文冠果籽油含量及其脂肪酸組分的變異分析

柴春山，戚建莉，蔡國(guó)軍，王子婷，王三英，薛 睿，蘆 娟

（甘肅省林業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730020）

近年來(lái)，隨著我國(guó)中長(zhǎng)期能源發(fā)展戰(zhàn)略的調(diào)整和生物質(zhì)能源林的發(fā)展，北方地區(qū)掀起了新一輪大面積培育豐產(chǎn)能源林的熱潮[1]，文冠果再次受到普遍重視和關(guān)注，成為北方地區(qū)首選生物質(zhì)油料能源樹(shù)種，且其人工林面積不斷擴(kuò)大[2]。在此背景下，文冠果的地理分布[1，3]、種群結(jié)構(gòu)與特征[4-5]、表型性狀多樣性和相關(guān)性[6-9]、結(jié)實(shí)特征與規(guī)律[10-12]、類型劃分和優(yōu)良單株選擇[13-15]及文冠果籽油成分分析和提取工藝優(yōu)化[16-18]等方面，尤其是不同地區(qū)、不同群體文冠果含油率的差異[17，19]、以不同方法提取的油脂其化學(xué)成分的差異[18]和理化特性[20-21]及其提取工藝[22-24]等方面，也再度成為研究的熱點(diǎn)。而同一分布區(qū)內(nèi)或同一種群的文冠果其個(gè)體差異非常大，無(wú)論表型性狀還是病蟲(chóng)害抑或產(chǎn)量均具有顯著的差異性，果實(shí)成熟時(shí)間也不盡相同，但目前對(duì)同一地區(qū)或同一種群不同單株和不同成熟度種子的含油率及脂肪酸組分的差異的研究很少。鑒于此，對(duì)文冠果人工種群不同單株和不同成熟度種子的含油率及其脂肪酸組分與含量進(jìn)行了測(cè)定和分析，以期為高含油率的優(yōu)良單株的選育及其開(kāi)發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究材料

研究樹(shù)種為甘肅省定西市安定區(qū)巉口林業(yè)試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)生長(zhǎng)的文冠果人工群落，呈帶狀和塊狀分布，樹(shù)齡20～40 a。其中，帶狀分布的文冠果主要生長(zhǎng)在地埂和路邊，多為灌叢，密度大，樹(shù)齡（20～25 a）較小，長(zhǎng)勢(shì)旺盛；而塊狀分布的文冠果主要生長(zhǎng)在墻角和墻邊，多為喬木，樹(shù)齡（35～40 a）較大，長(zhǎng)勢(shì)較差。其母樹(shù)于20世紀(jì)60年代營(yíng)造，后期因無(wú)開(kāi)發(fā)價(jià)值而屢遭破壞甚至被挖除，現(xiàn)在殘存的植株多為被挖除后的母樹(shù)其殘留根萌蘗的根蘗苗，所以植株多為灌叢。由于長(zhǎng)期不受人為管護(hù)，植株處在半野生狀態(tài)中，病蟲(chóng)害比較嚴(yán)重。

1.2 研究方法

2011年在巉口林業(yè)試驗(yàn)場(chǎng)采集40株不同單株文冠果的果實(shí)樣本，對(duì)其種仁含油率及其脂肪酸組分進(jìn)行了測(cè)定與分析。分別于2011年7月中旬（未成熟）、7月下旬（近成熟）和8月上旬（成熟）這3個(gè)不同時(shí)間段采集籽實(shí)，采集時(shí)間間隔為8 d，籽實(shí)采集后及時(shí)破果皮取出種子，放在室內(nèi)風(fēng)干，再采用人工方法破種皮取出純凈的種仁，裝在密封袋標(biāo)號(hào)后，及時(shí)送往檢測(cè)中心進(jìn)行測(cè)定。采用殘余法（GB 2906-1982）測(cè)定其粗脂肪含量；采用氣相色譜法（GNJ/JZX078-2004）進(jìn)行脂肪酸組分分析，分析儀器為GC-920氣相色譜儀。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同單株間種仁含油率及其各脂肪酸組分的含量特征

文冠果種仁含油率及其各脂肪酸組分含量的測(cè)定結(jié)果如表1。從表1中可以看出，文冠果種仁含油率平均為59.86%，最高達(dá)67.48%。從種仁油中共檢測(cè)出5種脂肪酸組分，其分別為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸。其中，亞油酸含量最高，平均含量為52.78%，最高可達(dá)58.98%；其次為油酸（33.17%）；棕櫚酸和硬脂酸含量較小，分別為7.22%和4.94%；亞麻酸含量最小（1.88%）。可見(jiàn)，文冠果籽油中不飽和脂肪酸含量高，僅油酸和亞油酸的平均含量就達(dá)86%，說(shuō)明文冠果油是很好的食用油。

