浙江省香榧及其油脂綜合性狀研究

朱杰麗 柴振林 吳翠蓉 黃憶婷 吳勛婭

(浙江省林產(chǎn)品質(zhì)量檢測站，杭州 310023)

香榧是紅豆杉科榧樹屬植物香榧(Torreyagrandis，Merrillii)的果實，是我國特有的集果用、藥用、材用、油用和觀賞于一體的珍貴經(jīng)濟樹種。在我國已有1 000多年種植歷史，分布在我國北緯27°～32°亞熱帶丘陵山區(qū)(主要在浙、皖、贛、閩等10省市)一些狹窄山區(qū)，地域廣闊。香榧果營養(yǎng)豐富，是質(zhì)地優(yōu)良的國中珍品。其具備多種藥用功效，主治蟲積腹痛，可潤肺化痰、滑腸消痔等[1-6]，具有一定的降血脂和降低血清膽固醇作用；有軟化血管，促進血液循環(huán)，調(diào)節(jié)老化的內(nèi)分泌系統(tǒng)的療效[7-9]，同時還具有一定的抗菌、抗癌作用[10-12]。

隨著香榧種植面積和產(chǎn)量的日漸增加，香榧堅果的稀缺性得以緩解，學者們對香榧的研究報道也逐漸增多。但研究領域多集中于香榧生長條件、培育及栽培技術[13-16]、香榧假種皮成分分析[17-18]、香榧生物活性成分[19]、香榧果實品質(zhì)[6,15]方面，然而，對香榧基本營養(yǎng)和功能物質(zhì)的研究還不夠全面，尤其是對香榧資源品質(zhì)綜合評價研究較少，未形成系統(tǒng)的理論體系。本研究旨在為提高香榧品質(zhì)、商品價值、綜合開發(fā)利用及建立香榧的質(zhì)量評價體系提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

于2016年12月選取10個香榧主產(chǎn)區(qū)銷售的香榧品牌并進行編號，樣品共計41份。即諸暨 1～10號，紹興縣11～12號，建德13號，浦江14號，磐安15～16號，嵊州17～25號，寧海26～30號，東陽31～39號，富陽40號，臨安41號。

1.2 分析

樣品經(jīng)剝殼后粉碎，用于測定完善果率、顆粒大小、單粒重、橫徑、脂肪、蛋白質(zhì)、灰分、碳水化合物、粗纖維、水分、酸價、過氧化值、出油率、維生素、氨基酸和脂肪酸組成。

1.3 主要儀器

Kjeltec 8400Foss全自動凱氏定氮；Agilent7890氣相色譜儀配FID檢測器；Waters-TQD液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀；Agilent 1260 Infinity Ⅱ液相色譜儀配熒光檢測器；Secura224-1CN電子天平。

1.4 香榧籽果實性狀的測量

1.4.1 完善果率檢測隨機稱取500 g(精確到 0.1 g)混合均勻的香榧，選出完善果并稱量，計算完善果占試樣總質(zhì)量的百分率。

1.4.2 顆粒大小隨機稱取500 g(精確到0.1 g)混合均勻的香榧完善果，計算粒數(shù)。

1.4.3 單粒重測定隨機稱取500 g(m，精確到0.1 g)混合均勻的香榧完善果，計算粒數(shù)(n)，m/n的值即為單粒重。

1.4.4 香榧橫徑檢測隨機抽取20?；旌暇鶆虻南汩纪晟乒?，用精度為0.01 cm的游標卡尺逐個測定果實膨出最大處距離，取平均值，即為果徑大小。

1.5 香榧仁及油脂理化指標測定

香榧仁理化指標測定參考標準見表1。

表1 香榧仁理化指標測定參考標準

碳水化合物總量按公式計算。

碳水化合物含量=100%-(含水量+粗蛋白質(zhì)含量+粗脂肪含量+粗纖維含量)

1.6 香榧油脂的提取

將抽取的香榧樣品，經(jīng)人工剝殼后，種仁放入粉碎機中破碎，稱取5 g于快速溶劑萃取儀的不銹鋼萃取池中萃取。萃取條件：正己烷：丙酮混合萃取溶劑(1∶1),萃取溫度：70 ℃，加熱5 min，靜態(tài)時間5 min，淋洗體積為60%池體積，氮氣吹掃時間60 s，靜態(tài)萃取次數(shù)：3次，收集全部提取液，將提取液轉移至平底燒瓶中，于真空旋轉蒸發(fā)儀上40 ℃濃縮至恒重，得到香榧籽粗油。

出油率=油脂質(zhì)量/原料質(zhì)量×100%

1.7 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析用Excel及SPSS16.0軟件，差異顯著性為P<0.05。

