西藏核桃引種到內(nèi)地后堅果品質(zhì)變化研究

黃瑞敏，潘 剛，周 曄，王 滑，裴 東

(1.林木遺傳育種國家級重點實驗室，國家林業(yè)和草原局林木培育重點實驗室，中國林業(yè)科學(xué)研究院 林業(yè)研究所，北京 100091； 2.西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院 高原生態(tài)研究所，西藏 林芝 860000； 3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝林學(xué)學(xué)院，武漢 430070)

核桃(Juglansregia)是一種綜合利用價值很高的木本糧油樹種，其堅果含有豐富的不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、纖維素、多酚等多種生物活性物質(zhì)，被認為是一種天然營養(yǎng)保健食品[1-2]。核桃仁脂肪含量在50%～65%，其中含有大量的不飽和脂肪酸，如亞油酸、油酸、亞麻酸等[3]，具有降低總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇含量，預(yù)防心血管疾病作用[4]，其較低的ω-6/ω-3被認為是核桃油功效的重要原因[5]。

西藏是青藏高原的主體部分，具有復(fù)雜的氣候和地貌。在西藏南部，喜馬拉雅山南麓、雅魯藏布江沿岸，分布著核桃和泡核桃(Juglanssigillata)，其中在海拔2 700 m以下溫暖濕潤的亞熱帶氣候區(qū)主要分布著泡核桃，而在海拔2 800～3 900 m，在可灌溉的農(nóng)田或“四旁”栽植核桃[6]。西藏因其特殊的生境和原始的種植方式，至今仍保存著一些特異的核桃農(nóng)家類型，特別是在海拔3 200 m以下溫暖半濕潤氣候區(qū)，核桃生長結(jié)實良好，少有病蟲發(fā)生，近千年大樹仍可大量結(jié)實，被譽為西藏圣果[7-8]。

目前研究發(fā)現(xiàn)，西藏核桃含油率高，口感好，具有較高的推廣價值[9-10]，如果將其引入內(nèi)地低海拔地區(qū)，其堅果品質(zhì)是否發(fā)生變化尚不清楚。因此，2005年我們以豐產(chǎn)性、堅果表型性狀為主要依據(jù)，采用枝接方法將127株西藏核桃引種至河南洛陽。本研究中分析西藏核桃引種前后的堅果表型以及油脂品質(zhì)，旨在認識西藏核桃引種到內(nèi)地的堅果品質(zhì)表現(xiàn)，為深入開發(fā)利用西藏核桃資源提供理論和方法依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗點概況

河南省洛陽市洛寧縣東宋鎮(zhèn)小宋村。地理位置111°E，34°N，海拔300 m；試驗地地勢平坦，土層深厚，土壤為中性棕壤，pH 6；年平均溫度13.7℃，夏季(6—8月)平均氣溫21.9℃，生長期216 d。

1.1.2 原料、試劑及儀器

2005年，由海拔2 900～3 200 m西藏山南加查和林芝朗縣的河谷灘地選取核桃優(yōu)良單株，其中加查4棵、朗縣5棵，采用枝接的方法引種至河南洛陽，砧木為核桃實生苗。2017年，對9棵西藏核桃以及9棵引種至河南的西藏核桃進行堅果品質(zhì)測定，同時以3棵相同立地條件下的河南主栽品種‘清香’[11]核桃作為對照。每棵樹隨機抽取30個正常成熟的堅果進行測定。

所用化學(xué)試劑均為分析純，天津天力化學(xué)試劑有限公司；脂肪酸甲酯標準品，美國Sigma公司。

GC-2014C氣相色譜儀，日本島津公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 堅果性狀測定

采用精度0.01 mm游標卡尺測量30個堅果的縱徑、橫徑、側(cè)徑和殼厚，精度1 mg電子天平測定堅果質(zhì)量和核仁質(zhì)量，取平均值。

果形指數(shù)=縱徑/橫徑；出仁率=核仁質(zhì)量/堅果質(zhì)量×100%。

1.2.2 脂肪含量測定

將核桃敲碎取仁，參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》，采用索氏抽提法測定脂肪含量。

1.2.3 脂肪酸組成及相對含量測定

按GB/T 17376—2008《動植物油脂 脂肪酸甲酯制備》、GB/T 17377—2008《動植物油脂 脂肪酸甲酯的氣相色譜分析》對提取的核桃油進行脂肪酸組成及相對含量測定。

氣相色譜條件：HP-INNOWAX毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；程序升溫，初始溫度130℃，保持2 min，以4℃/min升至250℃，保持5 min；進樣口溫度220℃；進樣量1 μL；載氣為高純氦氣(純度≥99.999%)，流速1 mL/min。

ω-6/ω-3=亞油酸(ω-6脂肪酸)含量/亞麻酸(ω-3脂肪酸)含量。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

所測數(shù)據(jù)以平均值作為最終值，所有數(shù)據(jù)和作圖用Excel 2007和SPSS 19.0軟件分析處理。利用R3.44軟件，采用Princomp過程對脂肪酸數(shù)據(jù)進行主成分分析(PCA)，ggbiplot繪制PCA圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 西藏核桃的堅果表型、油脂品質(zhì)及變異

