張掖市不同海拔地區(qū)5個胡麻品種品質(zhì)特性比較分析

繆純慶, 劉秦, 范惠玲, 王娟, 白生文, 何淑萍, 白靜, 吳子孝*

1.張掖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院, 甘肅 張掖 734000；2.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院, 甘肅 張掖 734000；3.河西學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院, 甘肅 張掖 734000

油用亞麻(LinumusitatissimumL.),俗稱胡麻，是我國華北、西北地區(qū)主要的油料作物之一[1]。張掖市地處甘肅省河西走廊中部地帶，胡麻是本地區(qū)主要的油料作物之一[2]。胡麻生產(chǎn)已成為張掖市的一項支柱產(chǎn)業(yè)，對調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面都有重要意義。

多年來，國內(nèi)外學(xué)者在胡麻品質(zhì)特性研究方面做了大量工作，主要從不同角度研究了胡麻籽油脂肪酸組成[3-8]、亞麻籽的營養(yǎng)保健價值[9-11]、地方種質(zhì)資源品質(zhì)特性以及不同提取工藝、施肥方式對胡麻(油)品質(zhì)的影響等[12-15]。廖麗萍等[3]用氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatogrphy-mass spectrometry，GC-MS)聯(lián)用技術(shù)研究了35份不同品種胡麻脂肪酸含量，結(jié)果表明，亞麻酸(41.62%)>油酸(25.87%)>亞油酸(17.18%)>硬脂酸(6.59%)>棕櫚酸(6.46%)。謝冬微等[12]對來自國內(nèi)外237份胡麻種質(zhì)脂肪酸的研究表明，油分含量與亞麻酸含量呈極顯著正相關(guān)。但關(guān)于不同海拔高度對胡麻品種品質(zhì)特性的研究未見報道。因此，本研究以特性各異的胡麻品種09-3-11、張亞2號、5-9812-2-1、9813-1-2-1和隴亞10號為研究材料，利用瑞士波通DA7200型近紅外品質(zhì)分析儀，通過測定、分析張掖市甘州區(qū)烏江鎮(zhèn)、高臺縣巷道鎮(zhèn)、民樂縣六壩鎮(zhèn)和三堡鎮(zhèn)4個不同海拔地區(qū)亞麻籽脂肪酸等品質(zhì)指標(biāo)含量的差異，希望明確不同海拔高度對胡麻品質(zhì)指標(biāo)的影響和不同胡麻品種的最佳種植區(qū)域，以期為胡麻品質(zhì)改良和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)基地布局提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試胡麻品種(系)共5個，分別為5-9812-2-1(A1)、9813-1-2-1(A2)、隴亞10號(A3)、張亞2號(A4)和09-3-11(A5)，均由張掖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生態(tài)高值研究所提供。供試材料中，除隴亞10號(A3)為藍(lán)花、籽粒紅色外，其余供試材料均為白花、籽粒淡黃色。

1.2 試驗設(shè)計與方法

試驗地點設(shè)置在張掖市甘州區(qū)烏江鎮(zhèn)(海拔1 424 m，B1)、高臺縣巷道鎮(zhèn)(海拔1 638 m，B2)、民樂縣六壩鎮(zhèn)(海拔1 807 m，B3)和民樂縣三堡鎮(zhèn)(海拔1 985 m，B4)。每個品種(系)按小區(qū)種植，采用隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，小區(qū)面積6 m2，3次重復(fù)，試驗處理見表1。試驗于2019年進(jìn)行，采用條播方式，播種量為900萬?！m-2。田間管理同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致。成熟收獲后，每個小區(qū)隨機(jī)抽取有代表性的種子100 g進(jìn)行品質(zhì)分析。

表1 試驗材料及處理

1.3 測定項目

采用瑞士波通DA7200型近紅外品質(zhì)分析儀測定蛋白質(zhì)、粗脂肪、膳食纖維、灰分、鈣、飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸含量。樣品處理前，開機(jī)預(yù)熱30 min以上，上樣前將除樣品外的其他雜物擇出，分析時，取樣品裝滿樣品杯即可，約50～60 g，每個樣品分析3次，分析結(jié)果為樣品3次重復(fù)的平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本研究利用瑞士波通DA7200型近紅外品質(zhì)分析儀已定標(biāo)的模型對胡麻樣品主要品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了測定；利用 Excel 2010計算平均值和變異系數(shù)；利用SPSS 22分析軟件中單因素分析方法統(tǒng)計各個指標(biāo)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔胡麻品種常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)含量差異分析