2 結果與分析

2.1 果實性狀與香榧仁的理化指標

對香榧果實性狀與常規(guī)理化指標進行變異分析，結果見表2。由表2可以看出，5項果實性狀和7項理化指標的變異系數(shù)為1.57%～21.6%，差異較大。其中，完善果率的變異系數(shù)最小，僅為1.57%；出仁率的變異系數(shù)也較小，僅略高于水分1.10%，為2.71%；變異系數(shù)最大的是水分，達21.6%。

對香榧果實性狀與常規(guī)理化指標進一步進行相關性分析，結果見表3。結果表明：出仁率與完善果率、單粒重、橫徑均呈極顯著正相關(P<0.01)，與顆粒大小呈極顯著負相關(P<0.01)；橫徑與單粒重呈極顯著正相關(P<0.01)，與顆粒大小呈極顯著負相關(P<0.01)，說明果實橫徑與果實大小緊密相關；單粒重與顆粒大小呈極顯著負相關(P<0.01)；粗纖維與碳水化合物單粒重呈極顯著正相關(P<0.01)，水分與脂肪呈極顯著負相關(P<0.01)。單粒重與蛋白質(zhì)、出油率均呈顯著正相關(P<0.05)，完善果率與顆粒大小呈顯著負相關(P<0.05)，顆粒大小與蛋白質(zhì)呈顯著負相關(P<0.05)，水分與蛋白質(zhì)、碳水化合物呈顯著負相關(P<0.05)，脂肪與灰分呈顯著負相關(P<0.05)。香榧果實性狀指標相關性分析說明香榧果實顆粒數(shù)越少，果實橫徑越大，單粒重越重，出仁率越高，完善果率越大。7項理化指標中僅蛋白質(zhì)和出油率與果實性狀有相關性，其相關性表明香榧果實顆粒數(shù)越少，單粒重越重，香榧內(nèi)在的蛋白質(zhì)含量越高，出油率也越多。其他理化指標與果實性狀間無顯著相關性。

通過主成分分析可將多個性狀指標經(jīng)正交變換轉化為較少個數(shù)的主成分。這些主成分彼此既互不相關，又能綜合反映原來多個性狀指標的主要信息[20]。對香榧果實性狀與理化指標進行主成分分析，結果見表4。結果表明：前4個主成分累計貢獻率達到70.8%，說明前4個主成分能夠滿足主成分分析的要求。由各指標的特征向量可以看出，決定第一主成分的主要是香榧果實性狀，即顆粒大小、單粒重、橫徑和出仁率，這些性狀均與果實性狀有關，則稱第一主成分為香榧種仁大小因子，說明香榧果實性狀在品質(zhì)評價中具有重要作用，對衡量香榧果實品質(zhì)的優(yōu)劣有著重大指導意義。決定第2主成分的為水分、蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物，這些性狀均與果實內(nèi)在品質(zhì)決定第3主成分的為灰分，決定第4主成分的為完善果率。

表2 浙江省香榧果實形狀和理化性質(zhì)變異分析

表3 香榧果實形狀與常規(guī)理化指標含量間的相關系數(shù)

注：*表示P<0.05；**表示P<0.01。

表4 浙江省香榧籽常規(guī)理化指標的主成分分析結果

2.2 香榧種仁氨基酸組成及維生素種類

2.2.1 氨基酸組成

氨基酸是果實品質(zhì)的組成成分之一，其種類和含量是考察果實營養(yǎng)價值的主要指標，在參與果實其他品質(zhì)特征成分和風味物質(zhì)合成的同時，自身也表現(xiàn)出一定的呈味特性[21]。因此，氨基酸組成與含量對果實營養(yǎng)與風味有著重要影響。

從表5可以看出，香榧種仁中共含有16種氨基酸，氨基酸總量達12.3 g/100 g，在16種氨基酸中，谷氨酸含量最高(1.78 g/100 g)，其次為天門冬氨酸、精氨酸、亮氨酸、纈氨酸等。作為人體必需的8種氨基酸，香榧種仁中含人體必需氨基酸達7種，其高低順序依次為亮氨酸>纈氨酸>賴氨酸>異亮氨酸>苯丙氨酸>蘇氨酸>蛋氨酸。根據(jù)FAO/WHO的標準規(guī)定，優(yōu)質(zhì)蛋白的必需氨基酸含量與總氨基酸含量之比應達到(EAA/TAA)40.0%，必需氨基酸與非必需氨基酸之比(EAA/NEAA)為60.0%。香榧種仁中必需氨基酸占總氨基酸質(zhì)量比為38.6%，必需氨基酸與非必需氨基酸的質(zhì)量比為62.8%，非常接近FAO/WHO標準規(guī)定。此外，香榧種仁中鮮味氨基酸占氨基酸總量33.2%，藥用氨基酸占氨基酸總量為63.5%，天門冬氨酸能緩解疲勞，谷氨酸具有健腦益智作用[22]，說明香榧在醫(yī)療保健方面具有一定的開發(fā)前景。

