8 種抗寒平歐雜交榛子油脂成分分析及比較

鄧 娜，楊 凱，趙玉紅*

（1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510640；3.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150081）

8 種抗寒平歐雜交榛子油脂成分分析及比較

鄧 娜1,2，楊 凱3，趙玉紅1,*

（1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510640；3.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150081）

比較8 種平歐榛子的差異性，利用索氏提取法測定油脂含量，氣相色譜法和比色法進(jìn)行油脂脂肪酸組成和α-VE含量分析，聚類分析用于區(qū)分其類別。結(jié)果表明：8 種平歐榛子有顯著差異，含油量平均為56.36%，范圍為52.92%～59.24%；單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸的平均相對含量分別為72.54%、16.11%、7.85%；最豐富的脂肪酸是油酸，平均相對含量為72.29%，亞油酸與油酸總含量超過85%；α-VE含量為113.42～285.16 μg/g。用3 個主成分PC1（43.384%）、PC2（34.436%）、PC3（12.606%）作為合成變量通過聚類分析可得到4 個類群：4#、5#、6#、7#為一類，8#為一類，2#、3#為一類，1#為一類。

平歐榛子；油脂含量；脂肪酸組成

榛子（Corylus heterophylla Fisch. ex Bess）樺木科榛子屬植物，灌木，多叢生，為全球四大干果之一，主要產(chǎn)區(qū)為土耳其、波蘭、美國、中國等，在中國主要分布于東北三省及內(nèi)蒙古等地[1-4]。榛子營養(yǎng)價值高，不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）含量豐富，尤其是油酸含量很高，能有效防止心血管等疾病的發(fā)生[5-8]，是一種優(yōu)質(zhì)的功能性油脂，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值[9-12]。國內(nèi)外對榛子油的研究多集中在油脂提取、脂肪酸含量分析以及抗氧化性等領(lǐng)域，研究證明不同品種的榛子油脂，其油脂成分及性質(zhì)有一定的差別[13-15]，且不同產(chǎn)地榛子中脂肪酸的組成也有所差別，可利用這個特點作為快速鑒定不同產(chǎn)地榛子的一個輔助依據(jù)[16-18]；Koksal等[19]對土耳其黑河地區(qū)的歐榛營養(yǎng)成分研究表明17 種歐榛所含的主要脂肪酸均為油酸（79.4%）、亞油酸（13.0%）及棕櫚酸（5.4%），多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）/飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）、UFA/SFA比值分別為1.23～2.87、11.1～16.4。張宇和等[9]對歐榛抗氧化性的研究表明歐榛油抗氧化能力較強(qiáng)，并存在一定的濃度依賴性。

平歐雜交榛（Corylus heterophylla Fisch. × Corylus avellana L.）為歐洲榛和平榛的遠(yuǎn)源雜交種[19-21]，國內(nèi)外對榛子的研究多為歐榛、平榛、遼榛等，而對高寒地區(qū)生長的平歐雜種榛油脂的研究較少[22-23]，多集中在平歐榛子油脂氧化穩(wěn)定性方面，劉麗萍等[24]預(yù)測了榛子油的貯存期；劉娜等[25]初步研究了平歐榛油的氧化穩(wěn)定性。本研究以黑龍江地區(qū)經(jīng)選育、具備抗寒、豐產(chǎn)的8 個平歐雜種榛為原料，利用索氏法提取榛子油脂，通過氣相色譜法和比色法進(jìn)行油脂脂肪酸及α-VE的含量與組成分析，同時進(jìn)行不同品種間的主成分分析（principal component analysis，PCA）和聚類分析（cluster analysis，CA），旨在為平歐雜種榛優(yōu)良品種的篩選、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及平歐榛子油脂的加工利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

依據(jù)黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所在省內(nèi)主要地區(qū)進(jìn)行的抗寒性、豐產(chǎn)性評價，在25 個品系中選取8 個品種（品系）的平歐雜種榛材料：1#（84-254）、2#（84-226）、3#（82-11）、4#（B21）、5#（82-15）、6#（81-21）、7#（84-310）、8#（02-18），記為1#～8#，試材取自黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所葦河、牡丹江科研基地榛子評比園。選用成熟果實提取試材，含水率為7%～8%。