對同一海拔地區(qū)的不同品種間常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)含量進(jìn)行差異顯著性分析。如表2所示，B3點胡麻品種間蛋白質(zhì)含量變異最小(變異系數(shù)為2.53%)，平均含量22.64%；B1點種植的胡麻品種間粗脂肪含量變異最小(變異系數(shù)為4.12%)，平均含量37.80 g·100 g-1；B2點種植的胡麻品種間膳食纖維含量變異最小(變異系數(shù)為4.73%)，平均含量28.24 g·100 g-1；B4點種植的胡麻品種間灰分含量變異最小(變異系數(shù)為1.43%)，平均含量3.84 g·100 g-1；B1點種植的胡麻品種間鈣含量變異最小(變異系數(shù)為2.20%)，平均含量2.31 mg·g-1。4個不同海拔地區(qū)胡麻常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)含量均為：粗脂肪>膳食纖維>蛋白質(zhì)>灰分>鈣。

表2 張掖市不同海拔地區(qū)胡麻品種常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)及含量分析

不同海拔、不同品種間常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)均存在顯著差異。其中，蛋白質(zhì)含量以B4A5最高(26.60%)，B1A5最低(20.0%)；粗脂肪含量以B3A5為最高處理(42.30 g·100 g-1)，較最低處理(B1A3、B4A1)提高了17.83%；膳食纖維含量以B2A4為最高處理，高達(dá)29.80 g·100 g-1，較最低處理B4A3提高了34.23%；灰分含量以B1A4為最高處理(4.30 g·100 g-1)，較最低處理B2A4提高了72%；鈣含量以B1A3為最高處理，高達(dá)2.38 mg·g-1，較最低處理B2A5鈣含量提高了36.00%。

對不同海拔地區(qū)胡麻品種各常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)的地點、品種進(jìn)行互作效應(yīng)分析表明(表3)，不同品種常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)中除灰分、鈣的品種及鈣的地點×品種互作效應(yīng)不顯著外，蛋白質(zhì)、粗脂肪、膳食纖維的地點、品種、地點×品種互作效應(yīng)均極顯著(P<0.01)，表明地點間、品種間不同常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)均存在極顯著差異，而且各品質(zhì)性狀均存在地點×品種的交互作用。

表3 張掖市不同海拔地區(qū)胡麻品種各常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)地點×品種互作效應(yīng)分析

2.2 不同海拔胡麻品種飽和脂肪酸含量差異分析

對不同海拔地區(qū)種植的胡麻品種中檢測出的棕櫚酸、十七碳酸、硬脂酸、花生酸、山崳酸、豆蔻酸和二十四碳酸的含量進(jìn)行差異顯著性分析。由表4可知，其中棕櫚酸和硬脂酸含量較高。同一海拔地區(qū)不同品種中，7種飽和脂肪酸含量差異不顯著。棕櫚酸含量以B4A3為最低處理，較最高處理B2A3降低了28.5%；十七碳酸含量以B1A1和B1A5為較優(yōu)處理，含量低至0.02 g·100 g-1；硬脂酸含量以B3A4為最低處理(0.89 g·100 g-1)，較最高處理B2A3降低了32.58%；花生酸含量以B1A1、B1A2和B2A2等9個處理為較優(yōu)處理，含量低至0.03 g·100 g-1，較最高處理B2A3降低了40%；山崳酸含量以B3A3、B3A4和B4A3為較好處理，含量低至0.04 g·100 g-1，較最高處理B1A4、B2A2、B4A1降低了33.33%；豆蔻酸含量以B1A5為較優(yōu)處理，含量低至0.01 g·100 g-1；二十四碳酸以B1A1等19個處理為較好處理，含量低至0.03 g·100 g-1。

表4 張掖市不同海拔地區(qū)胡麻品種飽和脂肪酸含量分析

不同海拔地區(qū)不同胡麻品種棕櫚酸、十七碳酸、硬脂酸、花生酸、山崳酸、豆蔻酸和二十四碳酸含量變異均方(MS)及F檢驗結(jié)果表明(表5)，棕櫚酸、十七碳酸、豆蔻酸和二十四碳酸含量品種和海拔間互作效應(yīng)的F測驗均極顯著(P<0.01)，硬脂酸、花生酸含量品種和海拔間互作效應(yīng)均顯著(P<0.05)。