表5 香榧種仁氨基酸組成

注：a為鮮味氨基酸；d為藥用氨基酸。

2.2.2 香榧種仁維生素組成

對香榧種仁中維生素含量進行測定，發(fā)現(xiàn)香榧中煙酸和維生素E含量極高。由表6可以看出，香榧中煙酸含量四個地區(qū)基本一致，平均達223 mg/kg，煙酸能健美皮膚，防止白發(fā)，防止“糙皮病”，常吃香榧具有美容保健功能。維生素E含量紹興和杭州地區(qū)明顯高于金華和寧波，平均達277 mg/kg。維生素E是生物體內(nèi)最主要的也是抗氧化能力最強的抗氧化物質(zhì)，能夠保護機體細胞免受自由基的傷害，也是防御油脂過氧化反應的主要成分[23]。在抑制脂質(zhì)過氧化、穩(wěn)定不飽和脂肪酸、維護細胞膜、保持細胞完整、抗衰老等方面起著十分重要的作用；常食可潤澤肌膚、延緩衰老。此外香榧中還含有微量的維生素B1(含量為0.057 mg/kg)，其含量均低于常見堅果中維生素B1的含量。

表6 浙江省香榧籽維生素種類及含量/mg/kg

2.3 香榧籽油脂研究

2.3.1 香榧籽油酸價和過氧化值測定

過氧化值是對脂肪一級氧化產(chǎn)物的衡量指標，表明脂肪受到氧化的程度。油脂過氧化值是氧化酸敗的重要指標[24]。油脂酸價是衡量香榧品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標之一，酸價的高低能反映出油脂新鮮程度[25]。從表7可以看出，供試香榧籽油脂酸價為0.210～2.84 mg/g，平均0.76 mg/g，變異系數(shù)72%；不同地區(qū)之間含量有差異，但總體均偏低，香榧籽油的酸價低，說明香榧籽油游離脂肪酸含量低，品質(zhì)較好。過氧化值0.030～0.420 g/100 g，平均0.200 g/100 g，變異系數(shù)50%，總體含量均不高，說明香榧在提取過程中的氧化程度低，這可能與實驗所采用的香榧均為當年上市的新貨有關。與GB 19300—2014《食品安全國家標準 堅果與籽類食品》相比，酸價和過氧化值含量均優(yōu)于標準規(guī)定，說明浙江省香榧總體品質(zhì)較好。

表7 浙江省香榧籽油酸價和過氧化值含量及變異系數(shù)分析

2.3.2 香榧籽油脂肪酸含量

從表1可以看出，浙江省香榧種仁出油率為37.4%，這與吳帆等[26]的報道基本吻合。經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測，香榧種仁中提取的香榧籽油主要含有12種脂肪酸。飽和脂肪酸占11.6%，其中主要以棕櫚酸(8.19%)和硬脂酸(3.20%)為主；不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的88.0%，其中含量最高的是亞油酸 (40.2%)，其次是油酸(34.1%)和順-5，順-11，順-14-二十碳3烯酸(10.6%)，即金松酸。有研究表明金松酸可調(diào)節(jié)血脂水平[28-29]，香榧籽油有較好的抗氧化活性金松酸，其對大鼠的血脂調(diào)節(jié)具有顯著作用,并可抑制肝臟和血漿中脂肪酸合成酶、6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性，因此香榧籽油的功能活性可能會由于金松酸的存在而受到影響。同時值得注意的是，在所提取的香榧籽油中還發(fā)現(xiàn)少量的順-8，順-11，順-14，順-17-二十碳4烯酸，這在其他文獻中鮮見報道。

對6種植物油進行系統(tǒng)聚類分析(圖1)可得，6種植物油可分為兩大類，其中橄欖油、山茶油和菜籽油可歸為一大類，這三種植物油均含有很高的油酸(51.6%～78.8%)，而菜籽油比其他兩種植物油低20%，故歸為一小類；花生油、香榧籽油和大豆油可歸為一大類，這三種植物油脂肪酸組成具有相似性，而組內(nèi)的花生油和香榧籽油組成又極為相似，與組內(nèi)的大豆油既有相似性又有所差別。

