻生产国之一。芝麻中的主要活性成分为木脂素类，研究表明：芝麻油是所有动植物油中氧化稳定性最佳的一种油品，即使长期储藏的小磨香油，其过氧化物值和ToTox值(衡量氧自由基数量的指标)也接近于零。芝麻油中含有芝麻素(sesamin)、芝麻酚素(sesamolin)、芝麻酚(sesamol)、芝麻素酚(sesaminol)等木脂素类(lignans)物质。这些物质的存在大大提高了芝麻油的稳定性，同时也是芝麻油具有生理保健功能的物质基础。
木脂素(lignans)是一类主要通过p-羟基苯乙烯单体的氧化耦合而成的，在植物中广泛分布的小分子量次生代谢产物。在数百种植物的木质部、根、叶、花和果实中均发现有此类物质。木脂素的积累与物种的抗逆性息息相关。同时木脂素还是植物的抗毒素和昆虫的拒食剂，具有植物毒性和细胞毒性，是植物防御病虫害的化学物质。此外，木脂素还参与植物的生长调控。木脂素作为植物雌激素已引起食物化学家、营养学家和药物学家的广泛关注。目前的研究主要集中在木脂素测定、木脂素及其代谢产物的药理活性以及木脂素在食品和制药工业中的应用。
近年来，随着研究的深入，人们发现芝麻种子中木脂素包括脂溶性的木脂素(lignans)和含有配糖体的水溶性木脂素(lignan glucosides)。脂溶性的木脂素有芝麻素(sesamin)、芝麻酚(sesamol)、芝麻素酚(sesaminol)、芝麻林素(sesamolin)、芝麻林素酚(sesamolinol P2)、P1、松脂醇(pinoresinol)及sesangolin;水溶性的木脂素则是和1~3个葡萄糖相连形成的极性较强的糖苷，如sesaminol glucosides、sesamolinol glucosides、 pinoresinol glucosodes及P1 glucosides等。在芝麻中，木脂素类总含量高达1.5-3.0%。
食品抗氧化以减少外界导入的氧自由基数量，以及人体服用一些抗氧化剂以减少体内氧自由基产生数量，均对防病和健康十分有益。由于人工合成抗氧化剂存在的安全性问题，开发和采用天然抗氧化剂已成为世界潮流，如维生素c，维生素e,银杏黄酮，丹参提取液等。芝麻油的强抗氧化性能很大程度上归因于其含有的内源性木脂素类抗氧化成分，故很多企业甚至以芝麻油作为抗氧化剂直接加入其它油品中来提升油品的氧化稳定性。这类物质不仅具有优良的抗氧化性能，能有效防止和消除氧自由基，而且兼具多种生理活性功能，能抑制小肠吸收胆固醇，降低血清胆固醇含量;增强免疫活性;促进体内前列腺前体物质的生成;抑制化学致癌剂诱发的致癌作用等。然而，我国芝麻油产品的质量却不容乐观。其中最突出的问题是掺入一定量的其它廉价植物油而标称“纯正芝麻香油”，更有甚者，近年来出现了以劣质油脂添加香精色素生产标称芝麻油的案例。如此种种，不一而足。食用伪劣芝麻油不仅不利于人体对必需脂肪酸的摄入，更没有真正芝麻油的生理功能，对健康十分有害。受浙江省科技厅委托，浙江赞宇科技股份有限公司承担了分析测试科技计划项目“芝麻木脂素的分析测定研究”(计划编号2007F0036)，本项目研究填补了芝麻木脂素分析检测研究开发的国内外空白，使浙江省在这一前沿研究领域上处于领先水平。研究开发工作还将带动浙江省在开发芝麻木脂素、提高芝麻经济价值，活性物生理、药理研究、分子修饰和抗氧化剂应用等学科水平的提高或开辟新领域。
本项目的工作针对我国芝麻油进行较为全面的资源性分析调查。通过广泛收集样品并进行脂肪酸以及脂溶性木质素分析，研究探索芝麻油特征规律。研究结论作为芝麻油品质的鉴定依据，保证产品质量安全并为我国芝麻油的进一步开发提供重要基础。对于市场的规范和健康发展作用巨大。
2. 项目研究工作的主要内容
4.1 制备并验证芝麻林素、木脂素糖苷等标准物质或参考物质;
4.2采用HPlc、Gc、Gc-mS等先进分析仪器，拟定芝麻木脂素的分析测定方法;
1)液相色谱测定①色谱分离条件的确立。包括：分离柱、流动相的组分、流速等。②检测条件的选择。包括：检测波长、量程。③最低检出量，检出浓度的线性范围。④样品预处理的方法：a, 提取溶剂的选择。b, 提取步骤的确定。
2)气相色谱、气-质联用检测①样品处理方式与提取率。②色谱分离条件的确立。包括：分离柱、柱温、载气流速等。③检测限，检出浓度的线性范围。④化合物质谱数据检索。
3)方法回收率和精密度的研究。
4)方法可靠性和适应性研究。
二、项目执行情况
1. 工作进程和主要工作内容