所選西藏核桃優(yōu)良單株在西藏的堅果表型、油脂品質(zhì)及變異分析結(jié)果分別見表1和表2。

由表1可知，西藏核桃核仁的脂肪含量在61.70%～66.90%之間，平均值為65.02%，達到《核桃堅果質(zhì)量等級》(GB/T 20398—2006)中的特級標準(脂肪含量≥65%)。脂肪酸含量分別為棕櫚酸3.84%～5.87%、硬脂酸1.82%～3.15%、油酸17.61%～31.80%、亞油酸49.56%～61.24%、亞麻酸9.63%～16.83%、花生酸0.10%～0.21%、花生油酸0.12%～0.22%。以不飽和脂肪酸為主，含量在90.82%～93.69%之間，而且主要是多不飽和脂肪酸，含量在60.31%～73.54%。西藏核桃的ω-6/ω-3 在2.95～5.34之間，平均值為4.54。

20個指標中，殼厚、單果重、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞麻酸、花生酸、花生油酸、飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、ω-6/ω-3這11個指標均存在一定的變異，其中殼厚、單果重、硬脂酸、油酸、亞麻酸、花生酸、花生油酸、飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、ω-6/ω-3這10個指標的變異幅度較大，變異系數(shù)大于15%，棕櫚酸的變異系數(shù)大于10%。因此，上述性狀可作為西藏核桃引種篩選時重點關(guān)注的性狀。而縱徑、橫徑、側(cè)徑、果形指數(shù)、出仁率、脂肪含量、亞油酸含量、多不飽和脂肪酸含量、不飽和脂肪酸含量這9個指標的變異系數(shù)較小，是西藏核桃比較穩(wěn)定的性狀。

表1 西藏核桃優(yōu)良單株的堅果表型、油脂品質(zhì)

表2 西藏核桃優(yōu)良單株的堅果表型及油脂品質(zhì)變異%

項目變異系數(shù)項目變異系數(shù)縱徑5.05油酸含量18.21橫徑8.81亞油酸含量6.99側(cè)徑7.49亞麻酸含量19.79果形指數(shù)6.19花生酸含量26.67殼厚32.02花生油酸含量17.65單果重17.33飽和脂肪酸含量23.33出仁率9.33單不飽和脂肪酸含量18.52脂肪含量2.88多飽和脂肪酸含量6.14棕櫚酸含量12.11不飽和脂肪酸含量0.94硬脂酸含量17.80ω-6/ω-317.85

2.2 引種前后堅果表型性狀變化(見表3)

由表3可知，西藏核桃引種至河南后其堅果縱徑、橫徑、側(cè)徑和果形指數(shù)并未發(fā)生顯著性變化，平均值分別為4.06、3.67、3.73 cm，堅果大小與河南當?shù)氐摹逑恪颂蚁嘟?。西藏核桃的殼厚大于‘清香’核桃，引種后殼厚略有減小但與引種前相比未達到顯著性差異。西藏核桃引種后單果重并未發(fā)生顯著性變化，其平均值為16.32 g，與河南‘清香’核桃相近，達到《核桃堅果質(zhì)量等級》(GB/T 20398—2006)中的特級標準(平均果重≥12.0 g)。引種后的西藏核桃出仁率顯著升高，由西藏的42.56%升高到47.92%，但是仍低于河南‘清香’核桃(54.35%)。

表3 引種前后西藏核桃的堅果表型性狀變化

2.3 引種對西藏核桃脂肪酸組成的影響

2.3.1 引種后西藏核桃脂肪和脂肪酸組成的變化

對9份西藏核桃、9份引種至河南的西藏核桃以及3份河南當?shù)氐摹逑恪颂覙悠返闹?、脂肪酸進行差異分析，結(jié)果見表4。

表4 引種前后西藏核桃脂肪和脂肪酸含量變化

由表4可知，西藏核桃引種至河南后，核仁的脂肪含量并未發(fā)生顯著性變化，引種前后脂肪含量都在65%左右。但是脂肪酸組成發(fā)生顯著變化，引種后的西藏核桃油酸含量顯著降低，由西藏的24.99%下降到15.69%，與河南‘清香’核桃(16.36%)相似；而亞油酸含量則顯著升高，由西藏的54.83%升高到63.84%，與河南‘清香’核桃(63.77%)近似。引種后飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、ω-6/ω-3顯著增加，分別增加了2.18個百分點、7.11個百分點、1.75，而單不飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸顯著降低，分別減少了9.28、2.18個百分點。

2.3.2 脂肪酸組成的相關(guān)性分析

對9份西藏核桃、9份引種至河南的西藏核桃以及3份河南當?shù)氐摹逑恪颂覙悠返闹舅峤M成進行相關(guān)性分析，結(jié)果見表5。

表5 脂肪酸組成相關(guān)性

由表5可知：7種脂肪酸之間，亞油酸與棕櫚酸、亞油酸與硬脂酸之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.558和0.725；油酸與棕櫚酸、油酸與硬脂酸、油酸與亞油酸、花生酸與花生油酸之間呈極顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.668、-0.677、-0.924、-0.637；硬脂酸與棕櫚酸之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.537，亞麻酸與硬脂酸、亞麻酸與亞油酸之間呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.507、-0.437；其他成分之間的相關(guān)系數(shù)都未到達顯著性水平。

