花生莢果不同成熟度對籽仁品質性狀的影響

吳 琪，寧維光，曹廣英，胡曉輝，王秀貞， 王志偉，孫全喜，唐月異，石程仁，王傳堂

(1.山東省花生研究所，山東 青島 266100； 2.青島市農(nóng)業(yè)科技服務中心，山東 青島 266071；3.吉林農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，吉林 長春 130118)

花生栽培種(ArachishypogaeaL.)又名落花生，是我國主要的油料作物，也是我國食用植物油的重要來源?；ㄉN子脂肪酸主要包括八種成分：棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸、花生烯酸、山崳酸和二十四碳烷酸。其中油酸和亞油酸是花生脂肪酸的主要組成成分，總含量可達80%以上，是花生油品質的重要決定因素，也是當今花生品質遺傳改良的重要目標性狀之一。

花生具有無限開花習性，Nigam等[1]進行分期收獲研究發(fā)現(xiàn)，不同時期收獲的花生產(chǎn)量和品質有很大差異，收獲過早，則籽仁不飽滿，并且風味差，收獲太晚，則容易落果而導致減產(chǎn)[2-3]。李寶龍等[4]研究了花生籽仁不同發(fā)育階段脂肪酸成分及含量積累規(guī)律。李曉丹等[5]對花生種子不同發(fā)育階段中各脂肪酸成分變化規(guī)律以及成分之間的相關關系進行分析，揭示花生籽仁重要營養(yǎng)品質特征的形成過程。

而關于同時收獲但不同成熟度花生雙仁果籽仁基豆、先豆以及單仁果脂肪酸、含油量、蛋白質以及有害脂肪酸含量分析鮮見報道。本研究利用經(jīng)典的氣相色譜分析方法，研究不同成熟度與籽仁8種主要脂肪酸含量的關聯(lián)，利用本課題組構建的花生自然風干單粒種子近紅外模型[6-10]預測花生籽仁含油量、蛋白質含量以及四種有害脂肪酸(棕櫚酸、花生酸、山崳酸、二十四碳烷酸)含量，并分析了不同成熟度對以上三種品質特性的影響。以上文獻中不同時期收獲的花生種子都是不同成熟度花生莢果的混合樣本，而本研究是對收獲的莢果按照成熟度精細分類，而后再對其品質性狀進行研究。旨在為花生脂肪酸遺傳育種和花生適宜的收獲期確定提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

花生材料：高油酸花生品種“花育963”(HY963)，全部為自然風干的花生種子。

1.2 花生莢果成熟度測定

采用中果皮比色法對花生莢果成熟度進行測定[11]。用小刀輕輕刮掉莢果馬鞍部外果皮，露出中果皮并記錄中果皮顏色。未熟莢果中果皮顏色為白色至淡黃色，成熟莢果顏色為深黃色至褐色，而過熟時顏色則為黑色。氣相色譜實驗按照中果皮顏色將莢果分為白色和黑色兩類，其中中果皮白色(未熟莢果)雙仁果7個、黑色(過熟莢果)雙仁果5個，白色單仁果5個，黑色單仁果5個。近紅外光譜實驗按照中果皮顏色將莢果分為三大類：白色(未熟莢果)雙仁果9個，單仁果13個；褐色(成熟莢果)雙仁果41個，單仁果20個；黑色(過熟莢果)雙仁果21個，單仁果10個。

1.3 花生種子脂肪酸含量測定

采用氣相色譜儀(Agilent7890A型)進行檢測，每?；ㄉN子設兩次重復。進樣口溫度250℃，加熱器(FID) 300℃，載氣為高純度N2(純度99.999%)，流速1.3mL/min，H2流量，40mL/min，空氣流量400mL/min，自動進樣，樣品進樣量為2μL，分流比5∶1，柱子規(guī)格型：DB-WAX石英毛細管柱(30m×0.250mm×0.25μm 美國 Agilent Technologies)。氣相色譜升溫程序為：210℃，9 min；20℃/min 升至 230℃，保持 8 min。

1.4 含油量、蛋白質含量的測定

使用Matrix-I型傅立葉變換近紅外光譜儀(Bruck Optics，Germany)進行光譜采集，光譜儀掃描譜范圍為4000～12000 cm-1(厘米波數(shù))，掃描次數(shù)為64次，分辨率為8 cm-1(厘米波數(shù))。開機預熱后，采用單粒掃描光譜模式對近紅外光譜實驗用185?；ㄉN子進行檢測，每份樣品重復掃描兩次。采集的光譜使用OPUS 5.5軟件和本實驗室構建的單粒近紅外模型進行分析[6-8]。

