重陽(yáng)木果實(shí)性狀及其脂肪酸組成分析

王冬梅，劉京晶，陳見陽(yáng)，張愛蓮，張新鳳，童再康，盧泳全*

（1. 浙江農(nóng)林大學(xué) 亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，浙江 臨安 311300；2. 浙江省天臺(tái)縣華頂林場(chǎng)，浙江 天臺(tái) 317200）

重陽(yáng)木果實(shí)性狀及其脂肪酸組成分析

王冬梅1，劉京晶1，陳見陽(yáng)2，張愛蓮1，張新鳳1，童再康1，盧泳全1*

（1. 浙江農(nóng)林大學(xué) 亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，浙江 臨安 311300；2. 浙江省天臺(tái)縣華頂林場(chǎng)，浙江 天臺(tái) 317200）

選取天然群體中3株重陽(yáng)木優(yōu)良單株，測(cè)量不同單株果實(shí)的形態(tài)性狀，并采用超聲波法提取重陽(yáng)木果實(shí)中的粗脂肪，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）檢測(cè)脂肪酸組成及含量。結(jié)果表明：不同單株之間果實(shí)的大小和百粒重存在顯著差異，CY2號(hào)重陽(yáng)木果實(shí)百粒重最大，為30.952 7g；果實(shí)油得油率也以CY2號(hào)重陽(yáng)木最高，為14.24%；相關(guān)性分析表明重陽(yáng)木果實(shí)的得油率與果實(shí)大小和百粒重呈極顯著正相關(guān)，因此可以把果實(shí)大小作為選擇含油量高的良種的一個(gè)指標(biāo)；GC-MS分析發(fā)現(xiàn)3個(gè)重陽(yáng)木單株的脂肪酸成分相同，分別為棕櫚酸、亞油酸、α-亞麻酸和硬脂酸4種，亞油酸含量最高，不飽和脂肪酸約占90%。

重陽(yáng)木；果實(shí)；超聲波法；GC-MS；脂肪酸

重陽(yáng)木（Bischofia polycarpa），別名烏楊、楓樣、赤木、大果重陽(yáng)木、紅桐等[1～2]，是大戟科重陽(yáng)木屬的落葉喬木，樹體高大雄偉，最高可達(dá)15 m，樹姿優(yōu)美。重陽(yáng)木為中國(guó)原產(chǎn)樹種，產(chǎn)于秦嶺、淮河以南至廣東、廣西北部[3]，在長(zhǎng)江中下游地區(qū)常見栽培[4]。重陽(yáng)木的樹冠整齊，其葉早春亮綠鮮嫩，入秋則變?yōu)榧t色，常作為行道樹[5]。重陽(yáng)木具有生長(zhǎng)速度快、對(duì)土壤的酸堿性要求不高，耐水濕、根系發(fā)達(dá)、適應(yīng)能力強(qiáng)、抗風(fēng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此也可以作為水源林、護(hù)岸林和防風(fēng)樹種[6]。重陽(yáng)木木材紅色，堅(jiān)硬，質(zhì)地良好，也是良好的建筑用材。重陽(yáng)木的根、樹皮及枝葉可供藥用，具有消腫、止痛等藥效；重陽(yáng)木制劑對(duì)胃潰瘍有明顯的療效[6]；重陽(yáng)木中還含有對(duì)白血病細(xì)胞P388具有較強(qiáng)抑制作用的白樺脂酸[7]。此外，由于重陽(yáng)木材質(zhì)與紫檀相似，在日本常用來(lái)做三弦[8]?？傊?，重陽(yáng)木是一種生態(tài)、綠化、多用途的優(yōu)良樹種。