表5 不同海拔地區(qū)胡麻品種飽和脂肪酸含量地點×品種互作效應(yīng)分析

2.3 不同海拔胡麻品種不飽和脂肪酸含量差異分析

4個不同海拔地區(qū)種植的5個胡麻品種內(nèi)，均檢測出7種不飽和脂肪酸，對7種不飽和脂肪酸含量進(jìn)行差異分析，結(jié)果如表6所示。棕櫚油酸含量以B1A1等14個處理為較優(yōu)處理，含量達(dá)0.03 g·100 g-1；油酸含量以B3A3為最高處理，高達(dá)6.48 g·100 g-1，較最低處理B1A5提高了58.82%；順-11-二十碳一烯酸含量以B2A2、B3A1、B4A1和B4A4為最優(yōu)處理，含量達(dá)0.05 g·100 g-1；亞油酸含量以B2A2為最高處理，高達(dá)4.64 g·100 g-1，較最低處理B1A5提高了54.15%；γ-亞麻酸含量以B1A4、B2A1、B2A2、B2A4和B2A5為最高處理，其含量高達(dá)0.08 g·100 g-1；α-亞麻酸含量以B1A4為最高處理，高達(dá)20.50 g·100 g-1，較最低處理B4A3提高了93.4%；順-11,14,17-二十碳三烯酸含量以B1A4、B2A1等9個處理為最高處理，其含量高達(dá)0.04 g·100 g-1。

表6 張掖市不同海拔地區(qū)胡麻品種不飽和脂肪酸含量(g·100 g-1)分析

對不同海拔地區(qū)不同胡麻品種棕櫚油酸、油酸、順-11-二十碳一烯酸、亞油酸、γ-亞麻酸、α-亞麻酸和順-11,14,17-二十碳三烯酸含量變異均方(MS)及F檢驗結(jié)果分析表明(表7)，油酸和α-亞麻酸含量存在地點、品種、地點×品種交互作用(P<0.01)。

表7 張掖市不同海拔地區(qū)胡麻品種不飽和脂肪酸含量地點×品種互作效應(yīng)分析

2.4 不同海拔胡麻品種必需脂肪酸含量差異分析

為更好的揭示胡麻品種綜合營養(yǎng)品質(zhì)，對不同海拔地區(qū)胡麻品種必需脂肪酸(油酸、亞麻酸、γ-亞麻酸和α-亞麻酸)含量進(jìn)行綜合分析。根據(jù)表6可知，甘州區(qū)烏江鎮(zhèn)5個胡麻品種必需脂肪酸介于17.89%～22.77%之間，依次為：張亞2號>5-9812-2-1>09-3-11>9813-1-2-1>隴亞10號；高臺縣巷道鎮(zhèn)5個胡麻品種必需脂肪酸變幅為19.34%～20.93%，依次為：9813-1-2-1>張亞2號>09-3-11>隴亞10號>5-9812-2-1；民樂縣六壩鎮(zhèn)5個胡麻品種必需脂肪酸變幅為18.75%～21.17%，依次為：9813-1-2-1>5-9812-2-1>09-3-11>張亞2號>隴亞10號；民樂縣三堡鎮(zhèn)5個胡麻品種必需脂肪酸變幅為15.71%～22.51%，依次為：09-3-11>張亞2號>5-9812-2-1>9813-1-2-1>隴亞10號。

根據(jù)表6可知，甘州區(qū)烏江鎮(zhèn)α-亞麻酸、油酸和亞油酸3種不飽和脂肪酸分別占不飽和脂肪酸總量的68.37%、17.09%、13.91%；高臺縣巷道鎮(zhèn)α-亞麻酸、油酸和亞油酸3種不飽和脂肪酸分別占不飽和脂肪酸總量的67.52%、17.54%、14.24%；民樂縣六壩鎮(zhèn)分別占66.47%、18.84%、14.09%；民樂縣三堡鎮(zhèn)分別占63.07%、21.84%、14.46%。

3 討論

胡麻具有耐瘠薄、耐旱、耐寒、喜涼爽等特點，甘肅省具有較大的氣候資源優(yōu)勢，發(fā)展前景較好[16]，而且胡麻籽中含有蛋白質(zhì)、膳食纖維等多種營養(yǎng)成分[17]，具有可觀的經(jīng)濟(jì)價值。本研究表明，蛋白質(zhì)、粗脂肪、膳食纖維的地點、品種、地點×品種互作效應(yīng)均極顯著，且5個胡麻品種膳食纖維含量介于22.20～29.80 g·100 g-1之間，蛋白質(zhì)含量在20.00%～26.60%之間。禹曉等[18]的研究表明，胡麻籽中蛋白質(zhì)含量變幅為25.95%～34.27%，其高于本研究的測定結(jié)果，這可能與品種本身的特性有關(guān)，也可能與氣候、土壤和水質(zhì)等自然條件有關(guān)系。

