板栗種仁脂肪含量及其脂肪酸組成

梁麗松，李如華，王貴禧，張柏林*

(1.中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所，國家林業(yè)局林木培育實驗室，北京 100091；2.北京林業(yè)大學生物科學與技術學院，北京 100083；3.中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所，北京 100091)

板栗(Castanea mollissima Blume)是中國最主要的經濟林樹種之一，栽培范圍廣、品種多、產量大。板栗種仁中含有大量淀粉，其淀粉含量約占種仁干質量的50%～60%，脂質成分含量很低，約占干質量的1%左右[1]。已有研究主要集中在板栗營養(yǎng)品質和加工工藝方面[2-5]，近年來人們開始關注板栗淀粉的特性，并逐步在板栗淀粉特性方面開展了研究工作，主要包括淀粉粒的形態(tài)結構、淀粉糊化特性、淀粉級分構成等，另外對板栗粉的糊化特性也進行了初步研究[6-10]。研究發(fā)現(xiàn)[11-12]，雖然板栗中的脂質含量很低，但脂質的存在對板栗淀粉的理化特性有一定影響，對板栗粉的理化性質也有影響。目前有關板栗脂質成分的研究還未見報道。

本研究以我國不同產區(qū)的24個主栽品種板栗為試材，利用索氏提取裝置提取板栗種仁中的脂質，通過氣相色譜分析其中的脂肪酸組分，比較不同品種間的粗脂肪含量及脂肪酸組成差異，分析我國板栗種仁脂質成分含量及脂肪酸組成特性，旨在為板栗生產中種仁的精深加工利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

參照《中國果樹志·板栗：榛子卷》對中國板栗品種群的劃分[13]，從中國板栗主要分布區(qū)選取以下3個品種群9個產區(qū)24個主栽品種板栗為試材，見表1，各品種板栗于正常成熟后采收運至北京，裝入保鮮袋中于0℃冷藏備用。

表1 品種編號Table 1 List of Chinese chestnut varieties

1.1.2 試劑

乙醚(分析純) 北京化學試劑廠；乙醚、甲醇、正己烷(均為色譜級) 德國Meker公司。

1.2 儀器與設備

7890型氣相色譜儀(連接TL9900色譜工作站進行數(shù)據(jù)分析) 美國安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 脂肪含量測定[14]

采用索氏提取法。取20粒健康板栗脫去內外種皮，將種仁粉碎、烘干。稱取粉碎烘干的種仁用濾紙包好置于索氏提取器中，加入乙醚提取8h。按下面公式計算脂肪含量(以干質量計)。

1.3.2 脂肪酸組成測定[14]

采用氣相色譜法。將1.3.1節(jié)提取出來脂肪用乙醚溶解，加入適量40% KOH-甲醇溶液，使脂肪酸甲酯化；之后加入適量蒸餾水使溶液分層，取上層有機相進樣測定。

色譜條件： H P - F F A P 彈性石英毛細管柱(30m×0.25mm，0.25μm)；FID檢測器；進樣口溫度250℃；檢測器溫度230℃；色譜柱采用程序升溫：100℃保持1min ，再以4℃/min升溫至200℃保持80min。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 11.0軟件，進行差異顯著性分析和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 板栗種仁粗脂肪含量

表2 板栗種仁粗脂肪含量及脂肪酸組成比例Table 2 Fat content and fatty acid composition of Chinese chestnut kernels

圖 1 粗脂肪含量分布Fig.1 Crude fat content distruction

圖 2 不同品種群板栗種仁中粗脂肪含量Fig.2 Crude fat content of three cultivar groups

由表2可知，板栗種仁中脂肪含量在1.15～4.48g/100g范圍，因品種不同而存在差異。圖1可知，在24個受試品種中，19個品種板栗種仁粗脂肪含量集中分布在1.5～3.0g/100g之間，占受試品種總數(shù)的79.2%；粗脂肪含量低于1.5g/100g(‘二新早’、‘建選3號’)和高于3g/100g(‘燕昌’、‘燕魁’、‘南蒲魁栗’)的分別有2個品種和3個品種。由圖2可知，板栗種仁粗脂肪含量的平均水平為2.49g/100g，各品種群之間差異不顯著。

