不同油酸含量油菜脂肪酸含量分析

楊 柳，李東欣，譚太龍

（湖南農業大學農學院，長沙410128）

油菜是我國重要的油料作物，是國內播種面積過億畝的五大農作物之一，年產菜籽1400多萬噸，約占世界菜籽總量的20%。菜籽油向來是中國人的傳統食用油，且是國產植物油的主要來源［1］。目前我國菜籽油的消費量每年以10%～20%的速度增加，價格比豆油還高。隨著人們生活水平的提高，再加上人口不斷增加，我國菜籽油的缺口將進一步擴大［2］。菜籽油需求量遠遠大于供給，每年都需進口大量的菜籽油，才能滿足人們生活的需要。

油酸是菜籽油中的主要脂肪酸，它的氧化穩定性要比多不飽和脂肪酸高，在較高的溫度下不容易氧化變質，有助于延長菜籽油的保質期，油酸又是動物食品中不可或缺的營養元素，在人和動物的新陳代謝過程中發揮著舉足輕重的作用，但人體自身合成的油酸并不能滿足自身的需要，必須從日常食品中攝取一定的量，故菜籽油中的油酸含量可以作為菜籽油高端與否的衡量標準。油酸在工業上也有重要的作用，在毛紡織工業中用于制備抗靜電劑和潤滑劑；木材工業中用于制備抗水劑石蠟乳化液；經氧化生產的壬二酸是聚酰胺樹脂的原料；也可用作農業乳化劑、潤滑劑、印染助劑工業溶劑、金屬礦物浮選劑等，其酒精溶液可以用作除銹劑［3］。

亞麻酸、亞油酸和花生烯酸都是菜油中的多不飽和脂肪酸。這3種脂肪酸在人體中是不能被合成、但對人體需求又是必須的脂肪酸［4～7］。亞麻酸含有3個雙鍵，其特殊的化學結構決定了它在加工儲存過程中容易被氧化，亞麻酸過高會影響菜油的品質，長期以來國內外都將低亞麻酸作為油菜育種的目標［8，9］。近幾年來人們發現亞麻酸有利于提高智力，并保持大腦健康，促進大腦發育，防止老年癡呆等。同時亞麻酸有助于加強蛋白質、礦物質、維生素等各種營養元素吸收，缺乏亞麻酸會導致其它的營養元素不被機體有效的利用和吸取，此外亞麻酸還有抗癌、降血壓的功效［10～17］。花生烯酸，對人體來說也是必須脂肪酸，并且在人體內是前列腺素合成的必須物質，因此它具備重要的生理、藥理，及保健作用［18，19］。

芥酸是一種22碳長鏈脂肪酸，芥酸在現代工業中發揮越來越重要的作用［20，21］，但其是一種對人體有害的脂肪酸，對眼睛、呼吸道和皮膚有刺激作用且不易被人體消化吸收。芥酸是油漆、化妝品、塑料、醫藥及潤滑劑等工業產品的重要原料，還可以用于制造人造纖維。

近年來油菜脂肪酸成分分析一直是學術界研究的熱點，但大多數僅限于應用基因工程研究脂肪酸含量與某些基因的相關性。如劉凱等人研究了5個脂肪酸代謝相關基因在油菜不同生育期的表達量（2016）；劉冬梅等對甘藍型油菜籽脂肪酸含量的穩定性和相關性進行了研究分析（2001）；蔡東芳等對甘藍型油菜油酸、亞油酸和亞麻酸含量進行了關聯性分析（2016）。但菜籽中7種主要脂肪酸含量間的相關關系鮮有報道。

近年來，隨著我國經濟的不斷發展，人們生活水平有了顯著提高，除了在數量上滿足食用油的生活所需外，人們對食用油的品質有了更高的要求。油菜的經濟價值和營養價值由菜籽油中各類脂肪酸的相對含量決定，是評價菜籽油質量優劣的重要指標。食用植物油的最佳脂肪酸組成為5%～7%的飽和脂肪酸，67%～75%的油酸，15%～22%的亞油酸和小于3%的亞麻酸［22］。分析不同油酸含量的脂肪酸成分間的相關關系，可以從眾多油菜品種中挑選出油酸含量相對較高的情況下，其它對人體有益的脂肪酸的含量相對較為合理的油菜品種，改良油菜籽油脂中的脂肪酸成分，從而生產出更加健康和營養的食用菜籽油。還可以為育種家選育功能型油菜品種提供一定的理論依據和參考［23］。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗材料為收獲的油菜單株自交種子，分別是2011年1948株，2012年607株，2013年1189株，2014年666株，及2015年1258株。材料均來自湖南農業大學油料作物研究所。

1.2 儀器與試劑

儀器：氣相色譜儀（7890B）；電子天平（感量1 mg）；電恒溫水浴鍋；漩渦振蕩器；具蓋螺口試管（25 mL）。試劑：石油醚；正己烷；三氟化硼-乙醚溶液；甲醇；無水硫酸鈉；飽和氯化鈉溶液；無水乙醇（色譜純）；石油醚（沸程為 60～90℃）；無水甲醇（CH4O）；氫氧化鉀（KOH）；氯化鈉（NaCl）；石油醚-無水乙醚混合液（體積比為1∶1），取等體積的石油醚和無水乙醚混合；脂肪酸甲酯標準品：（C12：0）（純度不低于99%）。

1.3 實驗方法

1.3.1 油脂樣品制備及油脂試樣甲酯化

將收集的5677個樣品分別采用研缽磨碎，稱取25 mg油菜籽粉末樣品，置于25 mL具蓋螺口試管中，加入石油醚-無水乙醚混合液2 mL，旋渦振搖。待油樣溶解后，再加入氫氧化鉀-甲醇溶液1 mL，旋渦混勻，60℃反應30 min。取出樣品溶液讓其冷卻至室溫后，沿著試管管壁加水使樣品靜置分層，最后取上清液待測。

