不同種質(zhì)文冠果含油量及油中脂肪酸組成分析

唐東慧，阮成江，孟 婷，丁 健

(大連民族大學(xué) 資源植物研究所，遼寧 大連 116600)

特種油脂

不同種質(zhì)文冠果含油量及油中脂肪酸組成分析

唐東慧，阮成江，孟 婷，丁 健

(大連民族大學(xué) 資源植物研究所，遼寧 大連 116600)

采用核磁共振法測定21個種質(zhì)文冠果種子和種仁含油量，利用GC-MS/MS檢測分析索氏法提取的種子油和種仁油脂肪酸組成及其相對含量。結(jié)果表明：種子含油量在35%以上的種質(zhì)有09-12(37.18%)和09-09(35.36%)，種仁含油量在65%以上的種質(zhì)有赤峰巴林右旗(65.78%)和09-09(65.74%)；種子油和種仁油中均檢測出10種脂肪酸，分別為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生一烯酸、花生二烯酸、花生五烯酸、芥酸和神經(jīng)酸；索氏法提取的種仁油脂肪酸中神經(jīng)酸含量高于3%的種質(zhì)有7個，最高的為12-09(3.77%)。這不僅為文冠果優(yōu)良品種的選育提供了科學(xué)依據(jù)，而且為文冠果油加工利用提供了參考。

文冠果；種子；種仁；含油量；脂肪酸組成

文冠果(XanthocerassorbifoliaBunge.)又名僧燈木道、文燈果等，是無患子科文冠果屬落葉小喬木或灌木，原產(chǎn)于我國陜西、山西、內(nèi)蒙古、河南、寧夏、新疆、甘肅及東北各省[1]。文冠果適應(yīng)性強(qiáng)，耐干旱、貧瘠，根系發(fā)達(dá)，萌蘗力強(qiáng)，生長快、結(jié)實(shí)早、產(chǎn)量高、壽命長、經(jīng)濟(jì)價(jià)值大，是重要的木本油料樹種[2-3]。文冠果種子可食用，也可榨油，其油中脂肪酸多為不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸具有較強(qiáng)的抗氧化和清除自由基的功能[4]，其中神經(jīng)酸具有促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞生長和發(fā)育的功能，而且對治療高血壓和高血脂有重要作用[5-7]。

為了滿足國內(nèi)食用油市場的需求，我國油脂油料的進(jìn)口數(shù)量呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢[8]?，F(xiàn)在我國90%以上的食用油從草本油料作物中提取[9]，而且我國耕地面積正逐年減少。因此，在目前我國對進(jìn)口油脂油料依賴越來越大的情況下，開發(fā)含油量高的油料資源勢在必行。文冠果以其高含油量和高不飽和脂肪酸含量在新油料資源開發(fā)方面具有較大優(yōu)勢。本研究采用核磁共振法對21個文冠果種質(zhì)的種子和種仁含油量進(jìn)行了測定，利用GC-MS/MS技術(shù)對索氏法提取的文冠果種子/種仁油脂肪酸組成進(jìn)行定性和定量分析，旨在為我國文冠果優(yōu)良品種選育和資源開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

21個文冠果種質(zhì)，分別為09-08、09-09、09-12、09-19、10-03、11-06、12-02、12-03、12-04、12-05、12-09、紅果、高常青、東蘭一號(DLYH)、新疆麥蓋提(XJMG)、遼寧阜新(LNFX)、赤峰阿魯科爾沁旗(CFAQ)、內(nèi)蒙古烏海(NWH)、江蘇沭陽(JSSY)、赤峰巴林右旗(CFYQ)以及新疆奇臺(XJQT)。2015年秋季在文冠果果實(shí)成熟時，分別采收不同種質(zhì)文冠果的果實(shí)，剝除種殼，種子樣品于陰涼干燥處保存。

石油醚(沸程30～60℃)：分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；甲醇和正己烷：色譜純，上海Honeywell公司；氯化鈉和氫氧化鉀：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；三氟化硼甲醇溶液和脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品：上海Sigma公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；HCY-10核磁共振含油量測量儀；FW100型萬能粉碎機(jī)；Clarus 680 氣相色譜和 AxION iQT 串聯(lián)質(zhì)譜儀：美國 PerkinElmer 公司；DB-23 氣相色譜柱：美國 Agilent 公司；LABOROTA 4000 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：德國 Heidolph 公司；PL203 型電子天平：瑞士 Mettler Toledo 公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 文冠果含油量測定

