不同品種核桃果實形態(tài)特征及脂肪酸組分分析

全 新， 郭志民， 王少明， 李海濤， 高朝霞， 王躍輝， 陳景震

(1.沅陵縣林業(yè)局， 湖南 沅陵 419600； 2.國有洛寧縣呂村林場， 河南 洛寧 471700； 3.桃江縣桃花江國有林場，湖南 桃江 413400； 4.湖南省林業(yè)科學院省部共建木本油料資源利用國家重點實驗室, 湖南 長沙 410004)

核桃JuglansregiaL.屬胡桃科Juglandaceae胡桃屬Juglans多年生落葉喬木，又稱胡桃、羌桃。原產(chǎn)于東亞、歐洲東南部及北美地區(qū)，是世界著名的干果油料樹種[1]，具有重要的經(jīng)濟價值，有“萬歲子”“長壽果”“養(yǎng)生之寶”的美譽。核桃在我國分布廣泛，栽培歷史悠久，在四川、新疆、云南等 20 多個省區(qū)均有分布和栽培[2]。作為世界四大干果之一，核桃果實因其含有豐富的脂肪酸、蛋白質(zhì)、微量元素等人體所需的各種營養(yǎng)元素，有健腦益智、護肝、降糖、降血脂、抗氧化和預防心血管疾病等作用而被廣泛關注和研究[3-5]。

植物中的脂肪酸含量尤其是不飽和脂肪酸的含量，已成為衡量其果實品質(zhì)的重要指標[6]。龔榜初等[7]測定了不同種源山桐子果實的脂肪酸組分，并分析了其變異情況。何國慶等[8]研究了山核桃果實成熟過程中礦質(zhì)元素及脂肪酸組分變化，并探討了各組分間的相關性。楊穎等[9]測定了不同產(chǎn)區(qū)高州油茶果實出仁率、含油率以及脂肪酸組分和含量，為高州油茶良種選育和栽培利用提供了依據(jù)。核桃中86%的脂肪酸是不飽和脂肪酸，食用核桃果實可直接補充人體所需的脂肪酸，可促進人體生理機能的代謝[10]。作者通過對不同品種核桃果實表型性狀和含油率及其脂肪酸組分進行測定，并對幾個指標之間的相關性進行分析，可為核桃的種質(zhì)資源收集、品質(zhì)改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

將從河南省洛寧縣采集的不同品種(1號皮納、2號比爾、3號拉茲、4號驚奇、5號中寧魁)核桃果實樣品自然風干后，包裝貯藏，編號備用。

1.2 實驗方法

1.2.1 果實形態(tài)指標測定 果實橫徑、果實縱徑、外果皮厚和堅果殼厚等用游標卡尺(精度0.01mm)測定；果實質(zhì)量和核仁質(zhì)量用萬分之一的天平測定。

1.2.2 果實出仁率測定 以10個果實為一組，用電子天平測定果實質(zhì)量和種子(核仁)質(zhì)量，取平均值。

1.2.3 核仁含油率及核仁油脂肪酸組分測定

(1)參照GB/T14488.1-2008《植物油料含油量測定》測定核仁含油率；采用氣象色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)測定核仁油的脂肪酸組分。

(2)樣品預處理。參照國標GB 5009.168—2016對樣品進行甲酯化預處理。

(3)核仁油GC-MS檢測。檢測條件參考毛細管色譜柱(30m×0.25mm×0.25μm)。柱溫采用程序升溫：初始溫度為80℃，保持2.5min；以15℃·min-1的速度升至175℃；保持1min；再以5℃·min-1的速度升至210℃，保持2min；最后以2℃·min-1的速度升至230℃，保持2min。載氣為高純氦氣(99.999%)。采用分流進樣，分流比10∶1，進樣量2μL，離子源EI，電子能量70eV，離子源溫度230℃，傳輸線溫度230℃，溶劑延遲2 min。定性分析：采集到的質(zhì)譜圖用NIST檢索。定量分析：根據(jù)總離子流圖色譜峰用面積歸一化法計算各組分的相對含量[11]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 2017中文版軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種核桃果實形態(tài)性狀差異