1.3.2 氣象色譜分析

取1 mL樣液裝進進樣瓶，進行氣相色譜檢測，得到每一個樣液的每一個脂肪酸甲酯的峰面積和保留時間。通過與脂肪酸甲酯標準溶液圖譜對照定性，用峰面積歸一化法計算出樣液中各油酸、亞油酸、亞麻酸、花生烯酸、軟脂酸、硬脂酸的質量百分比。

1.3.3 數據處理

用氣相色譜法分析7種主要脂肪酸甲酯積分，用峰面積歸一化方法得到每一個油脂樣品的脂肪酸質量百分比。用Excel2007分析數據。

2 結果分析

將測得的5677個樣品的7種脂肪酸的質量百分比值進行歸納，并按照油酸的質量百分比的范圍對數據進行處理，得到結果如表1。

2.1 脂肪酸成分分析

從表1看，5677個單株樣品中油酸含量為21.97%～87.99%，芥酸含量為0.00%～33.90%，選材具有廣泛性和代表性。樣品絕大多數為油酸＞70%的低芥酸材料，低油酸、髙芥酸材料較少，說明高油酸育種取得了長足的進步；但是高油酸材料當中也有極少量芥酸含量較高（＞5%），其中的髙芥酸材料（＞ 10%）絕大部分油酸含量較低（＜60%）。另外，亞麻酸含量為0.30% ～18.76%，其中油酸含量＞70%的材料中亞麻酸為0.30%～15.22%，平均值4.84%，為選育高油酸、低亞麻酸品種奠定了基礎。

表1 不同油酸含量范圍的樣本脂肪酸含量（%）情況Table 1 Fatty acid contents in different oleic acid content ranges

2.2 脂肪酸成分間相關性分析

由表2和圖1～6可知，油酸與亞油酸、亞麻酸、花生烯酸、芥酸、軟脂酸和硬脂酸含量的相關性，相關系數分別為 -0.8326**、-0.6945**、-0.4547**、-0.5916**、-0.3388**、0.0351**，即除與硬脂酸為極顯著的直線正相關外，與其它脂肪酸均呈極顯著直線負相關。

亞油酸與亞麻酸、花生烯酸、芥酸、軟脂酸和硬脂酸含量的相關系數分別為0.5248**、0.0776**、0.0937**、0.3335**、0.0147，即除與硬脂酸為不顯著的直線正相關外，與其它脂肪酸均呈極顯著直線正相關。

亞麻酸與花生烯酸、芥酸、軟脂酸和硬脂酸含量的相關系數分別為0.0373**、0.3560**、0.2632**、-0.2685**，即除與硬脂酸為極顯著的直線負相關外，與其它脂肪酸均呈極顯著直線正相關。

花生烯酸與芥酸、軟脂酸和硬脂酸含量的相關系數分別為0.6732**、-0.0975**、0.0201，與芥酸為極顯著的直線正相關，與軟脂酸為極顯著直線負相關，與硬脂酸為不顯著的直線正相關。

芥酸與軟脂酸和硬脂酸含量的相關系數分別為0.0037、-0.1480**，與軟脂酸為不顯著直線正相關，與硬脂酸為極顯著的直線負相關。

軟脂酸與硬脂酸含量的相關系數為-0.1304**，呈極顯著的直線負相關。

表2 油菜7種主要脂肪酸的相關系數Table 2 Correlation coefficients of seven main fatty acids in rapeseed

圖1 油酸與亞油酸含量相關性Fig.1 Correlation between oleic acid and linoleic acid contents

圖2 油酸與亞麻酸含量相關性Fig.2 Correlation between oleic acid and linolenic acid contents

圖3 油酸與花生烯酸含量相關性Fig.3 Correlation between oleic acid and arachidonic acid contents

圖4 油酸與芥酸含量相關性Fig.4 Correlation between oleic acid and erucic acid contents

圖5 油酸與軟脂酸含量相關性Fig.5 Correlation between oleic acid and palm itic acid contents

圖6 油酸與硬脂酸含量相關性Fig.6 Correlation between oleic acid and stearic acid contents

3 結論與討論

研究發現，人體對雙低菜籽油的消化吸收率可以達到99%，而且菜籽油對于膽功能是有利的，當人體的肝臟處于病理狀態時，它也能夠被人體正常代謝。世界衛生組織提出，如果亞麻酸和亞油酸這兩組人體必需脂肪酸的比例達到1∶4時人體的機能最為高效，人體就不容易被外界疾病侵入［21］，而我國居民現階段食品結構中這兩種脂肪酸的比例是1∶33，亞油酸的比例太高，而亞麻酸嚴重不足［22，24～25］。但是由于亞麻酸在分子結構上具有 3個不飽和建，因而易于氧化，使油脂變劣［26］，所以對于食用型油菜在選種育種方面亞油酸與亞麻酸的含量要恰當。

為了選育出各脂肪酸比例及相對含量更加合理的油菜品種，本研究分析了不同油酸含量下7種主要脂肪酸含量間的相關性。油酸除與硬脂酸外的其它脂肪酸基本上呈極顯著負相關；除亞麻酸與硬脂酸、芥酸與硬脂酸、花生烯酸與軟脂酸、硬脂酸與軟脂酸兩兩呈極顯著負相關外，其它均呈極顯著正相關。

另外，對所有樣品材料分析得到278個油酸含量＞70%、亞麻酸含量＜3%、亞麻酸/亞油酸比例大于1∶4的材料，為選育特色油菜品種奠定了基礎。