參考董曉麗等[10]利用核磁共振含油量測量儀測定植物種子含油量的方法。取文冠果標(biāo)準(zhǔn)油約20 g，將其倒入核磁共振含油量測量專用試管內(nèi)，稱重，計(jì)算純油質(zhì)量。取待測種子/種仁樣品適量稱重，將其倒入核磁共振含油量測量專用試管中，校準(zhǔn)儀器后重復(fù)測量 3次，取平均值。

1.2.2 文冠果油的提取(索氏法)

稱取適量粉碎后的文冠果種子/種仁，在索氏抽提器中加入適量石油醚抽提6 h，于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收溶劑，得到文冠果種子/種仁油。

1.2.3 油樣甲酯化

甲酯化方法根據(jù)丁健等[11]的方法，并做適當(dāng)改變。具體如下：取待測油樣1 μL入4 mL貯樣瓶，加200 μL正己烷，振蕩溶解樣品，加500 μL的 1 mol/L氫氧化鉀甲醇溶液(現(xiàn)配)，充分振蕩；密封后，60℃水浴30 min，期間振蕩2～3次，冷卻；加入1 mL三氟化硼甲醇溶液，密封后，再于60℃水浴30 min，期間振蕩2～3次，冷卻；加入1 mL飽和氯化鈉溶液和2 mL正己烷，劇烈振蕩1 min，靜置，分層后，收集上層入新離心管；取適量無水硫酸鈉入離心管振蕩干燥，靜置；抽取上層液過0.2 μm有機(jī)膜，入樣品瓶。-20℃冷藏備用。

1.2.4 GC-MS/MS條件及分析

采用 DB-23 色譜柱，進(jìn)樣口溫度230℃，載氣流速1 mL/min，進(jìn)樣量1 μL，分流比40∶1。柱箱升溫程序：50℃以15℃/min升溫至200℃，保持15 min；以3℃/min升溫至215℃，保持 10 min；以3℃/min 升溫至230℃，保持5 min。離子源(EI)溫度230℃，傳輸線溫度245℃，檢測電壓1 700 V，溶劑延遲5 min，質(zhì)量掃描范圍(m/z)45～400 u。通過將色譜圖中的各峰與37 種脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行對照，重疊復(fù)合[12]，最終確定文冠果油脂肪酸組成，對文冠果油脂肪酸進(jìn)行定性。按照面積歸一化法對文冠果油脂肪酸進(jìn)行定量分析，得到文冠果種子油和種仁油的各脂肪酸相對含量。試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。利用SPSS20.0軟件完成文冠果種子/種仁油脂肪酸不同組分相對含量的差異性分析及各脂肪酸間的相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種質(zhì)文冠果種子和種仁含油量(見表1)

表1 不同種質(zhì)文冠果種子和種仁含油量 %

從表1可以看出，21個文冠果種質(zhì)的種子含油量介于17.72%～37.18%之間，平均含油量為(30.47±0.19)%；種子含油量在33%以上的種質(zhì)有6個，分別為09-09(35.36%)、09-12(37.18%)、09-19(33.94%)、12-02(33.40%)、赤峰巴林右旗(33.85%)和新疆奇臺(33.30%)；介于20%～33%之間的種質(zhì)有14個；低于20%的種質(zhì)只有江蘇沭陽(17.72%)。種仁含油量介于45.05%～65.78% 之間，平均含油量為(58.09±1.07)%。種仁含油量在60% 以上的種質(zhì)有6個，分別為09-09(65.74%)、09-12(60.34%)、12-03(63.74%)、東蘭一號(61.59%)、赤峰阿魯科爾沁旗(61.58%)和赤峰巴林右旗(65.78%)；含油量介于50%～60% 之間的種質(zhì)有13個；低于50%的種質(zhì)只有2個，分別為11-06(49.56%)和江蘇沭陽(45.05%)。對比以上分析得出，文冠果種子含油量和種仁含油量均較高的種質(zhì)有3個，分別為09-09(種子和種仁含油量分別為35.36%和65.74%)、09-12(種子和種仁含油量分別為37.18% 和60.34%)和赤峰巴林右旗(種子和種仁含油量分別為33.85%和65.78%)。

