澳洲堅果果仁脂肪酸分析及評價

宋海云，張濤，王文林，鄭樹芳，何銑揚，杜鴻平，覃振師*，賀鵬*

（1.廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西崇左532200；2.水口海關(guān)，廣西崇左532200）

澳洲堅果（Macadamia integrifolia）屬于山龍眼科多年生木本糧油樹種，其新鮮果仁烘干后口感酥脆味美，營養(yǎng)豐富，其內(nèi)含物中脂肪含量最高，占果仁的72%～80%[1]。脂肪酸（fatty acid，F(xiàn)A）是脂質(zhì)的組成成分，是指含有一個羧基的脂肪碳氫鏈，可根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)中碳碳鍵的數(shù)目和類型將脂肪酸分為飽和脂肪酸（saturated fatty cid，SFA）、單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）和多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）[2]。從營養(yǎng)學(xué)的角度可分為非必需脂肪酸和必需脂肪酸。非必需脂肪酸是指人體自身能夠合成，不需依賴食物供應(yīng)的脂肪酸，主要包括飽和脂肪酸和部分單不飽和脂肪酸；必需脂肪酸是維持機體正常代謝不可或缺但自身不能合成或合成速度較慢以致無法滿足機體需求，需通過食物獲取的脂肪酸，通常是一些多不飽和脂肪酸[3]。

目前國內(nèi)對澳洲堅果果仁脂肪酸的研究多集中在檢測方法、成分分析、含量的差異性分析等，而且基本采用了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用或者氣相色譜技術(shù)對堅果脂肪酸進行檢測分析[4-11]。趙麗娟等[4]、魏長賓等[5]、杜麗清等[6]、王文林等[8]、趙大宣等[9]的研究結(jié)果表明澳洲堅果中含有8種～13種脂肪酸，主要為不飽和脂肪酸（相對含量69.03%～82.96%），主要有油酸、棕櫚油酸、異油酸等不飽和脂肪酸，其中油酸相對含量達58.60%。杜麗清等[6]、楊為海等[7]對不同澳洲堅果的粗脂肪和脂肪酸組成進行研究，結(jié)果表明果仁粗脂肪含量高，但其變異系數(shù)較小，即品種間的差異不顯著。在對澳洲堅果果仁脂肪酸的成分分析上學(xué)者們均發(fā)現(xiàn)澳洲堅果果仁脂肪酸中不飽和脂肪酸含量較高。然而，對于不同品種澳洲堅果在不同生長期的果仁脂肪酸變化規(guī)律的分析和評價鮮有研究。澳洲堅果盛花期在3月8日左右，果實生育期180 d～220 d。因此，本文通過分析桂熱1號、OC、695這3個廣西壯族自治區(qū)主栽品種，研究澳洲堅果果仁的脂肪酸在不同生長期（盛花期后 155、165、175、185、195 d）的變化規(guī)律、差異性，并對其進行營養(yǎng)價值評價，以期為澳洲堅果適時采收、有針對性加工以及資源的充分利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

澳洲堅果樣品采收自廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所澳洲堅果種質(zhì)資源圃，脫皮、晾干、破殼取仁、粉碎。

正己烷（色譜純）：天津光復(fù)精細化工研究所；氫氧化鉀（分析純）：廣州新建精細化工廠；甲醇（優(yōu)級純）：廣東光華科技股份有限公司；37種脂肪酸甲酯混標：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

高速萬能粉碎機（FW100）：溫嶺市百樂粉碎設(shè)備廠；萬分之一電子分析天平（AR224NC型）：奧豪斯儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱（DKN612C型）：日本Yamato公司；恒溫水浴鍋（HH-W600）：上海躍進電子有限公司；渦旋振蕩器（Votex-Genie2T）：美國SI公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（QP2010UItra）：日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 脂肪酸甲酯化

參照錢宗耀等[12]的方法，略有改動，準確稱取澳洲堅果果仁粉碎樣品0.100 0 g，裝于試管中，加入5.0 mL氫氧化鉀-甲醇溶液（2.0 mol/L），漩渦混勻后，40℃水浴20 min進行脂肪酸甲酯化，冷卻至26℃分別加入10.0 mL正己烷進行甲酯萃取，每個樣品分別漩渦30 s后靜置分層，取上層有機相（正己烷）稀釋后用微孔濾膜（0.45 μm）過濾，置于樣品瓶，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。

