不同花生品種脂肪酸組成及其積累規(guī)律的研究

遲曉元，郝翠翠，潘麗娟，陳 娜，陳明娜，王 通，王 冕，楊 珍，梁成偉*，禹山林*

(1. 山東省花生研究所，山東 青島 266100； 2. 青島科技大學(xué)生物系，山東 青島 266042)

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不同花生品種脂肪酸組成及其積累規(guī)律的研究

遲曉元1，郝翠翠2，潘麗娟1，陳 娜1，陳明娜1，王 通1，王 冕1，楊 珍1，梁成偉2*，禹山林1*

(1. 山東省花生研究所，山東 青島 266100； 2. 青島科技大學(xué)生物系，山東 青島 266042)

以15個花生品種(系)為研究材料，對其油脂含量和脂肪酸組成進行了比較分析。結(jié)果顯示，所有花生品種(系)種子總油脂含量差異不大，平均為51.34%。主要檢測到油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、山萮酸、花生酸、花生烯酸、二十四烷酸8種脂肪酸，其中油酸含量最高，品系E1高達85.61%，品系E11的油酸含量最低，僅為37.12%。含量僅次于油酸的是亞油酸，含量在1.44%～37.11%之間，其中品系E11的亞油酸含量最高，品系E1含量最低。同時，選取其中4個品種(系)進行種子發(fā)育過程中油脂和脂肪酸含量變化規(guī)律的研究。結(jié)果顯示，在種子發(fā)育過程中油脂含量持續(xù)積累，呈先快后慢趨勢，部分品系在后期油脂含量略有下降。硬脂酸含量逐漸升高，棕櫚酸含量逐漸降低。油酸含量的變化規(guī)律與亞油酸相反，說明油酸含量的增加可能由于生成亞油酸脂肪酸的減少。

花生；種子發(fā)育；脂肪酸；油脂

花生是重要的油料作物，具有較高的經(jīng)濟價值。我國一直是花生生產(chǎn)和出口大國，在我國花生的常年種植面積約為5000khm2左右，其總產(chǎn)量約為15000kt[1]，產(chǎn)量大約是我國其他油料作物總產(chǎn)量的50%，花生油的產(chǎn)量僅次于菜籽油的產(chǎn)量，是植物油的第二大來源[2]。雖然近年來食用油需求量不斷攀升，但油料作物種植面積卻持續(xù)下降。與國內(nèi)其他油料作物相比，花生具有生產(chǎn)規(guī)模大、種植效益高、產(chǎn)油效率高、油脂品質(zhì)好、國際競爭力強、需求空間巨大等優(yōu)點，在保障我國食用植物油供給中具有顯著的優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿3-7]。如何將花生在食用油供給方面的潛力和優(yōu)勢較好地發(fā)揮出來，生產(chǎn)出高品質(zhì)的油用型和食用型花生品種具有重要意義。因此，了解不同花生品種油脂含量和脂肪酸組成十分重要，對花生品種品質(zhì)的改良具有指導(dǎo)作用。

本研究以15個花生品種(系)為材料，對其油脂含量和脂肪酸成分進行了分析，同時，選取其中4個花生品種(系)進行種子發(fā)育過程中油脂和脂肪酸含量變化規(guī)律的研究，為花生產(chǎn)量及品質(zhì)的改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

試驗于山東省花生研究所萊西花生種植試驗基地進行。15個品種(系)為河北高油、E12、E18、E11、魯花12、魯花14、中花5號、E1、花育23、花育19、花育17、E16、花育30、耐寒1號和SPI056。5月初播種，9月中旬收獲。對其中4個花生品種(系)花育19、E18、E11和耐寒1號取下針后不同天數(shù)的莢果，每隔10 d取樣一次。其余11個品種(系)僅在收獲時取樣一次。每個樣品重復(fù)3次。將花生莢果剝掉果殼，保留種子，采用液氮反復(fù)研磨，然后把研碎的種子冷凍干燥，分析其油脂含量與脂肪酸組成。