重陽(yáng)木果可釀酒，果實(shí)含油量約 30%，可做為工業(yè)用油或食用油[9]。然而尚未見到有關(guān)重陽(yáng)木果實(shí)利用的研究報(bào)道。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)重陽(yáng)木的研究主要集中在栽培引種[3]、揮發(fā)油成分分析[10]及病蟲害生物防治技術(shù)[11]等方面。但是由于目前各地種植的重陽(yáng)木種質(zhì)資源幾乎都是來(lái)自沒經(jīng)過(guò)改良的野生或半野生的種質(zhì)資源，在生產(chǎn)上缺乏優(yōu)良品種，使得重陽(yáng)木的品種還比較單一[12]。對(duì)現(xiàn)有的重陽(yáng)木種植資源進(jìn)行篩選和評(píng)價(jià)是優(yōu)良品種篩選的基礎(chǔ)。因此，本試驗(yàn)對(duì)重陽(yáng)木不同單株果實(shí)大小、百粒重、含油率和脂肪酸組成進(jìn)行了分析，研究了重陽(yáng)木脂肪酸產(chǎn)量與果實(shí)性狀之間的關(guān)系，為重陽(yáng)木良種選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選擇浙江農(nóng)林大學(xué)平山苗圃天然群體中生長(zhǎng)良好、干形通直、果實(shí)飽滿的3個(gè)單株作為供試材料，對(duì)其進(jìn)行連續(xù)編號(hào)為CY1，CY2和CY3。

1.2 試劑與儀器

主要試劑有甲醇、氫氧化鈉、無(wú)水硫酸鈉、無(wú)水乙醚、正己烷均為分析純，主要儀器有旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，GC/MS聯(lián)用儀。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 果實(shí)大小測(cè)定 分單株采集適熟而完整的果實(shí)，混勻并隨機(jī)挑選30粒，用游標(biāo)卡尺逐粒測(cè)定種孔方向縱軸長(zhǎng)度，記為果實(shí)直徑。精度均為0.01 mm。

1.3.2 果實(shí)百粒重測(cè)定 按每個(gè)單株隨機(jī)取100粒新鮮果實(shí)進(jìn)行稱量果實(shí)百粒重，測(cè)量精度0.001 g，重復(fù)3次。

1.3.3 果實(shí)油提取方法 將采集的果實(shí)低溫烘干至恒重后粉碎。稱取10 g粉碎的果實(shí)，按1：7的料液比加入正己烷作為溶劑，在超聲功率為60 w，溫度25℃條件下超聲萃取1 h，小心倒出溶液，用少量正己烷洗滌殘?jiān)?次，合并正己烷提取液[13]，真空抽濾去掉殘?jiān)詈笥眯D(zhuǎn)蒸發(fā)儀回收正己烷，得重陽(yáng)木果實(shí)油，計(jì)算得油率。

1.3.4 果實(shí)油脂肪酸甲酯化 準(zhǔn)確量取重陽(yáng)木油200 μL于10 mL容量瓶中，再加入1 mL正己烷和乙醚（V：V = 2：1）混合溶液，輕輕振蕩搖勻2 min使油脂完全溶解。再加入0.5 mol/L氫氧化鈉—甲醇溶液1 mL，在室溫下靜置5 ～ 10 min，加蒸餾水定容至10 mL[14]，振蕩搖勻，混勻后在超聲儀下超聲2 min，最后將混合液轉(zhuǎn)置于10 mL離心管中，4 000 r/min離心2 min，取上層溶液脫水處理后進(jìn)行GC-MS分析。

1.3.5 重陽(yáng)木果實(shí)油的GC-MS分析

1.3.5.1 分析條件 氣相色譜條件：色譜柱：TR-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）石英毛細(xì)管柱，溶劑為正己烷，載氣為高純氦氣（99.999%），升溫程序：初始溫度190℃保持5min，升溫速度為3℃/min，終止溫度250℃保持5min，進(jìn)樣口溫度為220℃，進(jìn)樣量1 μL，分流進(jìn)樣，分流比100：1。

質(zhì)譜條件：EI電離源。傳輸線溫度250℃，離子源溫度200℃，掃描范圍40 ～ 600 amu。

1.3.5.2 定性與定量分析 根據(jù)GC-MS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)檢索，并結(jié)合人工圖譜解析，對(duì)重陽(yáng)木油脂肪酸組成進(jìn)行定性分析，并利用色譜峰面積歸一化法確定各成分的相對(duì)百分含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和 SPSS軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)大小及百粒重比較