α-VE標(biāo)準(zhǔn)品 北京市飛美斯分析科技有限公司；叔丁基對苯二酚 上海源葉生物科技有限公司；α,α’-聯(lián)氮苯 上海金穗生物科技有限公司；所用化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DZF-6053型烘箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；FW100型高速萬能粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器有限公司；ALC-1104電子天平 北京賽多麗絲儀器系統(tǒng)有限公司；索氏抽提器 上海精科精密儀器公司；RE-2000A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 鞏義市予華儀器有限公司；GC 6890-MS 5973N型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Agilent公司；722型可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；FA2004上皿電子天平 上海天平儀器廠；BDL-6M型離心機(jī) 湖南星科科學(xué)儀器有限公司；DL-1型電子萬用爐 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料預(yù)處理

榛子手工去殼，放入50 ℃溫水中浸泡30 min，去棕色的內(nèi)種皮后可得到平歐榛子仁，于50 ℃烘箱中干燥至恒質(zhì)量，粉碎過40 目篩，于－18 ℃低溫冰箱中避光保存。

1.3.2 榛子油提取

含油量的測定參照GB/T 5512—2008《食品中粗脂肪的測定》[26-27]。稱取5 g預(yù)處理的平歐榛子仁粉末，采用索氏提取法，溶劑選用正己烷，控制加熱溫度，使冷凝回流的正己烷滴速為120～150 滴/min，提取的正己烷每小時回流7 次以上。抽提時間為6 h以上。提取的粗脂肪經(jīng)計算提取率后，用5 mL正己烷-異丙醇（4∶1，V/V）溶液完全溶解，并于－18 ℃低溫冰箱中避光保存。按公式（1）計算榛子含油量：

式中：W為含油量/%；M為試樣質(zhì)量/g；M1為空燒瓶質(zhì)量/g；M2為燒瓶與油樣質(zhì)量/g。

1.3.3 脂肪酸分析

采用氣相色譜法，脂肪酸經(jīng)甲酯化，參照GB/T 17376—2008《動植物油脂脂肪酸甲酯制備》，方法有所改動。稱取油脂3 mL，置于10 mL容量瓶內(nèi)，加入1 mL正己烷-苯（1∶11，V/V）溶液，輕輕搖勻使之溶解；再加入1 mL 0.5 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液，混勻；在室溫條件下靜置30 min，加1 mL蒸餾水使全部有機(jī)相甲醇溶液升至瓶頸上部；靜置，取上清液，用于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀

分析[14-15,28]。

氣相色譜條件：參照GB/T 17377—2008《動植物油脂 脂肪酸甲酯的氣相色譜分析》，方法有所改動。色譜柱：HP-88（100 m×0.25 mm，0.20 μm）；進(jìn)樣口溫度250 ℃；載氣He；流速1 mL/min；升溫程序：由室溫升至140 ℃保持5 min，然后以2.5 ℃/min升至240 ℃，不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：離子源在230 ℃全掃描；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍m/z 30～450；利用面積歸一法進(jìn)行定量分析，由氣相色譜圖分別求得各個組分的相對含量，并計算出UFA、SFA相對含量及其比值[29-30]。

1.3.4 α-VE含量分析

參照文獻(xiàn)[16,30]以及NY/T 1598—2008《食用植物油中維生素E組分和含量的測定 高效液相色譜法》方法，略有改動。

取1.00 g脂肪提取液于脂肪燒瓶中，加入2 mL2 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液，于72～74 ℃皂化10 min；皂化液用8 mL甲醇稀釋，并移入分液漏斗中，加10 mL水，然后用乙醚萃取3 次，每次30～50 mL；合并醚液，用200 mL水分3 次洗滌，再用20 g/L氫氧化鉀溶液洗滌一次，最后用水洗至中性；將乙醚提取液經(jīng)過無水硫酸鈉脫水，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，再用5 mL苯溶解。

取適量樣液（1～2 mL）于25 mL比色管中；加入三氯化鐵無水乙醇l mL，搖勻，加1 mL α,α’-聯(lián)氮苯無水乙醇溶液，用無水乙醇定容至刻度，搖勻，10 min后于520 nm波長處測定吸光度；同樣條件下做一空白實驗，所有實驗均平行3 次。