文冠果21個種質(zhì)中種仁含油量最高的種質(zhì)是赤峰巴林右旗(65.78%)，其含油量比許多油料植物高，如麻瘋樹種仁含油量為60.84%[13]、元寶楓種仁含油量為44.3%[14]、黃連木種仁含油量為56.5%[15]、油棕種仁含油量為45.5%和烏桕種仁含油量為41.6%[16]。種子含油量最高的種質(zhì)09-12(37.18%)比山桐子(26.54%)[17]和大豆含油量(22.73%)[18]高。文冠果種仁和種子的高含油量使其在新食用油的開發(fā)和利用方面具有較大的優(yōu)勢。

2.2 文冠果不同種質(zhì)種子油和種仁油脂肪酸組成(見圖1、表2)

注： 1. 棕櫚酸(C16∶0); 2. 硬脂酸(C18∶0); 3. 油酸(C18∶1); 4. 亞油酸(C18∶2); 5.亞麻酸(C18∶3); 6.花生一烯酸(C20∶1) ; 7.花生二烯酸(C20∶2); 8. 花生五烯酸(C20∶5); 9.芥酸(C22∶1); 10. 神經(jīng)酸(C24∶1)。

圖1 索氏法提取江蘇沭陽文冠果種質(zhì)種子油

續(xù)表2

%

從圖1和表2可以看出，文冠果種子油和種仁油中均檢測出10種脂肪酸，分別為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生一烯酸、花生二烯酸、花生五烯酸、芥酸以及神經(jīng)酸。

從表2可以看出，在索氏法提取的種子油中，油酸相對含量介于26.44%～34.18%之間，平均值為(29.90±0.49)%；亞油酸相對含量介于36.95%～44.18%之間，平均值為(41.40±0.43)%；神經(jīng)酸相對含量介于1.07%～4.66%之間，平均值為(2.75±0.18)%。其中飽和脂肪酸的相對含量介于 8.01%～11.49%之間，最高值為11.49%(江蘇沭陽)；不飽和脂肪酸含量介于88.51%～91.99%之間，最高值為91.99%(紅果)。在索氏法提取的種仁油中，油酸相對含量介于26.44%～34.87%之間，平均值為(29.87±0.48)%；亞油酸相對含量介于36.42%～45.96%之間，平均值為(42.11±0.51)%；神經(jīng)酸相對含量介于1.28%～3.77%之間，平均值為(2.53±0.15)%。其中飽和脂肪酸的相對含量介于7.54%～10.97%之間，最高值為10.97%(09-09)；不飽和脂肪酸相對含量介于89.03%～92.45%之間，最高值為92.45%(紅果)。在種子/種仁油脂肪酸中芥酸含量分別介于6.32%～10.05%和7.08%～10.27%之間，平均值分別為(8.86±0.22)%和(8.94±0.20)%，比鄧紅等[19]的研究結(jié)果(9.91%)低。因而，為了充分利用文冠果油，選育低芥酸含量的文冠果種質(zhì)是未來文冠果育種的主要研究方向之一。

湯成龍等[20]利用GC-MS技術(shù)對文冠果種仁油脂肪酸組成的分析結(jié)果表明，油酸占30.40%、亞油酸占29.45%、神經(jīng)酸占4.43%；牟洪香等[21]對不同地區(qū)文冠果種仁油脂肪酸組分及含量進(jìn)行測定表明，油酸占31.17%、亞油酸占44.47%、神經(jīng)酸占2.24%；楊雨春等[22]利用GC-MS技術(shù)對不同群體的文冠果種仁油脂肪酸組分含量進(jìn)行了測定，其中油酸占33%、亞油酸占42%、神經(jīng)酸占4.44%；趙芳等[23]采用氣相色譜分析法對文冠果種仁油脂肪酸組成進(jìn)行分析，其中油酸占32.56%、亞油酸占42.49%、神經(jīng)酸占2.0%。