人體攝入過多的飽和脂肪酸可使三酰甘油、血膽固醇和低密度脂蛋白增多，導(dǎo)致動脈粥樣硬化，進(jìn)而增大冠心病的患病風(fēng)險[19]。廖麗萍等[4]的研究表明，內(nèi)蒙古亞麻籽油中飽和脂肪酸的相對含量較低，10個不同地區(qū)亞麻籽油中，軟脂酸和硬脂酸平均值為10.48%;而新疆和甘肅不同地區(qū)的亞麻籽油中，軟脂酸和硬脂酸平均值分別為11.54%和11.02%。本研究發(fā)現(xiàn)，5個胡麻品種在4個不同海拔地區(qū)的飽和脂肪酸含量差異不顯著，其中棕櫚酸含量最高為2.14 g·100 g-1，硬脂酸含量最高為1.32 g·100 g-1，山崳酸含量最高為0.06 g·100 g-1，十七碳酸、花生酸、豆蔻酸、二十四碳酸含量穩(wěn)定在0.02～0.03 g·100 g-1之間，說明5個胡麻品種在張掖市4個地區(qū)種植，所產(chǎn)的胡麻油中飽和脂肪酸含量均較低，但棕櫚酸、十七碳酸、豆蔻酸和二十四碳酸含量品種和海拔間互作效應(yīng)呈極顯著(P<0.01)，硬脂酸、花生酸含量品種和海拔間互作效應(yīng)呈顯著(P<0.05)，因此，胡麻生產(chǎn)應(yīng)綜合考慮品種和環(huán)境因素。

α-亞麻酸和γ-亞麻酸分屬2個家族，α-亞麻酸的衍生物為二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid, EPA)和二十二碳六烯酸(decosahexaenoic acid, DHA)，而γ-亞麻酸進(jìn)一步的衍生物為花生四烯酸[20-23]。張掖市甘州區(qū)烏江鎮(zhèn)種植的張亞2號品種α-亞麻酸含量位居參試品種之首，達(dá)20.50 g·100 g-1；高臺縣種植的張亞2號、民樂縣六壩鎮(zhèn)種植的9813-1-2-1和民樂縣三堡鎮(zhèn)種植的09-3-11品種α-亞麻酸含量在同地區(qū)5個品種內(nèi)均最高，分別為19.40、19.20和19.50 g·100 g-1；當(dāng)品種的α-亞麻酸含量最高時，其γ-亞麻酸含量也最高。初步表明，胡麻中α-亞麻酸和γ-亞麻酸的合成由2個不同的基因控制，推測這2個基因有一定的連鎖關(guān)系，確切的連鎖程度或2個基因之間的重組值有待進(jìn)一步的試驗中研究。

與菜籽油、大豆油和葵花籽油等大宗油料相比，胡麻籽油中α-亞麻酸含量明顯高于亞油酸含量[5,12,14]。廖麗萍等[4]的研究表明，新疆、內(nèi)蒙和甘肅三產(chǎn)地，胡麻籽油中亞油酸含量較低(14.65%～15.13%)，而亞麻酸(46.98%～53.53%)含量卻較高。李高陽和肖霖[24]對產(chǎn)自寧夏銀川的亞麻籽油進(jìn)行測定表明，亞麻酸、油酸、亞油酸含量平均值分別為49.05%、22.34%、13.73%。本研究發(fā)現(xiàn)，張掖市4個不同地區(qū)種植的5個胡麻品種，亞麻籽油中亞麻酸的平均含量在62.99%以上，α-亞麻酸含量約是亞油酸含量的5倍，大部分品種α-亞麻酸含量是油酸含量的3倍之多。上述不同研究者報道的測定結(jié)果不一致，可能與胡麻產(chǎn)地和品種差異有關(guān)，但這些結(jié)果都表明，胡麻油中α-亞麻酸含量占絕對優(yōu)勢。

在高含油量育種目標(biāo)的基礎(chǔ)上，兼顧高α-亞麻酸、油酸和亞油酸三大主要不飽和脂肪酸、低棕櫚酸和硬脂酸兩大飽和脂肪酸以及高蛋白質(zhì)等其他品質(zhì)育種目標(biāo)的角度考慮，張掖市甘州區(qū)最適宜種植的胡麻品種是5-9812-2-1，高臺縣和民樂縣三堡鎮(zhèn)最適宜種植的胡麻品種是09-3-11，民樂縣六壩鎮(zhèn)最適宜種植的胡麻品種是張亞2號。張掖市甘州區(qū)、高臺縣、民樂縣六壩鎮(zhèn)和三堡鎮(zhèn)4個地區(qū)可作為優(yōu)質(zhì)亞麻籽油生產(chǎn)地，具有較強(qiáng)的地域優(yōu)勢，在亞麻籽脂肪酸品質(zhì)育種和亞麻籽油食藥用開發(fā)等方面具有較大的發(fā)展前景。