根據(jù)樣液質(zhì)量濃度，分別吸取一定量的α-VE標(biāo)準(zhǔn)使用液配制標(biāo)準(zhǔn)系列，按樣品測定步驟讀取吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。按公式（2）計算α-VE含量：

式中：X為樣品中α-VE含量/（μg/g）；C為標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得樣品溶液中VE的含量/（μg/mL）；C0為標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得樣品空白液中VE的含量/（μg/mL）；m為樣品質(zhì)量/g；V為樣品提取后加入無水乙醇定容體積/mL。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用Excel 2010軟件及SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所得結(jié)果用±s（n=3）表示，以P值小于0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類榛子油脂含量分析

表1 8 種平歐榛子含油量Table1 Oil contents in8 flat-European hybrid varieties of hazelnuts

由表1可知，8 種平歐榛子的含油量從52.92%（6#）到59.24%（7#）不等，平均含油量為56.36%，與歐榛仁的總油脂含量41.97%～62.72%一致[2,12]。其中，有5 個品種的含油量大于56%，它們分別是1#、4#、5#、7#、8#；另外3 個品種（2#、3#和6#）的含油量小于56%。由顯著性分析結(jié)果可知，1#、2#與3#、4#、5#、8#，1#、2#與6#、7#平歐榛子的含油量間存在顯著性差異（P＜0.05）。

2.2 油脂分析

2.2.1 脂肪酸相對含量分析結(jié)果

表2 8 種平歐榛子油的脂肪酸比較Table2 Comparison of fatty acid compositions of8 flat-European hybrid hazelnut oils

圖1 平歐榛油油脂成分氣相色譜圖Fig.1 Gas chromatogram of fatty acids in8 flat-European hybrid varieties of hazelnuts

采用氣相色譜法對平歐榛油的脂肪酸進(jìn)行分析，如圖1、表2所示。在其所含的主要脂肪酸中，油酸在8 個品種平歐榛子油中的相對含量均最高，為68.63%（6#）到75.26%（7#）不等，其平均相對含量為72.29%，與祝美云等[15]對平歐雜交榛達(dá)維的油酸含量研究值75.34%略低。不同品種平歐榛子油的油酸相對含量間存在顯著性差異（P＜0.05）；其中，有5 個品種的油酸相對含量大于72%，分別為1#、2#、4#、7#、8#。

亞油酸相對含量與油酸呈負(fù)相關(guān)，其平均相對含量為15.92%，相對含量最低為1#（13.62%），最高的為3#（17.68%），略高于祝美云等[15]對平歐雜交榛達(dá)維的亞油酸含量研究值13.28%。同時，有4 個品種的亞油酸相對含量優(yōu)于平均值。不同品種的棕櫚酸（均值為5.49%）和硬脂酸（均值為2.26%）相對含量也存在顯著差異（P＜0.05），它們代表了榛子油中的主要SFA，其相對含量分別4.96%～6.05%、1.63%～2.96%。

油酸和亞油酸的相對含量總和超過85%。Bacchetta等[2]的研究表明，油酸/亞油酸可以作為衡量堅果質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。與其他堅果油和蔬菜油相比，榛子油中的油酸相對含量高達(dá)75.26%；同時，平歐榛子油中十六碳烯酸（0.06%～0.29%）和亞麻酸（0.14%～0.24%）相對含量較低，這些脂肪酸由于存在不飽和度而影響榛油的貯存穩(wěn)定性。

在平歐榛子油中，MUFA所占比例最大，均值為72.54%，PUFA其次（16.11%），SFA含量較少，占7.85%。由于亞油酸和亞麻酸的氧化速率是硬脂酸的100～200 倍、棕櫚酸的10～20 倍，因此，高含量的PUFA更易導(dǎo)致油脂氧化。但高含量的MUFA和低含量的SFA均能提高榛子油在食品中的利用率。

UFA/SFA、MUFA/SFA、PUFA/SFA的均值分別為11.31、9.25、2.06。在榛子加工過程中，UFA/SFA值越大，其加工食品的營養(yǎng)價值越高，但UFA尤其是PUFA含量過高會縮短其貨架期。由此可見，平歐榛子油應(yīng)用于食品中具有較高的營養(yǎng)價值，可作為天然的保健食品，但同時由于PUFA相對含量偏高，榛子在貯存過程中必須通過低溫避光密封等措施以盡量防止油脂酸敗變質(zhì)。