由表1可以看出，重陽(yáng)木單株果實(shí)的果實(shí)大小存在差異，其中CY3號(hào)材料的果實(shí)變異幅度最大（3.21%）。

表1 重陽(yáng)木果實(shí)大小變異情況Table 1 The variation of fruit size of B. polycarpa

從總體上看，CY2號(hào)單株的果實(shí)和百粒重這二個(gè)性狀的平均值都比 CY1號(hào)和CY3號(hào)大。按上述方法測(cè)得：CY1號(hào)重陽(yáng)木果實(shí)百粒重平均值為20.979 8±2.137 6 g，CY2號(hào)果實(shí)重陽(yáng)木百粒重平均值為30.952 7±0.858 2 g，CY3號(hào)重陽(yáng)木果實(shí)百粒重平均值為18.147 3±2.378 3 g。CY2號(hào)果實(shí)百粒重最重。方差分析表明：CY2號(hào)果實(shí)百粒重與CY1號(hào)和CY3號(hào)之間的百粒重存在差異，多重比較看出，CY2號(hào)單株果實(shí)百粒重與CY1號(hào)和CY3號(hào)單株果實(shí)百粒重差異極顯著，CY1號(hào)和CY3號(hào)單株之間百粒重果實(shí)存在顯著差異。

方差分析（表 2）表明，重陽(yáng)木果實(shí)大小在不同單株之間的差異達(dá)到極顯著水平。多重比較（表3）結(jié)果表明，CY2號(hào)重陽(yáng)木果實(shí)大小與CY1號(hào)和CY3號(hào)相應(yīng)性狀之間差異達(dá)都到極顯著水平，而CY2號(hào)和CY3號(hào)之間的差異不顯著。

表2 重陽(yáng)木果實(shí)大小、百粒重方差分析Table 2 ANOVA on fruit size and 100-grain weight of B. polycarpa

表3 重陽(yáng)木果實(shí)大小、百粒重多重比較Table 3 Multiple comparison of fruit size and 100-grain weight of B. polycarpa

2.2 不同單株果實(shí)得油率比較

實(shí)驗(yàn)表明，3個(gè)重陽(yáng)木供試材料的果實(shí)得油率分別為8.23%、14.24%和6.77%，表明 CY2號(hào)重陽(yáng)木的脂肪酸產(chǎn)量性狀優(yōu)于其他2個(gè)供試材料。這一研究結(jié)果表明，天然群體中不同個(gè)體重陽(yáng)木之間果實(shí)含油率存在較大的遺傳變異。因此，針對(duì)天然群體的重陽(yáng)木果實(shí)含油率進(jìn)行選擇是可行的。

2.3 果實(shí)得油率與果實(shí)大小、果實(shí)百粒重的相關(guān)性分析

由表4可以看出，重陽(yáng)木果實(shí)得油率與果實(shí)大小、百粒重呈極顯著正相關(guān)，百粒重與果實(shí)大小也呈極顯著正相關(guān)。果實(shí)越大，百粒重越重，果實(shí)含油量越多，因此，在生產(chǎn)與推廣中可以通過(guò)根據(jù)果實(shí)大小篩選出含油量高的優(yōu)株。

表4 重陽(yáng)木得油率相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis on oil rate from B. polycarpa

2.4 不同單株果實(shí)脂肪酸成分的測(cè)定

按上述提取方法，對(duì)重陽(yáng)木果實(shí)所含脂肪酸的成分進(jìn)行 GC-MS分析后得到其果實(shí)所含脂肪酸甲酯的總離子流圖，如圖1至圖3所示。并采用色譜峰面積歸一化法分別求得各脂肪酸成分在不同單株中的相對(duì)含量，如表5所示。

圖1 CY1號(hào)果實(shí)脂肪酸成分的GC-MS總離子流Figure 1 Total ion current spectrum of fatty acids components from fruit of B. polycarpa No.1

由圖1至圖3可知，通過(guò)GC-MS分析，重陽(yáng)木不同單株果實(shí)脂肪酸成分相同，共鑒定出4種成分，分別為棕櫚酸、亞油酸、α-亞麻酸和硬脂酸。由表5可以看出，重陽(yáng)木不同單株果實(shí)各脂肪酸成分的相對(duì)含量不同?？傮w上重陽(yáng)木果實(shí)脂肪酸成分主要是以不飽和脂肪酸為主，其中α-亞麻酸相對(duì)含量最高，其次是亞油酸，硬脂酸的含量最低。CY1號(hào)果實(shí)不飽和脂肪酸占總脂肪酸的91.15%，CY2號(hào)為89.48%，而CY3號(hào)不飽和脂肪酸含量相對(duì)較低，占總脂肪酸的88.06%。重陽(yáng)木果實(shí)脂肪酸中不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值大致為 9，可以看出重陽(yáng)木果實(shí)脂肪酸中不飽和脂肪酸占優(yōu)勢(shì)。