2.2 不同單株間種仁含油率及其各脂肪酸組分的變異特征

從表1中還可看出，不同文冠果單株間種仁含油率的變異不大，其變異系數(shù)僅為6.13%，說(shuō)明在同一種群內(nèi)不同單株間文冠果種仁含油率的變化相對(duì)穩(wěn)定。而在不同單株中檢測(cè)出的5種脂肪酸組分其變異程度卻相差很大：其中亞麻酸的變異最大，其變異系數(shù)高達(dá)42.47%；其次是硬脂酸；油酸和亞油酸的變異均很小，其變異系數(shù)都不到10%，而亞油酸的變異最小，其變異系數(shù)僅為6.16%。在同一種群內(nèi)不同單株間各脂肪酸組分的變異系數(shù)從大到小依次為亞麻酸（42.47%）＞硬脂酸（34.41%）＞棕櫚酸（12.67%）＞油酸（9.51%）＞亞油酸（6.16%）。這說(shuō)明，文冠果籽油中的油酸和亞油酸成分不但含量高，而且不同單株間含量變化相對(duì)穩(wěn)定；而亞麻酸不僅含量低，而且同一種群不同單株間的變異大。

2.3 不同成熟度種子的種仁含油率及其各脂肪酸組分的變異特征

不同時(shí)間采收的不同成熟度文冠果的種仁含油率及其各脂肪酸組分含量如表2。表2表明，文冠果種仁含油率隨其種子成熟度的增加而增高，種子越成熟，種仁含油率越高，其成熟、近成熟和未成熟種仁的平均含油率分別為61.44%、59.05%和55.60%。但其各脂肪酸組分含量并未隨其種子成熟度的變化而有規(guī)律地變化，在不同成熟度的種子間其各脂肪酸組分的含量變化也不一致。其中，亞麻酸在近成熟種子中的含量最高，其次是未成熟的種子，而其在成熟種子中的含量最低；而棕櫚酸含量的變化規(guī)律卻與之相反，其在近成熟種子中的含量最低，其次是未成熟種子；油酸的含量，在成熟的種子中最高；而亞油酸在3種不同成熟度種子中的含量均接近。這說(shuō)明，要想獲得最高的文冠果籽油產(chǎn)量，最好待種子完全成熟后才采收，而若就其用途而言，則應(yīng)在各脂肪酸組分含量相對(duì)較高的成熟階段采收。

表2 不同時(shí)間采收的不同成熟度文冠果的種仁含油率及其各脂肪酸組分含量Table 2 Contents of kernel oil and its fatty acid compositions in X. sorbifolia seeds at different maturity at different picking time %

2.4 種仁含油率及其各脂肪酸組分與果實(shí)各主要性狀指標(biāo)間的相關(guān)性

對(duì)文冠果種仁含油率及其各脂肪酸組分含量與其果實(shí)的主要性狀指標(biāo)（果實(shí)大小、果實(shí)質(zhì)量、種子大小、種子質(zhì)量）進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表3。表3表明，文冠果種仁含油率及其各脂肪酸組分含量與其果實(shí)各主要性狀指標(biāo)之間并無(wú)顯著的相關(guān)性，種仁含油率與其各脂肪酸組分含量之間亦無(wú)顯著的相關(guān)性，但在各脂肪酸組分之間，油酸與亞油酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為－0.898，硬脂酸和亞麻酸含量也呈顯著的負(fù)相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為－0.335。

表3 文冠果種仁含油率及其各脂肪酸組分與其果實(shí)各主要性狀指標(biāo)間的相關(guān)性?Table 3 Correlation of kernel oil content and its fatty acid compositions with main fruit character indexes in X. sorbifolia

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

在同一種群內(nèi)不同單株間文冠果種仁含油率的變異小，其變異系數(shù)僅為6.13%，但種群種仁含油率較高，平均含油率達(dá)59.86%，最高達(dá)67.48%。其油脂含量隨種子成熟度的增加而增高，即種子越成熟其種仁含油率越高，其成熟、近成熟和未成熟種仁的平均含油率分別為61.44%、59.05%和55.60%。因此，種子最好在完全成熟后采收，以獲得最高產(chǎn)油量。