由表1可知：5個品種核桃的果實橫徑變化范圍在32.30～56.28mm，平均值為47.49mm；縱徑變化范圍在34.52～73.18mm，平均值為55.44mm?？v徑較橫徑稍大，果實呈近圓形。外果皮厚度變化范圍為4.78～9.46mm、平均值為7.69mm，其中：5號品種的果實橫縱徑最小，外果皮最??；1號品種的果實橫徑最大，外果皮最厚。從鮮果質(zhì)量上來看，5個品種果實質(zhì)量變化范圍在18.75～94.43g，品種間差異較大，平均值為62.85g；5號品種核桃果實質(zhì)量最小，3號和4號的較小，1號和2號的較大。5個品種堅果殼厚的平均值為3.21mm， 2號品種的堅果殼最薄，僅為2.68mm；1號品種的堅果殼最厚，為3.61mm。4號品種核仁質(zhì)量最大，平均值為5.43g；3號品種的核仁質(zhì)量最小，平均值為3.24g。5個品種核桃出仁率的變化范圍為3.84%～12.64%，平均出仁率為7.48%；5號品種的出仁率最高，平均值為12.64%。

方差分析結果(表2)顯示，不同品種核桃的果實橫徑、果實縱徑、外果皮厚、堅果殼厚、果實質(zhì)量、核仁質(zhì)量、出仁率等均有極顯著差異(P<0.01)。

綜上，以果大(橫縱徑大、果實質(zhì)量大)、皮薄(外果皮薄、堅果殼薄)、豐產(chǎn)(核仁質(zhì)量大、出仁率高)為指標進行評價，5個核桃品種中，2號品種和4號品種較優(yōu)。

表1 不同品種核桃果實形態(tài)性狀差異Tab.1 Differences of appearance indexes of different Juglans regia varieties品種編號果實橫徑/mm果實縱徑/mm外果皮厚/mm堅果殼厚/mm果實質(zhì)量/g核仁質(zhì)量/g出仁率/%1號56.28±0.95 a63.30±1.96 b9.46±1.05 a3.61±0.66 a87.99±4.86 a3.35±0.26 b3.84±0.26 d2號53.36±1.94 ab73.18±2.53 a8.76±0.58 ab2.68±0.24 b94.43±4.62 a5.16±0.18 a5.62±0.01 c3號44.18±1.98 c53.68±3.61 c7.38±0.29 c3.40±0.13 a47.12±7.49 c3.24±0.36 b7.15±0.02 bc4號 3.61±0.66 a52.52±4.00 c8.06±1.09 bc2.87±0.37 b66.04±14.13 b5.43±1.47 a8.19±0.01 b5號32.3±4.05 d34.52±6.02 d4.78±1.15 d3.47±0.36 a18.75±18.13 d3.47±0.73 b12.64±0.01 a平均值47.4955.447.693.2162.853.917.48 注: 同列不同字母表示在0.05水平差異顯著。

表2 不同品種核桃形態(tài)性狀方差分析Tab.2 ANOVA of appearance indexes of differents Juglans regia varieties性狀平方和Df均方FP組間1 840.4104460.10350.6730.000果實橫徑組內(nèi)181.596209.080總數(shù)2 022.00624組間4 128.788 841 032.19759.1530.000果實縱徑組內(nèi)348.9922017.450總數(shù)4 477.78024組間64.894416.22417.0850.000外果皮厚組內(nèi)18.992200.950總數(shù)83.88624組間2.62140.6556.8080.001堅果殼厚組內(nèi)1.925200.096總數(shù)4.54524組間19 178.26244 794.56631.4680.000鮮果質(zhì)量組內(nèi)3 047.28120152.364總數(shù)22 225.54324組間35.08248.77112.0270.000核仁質(zhì)量組內(nèi)14.585200.729總數(shù)49.66724組間0.02240.00531.9690.000出仁率組內(nèi)0.003200.000總數(shù)0.02524 注: P<0.01表示差異極顯著。

2.2 不同品種核桃種仁油脂含量及脂肪酸組分

2.2.1 不同品種核桃種仁含油率差異 由表3可知：5個品種核桃種仁的含油率均高于60%，其中2號品種和5號品種的種仁含油率均高于65%；不同品種核桃種仁含油率的變異系數(shù)為3.14%；各品種種仁含油率按從大到小的順序排序為2號(65.86%)>5號(65.68%)>1號(63.31%)>3號(62.52%)>4號(61.27%)。

2.2.2 不同品種核桃種仁油脂中脂肪酸組分差異 5個品種GC-MS圖譜如圖1～5所示，其相應的脂肪酸組成及含量見表3。表3顯示：1號品種中共檢測出6種脂肪酸。2～5號品種中均檢測出5種脂肪酸，其中飽和脂肪酸2種，包括棕櫚酸和硬脂酸；不飽和脂肪酸3種，包括油酸、亞油酸、亞麻酸。1號品種的種仁中除含有以上3種不飽和脂肪酸外，還含有順-11-二十碳烯酸。

