西藏核桃引種到內地后堅果品質變化研究

黃瑞敏，潘 剛，周 曄，王 滑，裴 東

(1.林木遺傳育種國家級重點實驗室，國家林業和草原局林木培育重點實驗室，中國林業科學研究院 林業研究所，北京 100091； 2.西藏大學農牧學院 高原生態研究所，西藏 林芝 860000； 3.華中農業大學 園藝林學學院，武漢 430070)

核桃(Juglansregia)是一種綜合利用價值很高的木本糧油樹種，其堅果含有豐富的不飽和脂肪酸、蛋白質、纖維素、多酚等多種生物活性物質，被認為是一種天然營養保健食品[1-2]。核桃仁脂肪含量在50%～65%，其中含有大量的不飽和脂肪酸，如亞油酸、油酸、亞麻酸等[3]，具有降低總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量，預防心血管疾病作用[4]，其較低的ω-6/ω-3被認為是核桃油功效的重要原因[5]。

西藏是青藏高原的主體部分，具有復雜的氣候和地貌。在西藏南部，喜馬拉雅山南麓、雅魯藏布江沿岸，分布著核桃和泡核桃(Juglanssigillata)，其中在海拔2 700 m以下溫暖濕潤的亞熱帶氣候區主要分布著泡核桃，而在海拔2 800～3 900 m，在可灌溉的農田或“四旁”栽植核桃[6]。西藏因其特殊的生境和原始的種植方式，至今仍保存著一些特異的核桃農家類型，特別是在海拔3 200 m以下溫暖半濕潤氣候區，核桃生長結實良好，少有病蟲發生，近千年大樹仍可大量結實，被譽為西藏圣果[7-8]。

目前研究發現，西藏核桃含油率高，口感好，具有較高的推廣價值[9-10]，如果將其引入內地低海拔地區，其堅果品質是否發生變化尚不清楚。因此，2005年我們以豐產性、堅果表型性狀為主要依據，采用枝接方法將127株西藏核桃引種至河南洛陽。本研究中分析西藏核桃引種前后的堅果表型以及油脂品質，旨在認識西藏核桃引種到內地的堅果品質表現，為深入開發利用西藏核桃資源提供理論和方法依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗點概況

河南省洛陽市洛寧縣東宋鎮小宋村。地理位置111°E，34°N，海拔300 m；試驗地地勢平坦，土層深厚，土壤為中性棕壤，pH 6；年平均溫度13.7℃，夏季(6—8月)平均氣溫21.9℃，生長期216 d。

1.1.2 原料、試劑及儀器

2005年，由海拔2 900～3 200 m西藏山南加查和林芝朗縣的河谷灘地選取核桃優良單株，其中加查4棵、朗縣5棵，采用枝接的方法引種至河南洛陽，砧木為核桃實生苗。2017年，對9棵西藏核桃以及9棵引種至河南的西藏核桃進行堅果品質測定，同時以3棵相同立地條件下的河南主栽品種‘清香’[11]核桃作為對照。每棵樹隨機抽取30個正常成熟的堅果進行測定。

所用化學試劑均為分析純，天津天力化學試劑有限公司；脂肪酸甲酯標準品，美國Sigma公司。

GC-2014C氣相色譜儀，日本島津公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 堅果性狀測定

采用精度0.01 mm游標卡尺測量30個堅果的縱徑、橫徑、側徑和殼厚，精度1 mg電子天平測定堅果質量和核仁質量，取平均值。

果形指數=縱徑/橫徑；出仁率=核仁質量/堅果質量×100%。

1.2.2 脂肪含量測定

將核桃敲碎取仁，參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》，采用索氏抽提法測定脂肪含量。

1.2.3 脂肪酸組成及相對含量測定

按GB/T 17376—2008《動植物油脂 脂肪酸甲酯制備》、GB/T 17377—2008《動植物油脂 脂肪酸甲酯的氣相色譜分析》對提取的核桃油進行脂肪酸組成及相對含量測定。

氣相色譜條件：HP-INNOWAX毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；程序升溫，初始溫度130℃，保持2 min，以4℃/min升至250℃，保持5 min；進樣口溫度220℃；進樣量1 μL；載氣為高純氦氣(純度≥99.999%)，流速1 mL/min。

ω-6/ω-3=亞油酸(ω-6脂肪酸)含量/亞麻酸(ω-3脂肪酸)含量。

1.2.4 數據分析

所測數據以平均值作為最終值，所有數據和作圖用Excel 2007和SPSS 19.0軟件分析處理。利用R3.44軟件，采用Princomp過程對脂肪酸數據進行主成分分析(PCA)，ggbiplot繪制PCA圖。

