不同品種獼猴桃籽油脂肪酸組成的PCA分析

李可，袁懷瑜，朱永清，周艷，夏陳，趙楠，李華佳

(四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，成都 610066)

脂肪酸是植物油的主要成分，根據(jù)碳鏈長度的不同可將脂肪酸分為短鏈、中鏈和長鏈脂肪酸，根據(jù)其飽和度的不同又分為飽和脂肪酸、一價不飽和脂肪酸和多價不飽和脂肪酸，其中多價不飽和脂肪酸是功能性脂肪酸研究和開發(fā)的主體與核心[1-2]。多不飽和脂肪酸具有多種生理功能，尤其是植物油中的亞油酸和亞麻酸，不僅是人體必需氨基酸，也是功能性多不飽和脂肪酸ω-6和ω-3脂肪酸代謝的前體物[3]。研究表明，多不飽和脂肪酸有降血脂、降血壓、促進脂肪代謝、提高免疫力和大腦功能、抗腫瘤等作用[4-8]。基于以上功能，目前已開發(fā)出多種富不飽和脂肪酸膠囊[9]，同時國內(nèi)外研究通過向畜禽飼料中添加不飽和脂肪酸，已開發(fā)出富不飽和脂肪酸的禽蛋等畜產(chǎn)品[10-11]。可見多不飽和脂肪酸在醫(yī)學和保健領域的應用價值在世界各國得到認同，市場優(yōu)勢明顯。

研究表明，獼猴桃籽油中富含多種不飽和脂肪酸，亞油酸和亞麻酸等不飽和脂肪酸的含量占75%以上，特別是亞麻酸含量高達64.1%，且獼猴桃籽油中亞麻酸、亞油酸含量在已探明的80余種植物種子油料與海洋生物中居于前列，這是目前發(fā)現(xiàn)的除蘇子油外亞麻酸含量最高的天然植物油，是世界上優(yōu)質天然多烯酸的最佳資源[12]。因此，獼猴桃籽油及其附屬產(chǎn)品的開發(fā)具有巨大的市場前景。我國是獼猴桃原產(chǎn)國，獼猴桃產(chǎn)量居世界首位，獼猴桃加工產(chǎn)業(yè)也隨之迅速崛起[13]。其中獼猴桃籽油作為富含多烯酸的功能性油脂已得到國內(nèi)外普遍認可，也逐漸被應用于保健品、化妝品等高附加值產(chǎn)品的開發(fā)。但獼猴桃籽油的相關研究多注重產(chǎn)品研發(fā)和工藝參數(shù)，而忽略了對不同品種獼猴桃籽油脂肪酸組成及其功能活性物質分析。因此，獼猴桃籽油產(chǎn)品開發(fā)過程中，原料選擇方面缺乏相應的科學參考依據(jù)，存在一定盲目性。本研究分析了國內(nèi)外種植規(guī)?；蚴袌鲆?guī)模較大的7個品種獼猴桃的脂肪酸組成及其功能活性物質角鯊烯含量，為獼猴桃籽加工產(chǎn)品原料篩選提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑

氯仿-甲醇溶液(2∶1)、0.58% NaCl溶液、氯仿、水(UP)、氫氧化鈉(甲醇溶解，0.5 mol/L)、12%～15%三氟化硼溶液、異辛烷(色譜純)、飽和氯化鈉溶液、N2。

1.1.2 儀器設備

均質器、濾紙、玻璃漏斗、200 mL分液漏斗、旋轉蒸發(fā)儀、烘箱、50 mL容量瓶、25 cm球形冷凝管、沸石、10 mL移液管、4 mL螺口瓶、250 mL分液漏斗、旋轉蒸發(fā)器、千分之一電子天平。

1.2 實驗方法

1.2.1 獼猴桃籽油的提取

脂肪酸的提取與分析參照AOAC Official Methods of Analysis (1984)。取5 g果籽，加入100 mL氯仿-甲醇溶液(2∶1)于均質器中超聲提取30 min。