表3 不同品種核桃種仁含油率及脂肪酸組分Tab.3 Variance of oil content and fatty acid of different Juglans regia varieties%品種編號含油率脂肪酸組成棕櫚酸硬脂酸油酸亞油酸亞麻酸順-11-二十碳烯酸飽和脂肪酸不飽和脂肪酸1號63.31 3.39 2.8743.8946.58 2.120.56 6.2693.152號65.86 2.68 2.1544.7048.64 1.82— 4.8395.163號62.52 2.07 2.4046.2647.23 2.04— 4.4795.534號61.27 2.84 2.8348.4344.26 1.65— 5.6794.345號65.68 3.93 3.3326.5962.56 3.59— 7.2692.74平均值63.73 2.98 2.7141.9749.85 2.24— 5.6994.18變異幅度61.27～65.862.07～3.932.15～3.3326.59～48.4344.26～62.561.65～3.59—4.47～7.2692.74～95.53變異系數(shù) 3.1423.7616.8120.9014.6034.53—19.64 1.29

由表3還可看出，各脂肪酸組分變異系數(shù)由大到小的順序為亞麻酸>棕櫚酸>油酸>硬脂酸>亞油酸。5個品種的飽和脂肪酸平均含量為5.69%，變異系數(shù)為19.64%。棕櫚酸平均含量為2.98%，其中5號品種的含量最高，為3.93%；3號品種的含量最低，為2.07%，變異系數(shù)為23.76%。硬脂酸的平均含量為2.71%，其中5號品種的含量最高，為3.33%； 2號品種的含量最低，為2.15%，變異系數(shù)為16.81%。5個品種的不飽和脂肪酸平均含量為94.18%，變異系數(shù)為1.29%。不飽和脂肪酸組分中，亞油酸含量最高，其次是油酸和亞麻酸。亞油酸平均含量為49.85%，其中5號品種的含量最高，為62.56%； 4號品種的含量最低，為44.26%，變異系數(shù)為14.60%。油酸平均含量為41.97%，其中4號品種的含量最高，為48.43%； 5號品種的含量最低，為26.59%，變異系數(shù)為20.90%。亞麻酸的平均含量為2.24%，其中5號品種的含量最高，為3.59%； 4號品種的含量最低，為1.65%，變異系數(shù)為34.53%。從不飽和脂肪酸的含量來看，5個核桃品種的排序為3號(95.53%)>2號(95.16%)>4號(94.34%)>1號(93.15%)>5號(92.74%)。

綜上，以高含油、高品質(zhì)為指標進行評價，5個核桃品種中，2號品種是最優(yōu)品種，3號和4號品種較優(yōu)。

2.3 不同品種核桃果實形態(tài)指標與核仁油脂含量及脂肪酸組分相關性

5個品種核桃果實形態(tài)指標與核仁油脂含量及脂肪酸組分含量存在一定的相關性，其相關系數(shù)見表4。由表4可知：核仁含油率與果實橫徑和外果皮厚、核仁質(zhì)量均存在負相關關系，與出仁率存在正相關關系，但均未達到顯著水平。核仁中飽和脂肪酸含量與果實縱徑、外果皮厚和核仁質(zhì)量等均存在較明顯的負相關關系，相關系數(shù)分別為0.643、0.509和0.510；與出仁率存在較大的正相關關系，相關系數(shù)為0.540。果實縱徑與棕櫚酸含量和硬脂酸含量均存在較明顯的負相關關系，相關系數(shù)分別為0.490和0.817，但均未達到顯著水平。與不飽和脂肪酸含量相關關系較大的形態(tài)指標為果實縱徑、核仁質(zhì)量和堅果殼厚，相關系數(shù)分別為0.522、0.520和-0.563。果實橫徑、外果皮厚與油酸、亞油酸和亞麻酸的含量相關系數(shù)均達到0.8以上，與油酸含量有較大的正相關關性，與亞油酸和亞麻酸有較大的負相關關系。亞麻酸含量與核仁質(zhì)量的相關系數(shù)達到了-0.805，這兩個指標有較大的負相關關系，但未達到顯著相關水平。

綜上，不同品種核桃果實形態(tài)指標與核仁含油率有一定的相關性，但相關不顯著；與核仁脂肪酸組分也有一定的相關性，但也均未達到顯著水平。飽和脂肪酸含量和不飽和脂肪酸含量均與果實縱徑有較大的相關性，油酸、亞油酸和亞麻酸含量與果實橫徑、外果皮厚有較大的相關性，此外亞麻酸含量與核仁質(zhì)量也有較大的相關性。