2 結果與分析

2.1 西藏核桃的堅果表型、油脂品質及變異

所選西藏核桃優良單株在西藏的堅果表型、油脂品質及變異分析結果分別見表1和表2。

由表1可知，西藏核桃核仁的脂肪含量在61.70%～66.90%之間，平均值為65.02%，達到《核桃堅果質量等級》(GB/T 20398—2006)中的特級標準(脂肪含量≥65%)。脂肪酸含量分別為棕櫚酸3.84%～5.87%、硬脂酸1.82%～3.15%、油酸17.61%～31.80%、亞油酸49.56%～61.24%、亞麻酸9.63%～16.83%、花生酸0.10%～0.21%、花生油酸0.12%～0.22%。以不飽和脂肪酸為主，含量在90.82%～93.69%之間，而且主要是多不飽和脂肪酸，含量在60.31%～73.54%。西藏核桃的ω-6/ω-3 在2.95～5.34之間，平均值為4.54。

20個指標中，殼厚、單果重、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞麻酸、花生酸、花生油酸、飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、ω-6/ω-3這11個指標均存在一定的變異，其中殼厚、單果重、硬脂酸、油酸、亞麻酸、花生酸、花生油酸、飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、ω-6/ω-3這10個指標的變異幅度較大，變異系數大于15%，棕櫚酸的變異系數大于10%。因此，上述性狀可作為西藏核桃引種篩選時重點關注的性狀。而縱徑、橫徑、側徑、果形指數、出仁率、脂肪含量、亞油酸含量、多不飽和脂肪酸含量、不飽和脂肪酸含量這9個指標的變異系數較小，是西藏核桃比較穩定的性狀。

表1 西藏核桃優良單株的堅果表型、油脂品質

表2 西藏核桃優良單株的堅果表型及油脂品質變異%

項目變異系數項目變異系數縱徑5.05油酸含量18.21橫徑8.81亞油酸含量6.99側徑7.49亞麻酸含量19.79果形指數6.19花生酸含量26.67殼厚32.02花生油酸含量17.65單果重17.33飽和脂肪酸含量23.33出仁率9.33單不飽和脂肪酸含量18.52脂肪含量2.88多飽和脂肪酸含量6.14棕櫚酸含量12.11不飽和脂肪酸含量0.94硬脂酸含量17.80ω-6/ω-317.85

2.2 引種前后堅果表型性狀變化(見表3)

由表3可知，西藏核桃引種至河南后其堅果縱徑、橫徑、側徑和果形指數并未發生顯著性變化，平均值分別為4.06、3.67、3.73 cm，堅果大小與河南當地的‘清香’核桃相近。西藏核桃的殼厚大于‘清香’核桃，引種后殼厚略有減小但與引種前相比未達到顯著性差異。西藏核桃引種后單果重并未發生顯著性變化，其平均值為16.32 g，與河南‘清香’核桃相近，達到《核桃堅果質量等級》(GB/T 20398—2006)中的特級標準(平均果重≥12.0 g)。引種后的西藏核桃出仁率顯著升高，由西藏的42.56%升高到47.92%，但是仍低于河南‘清香’核桃(54.35%)。

表3 引種前后西藏核桃的堅果表型性狀變化

2.3 引種對西藏核桃脂肪酸組成的影響

2.3.1 引種后西藏核桃脂肪和脂肪酸組成的變化

對9份西藏核桃、9份引種至河南的西藏核桃以及3份河南當地的‘清香’核桃樣品的脂肪、脂肪酸進行差異分析，結果見表4。

表4 引種前后西藏核桃脂肪和脂肪酸含量變化

由表4可知，西藏核桃引種至河南后，核仁的脂肪含量并未發生顯著性變化，引種前后脂肪含量都在65%左右。但是脂肪酸組成發生顯著變化，引種后的西藏核桃油酸含量顯著降低，由西藏的24.99%下降到15.69%，與河南‘清香’核桃(16.36%)相似；而亞油酸含量則顯著升高，由西藏的54.83%升高到63.84%，與河南‘清香’核桃(63.77%)近似。引種后飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、ω-6/ω-3顯著增加，分別增加了2.18個百分點、7.11個百分點、1.75，而單不飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸顯著降低，分別減少了9.28、2.18個百分點。

2.3.2 脂肪酸組成的相關性分析

對9份西藏核桃、9份引種至河南的西藏核桃以及3份河南當地的‘清香’核桃樣品的脂肪酸組成進行相關性分析，結果見表5。

表5 脂肪酸組成相關性

由表5可知：7種脂肪酸之間，亞油酸與棕櫚酸、亞油酸與硬脂酸之間呈極顯著正相關，相關系數分別為0.558和0.725；油酸與棕櫚酸、油酸與硬脂酸、油酸與亞油酸、花生酸與花生油酸之間呈極顯著負相關，相關系數分別為-0.668、-0.677、-0.924、-0.637；硬脂酸與棕櫚酸之間呈顯著正相關，相關系數為0.537，亞麻酸與硬脂酸、亞麻酸與亞油酸之間呈顯著負相關，相關系數分別為-0.507、-0.437；其他成分之間的相關系數都未到達顯著性水平。