將混合液經(jīng)Whatman #1濾紙過濾，殘渣用50 mL氯仿-甲醇溶液沖洗，合并濾液。

向濾液中加入25 mL 0.58% NaCl溶液，充分混勻后靜置4 h后取氯仿層溶液。

將所獲得的溶液于40 ℃減壓蒸餾去除溶劑，獲得粗油脂。

將獲得的油脂置于105 ℃條件下20 min去除水分，并計算出油率。

1.2.2 脂肪酸甲酯化

將所得油脂于10000 r/min離心5 min，以保證油脂的純凈。

稱取250 mg油脂于50 mL圓底燒瓶中，加入4 mL 0.5 mol/L NaOH-CH3OH溶液和1～2枚沸石，向瓶中沖入氮氣以除去瓶中的空氣。

沸水浴回流10 min直至油滴消失，期間每隔30 s～1 min輕輕搖動蒸餾瓶以防止氫氧化鈉結晶出現(xiàn)。

從冷凝管上端加入5 mL 12%～15%的BF3溶液，繼續(xù)沸騰3 min。

從頂端加入3 mL的異辛烷沸騰1 min。

在燒瓶冷卻之前迅速加入20 mL飽和氯化鈉溶液，混勻15 s，繼續(xù)加入足量的氯化鈉飽和溶液使有機相至瓶子頸處。

吸取上層異辛烷層至4 mL樣品瓶中，加入少量無水硫酸鈉除去殘留水分。

樣品經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后進行GC-MS分析，采用外標法進行定量分析。

1.2.3 脂肪酸及角鯊烯GC-MS檢測

GC條件：柱子型號DB-Wax(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，載氣為高純氦氣，進樣口溫度250 ℃，進樣量1 μL，氣體流速1 mL/min，分流比50∶1。升溫程序：40 ℃保持3 min，以10 ℃/min的速率升溫至180 ℃，以4 ℃/min的速率升溫至220 ℃保持5 min，以4 ℃/min的速率升溫至240 ℃保持3 min，最后以10 ℃/min的速率升溫至250 ℃保持5 min。

MS條件：溶劑延遲3 min，接口溫度280 ℃，EI離子源，電離能量70 eV，離子源溫度230 ℃，質量掃描范圍(m/z)50～500 u。

2 結果與討論

2.1 不同品種獼猴桃籽油出油率

本文通過冷萃取法提取7個品種獼猴桃籽中的油脂，其出油率見圖1。

圖1 不同品種獼猴桃籽出油率Fig.1 The yield of different varieties of kiwi seed oils

由圖1可知，7個品種獼猴桃籽出油率在19.23%～28.28%，因品種不同而存在差異性。其中海沃德籽出油率最高，為28.28%，顯著高于其他6個品種(P<0.05)；陽光金果籽出油率最低，為19.23%，且顯著低于其他6個品種(P<0.05)；紅實2號、金艷、金實1號、紅陽、徐香等幾個品種含量較為接近，均在22.47%～23.81%，且無顯著差異(P>0.05)。

2.2 不同品種獼猴桃脂肪酸組成

由表1可知，7種獼猴桃籽中共檢測到18種脂肪酸，紅陽獼猴桃18種，金艷17種，海沃德、徐香、陽光金果16種，金實1號15種，紅實2號14種，共有脂肪酸14種，相對百分比占總量的98.72%～100%。獼猴桃籽油中主要以不飽和脂肪酸為主，相對百分含量在85.7%～87.1%，含量較高的有順-9,12,15-十八烷酸(亞麻酸)、(Z,Z)-9,12-十八碳烯酸(亞油酸)、(Z)-9-十八碳烯酸(油酸)，飽和脂肪酸主要以十六酸、十八碳酸為主。由此可以看出，獼猴桃中脂肪酸構成的共同特征為富含亞麻酸、油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸，相對百分含量占85%以上。該研究結果與張永康等、卜范文等報道的米良一號等其他8個品種獼猴桃籽油較為相似[14-15]。

表1 不同品種獼猴桃脂肪酸組成Table 1 The fatty acid composition of different varieties of kiwi

7個品種中主要脂肪酸單因素方差分析結果顯示，7個品種中亞麻酸含量由高到低依次為金實1號、徐香、海沃德、陽光金果、紅陽、金艷、紅實2號，其中金實1號獼猴桃籽中亞麻酸含量顯著高于金艷獼猴桃(P<0.05)，紅實2號獼猴桃籽亞麻酸含量顯著低于金實1號、海沃德和徐香3個品種(P<0.05)，其余品種之間無顯著差異(P>0.05)。不同品種中油酸和亞油酸相對百分含量有所不同，但各品種之間無顯著差異(P>0.05)。飽和脂肪酸主要以十六烷酸和十八烷酸為主。單因素方差分析結果顯示，紅實2號獼猴桃籽油中十六酸相對百分含量顯著低于徐香獼猴桃(P<0.05)，其他各品種之間無顯著差異(P>0.05)。紅實2號獼猴桃籽油中十八烷酸相對百分含量顯著高于金艷和金實1號(P<0.05)，其余各品種之間無顯著差異。以上研究結果表明，不同品種獼猴桃脂肪酸構成僅在某些脂肪酸上存在一定的差異性，主要體現(xiàn)在不飽和脂肪酸亞麻酸及飽和脂肪酸十六酸和十八烷酸。