在文冠果種仁油脂中共檢測(cè)出5種脂肪酸成分，其分別為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸。其中，亞油酸含量最高，其次是油酸，而棕櫚酸、硬脂酸和亞麻酸的含量均較小。各脂肪酸組分含量隨其種子成熟度的變化并未表現(xiàn)出規(guī)律性的變化特點(diǎn)。但是，在同一種群內(nèi)不同單株間各脂肪酸組分含量的變異較大，其變異系數(shù)從大到小依次為亞麻酸＞硬脂酸＞棕櫚酸＞油酸＞亞油酸。由此可見(jiàn)，同一種群內(nèi)文冠果油脂中各種不飽和脂肪酸（油酸、亞油酸）不但含量高，而且變化比較穩(wěn)定。所以，文冠果種仁油可以作為良好的食用油資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用[25]。

文冠果種仁油及其各脂肪酸組分含量與其果實(shí)各主要性狀指標(biāo)間無(wú)顯著相關(guān)性，種仁油含量與其各脂肪酸組分含量間亦無(wú)顯著相關(guān)性，但在其各脂肪酸組分之間，油酸與亞油酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，硬脂酸和亞麻酸含量亦呈顯著負(fù)相關(guān)。

3.2 討 論

敖妍[19]采用核磁共振技術(shù)測(cè)定了文冠果主要分布區(qū)的6個(gè)群體的種子、種仁和種皮的含油率，結(jié)果表明，文冠果含油率和產(chǎn)量，群體間的變異都大于群體內(nèi)的變異，文冠果的遺傳改良應(yīng)著重于群體。劉淑明等人[25]對(duì)西部地區(qū)的8個(gè)文冠果群體的種仁含油率進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，文冠果種仁含油率在不同種群間差異顯著。本研究結(jié)果與以上學(xué)者的研究結(jié)果相近，雖然文冠果在表型性狀上，群體內(nèi)的變異大于群體間的變異，群體內(nèi)的表型變異是文冠果變異的主要來(lái)源[6]，但研究中發(fā)現(xiàn)，文冠果種仁油含量在群體內(nèi)不同單株間的變異很小，這與以上研究者的研究結(jié)果基本吻合。本研究群體的種仁含油率平均為59.86%，與敖妍研究的6個(gè)群體的種仁含油率的平均水平（60.90%）[19]接近，但顯著高于劉淑明等人研究的8個(gè)群體的平均含油率水平（55.85%），甚至高于這8個(gè)種群中含油率最高種群的平均水平（58.60%）[25]，這說(shuō)明文中研究的甘肅定西的文冠果，其種仁含油率較高，具有選育價(jià)值。

本研究用氣相色譜法共測(cè)定出5種脂肪酸組分（棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸）；馬養(yǎng)民等人[21]也用氣相色譜方法測(cè)出了5種脂肪酸組分；而牟洪香等人[17]對(duì)14個(gè)地區(qū)的文冠果的種仁油脂肪酸進(jìn)行氣相色譜分析，結(jié)果測(cè)出了11種脂肪酸組分；劉淑明等人[25]對(duì)西部地區(qū)8個(gè)文冠果群體的種仁含油率進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果測(cè)得了12種脂肪酸組分；趙芳等人[20]用氣相色譜、胰脂酶水解法對(duì)文冠果油的脂肪酸組分進(jìn)行了測(cè)定與分析，結(jié)果測(cè)得了14種脂肪酸組分。不同的研究者檢測(cè)出的脂肪酸組分大不相同，這主要與測(cè)定分析的方法、條件和所用儀器不同有關(guān)。鄧紅等研究者[18，22]分別采用冷榨、微波萃取、索氏提取、超聲波萃取等方法提取文冠果籽油，并利用氣相色譜-質(zhì)譜分析了用這四種方法提取的文冠果籽油的化學(xué)成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以此四種方法提取的文冠果籽油的化學(xué)成分有差異，通過(guò)比較分析最后確定，超聲波萃取的提取率高，提取的文冠果籽油品質(zhì)較好，質(zhì)量穩(wěn)定，他們認(rèn)為，超聲波萃取法是提取文冠果籽油的較理想方法。

因此認(rèn)為，要獲得較高的文冠果產(chǎn)油率和較多的脂肪酸組分，不僅要選擇優(yōu)良的文冠果群體，還要選擇理想的采收時(shí)間，更要選擇合適的檢測(cè)方法和先進(jìn)的檢測(cè)儀器。

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