2007/10至2007/12 资料资料查询，试剂、标准物、色谱柱采购。样品收集。2008/1至2008/3 芝麻林素等标准(参考)物质的制备以及结构的验证。 2008/3至2008/7 色谱条件研究;样品预处理条件;方法回收率、精密度研究。确定检测方法。2008/7至2008/10 实验室间比对(可靠性、适应性研究)，撰写论文。 2008/11至2008/12研究工作总结。
2. 项目工作主要结果
2.1芝麻木脂素标准对照品的制备和验证
2.1.1仪器和材料
BecKmAn 125二元溶剂泵BecKmAn 168二极管阵列检测器，nicolet 560型傅立叶红外光谱仪，日本岛津uV一2401Pc紫外可见分光光度计，esquire- lc ion trap lc/mS质谱仪，Agilent 6890 plus Gc/5973n mS 气-质联用仪。Vydac cl8制备柱。wZZ-2S自动旋光仪;精密恒温水浴锅;真空干燥箱。柱层析用硅胶;层析用中性氧化铝。江西产黑芝麻样品购于市场。所用试剂均为分析纯。
2.1.2提取、纯化和验证
1)水溶性木质素的提取与纯化
芝麻籽经石油醚脱脂干燥后，以提取物真空干燥后的重量计算提取率，从甲醇、乙醇、丙酮三种溶剂，静态浸提和循环加热提两种方式中，进行选择优化提取条件。优化确定了醇提条件：采用80%甲醇加热回流提取磨碎后的脱脂芝麻种子4小时。提取物真空干燥后平均得率为2.7%(n=5)。对醇提取物真空干燥经硅胶柱色谱分离，用乙酸乙酯-甲醇-水混合溶剂作为溶剂体系，结合紫外光谱扫描、旋光度检验、以及molish反应、Fecl3反应、硫酸反应等定性，研究分析组分的物质结构基团特征，推断物质类属。
芝麻醇提物硅胶色谱分离组分分别为：A(乙酸乙酯/甲醇=95/5);B(甲醇/水=90/10);c褐色物质(甲醇/水=50/50)。经特征反应等定性方法检验，检验结果见下表：
组分A
组分B
组分c Villavecchia反应 反应 - + + + - - Fecl反应 - - + 硫酸 反应 + + - 旋光度检验 无旋光性 左旋，0.1m Hcl水解后变为右旋左旋，0.1m Hcl水解后变为右旋
参照文献资料，经液相色谱对上述组分进一步分析，对照色谱峰的保留时间及紫外吸收曲线特征;得出：醇提物柱色谱分离组分分别为：A芝麻素+芝麻酚林;B木质素糖苷类物质;组分c液相色谱分离后较为复杂，推测为含酚羟基含糖苷的色素类物质。酸水解反应的变旋光现象证明了芝麻木质素糖苷类物质中的糖苷键为β-糖苷键形式。组分B经真空浓缩后，以c18制备柱，47%甲醇为流动相，分离、真空
干燥后得化合物鉴定如下：
化合物i 白色粉末。uV (meoH) λmax nm：238，292; iR(KBr)cm-1 ：
3401，2923，2859，1632，1505，1486，1440，1249，1162，1074，1037，931，880，807，620，563。-eSi-mS m/z：855[m-H]，532[m-2Glu];(见图2)计算分子式为c38H48o22，以上数据与文献[5]报道化合物芝麻林素三糖苷(sesaminol triglucoside) 的光谱数据一致。
化合物Ⅱ浅黄色粉末。uV (meoH) λmax nm：237，291; +eSi-mS m/z：718.4[m+na]， 372(-2Glu);(见图3)计算分子式为c32H40o17，以上数据与文献[5]报道化合物松脂醇二糖苷(pinoresinol diglucoside)的光谱数据一致。
化合物Ⅲ浅黄色粉末。uV (meoH) λmax nm：238，292; iR(KBr)cm-1 ：3394，2933，2885，1631，1505，1486，1440，1248，1163，1075，1037，931，
-877，810，622，562.0。eSi-mS m/z：693 [m-H];(见图4)计算分子式为c32H38o17，
以上数据与文献[5]报道化合物芝麻林素二糖苷(sesaminol diglucoside)的光谱数据一致。
本课题工作填补了我国芝麻木脂素研究域领域的空白，获得了关键性得芝麻木脂素糖苷对照品及芝麻林素标准物。
1)本研究通过色谱制备得到了芝麻林素标准品以及三种芝麻木脂素糖苷对照品。这些标准对照品市场上无法获得，因此，这项工作对芝麻木脂素类物质的研究意义重大。
2)研究确定了芝麻木脂素类物质的液相色谱检测和气相色谱条件，方法操作简单，回收率和重现性均较好。为芝麻木脂素类物质的提取和应用研究提供了可靠的检测技术支持。
3)研究证明了芝麻油中脂溶性木脂素是芝麻油的特征成分，其含量构成具有一定的规律性，为我国传统的芝麻油产品开发发展提供了科学依据。
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