2.3 不同品種獼猴桃脂肪酸PCA分析

為進一步分析不同品種脂肪酸構成的差異，對7個品種18種脂肪酸進行主成分分析，結果見表2。其中第一個主成分特征值和貢獻率分別為5.77和32.0%，對應特征向量較大的脂肪酸有辛酸、十四酸、壬二酸、二十碳酸、11，14，17-二十碳三烯酸和13-二十二烷酸等，這些指標主要為飽和脂肪酸，因此成為飽和脂肪酸因子。第二、第三主成分特征值和貢獻率分別為3.59和2.46、19.9%和13.7%，特征向量較相關的指標不僅有飽和脂肪酸還有不飽和脂肪酸。3個主成分因子累計貢獻率為65.6%，能包含所測脂肪酸的大部分信息。

表2 3個主成分載荷矩陣及其特征值Table 2 The load matrices and eigenvalues of three principal components

續(xù) 表

由圖2可知，7種獼猴桃籽油脂肪酸組成差異均不大，金艷獼猴桃與其他6個品種在空間分布上均存在重疊。陽光金果和海沃德最為相似，這兩個品種雖然與紅陽、金實1號、紅實2號、徐香，紅陽、紅實2號彼此之間及與其他品種在空間分布上均不重疊，但這種差異主要受PC1和PC3的影響，即品種之間差異主要與飽和脂肪酸辛酸、十四酸、壬二酸、二十碳酸、13-二十二烷酸、十七烷酸、cis-11-二十二烷酸和不飽和脂肪酸11，14，17-二十碳三烯酸、二十二烷酸、11，14-二十碳烯酸相關。綜上可知，7個品種獼猴桃雖然在個別脂肪酸上存在顯著差異，但綜合脂肪酸組成和各組分相對百分含量可知，不同品種脂肪酸組成差異較小。該研究結果與卜范文、宋美晶等[15-16]的研究結果有一定差異性，這種差異可能來源于品種，也可能受生長環(huán)境、栽培管理等因素影響[17-19]。

圖2 7個品種獼猴桃脂肪酸PCA分析Fig.2 The PCA analysis of fatty acid composition of seven varieties of kiwi

2.4 不同品種獼猴桃角鯊烯含量分析

有研究表明，不同品種獼猴桃中角鯊烯含量有較大差異，甚至有些品種(中華、毛花、軟棗、湖北、狗棗等)種子中不含角鯊烯，說明不同品種獼猴桃籽油中角鯊烯含量存在較大差異。本文通過對目前國內(nèi)市場上占有率較高的7個獼猴桃品種果籽中角鯊烯含量分析發(fā)現(xiàn)，7個品種獼猴桃籽油中均含有角鯊烯，不同品種獼猴桃籽油中角鯊烯相對百分含量有一定的差異，金艷1.72%、紅陽1.57%、紅實2號1.30%、金實1號1.01%、陽光金果1.33%、海沃德1.37%、徐香1.42%(見圖3)。

圖3 7個品種獼猴桃角鯊烯相對百分含量Fig.3 The relative percentage content of squalene in seven kinds of kiwi注：圖中相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

單因素方差分析結果顯示，金艷獼猴桃籽油中角鯊烯相對百分含量顯著高于其他6個品種(P<0.05)。紅陽獼猴桃與海沃德、徐香無顯著差異(P>0.05)，而顯著高于紅實2號、金實1號和陽光金果(P<0.05)；紅實2號、陽光金果、海沃德、徐香4個品種之間無顯著差異(P>0.05)，但均顯著高于金實1號(P<0.05)。

3 結論

由本文研究結果可知，所研究的7個品種獼猴桃籽油中脂肪酸組成均較為相似，以不飽和脂肪酸亞麻酸、油酸和亞油酸等為主，含量達85%以上，具有較高的營養(yǎng)和功能價值，開發(fā)和應用前景較好。海沃德獼猴桃籽出油率最高，且角鯊烯的相對百分含量也較高，因此從經(jīng)濟成本角度考慮更適宜于獼猴桃籽油的加工。