2.3.3 脂肪酸組成的主成分分析

對9份西藏核桃、9份引種至河南的西藏核桃以及3份河南‘清香’核桃樣品的脂肪酸組成進行主成分分析，結(jié)果見表6和圖1。

表6 脂肪酸的主成分分析

圖1 引種前后西藏核桃及河南‘清香’核桃基于脂肪酸

組成的主成分分析

由表6可知，提取的2個主成分特征值大于1，累積方差貢獻率為71.480%。第1主成分的貢獻率較高，為52.852%，其中亞油酸和硬脂酸有較高的正載荷，油酸有較高的負載荷，因此第1主成分主要反映核桃的硬脂酸、油酸和亞油酸含量；第2主成分的貢獻率為18.628%，其中花生油酸和亞麻酸有較高的正載荷，因此第2主成分主要反映核桃的花生油酸和亞麻酸含量。如圖1所示，河南引種的西藏核桃都在圖的右側(cè)，第1主成分的值都為正數(shù)，而西藏原產(chǎn)地的核桃都在圖的左側(cè)，第1主成分的值都為負數(shù)。河南引種的西藏核桃與西藏原產(chǎn)地的核桃相距較遠，而與河南當?shù)氐摹逑恪颂蚁嗑噍^近，說明生長環(huán)境是影響西藏核桃品質(zhì)的重要因素。

2.4 討 論

核桃是西藏主要栽培果樹之一，長期以來都是藏族人民的主要干果和食用油料果樹[9]。從本研究結(jié)果可以看出，所選西藏核桃優(yōu)良單株在西藏的脂肪含量在61.70%～66.90%之間，平均值為65.02%，變異系數(shù)小(2.88%)，與目前我國推廣的核桃優(yōu)良品種中產(chǎn)油性能較好的品種相當[12]。西藏核桃引種至河南后堅果縱徑、橫徑、側(cè)徑和果形指數(shù)并未發(fā)生顯著性變化，說明這些堅果性狀比較穩(wěn)定，受環(huán)境影響較小。引種后的出仁率顯著升高，說明河南的栽培環(huán)境更適宜核桃的胚發(fā)育。

ω-6/ω-3是衡量脂肪酸平衡的重要指標，世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織建議ω-6/ω-3為5～10[13]，中國營養(yǎng)學(xué)《膳食營養(yǎng)素參考攝入量》建議ω-6/ω-3為4～6[14]。國內(nèi)利用ω-6/ω-3評價核桃脂肪酸的報道較少，潘學(xué)軍等[15]研究表明貴州核桃仁脂肪酸ω-6/ω-3為9.67。王滑等[16]對西藏不同居群核桃核仁中脂肪酸組成進行分析，發(fā)現(xiàn)西藏核桃ω-6/ω-3較小，80%集中在4.0～6.0之間。本研究中西藏核桃原產(chǎn)地的ω-6/ω-3在2.95～5.34之間，平均值為4.54，引種后的西藏核桃ω-6/ω-3增大，平均值為6.29，仍較為合理，有利于人體吸收。

國內(nèi)外有關(guān)核桃脂肪酸組成的研究報道較多，不同地區(qū)、不同品種間核桃的脂肪酸組成有差異，脂肪酸組分含量可能受環(huán)境、基因類型等因素的影響[17]，但脂肪酸的種類和含量高低順序基本一致[18-19]。劉偉銘[20]對西藏核桃脂肪酸組成進行測定，發(fā)現(xiàn)其亞油酸含量在44%～56%之間，比東北核桃(67.68%)低10～20個百分點，與本研究結(jié)果相一致。王金星等[21]對西藏不同核桃實生農(nóng)家類型以及天然居群研究發(fā)現(xiàn)，西藏核桃的差異可能由于不同地區(qū)核桃生長環(huán)境以及其本身基因的遺傳變異共同作用的結(jié)果。本研究發(fā)現(xiàn)，西藏核桃引種河南后，脂肪酸組成變得與河南生長的‘清香’核桃相近，反映出核桃生長環(huán)境對核桃脂肪酸組成有顯著性影響，這可能來源于西藏與河南兩地不同的光照、溫度、濕度、土壤條件等因素對脂肪酸組成的影響。

3 結(jié) 論

西藏核桃為我國特有的種質(zhì)資源，亟需加以保護、研究、開發(fā)和利用。所選西藏核桃優(yōu)良單株在西藏的脂肪含量平均值為65.02%，以不飽和脂肪酸為主要脂肪酸，其中亞油酸占54.83%，油酸占24.99%，亞麻酸占12.38%。西藏特殊的環(huán)境對西藏核桃脂肪酸組成有一定影響，引種河南后西藏核桃的油酸含量下降，亞油酸含量升高。研究結(jié)果為認識西藏核桃堅果品質(zhì)的形成以及深入開發(fā)利用西藏核桃資源提供了理論依據(jù)。