圖2 CY2號(hào)果實(shí)脂肪酸成分GC-MS總離子流Figure 2 Total ion current spectrum of fatty acids components from fruit of B. polycarpa No.2

圖3 CY3號(hào)果實(shí)脂肪酸成分GC-MS總離子流Figure 3 Total ion current spectrum of fatty acids components from fruit of B. polycarpa No.3

表5 重陽(yáng)木果實(shí)脂肪酸成分鑒定結(jié)果Table 5 Identification of fatty acids components

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)對(duì)天然群體林的3株重陽(yáng)木果實(shí)含油率進(jìn)行了測(cè)定，3個(gè)單株的含油率各不相同，同時(shí)與其他文獻(xiàn)上報(bào)道[9]的也不相同。在中國(guó)林業(yè)出版社出版的《樹木學(xué)》教科書中關(guān)于重陽(yáng)木果實(shí)含油量約 30%，而本研究結(jié)果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這一值。由于不同研究人員采用的方法不同以及選取材料的地理?xiàng)l件、生長(zhǎng)環(huán)境以及群體結(jié)構(gòu)的不同，會(huì)造成所測(cè)得的油含量存在差異。由于教科書中沒有涉及到選材的背景、試驗(yàn)方法等具體信息，因此，兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果之間缺乏可比性。然而本試驗(yàn)3個(gè)重陽(yáng)木供試材料的果實(shí)得油率之間的差異說(shuō)明天然群體中不同個(gè)體重陽(yáng)木之間果實(shí)含油率存在較大的遺傳變異。因此，針對(duì)天然群體的重陽(yáng)木果實(shí)含油率進(jìn)行選擇是可行的。

提取方法也是造成不同研究者測(cè)量結(jié)果不同的一個(gè)主要原因。超聲波是指頻率為2×（104～ 109）Hz聲波。由于超聲設(shè)備普及應(yīng)用, 使超聲波在各領(lǐng)域中應(yīng)用研究迅速展開[15]。近年來(lái)，超聲波在食品加工中廣泛應(yīng)用已引起食品技術(shù)專家的關(guān)注[16]，尤其是在利用超聲波能產(chǎn)生一系列效應(yīng)可用于提高油脂提取率，減少溶劑用量，縮短萃取時(shí)間，縮短浸取時(shí)間，改善油脂品質(zhì)，評(píng)價(jià)油脂穩(wěn)定性等方面[17]，因此，超聲波輔助浸取已廣泛的應(yīng)用于各種油脂的提取。本實(shí)驗(yàn)以正己烷為溶劑，用超聲波法提取重陽(yáng)木果實(shí)脂肪酸，油品較好，呈黃色，無(wú)異味。GC-MS分析脂肪酸成分，得其主要成分有棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸和硬脂酸，其中以亞麻酸含量最高，亞油酸和α-亞麻酸之和占總脂肪酸的90%左右，說(shuō)明重陽(yáng)木果實(shí)的脂肪酸以不飽和脂肪酸為主。戴傳超等對(duì)重陽(yáng)木的新鮮葉和莖表皮的脂肪酸進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)重陽(yáng)木的葉及莖表皮含有6種脂肪酸，分別為豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和α-亞麻酸；同時(shí)新鮮葉中不飽和脂肪酸的含量達(dá)到69.73%，而莖表皮中不飽和脂肪酸占總脂肪酸的61.94%[18]。由此可見，重陽(yáng)木整個(gè)植株都含有大量的不飽和脂肪酸的，對(duì)開發(fā)利用重陽(yáng)木脂肪酸可提供大量的材料。

