不同產(chǎn)地油茶籽油主要特征組分分析

葉敏倩，吳峰華，芮鴻飛，陳 通，劉興泉

（浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 311300）

油茶（Camellia oleiferaAbel.）是山茶科山茶屬多年生常綠小喬木，原產(chǎn)于云貴高原，現(xiàn)廣泛分布于我國各省份[1-2]。油茶籽油是世界四大木本油料作物之一，被譽為“東方橄欖油”[3-5]。油茶籽中含有脂肪酸（不飽和脂肪酸93%，其中油酸83%、亞油酸10%）、山茶苷、磷脂質(zhì)皂苷、生育酚和鞣質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)[6-7]，具有降血壓、降血脂、抗氧化、提高機體免疫力等功能[8]。目前國內(nèi)外對油茶籽的加工工藝、抗氧化能力、經(jīng)濟性狀、營養(yǎng)價值等方面做了大量的研究[9-12]。研究表明，不同產(chǎn)地的油茶籽油在理化指標(biāo)[13]、脂肪酸組成[14-15]、礦物質(zhì)含量[16]方面均存在顯著差異。

主成分分析（principal component analysis，PCA）和系統(tǒng)聚類分析（systematic cluster analysis，SCA）因具有可消除評價指標(biāo)間的相關(guān)影響、保證評價的客觀性優(yōu)點[17]，廣泛應(yīng)用于食品[18]、醫(yī)藥[19]、植物[20]等領(lǐng)域。因此將PCA應(yīng)用于比較不同產(chǎn)地油茶籽油的特征物質(zhì)的研究對評價不同產(chǎn)地油茶籽油的差異性具有重要意義。本研究采用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometery，GC-MS）聯(lián)用和高效液相色譜法，對8 種不同產(chǎn)地的脂肪酸、甾醇、角鯊烯和生育酚組成進行分析，并利用SCA和PCA對樣品進行評價及分類，旨在探討不同產(chǎn)地茶籽油特征物質(zhì)的差異，為油茶籽油的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

油茶籽的采摘時間在2018年10—11月之間，分別采自：廣西河池市、云南昆明市、浙江衢州市、江西九江市、安徽金寨、湖南邵陽市、湖北隨州市、貴州黔東南苗族侗族自治州。每個產(chǎn)地分別選取成熟的油茶樹采集油茶籽。將得到的油茶籽去殼后35 ℃干燥至水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%～10%，粉碎種仁40 目過篩。

十一烷酸標(biāo)準(zhǔn)品 上海安普實驗科技股份有限公司；膽甾烷醇、δ-生育酚、γ-生育酚、α-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品美國Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LC-20AT高效液相色譜（配有可變波長紫外檢測器）、QP-2010 GC-MS聯(lián)用儀 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 含油量測定

參考GB 5009—2016《食品中脂肪的測定》，采用索氏抽提法（第一法）。

1.3.2 脂肪酸組分分析

參考周樑波[21]的方法，通過KOH-甲醇和H2SO4-甲醇溶液進行甲酯化，采用GC-MS分析。

1.3.3 生育酚測定

皂化：參考GB 5009.82—2016《食品中維生素A、D、E的測定》方法。

色譜條件：色譜柱：C18Inertsil ODS-SP（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動相：甲醇-水（98∶2，V/V），等度洗脫；紫外檢測波長294 nm；流速1.0 mL/min；柱溫25 ℃；進樣量20 μL。

1.3.4 甾醇和角鯊烯測定

皂化參照李志曉[22]的方法。采用GC-MS測定油茶籽油中甾醇和角鯊烯的含量。

色譜條件：色譜柱：SH-Rtx-Wax（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：柱溫230 ℃，以2 ℃/min升到250 ℃，保持75 min；載氣（He）流速1 mL/min，進樣量1 μL；分流比15∶1。

質(zhì)譜條件：電子電離源；電子能量70 eV；傳輸線溫度250 ℃；離子源溫度230 ℃；離子掃描范圍45～500 u。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 油茶籽油脂肪酸組成分析