2.2 板栗種仁中的脂肪酸組成

2.2.1 種仁中的脂肪酸組成比例

在板栗種仁中，主要包含了從C14～C20碳鏈長度的飽和脂肪酸(SFA)和不飽和脂肪酸(UFA)。由表3、4可見，C16和C18是板栗種仁中最主要的兩類脂肪酸，它們在種仁脂肪酸中所占比例分別在7.35%～25.81%和64.51%～91.83%范圍內，C16/C18比值在0.08～0.37之間。其他脂肪酸還包括C14：0、C20：0和C20：4，但均僅占很小比例。C16脂肪酸中包含有C16：0和C16：12種，其中前者所占比例遠遠高于后者，因此，C16脂肪酸中以飽和態(tài)的C16：0為主。C18脂肪酸中包含了C18：0、C18：1、C18：2、C18：3四種脂肪酸，在受試的24個品種板栗中除燕魁外，其余23個品種板栗種仁中均以不飽和態(tài)的C18：1、C18：2、C18：3脂肪酸為主，尤以C18：1、C18：2所占比例更大?！嗫謇跖c眾不同，它主要以飽和態(tài)的C18：0脂肪酸為主，其所占比例遠遠高于其他品種，但其不飽和脂肪酸C18：3所占比例也遠遠高于其他品種。不同品種板栗種仁中包含的脂肪酸種類基本一致，但各類脂肪酸組成比例在品種之間存在一定差異。

表3 不同品種板栗種仁脂肪酸組成成分Table 3 Fatty acid composition of Chinese chestnut kernels%

表4 不同品種板栗種仁脂肪酸組成Table 4 Relative contents of fatty acids in Chinese chestnut kernels

圖 3 不同品種群板栗種仁中不同種類脂肪酸含量Fig.3 Contents of different fatty acids with different carbon chain lengths in three cultivar groups

圖 4 不同品種群板栗種仁中C16、C18脂肪酸含量Fig.4 Contents of C16 and C18 in three cultivar groups

由圖3、4可見，不同品種群之間在脂肪酸組成成分的比例分配上存在差異。按照北方品種群、中間類型品種群和南方品種群的順序：C16：1、C18：0、C18：3所占比例依次降低，且北方品種群板栗顯著高于其他品種群；C18：1、C18：2依次升高，品種群之間沒有顯著差異；C16所占比例和其他脂肪酸所占比例依次降低，C18脂肪酸所占比例依次升高，但均沒有在品種群間表現(xiàn)出顯著差異。C16：0及C16/C18比值在品種群間沒有顯著差異，見圖5。以上可見，板栗種仁脂肪酸組成成分所占比例的差異主要來自于品種。

圖 5 板栗種仁中C16/C18、飽和脂肪酸/不飽和脂肪酸比例Fig.5 C16/C18 ratio and SFA/UFA ratio in three cultivar groups

2.2.2 種仁中的脂肪酸組成比例分布情況

板栗種仁中包含的兩種主要脂肪酸形式C16和C18在脂肪酸總量中所占比例的分布如圖6所示。14個品種板栗種仁中C16脂肪酸所占比例在15%～20%之間，占受試品種總數(shù)的58.3%，5個品種板栗種仁中C16脂肪酸所占比例在10%～15%之間，占受試品種總數(shù)的20.8%，另有3個品種在20%～25%之間，占受試品種總數(shù)的12.5%。由此可見，板栗種仁中C16脂肪酸所占比例主要集中在10%～25%之間。就C18脂肪酸而言，有11個品種板栗種仁中C18脂肪酸所占比例在80%～85%之間，占受試品種總數(shù)的45.8%，其次有7個品種板栗種仁中C18脂肪酸所占比例在75%～80%之間，占受試品種總數(shù)的29.2%?？梢姲謇醴N仁中C18脂肪酸所占比例主要集中在75%～85%的范圍內。板栗種仁中其他脂肪酸所占比例很小，在1.5%以下的有18個品種，占受試品種總數(shù)的75%。

圖 6 C16(a)、C18(b)和其他脂肪酸(c)的分布情況Fig.6 Distribution of C16 (a), C18 (b) and other fatty acids (c)