本次研究結(jié)果表明，索氏法提取的種子油脂肪酸中神經(jīng)酸相對含量最高的種質(zhì)為10-03(4.66%)，與湯成龍等[20]和楊雨春等[22]的研究結(jié)果(4.43%和4.44%)比較接近，比鄧紅等[24]的研究結(jié)果高 (2.68%)；種仁油脂肪酸中亞油酸含量最高的種質(zhì)為江蘇沭陽(45.96%)，與牟洪香等[21]的研究結(jié)果(44.47%)接近，比湯成龍等[20]的研究結(jié)果(29.45%)高。由此可見，木本油料文冠果可作為品質(zhì)優(yōu)良的食用及功能性油脂原料[25]。經(jīng)過比較分析不同的研究者檢測出的脂肪酸組成及含量均有一定程度的差異，這些差異除了與文冠果種質(zhì)及種植地點(diǎn)有關(guān)外，還可能與試驗(yàn)的分析方法以及所用的試驗(yàn)儀器有關(guān)。

2.3 文冠果種子油和種仁油脂肪酸組成的差異性

索氏法提取的文冠果種子/種仁油脂肪酸中，亞麻酸(F=16.798，P=0.015)、花生二烯酸(F=8.398，P=0.044)、花生五烯酸 (F=8.345，P=0.045)和芥酸(F=16.837，P=0.015)均存在顯著差異。棕櫚酸(F=4.515，P=0.101)、硬脂酸(F=3.253，P=0.146)、油酸(F=2.253，P=0.208)、亞油酸(F=5.872，P=0.073)和花生一烯酸(F=0.935，P=0.388)不存在顯著差異。

2.4 文冠果油脂肪酸組分間的相關(guān)性

在索氏法提取的文冠果種仁油脂肪酸中，亞油酸與硬脂酸、亞油酸與油酸和芥酸與神經(jīng)酸均存在極顯著相關(guān)性(r=-0.718、r=-0.657和r=0.803)。在種子油脂肪酸中，硬脂酸與油酸存在顯著相關(guān)性(r=0.527)；油酸與亞油酸、油酸與亞麻酸及芥酸與神經(jīng)酸也存在極顯著相關(guān)性(r=-0.723、r=-0.593和r=0.842)。

3 結(jié) 論

21個文冠果種質(zhì)中，種子含油量在35%以上的種質(zhì)有09-12(37.18%)和09-09(35.36%)，種仁含油量在65%以上的種質(zhì)有赤峰巴林右旗(65.78%)和09-09(65.74%)；在索氏法提取的文冠果油中共測定出10種脂肪酸成分，分別為棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生一烯酸、花生二烯酸、花生五烯酸、芥酸以及神經(jīng)酸。在種子油和種仁油脂肪酸中，油酸含量最高為種質(zhì)09-09種仁油(34.87%)，亞油酸含量最高為種質(zhì)江蘇沭陽種仁油(45.96%)，神經(jīng)酸含量最高為種質(zhì)10-03種子油(4.66%)。

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Oil contents and fatty acid composition in different germplasm ofXanthocerassorbifoliaBunge.

TANG Donghui, RUAN Chengjiang, MENG Ting, DING Jian

(Institute of Plant Resources, Dalian Minzu University, Dalian 116600, Liaoning, China)

NMR was used to determine the oil contents of seed and seed kernel in 21 germplasms ofXanthocerassorbifoliaBunge., and the fatty acid composition and relative contents in seed oil and seed kernel oil extracted use Soxhlet method were analyzed by GC-MS/MS. The results showed that the germplasm with oil contents of seed more than 35% were 09-12 (37.18%) and 09-09 (35.36%), and oil contents of seed kernel more than 65% were Chifeng Balinyouqi (65.78%) and 09-09 (65.74%). Ten kinds of fatty acids were detected from seed oil and seed kernel oil, including palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, peanut-enoic acid, peanut-dienoic acid, peanut-quinenoic acid, erucic acid and nervonic acid. The nervonic acid contents in seed kernel oil extracted with Soxhlet method were more than 3% in seven germplasms, and 12-09 was the highest(3.77%). A scientific basis forXanthocerassorbifoliaBunge. breeding and a reference for oil process were provided.

XanthocerassorbifoliaBunge.; seed; seed kernel; oil content; fatty acid composition

2016-06-27;

2016-12-06

國家“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域科技支撐計(jì)劃(2015BAD0TBO0106); 中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)青年基金(DC201502070401); 中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)培育基金(DC201501017)

唐東慧(1991), 女, 碩士研究生, 研究方向?yàn)橘Y源植物分子育種與開發(fā)利用(E-mail)2276793487@qq.com。

阮成江, 教授, 博士生導(dǎo)師, 博士(E-mail)ruan@dlun.edu.cn。

TS225.1；TQ646

A

1003-7969(2017)03-0077-05