植物脂肪酸具有多種生理活性，特別是含有多個(gè)雙鍵不飽和脂肪酸，具有降血脂、穩(wěn)定細(xì)胞膜功能、抗心血管病、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育等多種作用，是防治心腦血管疾病的特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[19～20]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，α-亞麻酸和亞油酸是重陽(yáng)木果實(shí)的主要脂肪酸。α-亞麻酸和亞油酸是兩種重要的多不飽和脂肪酸，對(duì)人類很多疾病有預(yù)防和調(diào)節(jié)作用。α-亞麻酸在人體內(nèi)可直接參與分解代謝，其代謝產(chǎn)物有DHA和EPA等多不飽和脂肪酸。DHA和EPA是腦和視網(wǎng)膜等組織細(xì)胞膜的重要成分，它們對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)具有重要的功能，尤其是可以促進(jìn)嬰兒腦細(xì)胞發(fā)育和嬰幼兒腦細(xì)胞生長(zhǎng)等[21]。同時(shí)研究還表明亞油酸對(duì)人體生長(zhǎng)發(fā)育及妊娠，尤其是皮膚和腎的發(fā)育完整性及分娩活動(dòng)有重要的作用。此外，亞油酸還有滋養(yǎng)腦細(xì)胞、調(diào)節(jié)植物神經(jīng)的作用。重陽(yáng)木果實(shí)含有豐富的多不飽和脂肪酸成分，因此具有較高的利用價(jià)值。

選育得油率高的良種是開發(fā)重陽(yáng)木果實(shí)油的基礎(chǔ)。在林木遺傳育種中，選擇是一種非常重要的遺傳改良手段。優(yōu)良單株既可作為高世代育種的遺傳材料，也可作為改良品種和優(yōu)樹繁殖的材料。重陽(yáng)木是我國(guó)常見的行道樹之一，雖然目前已有大面積的栽培。但是栽培過(guò)程中很少見有優(yōu)良單株的篩選，迄今未見針對(duì)果實(shí)的脂肪酸性狀篩選優(yōu)良品種的報(bào)道。本試驗(yàn)對(duì)天然群體中的3株重陽(yáng)木的果實(shí)性狀和脂肪酸產(chǎn)量進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明，現(xiàn)有重陽(yáng)木在天然群體中存在較大變異，可以通過(guò)選擇篩選出優(yōu)良品種或育種材料。通過(guò)重陽(yáng)木果實(shí)含油率與果實(shí)大小和百粒重相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，含油率與果實(shí)大小和百粒重呈極顯著正相關(guān)，因此，在以后的選育中，可以根據(jù)果實(shí)大小選擇含油量高的優(yōu)良單株。

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Analysis on Seed and Fatty Acids Components in Bischofia polycarpa

WANG Dong-mei1，LIU Jing-jing1，CHEN Jian-yang2，ZHANG Ai-lian1，ZHANG Xin-feng1，TONG Zai-kang1，LU Yong-quan1*
（1. The Nurturing Station for the State Key Laboratory of Subtropical Silviculture, Zhejiang A & F University, Lin’an 311300 China; 2. Huading Forest Farm of Zhejiang, Tiantai 317200, China）

∶In order to select high yield and quality resources, 3 plus-trees of Bischofia polycarpa were selected from a hursery in Lin’an, Zhejiang province. Determination was conducted on fruit morphology and crude fat in fruit were extracted using ultrasonic technique. In addition the fatty acids components and content of crude fat were measured using Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). The results demonstrated that fruit size and 100-grain weight had significant differences among 3 trees. Fruit oil rate in CY2 tree was 14.24%, the highest. It found that oil rate was significantly correlated with fruit size or 100-grain weight. GC-MS analysis showed that the fatty acids in different tree fruit were the same, including hexadecanoic acid, linoleic acid, alpha linolenic acid and stearic acid, among them, linoleic acid content was the highest. B. polycarpa fruit contains a lot of unsaturated fatty acids.

∶Bischofia polycarpa; fruit; ultrasonic method; GC-MS; fatty acid

S722.1

A

1001-3776（2013）02-0029-05

2012-10-15；

2012-12-13

浙江省科浙江省科技廳“優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)能源林新品種選育與示范基地建設(shè)”（2008C12018）

王冬梅（1987－），女，重慶潼南人，從事林木遺傳育種研究；*通訊作者。