1.3.2 澳洲堅果果仁中脂肪酸組分定性分析

對37種脂肪酸甲酯混標進行全離子掃描分析，輔助NIST2011圖譜庫進行脂肪酸甲酯化合物色譜解析，確定各種脂肪酸甲酯的保留時間。通過保留時間以及譜圖檢索匹配供試樣品中各種脂肪酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

1.3.3 澳洲堅果果仁中脂肪酸營養(yǎng)評價

計算澳洲堅果果仁脂肪酸的單不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸值（monounsated/saturated，M/S）[13-16]、多不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸（polyunstaturated/saturated，P/S）值[16]以及致動脈粥樣硬化指數(shù)（atherogentic index，AI）[13-14]、高膽固醇指數(shù)（hypercholesterolaemic index，HI）[13]用以評估澳洲堅果仁脂肪酸對人類心血管疾病的影響，式中 C12∶0、C14∶0、C16∶0 均為相對含量。

動脈粥樣硬化指數(shù)、高膽固醇指數(shù)公式如下。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有樣品測定均平行重復(fù)3次，取其平均值，數(shù)據(jù)采用Excel軟件處理，利用SPSS 26.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析，數(shù)據(jù)用平均值±標準差表示[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長期澳洲堅果果皮內(nèi)表面顏色變化

澳洲堅果果皮內(nèi)表面顏色在不同生長期的變化，結(jié)果見圖1。

圖1 5個不同生長時期澳洲堅果果皮內(nèi)表面顏色變化Fig.1 Colour changes of pericarp inner surface of macadamia at 5 different growth stages

如圖1所示，澳洲堅果果皮內(nèi)表面顏色在155 d時出現(xiàn)淺褐色，隨著生長天數(shù)的增加，其顏色加深。在生產(chǎn)中多以果皮內(nèi)表面的顏色變化為依據(jù)，判斷果實成熟度，當果皮內(nèi)表面為深褐色、質(zhì)地變硬時認為果實成熟可以采摘。

2.2 不同品種不同生長期澳洲堅果果仁脂肪酸組成及含量變化

分別對3個不同品種在5個不同生長期的澳洲堅果果仁脂肪酸組分檢測結(jié)果見表1～表3。

表1 桂熱1號不同生長期果仁脂肪酸組成Table 1 Fatty acid composition of macadamia kernels of Guire No.1 at different growth stages g/kg

表2 OC不同生長期果仁脂肪酸組成Table 2 Fatty acid composition of macadamia kernels of OC at different growth stages g/kg

表3 695不同生長期果仁脂肪酸組成Table 3 Fatty acid composition of macadamia kernels of 695 at different growth stages g/kg

由表1～表3可知，3個品種不同生長期的澳洲堅果果仁中均檢出了18種脂肪酸，其中11種SFA、4種MUFA、3種PUFA。脂肪酸中MUFA含量最高，與油茶油脂結(jié)構(gòu)特征相似[18]，且以油酸為主；其次是棕櫚油酸，棕櫚油酸屬于Ω-7脂肪酸，常見于深海魚類和部分植物中，以澳洲堅果含量最高為17.3 g/100 g[19]。SFA以棕櫚酸、硬脂酸、花生酸為主；PUFA含量最低，由亞麻酸、亞油酸、二十碳三烯酸組成。桂熱1號品種各脂肪酸組分均在盛花期后185 d達到最高值，并且均與相鄰2個生長期（盛花期后175 d、盛花期后195 d）存在顯著差異（P＜0.05）。OC有7種脂肪酸組分含量在盛花期后185 d達到最大值，分別是十五烷酸、棕櫚油酸、十七碳一烯酸、亞油酸、油酸、二十碳三烯酸、二十二烷酸，另外11種組分在花后165 d均已達到最高值；OC品種同株花分多批次開放，極不統(tǒng)一，因此果實發(fā)育程度高度不一致，這可能是該品種在同時間內(nèi)各脂肪酸組分累積程度不一致的原因。695品種各脂肪酸組分在盛花期后155d均達到最高值，隨生長期的延后呈緩慢下降趨勢。

2.3 澳洲堅果果仁中的SFA、MUFA、PUFA分析

2.3.1 不同品種不同生長期澳洲堅果果仁不同生長期的MUFA、PUFA、SFA含量情況

MUFA、PUFA、SFA含量動態(tài)變化情況如圖2所示。

圖2 SFA、MUFA、PUFA不同品種不同生長期的變化情況Fig.2 Variation of SFA，MUFA and PUFA in different varieties in different growth periods