各產(chǎn)地的油茶籽脂肪酸組成結(jié)果見表1。不同產(chǎn)地油茶籽油含油率范圍為41.38%～54.71%，平均為46.88%。黔東南苗族侗族自治州含油率最低為41.38%，昆明和九江含油率最高分別為54.71%和54.40%。油茶籽中主要的脂肪酸有油酸、亞油酸、棕櫚酸和硬脂酸，不飽和脂肪酸占總脂肪酸的82.67%（九江）～84.99%（金寨）之間，主要有油酸和亞油酸。江西九江油茶籽飽和脂肪酸含量最高（133.79 mg/g），湖北隨州油茶籽的不飽和脂肪酸含量最高（659.40 mg/g），邵陽油茶籽的亞油酸含量顯著（P＜0.05）高于其他產(chǎn)地。

表1 不同產(chǎn)地油茶籽油的脂肪酸組成測定結(jié)果Table 1 Fatty acid compositions of tea seed oils from different producing regions mg/g

2.2 不皂化物分析

甾醇的結(jié)構(gòu)與膽固醇相似，具有防治前列腺肥大、提高免疫力等多種生理功能[23-24]。對各產(chǎn)地油茶籽油的甾醇組成進行分析（表2），檢出8 種甾醇，分別為羊毛甾醇、羽扇豆醇、香樹脂醇、Δ7-豆甾烯醇、豆甾烷醇、β-谷甾醇、菜油甾醇和計曼尼醇。其中衢州油茶籽的總甾醇含量最高，昆明最低，分別為316.14 mg/100 g和195.94 mg/100 g。各產(chǎn)地角鯊烯含量差異顯著（P＜0.05），范圍為9.64～29.27 mg/100 g。邵陽、衢州、金寨的油茶籽油角鯊烯含量較高，分別為29.27、19.93 mg/100 g和19.87 mg/100 g；九江、河池、昆明、黔東南苗族侗族自治州和隨州含量較低。

表2 不同產(chǎn)地油茶籽油的甾醇、角鯊烯組成測定結(jié)果Table 2 Sterol and squalene compositions of tea seed oils from different producing regions mg/100 g

生育酚是一種天然抗氧化劑，其組成和含量可以作為評價植物油品質(zhì)的重要指標(biāo)[25]。如表3所示，8 種不同產(chǎn)地的油茶籽油所含生育酚總量在112.35～338.74 mg/kg之間，其中α-生育酚占總生育酚的98%左右；其次是γ-生育酚、δ-生育酚含量。不同產(chǎn)地生育酚組成差異顯著（P＜0.05），其中邵陽產(chǎn)地的油茶籽油總生育酚含量最高，為338.74 mg/kg；昆明和九江最低，分別為140.32、112.35 mg/kg。

表3 不同產(chǎn)地油茶籽油的生育酚組成測定結(jié)果Table 3 Tocopherol compositions of tea seed oils from different producing regions mg/kg

2.3 SCA

通過對不同產(chǎn)地油茶籽油各項指標(biāo)進行SCA（圖1），將8 個不同產(chǎn)地的油茶籽油分為4 類：第1類聚集了衢州、黔東南苗族侗族自治州、河池、金寨和隨州5 個產(chǎn)地，第2類、第3類和第4類分別是九江、昆明和邵陽。

圖1 不同產(chǎn)地油茶籽油的SCAFig.1 SCA of tea seed oils from different producing regions

2.4 PCA

PCA是將多個變量通過線性變換以選出較少個數(shù)重要變量的一種多元統(tǒng)計分析方法[26]。對8 個不同產(chǎn)地油茶籽油的29 項指標(biāo)采用PCA法對其進行綜合評價。分析得到不同主成分載荷和方差貢獻率（表4），前4 個主成分累計方差貢獻率達到87.146%，且主成分的特征值均大于1[27]，故選擇前4 個主成分反映油茶籽油特征物質(zhì)。

由表4可以看出，PC1的特征值為12.333，其貢獻率為42.527%，C20:1n5對PC1貢獻最大，載荷值為0.967，其次為菜油甾醇、角鯊烯、α-生育酚、總生育酚、C18:2n6和PUFA。PC2的特征值為6.500，其貢獻率為22.415%，PC2與香樹脂醇呈正相關(guān)，載荷值為0.980，其次是羽扇豆醇、γ-生育酚、β-谷甾醇、羊毛甾醇和計尼曼醇，與含油率呈負(fù)相關(guān)，載荷值為－0.878。PC3的特征值為3.674，其貢獻率為12.669%，C14:0對PC3貢獻最大，載荷值為0.902，其次是C22:1、C18:0和飽和脂肪酸，而與C22:2和C17:1呈負(fù)相關(guān)，載荷值分別為－0.945和－0.801。PC4的特征值為2.765，其貢獻率為9.535%，MUFA對PC4貢獻最大，載荷值為0.961，其次是為C18:1n9、UFA和C20:1n11。