1.5 統(tǒng)計分析

t檢驗、方差分析、標準差及廣義線型模型分析均采用DPS軟件進行。

2 結果與分析

2.1 相同成熟度莢果脂肪酸成分差異分析

表1所示，① 未成熟莢果基豆油酸含量高于先豆3.9%，差異達顯著水平；其棕櫚酸、亞油酸、花生烯酸、山崳酸和二十四碳烷酸含量分別低于先豆13.4%、23.4%、17.6%、14.3%、16.6%，均達顯著水平；基豆和先豆硬脂酸、花生酸含量差異不顯著。② 成熟莢果(黑色中果皮)，只有基豆二十四碳烷酸含量顯著低于先豆14.5%，其余7種脂肪酸含量在基豆、先豆和單仁果中無明顯差異。③ 未成熟莢果同一雙仁果的基豆油酸含量顯著高于其先豆；基豆棕櫚酸、亞油酸、花生烯酸、山崳酸含量顯著低于先豆。④ 成熟莢果基豆硬脂酸含量顯著高于先豆，而二十四碳烷酸含量則顯著低于先豆。

2.2 不同成熟度莢果籽仁間脂肪酸成分差異

結果顯示，①成熟莢果基豆油酸含量高出未成熟莢果基豆2.0%，差異達顯著水平；亞油酸和山崳酸含量則顯著低于未成熟莢果基豆。②成熟莢果先豆油酸含量顯著高于未成熟莢果先豆5.8%；棕櫚酸、亞油酸、花生酸、花生烯酸、山崳酸含量則顯著低于未成熟莢果先豆。③成熟莢果單仁果油酸含量顯著高于未成熟莢果單仁果4.0%；亞油酸、花生酸、花生烯酸、山崳酸、二十四碳烷酸含量則顯著低于未成熟莢果單仁果(表1)。

2.3 相同成熟度籽仁含油量、蛋白質含量以及有害脂肪酸含量分析

表2顯示：① 成熟莢果籽仁基豆含油量顯著高于先豆(5%顯著水平)，未成熟和過熟莢果籽仁基豆、先豆以及單仁果含油量差別不大。② 未成熟莢果籽仁基豆、先豆及單仁果籽仁蛋白質含量差異不顯著；成熟莢果和過熟莢果籽仁先豆蛋白質含量都極顯著高于基豆(1%顯著水平)，而單仁果與基豆、先豆蛋白質含量都差別不顯著。③ 未成熟莢果籽仁基豆有害脂肪酸含量顯著低于先豆(5%顯著水平)；成熟莢果籽仁基豆有害脂肪酸含量極顯著低于先豆(1%顯著水平)(表2)。

2.4 相同成熟度同一雙仁果基豆和先豆含油量、蛋白質含量及有害脂肪酸含量分析

結果顯示： ①成熟雙仁果籽仁基豆含油量極顯著高于先豆(1%顯著水平)。②成熟和過熟雙仁果籽仁先豆蛋白質含量極顯著高于基豆 (1%顯著水平)。③未成熟和過熟雙仁果籽仁基豆有害脂肪酸含量顯著低于先豆(5%顯著水平)；成熟雙仁果籽仁基豆極顯著低于先豆(1%顯著水平)(表2)。

2.5 不同成熟度籽仁含油量、蛋白質含量及有害脂肪酸含量分析

結果顯示：① 過熟莢果籽仁基豆含油量比未成熟/成熟莢果籽仁基豆含油量顯著升高(5%顯著水平)；過熟莢果籽仁先豆比成熟莢果籽仁先豆含油量極顯著上升(1%顯著水平)。② 蛋白質含量在不同成熟度雙仁果基豆、先豆以及單仁果中差異不顯著。③ 過熟莢果籽仁先豆有害脂肪酸含量比未成熟莢果籽仁先豆顯著降低(5%顯著水平)；過熟/成熟莢果籽仁單仁果比未成熟莢果單仁果極顯著下降(1%顯著水平)(表2)。

3 討 論

花生莢果成熟是一個復雜、連續(xù)的過程。花生具有無限開花習性，花期很長，從始花到終花需50～90 d或更長，單株花量40～200朵/株[12]，而且分布在植株的不同部位，與地面距離各不相同，所以同一植株，無論何時收獲，得到的莢果的成熟度是不一樣的[13]。研究表明，花生地下結果特性以及莢果成熟的不一致性，導致花生收獲期不易確定，收獲過早、過晚都直接影響花生的產(chǎn)量和品質[2-3,14]，而且分期收獲的花生，其產(chǎn)量和品質亦有差異[1-3,15]。高油酸花生中檢出普通油酸含量的花生已有幾例報道[16-18]。除了機械混雜、生物學混雜外，籽仁成熟度也可能有一定影響。一般認為成熟莢果率達到70%～80%時即可收獲[12]。

花生脂肪酸成分及組成直接影響著植物油脂的品質和經(jīng)濟價值。研究表明，種子成熟度于2～6級，隨籽仁發(fā)育不斷成熟，油亞比呈遞增趨勢，籽仁基本成熟時，油亞比基本穩(wěn)定[4,19-21]。李曉丹等[5]對花生種子發(fā)育過程中脂肪酸積累模式及8種脂肪酸積累的相關性進行研究，發(fā)現(xiàn)花生種子不同脂肪酸成分在下針1個月左右變化很大，而后幾乎所有脂肪酸相對含量都達到穩(wěn)定狀態(tài)，之后雖然脂肪酸總量在上升，但各種脂肪酸相對含量變化很小。