圖2統(tǒng)計了澳洲堅果果仁中MUFA、PUFA、SFA含量在不同生長期的動態(tài)分布規(guī)律。桂熱1號的SFA、MUFA、PUFA在盛花期后185 d達到最大值，且SFA、PUFA在5個生長期均存在差異；695的SFA、MUFA、PUFA含量在盛花期后155 d達到了最高值，隨后逐漸降低；OC的SFA含量在盛花期后165 d最高，但MUFA、PUFA含量在盛花期后185 d最高。因此，當作為油脂原料時，桂熱1號、OC選擇盛花期后185 d作為最佳采收期，695則選擇8月10日即盛花期后155 d左右；與澳洲堅果其它加工產(chǎn)品最佳采收期有所區(qū)別，張濤等[20]研究認為695作為開口帶殼果的最佳采收期為8月30日，賀鵬等[21]確定桂熱1號作為開口帶殼果的最佳采收期為8月20日。

2.3.2 澳洲堅果果仁脂肪酸的雙因素方差分析

方差分析是一種假設(shè)檢驗。它是對全部樣本觀察值進行差異性分解，對某個或多個因素下各個樣本值之間可能存在的系統(tǒng)誤差與隨機誤差進行比較并推斷各個樣本之間是否存在顯著差異。若存在顯著差異，這說明該因素對試驗結(jié)果有顯著影響[22]。表4為品種、生長期對澳洲堅果果仁脂肪酸組分的雙因素方差分析結(jié)果。

表4 澳洲堅果果仁脂肪酸的雙因素方差分析Table 4 Two-factor ANOVA for macadamia fatty acids

由表4可知，澳洲堅果果仁品種、生長期、品種與生長期的交互作用對果仁中的MUFA、PUFA和SFA影響極顯著（P＜0.000 1）。說明澳洲堅果果仁脂肪酸組分含量在品種間、在不同生長期間均存在差異顯著。

2.3.3 不同品種澳洲堅果果仁中脂肪酸的差異性分析

不同品種澳洲堅果果仁脂肪酸的差異性見表5。

表5 不同品種澳洲堅果果仁脂肪酸的差異性分布情況Table 5 Different distribution of fatty acids in macadamia kernel of different varieties

由表5可知，桂熱1號變異系數(shù)最大的是SFA；OC的SFA和PUFA的變異系數(shù)同為13%，大于MUFA；695的PUFA變異系數(shù)最大，其次是SFA。3個品種中MUFA的變異系數(shù)均為最小值，說明MUFA含量在澳洲堅果品種間的差異性不大，遺傳信息較穩(wěn)定。

不同生長期澳洲堅果果仁的脂肪酸的差異性見表6。

表6 不同生長期澳洲堅果果仁脂肪酸的差異性分布情況Table 6 Different distribution of fatty acids in macadamia kernel at different growing stages

由表6可知，澳洲堅果果仁脂肪酸在不同的生長期其變異系數(shù)不同，變異程度不一致，且在5個生長期中，除盛花期后155 d之外，其余生長期SFA和PUFA的變異系數(shù)較大，MUFA的變異系數(shù)均為最小。因此，在澳洲堅果果仁脂肪酸組分中無論是從品種之間還是從生長期之間的比較來看，MUFA變異系數(shù)均較小，說明其含量遺傳信息較穩(wěn)定[23]。

2.4 澳洲堅果果仁中脂肪酸的營養(yǎng)價值

2.4.1 澳洲堅果果仁中脂肪酸的M/S和P/S

脂肪酸比值被廣泛應(yīng)用于其營養(yǎng)價值評價，本試驗分析了M/S和P/S以評價澳洲堅果果仁油的不飽和程度。圖3為澳洲堅果果仁脂肪酸的M/S和P/S值變化圖。

圖3 3個品種澳洲堅果果仁不同生長期期脂肪酸的M/S和P/SFig.3 M/S and P/S of fatty acids in 3 varieties of macadamia at different picking dates

較高的M/S值說明澳洲堅果果仁油脂肪酸具有健康，均衡的營養(yǎng)價值[24]。由圖3A中可知，桂熱1號的M/S 值范圍 1.80～2.91，OC 的 M/S 值范圍 1.68～2.46，695的M/S值范2.03～2.46，以桂熱1號的2.91最高。P/S的推薦值為0.45，被認為是適合人類飲食的食物[24-25]。由圖3B可知，3個主栽品種的P/S的變化范圍在0.38～0.69之間，桂熱1號在盛花期后185 d時最接近0.45；OC在盛花期后185 d，最接近推薦值，為0.51；695在盛花期后165 d時為0.45。