在PCA的基礎(chǔ)上，根據(jù)綜合主成分值的得分公式[28]，求得各產(chǎn)地油茶籽油的主成分得分和綜合得分（表4、5）。在PC1中邵陽的得分最高，為2.150；PC2得分最高的是衢州，為1.342；PC3中得分最高的是九江，為2.242；PC4中評價最高是隨州，為1.676。最終得到綜合評分中邵陽的綜合得分最高，為0.496，昆明最低，為－0.884。PCA得到的分類結(jié)果與聚類分析基本一致。

表4 PCA因子載荷矩陣Table 4 PCA loading matrix

表5 不同產(chǎn)地油茶籽油主成分得分和綜合得分Table 5 Principal component scores and comprehensive scores of tea seed oils from different producing regions

3 討論與結(jié)論

木本油料產(chǎn)業(yè)是我國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，油茶籽油作為木本糧油之一，是健康優(yōu)質(zhì)的食用植物油的重要來源。不同油茶籽油中的營養(yǎng)成分各不相同，除了品種這個主要的因素外，產(chǎn)地對油茶籽油也具有較大的影響。有研究發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地對油茶籽油組成成分的影響，可能與氣候和緯度有關(guān)。楊穎[29]和蔣元華[30]等研究發(fā)現(xiàn)降水、日照、氣溫等因素造成了對不同產(chǎn)地油茶籽的差異；何小三[15]和劉琦[14]等發(fā)現(xiàn)茶油中飽和脂肪酸含量隨產(chǎn)地緯度的增加呈升高的趨勢，不飽和脂肪酸含量則呈降低的趨勢。

田瀟瀟等[31]研究得浙江省的油茶籽含油率為36.26%～61.39%，安徽省為36.26%～61.39%；梁文杰等[32]在對溫州油茶籽油的脂肪酸研究中共檢測出棕飽和脂肪酸櫚酸和硬脂酸以及不飽和脂肪酸棕櫚烯酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、順-11-二十碳烯酸，與本研究相比，未檢測出山崳酸等微量脂肪酸；何小三等[15]對江西油茶籽油中的脂肪酸研究中，還測出了微量的α-亞麻酸。不同研究者所檢測出的油茶籽油組分存在些微差異，但主要成分均相似。本實驗測定了8 個不同產(chǎn)地油茶籽含油率和12 種脂肪酸，結(jié)果顯示各產(chǎn)地的油茶籽平均含油率為46.88%，普遍超過40%且差異顯著；不飽和脂肪酸平均含量為629.85 mg/100 g，油酸平均含量為525.83 mg/100 g，亞油酸平均含量為90.60 mg/100 g，油茶籽是高油酸的優(yōu)質(zhì)木本油。

Wang Xiaoqin等[33]在湖南、廣西等產(chǎn)地油茶籽油的成分中共檢測出角鯊烯和13 種植物甾醇，與本研究相比未檢測出計曼尼醇，但檢測出了24-亞甲基環(huán)阿爾坦-3-醇。黃連琴等[34]共檢測出α-生育酚和γ-生育酚兩種主要的生育酚，李志曉[22]則對不同產(chǎn)地油茶籽油中生育酚的研究中，測出了少量的δ-生育酚。本研究共檢測出8 種甾醇、角鯊烯和3 種生育酚，其中總甾醇平均含量為276.74 mg/100 g，角鯊烯平均含量為18.07 mg/100 g，總生育酚平均含量為216.04 mg/kg。

本實驗采用SCA、PCA和綜合分析對油茶籽油進行差異性分析。SCA將8 個產(chǎn)地油茶籽油分為4 類，第1類聚集了衢州、黔東南苗族侗族自治州、河池、金寨和隨州5 個產(chǎn)地；邵陽、九江和昆明各自聚為一類。PCA對各產(chǎn)地的油茶籽油進行主成分的提取和綜合評價，發(fā)現(xiàn)邵陽的油茶籽油得分較最高，因此邵陽油茶籽油具有較高含量的特征組分。