表4 5個品種核桃果實形態(tài)指標與核仁油脂含量及脂肪酸組分的相關性Tab.4 Correlation analysis of appearance indexes,oil content and fatty acid of differents Juglans regia varieties 果實性狀含油率棕櫚酸硬脂酸油酸亞油酸亞麻酸順-11-二十碳烯酸飽和脂肪酸不飽和脂肪酸果實橫徑-0.341-0.372-0.5600.823-0.865-0.8620.512-0.4640.315果實縱徑0.026-0.490-0.8170.712-0.699-0.7760.306-0.6430.522果實質(zhì)量-0.072-0.309-0.6310.704-0.729-0.7770.454-0.4530.316外果皮厚-0.324-0.417-0.6020.825-0.864-0.8500.550-0.5090.348堅果殼厚-0.0500.3930.573-0.4310.3470.5520.5570.482-0.563核仁質(zhì)量-0.286-0.4450.5600.710-0.675-0.805-0.234-0.5100.520出仁率0.2370.4440.635-0.7590.7940.762-0.6160.540-0.361

3 結論與討論

5個品種(1號皮納、2號比爾、3號拉茲、4號驚奇、5號中寧魁)核桃果實的形態(tài)差異較大，1號品種果大皮厚，出仁率低；2號和4號品種果大皮厚，核仁質(zhì)量大，出仁率較高；3號品種果的大小中等，出仁率較高；5號品種果小皮薄，核仁質(zhì)量小，出仁率最高。5個品種核桃核仁的含油率均大于60%，其中2號和5號均高于65%，油脂含量較高。植物的種內(nèi)遺傳多樣性或變異決定了其適應能力和進化潛力[12]。本研究中5個品種核桃的形態(tài)性狀在個體間的變化幅度較大，存在極顯著的差異性。5個品種種仁的含油率在61.27%～65.86%之間，變異系數(shù)為3.14%。

從5個品種核桃核仁油脂中檢測出了棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、順-11-二十碳烯酸等6種脂肪酸，這與耿樹香[13]、杜洋文[14]等的研究結果一致，說明核桃核仁中脂肪酸組分簡單且高度集中，有利于其加工利用。5個品種核桃核仁油脂中不飽和脂肪酸含量均較高，均大于90%，其中2號品種和3號品種不飽和脂肪酸含量均高于95%，主要為油酸和亞油酸，亞麻酸含量最低。5個品種核桃核仁油脂中飽和脂肪酸含量均較低；1號品種中檢測出少量的順-11-二十碳烯酸，其他品種中均未檢測出該種脂肪酸。脂肪酸組分變異以亞麻酸的最大，變異系數(shù)為34.53%；其次是棕櫚酸的，為23.76%；油酸的為20.90%；硬脂酸的為16.81%；亞油酸的為14.60%。飽和脂肪酸的變異大于不飽和脂肪酸的。植物果實中的單不飽和脂肪酸中的油酸可維持和促進人體的正常生長發(fā)育，而亞油酸在人體的生理代謝過程中可轉化為花生四烯酸，通過生化作用合成人體所需的磷脂和重要的細胞界膜膜脂，具有潤肺、滋補功效，可降低血脂，預防冠心病等高危疾病等功能[15-16]，所以在選育油料核桃品種時，要以高油酸、高亞油酸、低亞麻酸、低棕櫚酸的品種為最佳試材。本研究的5個核桃品種中，2號品種和3號品種的不飽和脂肪酸含量較高，主要成分為油酸和亞油酸，是比較理想的油用品種，可為核桃的種質(zhì)資源評價提供依據(jù)。

核桃的果實縱徑與核仁中飽和脂肪酸含量存在負相關關系，這與翟大才等[17]的研究結果不一致。這可能與產(chǎn)地不同等環(huán)境因素有關。果實縱徑與不飽和脂肪酸含量呈正相關關系，果實橫徑、外果皮厚與油酸含量呈正相關關系，與亞油酸和亞麻酸含量呈負相關關系。由此可推測，核桃果實縱徑越大，不飽和脂肪酸含量越高，飽和脂肪酸含量越低，即棕櫚酸含量與硬脂酸含量越低。果實橫徑越大，果皮越厚，油酸含量越高，亞麻酸與亞油酸含量則越低。