圖1 植物油基于脂肪酸組成的聚類分析樹狀圖

3 討論

對不同產(chǎn)地香榧性狀的綜合評價，涉及香榧食用、加工等多方面的問題，所選取的香榧樣品需具有代表性。本次試驗所收集的41個香榧樣品，均來自香榧各大主產(chǎn)區(qū)，在市場上占主導地位。此外，對香榧性狀的綜合評價，其評價結果因選取的指標體系或評價側重點不同而不盡相同。本研究主要側重當前香榧在炒貨市場供應方面的指標要求，所選取的指標即涵蓋了香榧的即食性和營養(yǎng)價值指標，又側重于食用商品性能上，滿足了炒貨市場供需的指標要求。

表型是遺傳和環(huán)境、結構基因和調(diào)節(jié)基因綜合作用的結果，是各種形態(tài)特征的組合。表型變異可作為生物遺傳變異的表征[30]。樹木種實性狀的表型變異是研究植物種群的一個重要組成部分。探討種實表型性狀之間的相關關系，可以用來指導選擇育種和林木種質(zhì)資源保存中樣本策略的制定[31]。對浙江省香榧表型性狀間的相關性分析顯示，在5項果實性狀中有11對相關系數(shù)達到了顯著水平，這表明為適應特定的生長環(huán)境，香榧呈現(xiàn)出不同的表型性狀。香榧出仁率與完善果率、單粒重、橫徑均呈極顯著正相關，與顆粒大小呈極顯著負相關；這說明香榧果實橫徑越大，單粒重越重，出仁率越高，完善果率越大；這與胡紹泉等[25]的研究基本一致，因此在浙江省香榧優(yōu)良種源的選擇中，可以選用果實橫徑、單粒重、出仁率、完善果率作為評價指標，確保果品品質(zhì)的一致性，為香榧品質(zhì)均一化提供數(shù)據(jù)支持。

主成分分析法研究表明香榧果實大小和香榧蛋白質(zhì)、脂肪等理化性能是香榧果實品質(zhì)影響的兩類重要因素，且香榧果實大小的貢獻率大于蛋白質(zhì)、脂肪等理化性能，在香榧品質(zhì)評價中具有重要作用，對衡量香榧果實品質(zhì)的優(yōu)劣有著重大指導意義，只有在香榧外在果實性狀保證的前提下，香榧內(nèi)在品質(zhì)才會得以提升。因此對香榧果實性狀的評價需納入到其綜合評價指標中，為品質(zhì)評價指標的簡化提供了可能。然后，如何更為合理有效的進行香榧品質(zhì)的評價，還需要更為系統(tǒng)的建立數(shù)學模型。

香榧種仁中富含營養(yǎng)物質(zhì)，本研究發(fā)現(xiàn)香榧種仁中蛋白質(zhì)平均含量達12.5 g/100 g，富含16種氨基酸，且必需氨基酸占總氨基酸質(zhì)量比為38.6%，藥用氨基酸占氨基酸總量達60%以上，這與黎章矩等[6]的研究結果基本吻合。然而，如何將這些營養(yǎng)物質(zhì)的指標納入到香榧品質(zhì)分級體系中還是一個值得進一步探討的研究項目。

香榧脂肪酸組成多樣，且具有一定的功能特性和營養(yǎng)價值。不飽和脂肪酸是人體不可缺少的，具有抗衰老、防動脈硬化和心血管疾病等功效，提高脂肪酸中油酸及亞油酸等不飽和脂肪酸含量，降低棕櫚酸等飽和脂肪酸含量是油料作物品質(zhì)改良的重點[32]。本研究發(fā)現(xiàn)香榧油脂中脂肪酸主要組成成分是不飽和脂肪酸，約占其總量的88%，高于胡紹泉等的測度結果，這可能與所選取的樣品具有地區(qū)差異性有關。不飽和脂肪酸中以亞油酸含量最高，油酸含量次之，此外，金松酸質(zhì)量分數(shù)達10.6%，這與王衍彬等[28]等報道的香榧籽油中金松酸質(zhì)量分數(shù)為11.04%基本相符。因此，香榧油脂的營養(yǎng)和經(jīng)濟價值極高，對香榧油脂功能性的進一步研究也顯得尤為重要。

4 結論

浙江省香榧果實性狀間存在一定的相關性，7項營養(yǎng)指標中僅蛋白質(zhì)和出油率與果實性狀有一定的相關性，而油脂含量與其香味之間有一定的聯(lián)系，因此選擇果實性狀均一的果品有利于提高香榧果品品質(zhì)。香榧種仁營養(yǎng)物質(zhì)豐富、油脂脂肪酸組成多樣，這些都為香榧的營養(yǎng)保健功能提供了參考。