2.4.2 澳洲堅果果仁中脂肪酸AI值和HI值

澳洲堅果不同生長期脂肪酸AI值和HI值變化趨勢如圖4。

圖4 3個品種澳洲堅果果仁不同生長期脂肪酸的AI值和HI值Fig.4 AI and HI of fatty acids in three varieties of macadamia at different growing stages

由圖4可知，AI值是脂肪酸致動脈粥樣硬化指數(shù)，較低的AI被認為是有利值[24]。由圖4A可知，5個生長期3個品種澳洲堅果果仁脂肪酸的AI值最小值為0.12，最大值為0.154，遠低于羊肉、牛肉和豬肉（AI分別是 1.00、0.72、0.60）[13]。695 則在 0.14 和 0.15 之間有輕微波動。脂肪酸HI是指C14∶0與C16∶0的總和[24]。圖4B中，澳洲堅果果仁油中的HI值極低，自盛花期后155 d之后較為穩(wěn)定，僅在0.07～0.09范圍之間小幅波動。

3 討論

本研究中，檢測出澳洲堅果果仁脂肪酸有18種，各生長期脂肪酸種類一致。其組分以油酸為主，這與前人的研究一致[4-9，11]，同時，含有亞麻酸、亞油酸、棕櫚油酸。亞麻酸和亞油酸作為必需脂肪酸對嬰幼兒的發(fā)育起著至關(guān)重要的作用，常被添加到嬰幼兒配方奶粉中，以滿足嬰兒對脂肪酸的特定需要[26-27]。棕櫚油酸作為一種Ω-7脂肪酸，常見于深海魚類和部分植物油中，以澳洲堅果果仁油含量最高，具有控制體重、改善皮膚狀況、預(yù)防動脈粥樣硬化、改善代謝綜合征與炎癥、防止骨碎等功能[26]。

澳洲堅果果仁生長成熟是果仁內(nèi)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，脂肪積累的過程[29]。通過對澳洲堅果果仁脂肪酸進行雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)，其含量受品種、生長日期的影響，品種和生長期不同其脂肪酸含量差異性顯著。不同品種屬于基因型差異，生長期不同其接受的外部環(huán)境因素不同，說明澳洲堅果果仁脂肪酸組分含量由基因以及環(huán)境共同決定[30]。同時，通過差異性分析發(fā)現(xiàn)，澳洲堅果果仁脂肪酸組分MUFA變異系數(shù)最小，遺傳信息最為穩(wěn)定。

為了更有效、全面地評估組織脂肪質(zhì)量，應(yīng)盡可能地使用多個評價指標，因為每一項指標都代表了脂質(zhì)成分的獨特組合功能，它們在人類飲食中發(fā)揮著不同的作用。國內(nèi)對堅果類的研究中，多指出堅果類（堅果、花生、杏果仁、核桃仁、松子仁、巴旦木）[31-36]脂肪酸具有預(yù)防心血管疾病的保健作用，M/S值和P/S值、AI值和HI值分別從不飽和程度、飽和程度上評價食物中脂肪酸的營養(yǎng)價值，本試驗發(fā)現(xiàn)，澳洲堅果果仁油有較高的M/S值、P/S值和較低的AI值、HI值，對于預(yù)防心血管疾病具有一定的作用。據(jù)報道椰子油、棕櫚油、橄欖油的 P/S 值為 0.024、0.190、0.820[16]，澳洲堅果果仁的P/S值僅低于橄欖油遠高于椰子油和棕櫚油；椰子油、棕櫚油、橄欖油的 AI值為 13.63、0.88、0.14[16]，澳洲堅果的AI值最高為0.16高于椰子油，低于橄欖油和棕櫚油；說明食用澳洲堅果果仁油對人體心血管疾病的影響要小于椰子油和棕櫚油。

4 結(jié)論

澳洲堅果果仁含有18種脂肪酸組分，隨生長期變化其種類保持不變，其含量受品種及其生長的影響明顯，MUFA的含量最高且遺傳信息相對穩(wěn)定；澳洲堅果果仁脂肪酸含有人體必需脂肪酸、富含棕櫚油酸、具有較高的M/S值、P/S值和較低的AI值、HI值等特點，除可預(yù)防心血管疾病外，還可以起到控制體重、改善皮膚等作用；應(yīng)充分發(fā)掘更多利用其脂肪酸組分的特點，開發(fā)優(yōu)勢產(chǎn)品。