油酸和亞油酸含量是評價花生油品質及儲藏性的重要指標。實驗結果顯示，成熟莢果籽仁油酸含量比未成熟莢果籽仁含量顯著提高，尤其是在先豆和單仁果中達到極顯著水平；未成熟莢果基豆中的油酸含量極顯著高于先豆和單仁果籽仁，未成熟莢果先豆亞油酸含量極顯著高于基豆，但莢果成熟后基豆、先豆以及單仁果中亞油酸含量趨于穩(wěn)定，沒有明顯差異；并且油酸和亞油酸總含量也比未成熟莢果籽仁含量有提高。此結論與文獻一致。棕櫚酸是飽和脂肪酸，營養(yǎng)品質差，被認為可以使血液中膽固醇含量升高，食用過多的棕櫚酸，增加罹患心血管疾病的風險[22-23]，低棕櫚酸亦是花生品種改良的目標?；ㄉ岷蜕綅Ｋ釀t是動脈粥樣硬化和心臟病的疑兇[24]。實驗結果顯示棕櫚酸、山崳酸在未成熟莢果籽仁基豆中的含量顯著低于先豆，并且在未成熟莢果先豆中含量極顯著高于成熟莢果中先豆含量；山崳酸含量在未成熟單仁果籽仁中極顯著高于成熟單仁果中的含量；花生酸含量在未成熟莢果先豆和單仁果籽仁中顯著高于成熟莢果先豆和單仁果中的含量；成熟莢果中棕櫚酸、花生酸、山崳酸在基豆、先豆和單仁果中都沒有明顯差異。四種有害脂肪酸含量隨著莢果成熟，總體呈下降趨勢，尤其是過熟莢果籽仁比未成熟莢果籽仁顯著降低。相同成熟度莢果籽仁基豆有害脂肪酸成分顯著低于先豆，這也與不同成熟度莢果之間比較得到的結論一致，因為基豆發(fā)育較先豆早，成熟度高。8種脂肪酸含量在未成熟莢果中基豆、先豆和單仁果中存在差異，這與種子發(fā)育的順序有關，先豆發(fā)育較基豆晚一些，而單仁果是先豆敗育造成的結果，結果顯示單仁果脂肪酸積累情況介于基豆和先豆之間，而隨著莢果成熟，脂肪酸含量在基豆、先豆和單仁果中都趨于穩(wěn)定，差異減小。棕櫚酸、花生酸、山崳酸、二十四碳烷酸等四種飽和脂肪酸含量也比未成熟莢果中有顯著下降，與近紅外光譜檢測結果一致。

成熟莢果籽仁基豆含油量顯著高于先豆。成熟莢果和過熟莢果籽仁先豆蛋白質含量都極顯著高于基豆。未成熟莢果籽仁先豆有害脂肪酸含量中顯著高于基豆；成熟莢果籽仁先豆有害脂肪酸含量極顯著高于基豆。不同成熟度比較發(fā)現(xiàn)，過熟莢果籽仁基豆含油量比未成熟/成熟莢果籽仁基豆顯著上升；過熟莢果籽仁先豆比成熟莢果籽仁先豆含油量極顯著升高。過熟莢果籽仁先豆有害脂肪酸含量比未成熟莢果籽仁先豆顯著下降，過熟/成熟單仁果有害脂肪酸含量比未成熟單仁果極顯著下降。李寶龍等[4]研究發(fā)現(xiàn)隨著花生籽仁發(fā)育成熟，脂肪酸含量隨籽仁飽滿度增加而上升，不飽和脂肪酸含量呈上升趨勢，而飽和脂肪酸呈下降趨勢，棕櫚酸和山崳酸含量都呈下降趨勢。Rowland等[15]研究發(fā)現(xiàn)收獲過早的花生脂肪酸含量較低，而且風味品質較差。這與本研究結論一致。

HY963為山東省花生研究所生物技術研究室選育的高油酸、高產(chǎn)大花生品種，其生育期長于小?；ㄉ?。試驗結果顯示花生高油酸品種“花育963”不同成熟度基豆、先豆的油酸含量都大于75%，說明其高油酸表型在不同成熟度莢果中可以穩(wěn)定表達。這樣的品種為后續(xù)花生加工提供良好的材料，從而可以避免不同成熟度籽仁油酸含量差異過大對產(chǎn)業(yè)造成的負面影響。

花生脂肪酸遺傳中，經(jīng)常以單粒種子作為研究單位，對其在莢果中的著生位置不予考慮。本研究排除環(huán)境差異，針對籽仁在莢果中著生的位置對8種脂肪酸含量、含油量、蛋白質含量以及四種有害脂肪酸含量的影響進行分析，為確定適宜的花生收獲期和花生育種工作提供實驗數(shù)據(jù)和理論支持，為花生脂肪酸含量遺傳育種研究提供參考。