1.2 試驗方法

1.2.1 花生種子油脂的測定 采用索氏油脂提取法進行[8]。采用的樣品為3 g左右研細(xì)的花生種子粉末，每個樣品重復(fù)3次。

1.2.2 脂肪酸甲脂的制備 將待測的花生種子研磨成粉末，準(zhǔn)確稱取10～15 mg花生種子粉末倒入大EP管，加入體積比為1∶1的苯、石油醚1～2 mL靜置5～10 min。向大EP管中繼續(xù)加入2 mL濃度為0.5 mol/L的甲醇鈉試劑，室溫放置10 min；加入事先配制好的飽和氯化鈉溶液2 mL，離心或放置20 min以上至出現(xiàn)上清，吸取上層液體60μL加入上樣瓶，并用600～700μL石油醚稀釋后進行氣相色譜檢測。

1.2.3 氣相色譜分析 使用Agilent Technologies 6890N氣相色譜儀，色譜柱為FFAP，檢測器為氫火焰離子化檢測器，分流比為20∶1。進樣口溫度250℃，柱溫150～230℃程序升溫，升溫速率為20℃/min，檢測器溫度250℃，自動打火5 min后可進樣。尾吹氣為高純氮氣，流量40 mL/min，氫氣流量45 mL/min，空氣流量450 mL/min，進樣量1μL。使用色譜級正己烷清洗針頭，樣品測定程序為0411-GC，關(guān)機程序84-GC。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 采用面積歸一法計算各種脂肪酸的相對含量(%)，計算公式：

脂肪酸相對含量(%)=Ai/∑Ai×100

每個樣品3個重復(fù)，其中Ai為第i種脂肪酸組分的峰面積，∑Ai為各種脂肪酸組分的總面積。依次進行計算并記錄，利用Microsoft Office Excel 2010作圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同花生品種(系)的油脂和脂肪酸成分含量

對15個花生品種(系)的油脂含量進行分析(附表)，發(fā)現(xiàn)各花生品種(系)的油脂含量差異不大(最大相差8.53%)。其中河北高油的油脂含量最高，為53.97%；品系E12的油脂含量僅低于河北高油0.19%。除此以外，SPI056，花育19和耐寒1號的油脂含量較其他品種(系)低，分別為48.48%，47.97%和45.44%。

對15個品種(系)的8種脂肪酸成分進行分析(附表)，分別是棕櫚酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)、亞油酸(C18∶2)、花生酸(C20∶0)、花生烯酸(C20∶1)、山萮酸(C22∶0)和二十四烷酸(C24∶0)。油酸和亞油酸為花生種子中的主要脂肪酸成分，其中油酸的含量最高。品系E1的油酸含量高達85.61%，品系E11的油酸含量最低，為37.12%。在種子中含量僅次于油酸的是亞油酸，含量在1.44%～37.11%之間，其中品系E11的亞油酸含量最高，品系E1的油酸含量最低。所有品種(附表)的棕櫚酸含量均在4.94%以上，含量最高的品系E11為13.81%。E18的硬脂酸含量最高，為9.28%，SPI056的含量最低，為2.45%。余下4種脂肪酸含量均較低?；ㄉ岷吭?.47%～2.59%之間，含量最高和最低的品種(系)分別是花育19和E18；山俞酸的含量在0.3%～2.45%之間，最高的品系為耐寒1號，最低的品種是花育19?；ㄉ┧岷投耐樗岬暮亢艿?，兩種脂肪酸組分含量最高的品系分別為E18和耐寒1號。

附表 不同花生品種(系)種子的油脂和脂肪酸含量

2.2 花生種子發(fā)育過程中油脂和脂肪酸積累模式研究

2.2.1 油脂積累模式 對4個品種(系)花育19、E18、E11和耐寒1號的種子發(fā)育過程中的油脂和脂肪酸含量的變化進行分析發(fā)現(xiàn)(附圖)，在種子發(fā)育過程中，4個花生品種(系)油脂含量在種子發(fā)育前期積累較快，后期較緩慢。果針下地40 d后，E18和E11油脂含量增長緩慢直至達到最高，花育19和耐寒1號油脂含量增長緩慢，在下針50 d后油脂含量略有下降直至平穩(wěn)。說明不同品種(系)之間的油脂積累模式存在一定差異。