2.2.2 α-VE含量分析結(jié)果

表3 8 種平歐榛子油的-VE含量分析Table3 Comparison of VE contents in8 flat-European hybrid hazelnut oils

比色法測定α-VE含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.228 82x+0.016 24，R2為0.999 07，回歸曲線在0～4.0 μg/mL范圍內(nèi)線性良好。

表4 脂肪酸含量相關(guān)性分析Table4 Correlation analysis of fatty acids

由表3可知，α-VE含量為113.42～285.16 μg/g，其中1#、2#、3#、8#這4 個品種平歐榛油的α-VE含量大于150 μg/g，與Koksal等[19]對歐榛油的α-VE含量研究值172.00～384.00 μg/g一致。由中值檢驗得到，8 個品種間的α-VE含量存在顯著性差異（P＜0.05）。

穩(wěn)定性指數(shù)（stability index，SI）常用α-VE含量除以UFA/SFA的數(shù)值表示，可用于衡量油脂的氧化穩(wěn)定性，它主要與油脂中高含量的天然抗氧化物質(zhì)，尤其是α-VE和MUFA有關(guān)，同時還與亞麻酸含量呈負(fù)相關(guān)。由中值檢驗可知：1#，2#、3#，4#、5#、6#、7#與8#間的SI存在顯著性差異。從本研究可知，不同平歐榛子油的SI為9.95～28.89，它的大小與一些天然抗氧化物質(zhì)比如α-VE的相關(guān)性更大而不是油脂中的脂肪酸組成。因此，由SI可初步預(yù)測1#油脂的氧化穩(wěn)定性最好、貯存期最長，然后依次為3#、2#、8#、6#、4#、5#、7#。

2.2.3 相關(guān)性分析

由表4可以看出，含油量與油酸、油酸/亞油酸、MUFA/SFA間存在極顯著正相關(guān)，與亞油酸、亞麻酸、PUFA間存在極顯著負(fù)相關(guān)；棕櫚酸與油酸、SFA間存在極顯著正相關(guān)；十六碳烯酸與硬脂酸、SFA間存在極顯著正相關(guān)，與UFA/SFA、MUFA/SFA間存在極顯著負(fù)相關(guān)；α-VE與硬脂酸、SFA間存在極顯著正相關(guān)，與UFA/SFA、MUFA/SFA、PUFA/SFA間存在顯著負(fù)相關(guān)；SI與硬脂酸、SFA、α-VE（r2=0.998）間存在極顯著正相關(guān)，與UFA/SFA、MUFA/SFA、PUFA/SFA間存在極顯著負(fù)相關(guān)。由此可見，油脂的氧化穩(wěn)定性可由SI來衡量，它主要取決于α-VE的含量，這與Bacchetta等[2]的研究一致。因此，榛子油中α-VE含量越高，UFA/SFA越小，其氧化穩(wěn)定性越高，貯存期越長。

2.2.4 榛子品種與油脂成分的關(guān)系比較

表5 榛子品種與油脂成分關(guān)系的比較Table5 Comparison of statistical analysis of oil contents and fatty acid contents of8 flat-European hybrid hazelnut oils

續(xù)表5

由表5可知，8 個品種榛子的含油量均超過52%，其中，油酸相對含量最高，可達(dá)68%以上；其次是亞油酸，達(dá)13%以上；亞麻酸相對含量最低，為0.18%左右；MUFA相對含量（72.54%左右）遠(yuǎn)超過SFA（7.89%左右），PUFA相對含量約為16.11%；α-VE含量為113.42～285.16 μg/g；SI為9.95～28.89。由此可見，8 個品種的平歐榛子的油脂成分間存在一定的差異性。由于SI可用于衡量油脂的氧化穩(wěn)定性，故初步預(yù)測1#油脂的氧化穩(wěn)定性最好、貯存期最長，然后依次為3#、2#、8#、6#、4#、5#、7#，這種差異可能是由遺傳基因不同而引起的。