2.3 板栗種仁中的飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸組成比例分布情況

板栗種仁中含有飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，二者在種仁中所占比例與品種密切相關(表2)。除‘燕魁’品種外，其他品種板栗種仁中飽和脂肪酸所占比例均在9.64%～29.22%之間，不飽和脂肪酸所占比例在70.78%～90.36%之間。可見，絕大部分板栗種仁中不飽和脂肪酸所占比例遠遠高于飽和脂肪酸所占比例，飽和脂肪酸/不飽和脂肪酸分配比例在0.11～0.41之間。從圖7可見，板栗種仁中飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的組成比例分布情況：在24個受試品種中，有14個品種板栗種仁中不飽和脂肪酸所占比例在80%～85%之間，占受試樣品總數(shù)的58.3%；另有4個品種板栗種仁中不飽和脂肪酸所占比例在75%～80%之間，占受試樣品總數(shù)的16.7%。由此可見，板栗種仁中不飽和脂肪酸所占比例集中分布在75%～85%之間，飽和脂肪酸比例在15%～25%之間?！嗫謇醴N仁中飽和脂肪酸所占比例(19.17%)遠遠高于不飽和脂肪酸所占比例(80.83%)，與其他品種正好相反。

圖 7 飽和/不飽和脂肪酸分布情況Fig.7 Distribution of SFA/UFA ratio

由圖8可見，種仁中的不飽和脂肪酸所占比例按照北方品種群、中間類型品種群和南方品種群的順序依次遞增，分別為69.32%、80.70%和82.60%，飽和脂肪酸所占比例正好相反。北方品種群的不飽和脂肪和不飽和脂肪酸所占比例明顯低于其他兩個品種群，這主要由‘燕魁’板栗飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸所占比例正好與其他品種相反所致。在去除‘燕魁’后的統(tǒng)計分析中可以發(fā)現(xiàn)，其余北方品種群板栗的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸所占比例分別為(20.65±5.32)%和(79.35±5.32)%，與其他品種群沒有顯著差異。SFA/UFA比例則按照北方品種群、中間類型品種群和南方品種群的順序依次降低，即使去除‘燕魁’品種板栗后亦為如此趨勢，3個品種群之間沒有顯著差異(圖8)。由此可見，板栗種仁中的脂肪酸組成比例沒有明顯的地域性。

圖 8 板栗種仁中飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸含量Fig.8 Contents of SA and UA in different Chinese chestnut varieties

3 結論與討論

板栗種仁中的脂質含量較低，大多數(shù)品種的粗脂肪含量分布在1.5～3g/100g之間。板栗種仁中含有飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸這2類脂肪酸，在本研究試材中，除‘燕魁’品種外，其他品種板栗種仁中的不飽和脂肪酸所占比例遠遠高于飽和脂肪酸所占比例，飽和脂肪酸/不飽和脂肪酸的分配比例在0.11～0.41之間，而‘燕魁’品種剛好相反，其飽和脂肪酸所占比例遠遠高于不飽和脂肪酸所占比例。

板栗種仁中所含的脂肪酸的碳鏈長度主要為C14～C20，其中C16和C18是最主要的2類脂肪酸，且對于大多數(shù)品種而言，C16脂肪酸中以飽和態(tài)的C16：0為主，C18脂肪酸中以不飽和態(tài)的C18：1、C18：2為主；而‘燕魁’品種的C18脂肪酸是以飽和態(tài)的C18：0和不飽和態(tài)的C18：3為主，二者所占比例高于其他品種。板栗種仁中的脂質含量以及脂肪酸組成比例在不同品種間存在差異，而在品種群之間差異較小。可見，這種脂質含量及脂肪酸組成特性是與品種密切相關的。

脂質雖然不是板栗種仁的主要組成成分，但它的存在對板栗粉及板栗淀粉的理化性質有一定影響，其中脂質含量以及其中包含的脂肪酸組成成分對板栗粉及板栗淀粉膨脹特性和糊化特性等都有比較明顯的影響[11,24]。其他研究也證明，在有脂質存在的淀粉物料中，脂質會不同程度地與淀粉結合進而形成淀粉-脂質復合物，使得淀粉的膨脹特性、糊化特性、膠凝特性等發(fā)生改變，加入脂肪酸或脫脂處理均可以改變淀粉物料的糊化特征參數(shù)，進而對加工工藝產生影響[15-23]。

本實驗通過對不同品種板栗種仁中的脂質含量及其脂肪酸組成的細致研究，找出了板栗種仁中脂質含量及脂肪酸組成的分布規(guī)律，為以板栗粉和板栗淀粉為原料的精深加工提供了重要的理論依據(jù)。

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