2.2.2 脂肪酸積累模式 油酸和亞油酸為花生種子中的主要脂肪酸。從附圖可以看出，在種子發(fā)育過程中，隨著油脂含量的提高，油酸含量的變化趨勢與亞油酸相反，說明油酸含量的增加可能由于生成亞油酸脂肪酸的減少。在四個品種(系)下針60 d后檢測油酸和亞油酸含量占脂肪酸總量E11為74.23%、E18為72.10%、花育19為84.01%、耐寒1號為78.26%。

附圖 花生種子發(fā)育過程中油脂和脂肪酸含量的變化Fig. Changes in lipid and fatty acid content during seed development of peanut

花生種子中除油酸、亞油酸以外，棕櫚酸的含量相對較高，其他5種脂肪酸的相對含量均較低。在種子發(fā)育過程中，隨著油脂含量的提高，棕櫚酸含量逐漸降低，成熟后四個品種(系)的種子棕櫚酸含量由發(fā)育初期的14.05%～18.52%降低到11.10%～13.12%。硬脂酸含量逐漸升高，其中E18和E11含量升高幅度較大，耐寒1號和花育19含量升高幅度較小。其余4種脂肪酸成分的相對含量成熟時均低于3%。山崳酸(C22∶0)和二十四烷酸(C24∶0)相對含量整體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。3個品系(花育19號除外)花生酸(C20∶0)相對含量變化呈現(xiàn)先上升后下降再升高的趨勢。3個品種(系)(E18除外)花生烯酸(C20∶1)相對含量整體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。

3 討 論

花生種子中的油脂以貯藏形式存在，是花生油的主要成分。本實驗15個花生品種(系)的油脂含量相差不大，最大相差8.53%，平均含量為51.34%。陳四龍等(2008)[9]提出花生油脂積累過程基本可以分為初始積累、快速積累和穩(wěn)定積累三個階段，油脂積累主要集中在前兩個階段。本研究結(jié)果顯示，油脂含量隨花生種子發(fā)育逐漸積累，果針下地40 d前積累速率顯著大于果針下地40 d后，呈先快后慢的積累模式，與前人研究結(jié)果一致。另外，花育19和耐寒1號在種子發(fā)育后期油脂含量略有下降直至平穩(wěn)。張佳蕾等(2016)[10]認(rèn)為后期籽仁干物質(zhì)的增加速度超過了脂肪積累速度，所以用百分比表示含油量時，呈下降趨勢。也有研究表明是因為在成熟后期，植株營養(yǎng)器官開始衰老，光合能力下降，而植物完全成熟所需的一些蛋白質(zhì)和單糖的合成需要消耗部分油脂所造成的[11]。還有待進一步研究確認(rèn)。

花生種子中的脂肪酸的組成和含量直接決定食用花生油的營養(yǎng)品質(zhì)和耐貯藏品質(zhì)。脂肪酸含量、種類在不同的花生品種中存在差異。本實驗對15個花生品種(系)的8種脂肪酸成分進行了分析，為花生產(chǎn)量及品質(zhì)的改善提供理論依據(jù)。李曉丹等(2009)對中花5號、12號進行種子發(fā)育過程中脂肪酸含量變化分析時發(fā)現(xiàn)，下針后10 d內(nèi)的花生種子可檢測到9種脂肪酸，C16∶1和C18∶3在發(fā)育過程中由高到低，逐漸消失，其他7種脂肪酸含量則隨著花生種子的發(fā)育逐漸積累增高。成熟的花生種子中油酸和亞油酸含量占脂肪酸總含量的81%左右。脂肪酸總量在接近成熟時有所下降[12]。本研究采用的15個花生品種(系)脂肪酸成分以油酸和亞油酸為主，約占80%，其中油酸含量在E1品系中高達85.61%，品系SPI056的亞油酸含量達27.28%，這與前人的研究結(jié)果一致[13-15]。