2.2.5 PCA與CA結(jié)果

由圖2A、表6可知，3個主成分PC1、PC2、PC3的貢獻(xiàn)率高達(dá)90.43%（置信度大于95%）。PC1與十六碳烯酸、硬脂酸、α-VE以及SI有較大相關(guān)性，貢獻(xiàn)率高達(dá)43.384%，PC2與含油量、油酸、亞油酸以及亞麻酸有較大相關(guān)性，貢獻(xiàn)率為34.436%，PC3與棕櫚酸以及亞麻酸有較大相關(guān)性，貢獻(xiàn)率占12.606%。

用主成分PC1、PC2、PC3作為合成變量可以通過聚類分析得到4 個類群，如圖2B所示，4#、5#、6#、7#為一類，8#為一類，2#、3#為一類，1#為一類。在CA中，同一類群平歐榛子的脂肪酸組成、含量以及穩(wěn)定性具有相似性。

圖2 8 種平歐榛子PCA圖（A）和CA圖（B）Fig.2 Principal component analysis (PCA) plot and dendrogram for cluster analysis of8 flat-European hybrid hazelnut oils

表6 8 種榛子的PCATable6 Principal component analysis of8 flat-European hybrid hazelnut oils

3 結(jié) 論

通過對8 種平歐榛子進(jìn)行油脂成分，8 種平歐榛子的含油量均較高。平歐榛油的脂肪酸組成主要包括油酸、亞油酸、亞麻酸和棕櫚酸等，其中油酸含量最高。PCA和CA得到4個類群：4#、5#、6#、7#為一類，8#為一類，2#、3#為一類，1#為一類，同一類群平歐榛子的脂肪酸組成、相對含量以及穩(wěn)定性具有相似性。

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Comparative Analysis of Oils of8 Cold-Resistant Flat-European Hybrid Varieties of Hazelnuts (Corylus heterophylla Fisch. × Corylus avellana L.)

DENG Na1,2, YANG Kai3, ZHAO Yuhong1,*
（1. School of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China; 2. School of Food Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China; 3. Forestry Research Institute of Heilongjiang Province, Harbin 150081, China)

Different varieties of flat-European hazelnuts have different contents of nutrients, especially oil content, fatty acid composition, and α-vitamin E content. This study was designed to compare the diversity of8 flat-European hybrid varieties of hazelnuts. Oil contents were determined with Soxhlet extraction. Fatty acids were analyzed by gas chromatography and colorimetry. Cluster analysis was applied for discrimination among these varieties. The results showed that there were significant differences in the contents of nutrients among8 varieties. The mean oil content was 56.36% ranging from 52.92% to 59.24%. Monounsaturated, polyunsaturated, and saturated fatty acids averagely accounted for 72.54%, 16.11%, and 7.85% of the total fatty acids, respectively; oleic acid, the most abundant fatty acid, represented about 72.29%. The contents of linoleic acid and oleic acid were more than 85%. α-VE content ranged from 113.42 to 285.16 μg/g. The eight varieties were clustered into four groups： varieties 4#, 5#, 6#, and 7# in group 1, 8# in group 2, 2# and 3# in group 3, and 1# in group 4. The first three principal components accounted for 43.384 % (PC1), 34.436% (PC2) and 12.606% (PC3) of the total variation, respectively.

flat-European hazelnuts; oil content; fatty acid composition

10.7506/spkx1002-6630-201712022

TS225.1

A

1002-6630（2017）12-0144-07

鄧娜, 楊凱, 趙玉紅.8 種抗寒平歐雜交榛子油脂成分分析及比較[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(12)： 144-150.

10.7506/ spkx1002-6630-201712022. http：//www.spkx.net.cn

DENG Na, YANG Kai, ZHAO Yuhong. Comparative analysis of oils of8 cold-resistant flat-European hybrid varieties of hazelnuts (Corylus heterophylla Fsch. × Corylus avellana L.)[J]. Food Science, 2017, 38(12)： 144-150. (in Chinese with English abstract) DOI：10.7506/spkx1002-6630-201712022. http：//www.spkx.net.cn

2016-09-16

黑龍江省科技廳重點攻關(guān)項目（GC12B203）

鄧娜（1994—），女，碩士研究生，研究方向為天然產(chǎn)物活性抗氧化。E-mail：lxyspdn@163.com

*通信作者：趙玉紅（1968—），女，副教授，博士，研究方向為天然產(chǎn)物化學(xué)。E-mail：zhaoyuhong08@163.com