2.3.3 脂肪酸組成的主成分分析

對9份西藏核桃、9份引種至河南的西藏核桃以及3份河南‘清香’核桃樣品的脂肪酸組成進行主成分分析，結果見表6和圖1。

表6 脂肪酸的主成分分析

圖1 引種前后西藏核桃及河南‘清香’核桃基于脂肪酸

組成的主成分分析

由表6可知，提取的2個主成分特征值大于1，累積方差貢獻率為71.480%。第1主成分的貢獻率較高，為52.852%，其中亞油酸和硬脂酸有較高的正載荷，油酸有較高的負載荷，因此第1主成分主要反映核桃的硬脂酸、油酸和亞油酸含量；第2主成分的貢獻率為18.628%，其中花生油酸和亞麻酸有較高的正載荷，因此第2主成分主要反映核桃的花生油酸和亞麻酸含量。如圖1所示，河南引種的西藏核桃都在圖的右側，第1主成分的值都為正數，而西藏原產地的核桃都在圖的左側，第1主成分的值都為負數。河南引種的西藏核桃與西藏原產地的核桃相距較遠，而與河南當地的‘清香’核桃相距較近，說明生長環境是影響西藏核桃品質的重要因素。

2.4 討 論

核桃是西藏主要栽培果樹之一，長期以來都是藏族人民的主要干果和食用油料果樹[9]。從本研究結果可以看出，所選西藏核桃優良單株在西藏的脂肪含量在61.70%～66.90%之間，平均值為65.02%，變異系數小(2.88%)，與目前我國推廣的核桃優良品種中產油性能較好的品種相當[12]。西藏核桃引種至河南后堅果縱徑、橫徑、側徑和果形指數并未發生顯著性變化，說明這些堅果性狀比較穩定，受環境影響較小。引種后的出仁率顯著升高，說明河南的栽培環境更適宜核桃的胚發育。

ω-6/ω-3是衡量脂肪酸平衡的重要指標，世界衛生組織和聯合國糧農組織建議ω-6/ω-3為5～10[13]，中國營養學《膳食營養素參考攝入量》建議ω-6/ω-3為4～6[14]。國內利用ω-6/ω-3評價核桃脂肪酸的報道較少，潘學軍等[15]研究表明貴州核桃仁脂肪酸ω-6/ω-3為9.67。王滑等[16]對西藏不同居群核桃核仁中脂肪酸組成進行分析，發現西藏核桃ω-6/ω-3較小，80%集中在4.0～6.0之間。本研究中西藏核桃原產地的ω-6/ω-3在2.95～5.34之間，平均值為4.54，引種后的西藏核桃ω-6/ω-3增大，平均值為6.29，仍較為合理，有利于人體吸收。

國內外有關核桃脂肪酸組成的研究報道較多，不同地區、不同品種間核桃的脂肪酸組成有差異，脂肪酸組分含量可能受環境、基因類型等因素的影響[17]，但脂肪酸的種類和含量高低順序基本一致[18-19]。劉偉銘[20]對西藏核桃脂肪酸組成進行測定，發現其亞油酸含量在44%～56%之間，比東北核桃(67.68%)低10～20個百分點，與本研究結果相一致。王金星等[21]對西藏不同核桃實生農家類型以及天然居群研究發現，西藏核桃的差異可能由于不同地區核桃生長環境以及其本身基因的遺傳變異共同作用的結果。本研究發現，西藏核桃引種河南后，脂肪酸組成變得與河南生長的‘清香’核桃相近，反映出核桃生長環境對核桃脂肪酸組成有顯著性影響，這可能來源于西藏與河南兩地不同的光照、溫度、濕度、土壤條件等因素對脂肪酸組成的影響。

3 結 論

西藏核桃為我國特有的種質資源，亟需加以保護、研究、開發和利用。所選西藏核桃優良單株在西藏的脂肪含量平均值為65.02%，以不飽和脂肪酸為主要脂肪酸，其中亞油酸占54.83%，油酸占24.99%，亞麻酸占12.38%。西藏特殊的環境對西藏核桃脂肪酸組成有一定影響，引種河南后西藏核桃的油酸含量下降，亞油酸含量升高。研究結果為認識西藏核桃堅果品質的形成以及深入開發利用西藏核桃資源提供了理論依據。