本研究發(fā)現(xiàn)，采用的15個花生品種(系)的成熟種子中棕櫚酸的平均含量為9.68%，硬脂酸平均含量為4.36%，山崳酸平均含量為1.81%，花生酸為1.33%，花生烯酸和二十四烷酸平均含量都不足1%?？梢?，除油酸、亞油酸之外的其他脂肪酸組分含量都很低。四種花生品種(系)種子發(fā)育過程中，棕櫚酸含量積累呈下降趨勢，早期下降較快，后期下降較緩慢，且后期耐寒1號和E11的棕櫚酸含量略有增加。這與張佳蕾等(2016)[10]和徐宜民等(1989)[16]的研究結(jié)果相近。棕櫚酸是飽和脂肪酸，營養(yǎng)品質(zhì)較差，因此，降低棕櫚酸含量是花生品質(zhì)改良目標(biāo)之一。

未來的花生產(chǎn)業(yè)必須以促進人體健康為發(fā)展方向。本試驗研究了不同花生品種(系)的油脂和脂肪酸組成及其積累規(guī)律，這對改良花生品種、提高花生品質(zhì)具有重要意義。獲得產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)的油用型和食用型花生品種是花生育種的重要目標(biāo)。

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Fatty Acid Accumulation Pattern in Different Types of Peanut

CHI Xiao-yuan1, HAO Cui-cui2, PAN Li-juan1, CHEN Na1, CHEN Ming-na1,WANG Tong1, WANG Mian1, YANG Zhen1, LIANG Cheng-wei2*, YU Shan-lin1*

(1. Shandong Peanut Research Institute, Qingdao 266100, China;2.BiologyDepartment,QingdaoUniversityofScience&Technology,Qingdao266042,China)

The total lipid content and fatty acid compositions of 15 peanut varieties (lines) were analyzed in this experiment. The results showed that there were minor differences existed in total lipid content among different varieties (lines). The average content was 51.34%. Eight fatty acids, as oleic acid, linoleic acid, palmitic acid, stearic acid, docosanoic acid, arachic acid, arachidonic acid and tetracosanoic acid, were detected. The peanut line E1 accounts for the highest oleic acid content (85.61%), whereas line E11 was the lowest (37.12%). The content of linoleic acid varied from 1.44% to 37.11%. The line E11 accounts for the highest linoleic acid content, whereas line E1 was the lowest. Thus, the contents of fatty acid components varied among different peanut varieties (lines). Besides, the accumulation patterns of lipids and fatty acids during the developmental stages of peanut seeds were also investigated using four varieties (lines). The results showed that seed lipid content increased rapidly during early stages of seed development, which declined slightly during later stages for some peanut lines. With the increase of lipid content, stearic acid content gradually increased, whereas palmitic acid content decreased, the relative content of oleic and linoleic acids showed a reverse trend during seed development.

peanut; seed development; fatty acid; lipid

10.14001/j.issn.1002-4093.2016.03.006

2016-08-08

2014年國家“萬人計劃”青年拔尖人才；國家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-14)；山東省自然科學(xué)基金項目(ZR2014YL011；ZR2014YL012)；國家自然科學(xué)基金項目(31000728)；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年科研基金項目(2016YQN14)；山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年英才培養(yǎng)計劃

遲曉元(1979-)，女，山東龍口人，山東省花生研究所副研究員，博士，研究方向為花生油脂和脂肪酸代謝。

*通訊作者：梁成偉，副教授，主要從事植物生物技術(shù)、分子生物學(xué)及生物信息學(xué)研究。E-mail: liangchw117@126.com

S565.2; Q547

A

禹山林，研究員，主要從事花生遺傳育種研究。E-mail: yshanlin1956@163.com