貴州威寧短柱油茶與冊(cè)亨紅球油茶籽油品質(zhì)分析

龍 莉，高 超，楊 露，廖德勝，韋紅莉，仇 杰，周運(yùn)超

(貴州大學(xué)貴州省森林資源與環(huán)境研究中心；貴州大學(xué)貴州省高原山地林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；貴州大學(xué)林學(xué)院1，貴陽 550025)(貴州黔西南喀斯特區(qū)域發(fā)展研究院2，興義 562400)

油茶(Camelliaoleifera)為我國特有的優(yōu)質(zhì)木本油料樹種[1]。從油茶籽中提取的油脂稱為茶籽油，茶籽油不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%以上，主要成分為油酸和亞油酸，長(zhǎng)期食用具有清除壞膽固醇以及保護(hù)心腦血管健康的功效[2]。茶籽油中還富含維生素E、總酚、β-甾醇和角鯊烯等多種功能性活性物質(zhì)[3，4]。茶籽油維生素E含量是橄欖油的2倍[5，6]，維生素E和總酚具有延緩衰老、抑制自由基等多種生理功能[7，8]；β-谷甾醇能降低膽固醇[9，10]，有效預(yù)防和治療冠心病、動(dòng)脈硬化等疾病[11，12]；角鯊烯在心血管疾病、皮膚病、腫瘤[13，14]等的預(yù)防和治療中都有極其重要的作用。

目前我國已選育油茶良種375個(gè)[15]，主要集中在華中、華東和華南低山丘陵地區(qū)。貴州省是我國西南重要油茶產(chǎn)區(qū)之一，但一直沒有審定的油茶品種，主要靠引進(jìn)“長(zhǎng)林”“湘林”“三華”系列的品種推廣種植。貴州省有3個(gè)主要的油茶分布產(chǎn)區(qū)[16]，第一產(chǎn)區(qū)主要包括黔東南和銅仁地區(qū)，該區(qū)為普通油茶的主產(chǎn)區(qū)；第二產(chǎn)區(qū)主要包括冊(cè)亨和望謨地區(qū)，該區(qū)緯度低、海拔高，是典型的低熱河谷區(qū)；第三產(chǎn)區(qū)主要包括威寧和赫章地區(qū)，平均海拔達(dá)到2 200 m，日照豐富，屬于高寒山區(qū)。經(jīng)過前期的引種實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，外地引進(jìn)的優(yōu)良品種在第二產(chǎn)區(qū)和第三產(chǎn)區(qū)從生長(zhǎng)表現(xiàn)、產(chǎn)量及油脂質(zhì)量來看沒有表現(xiàn)出優(yōu)良特性，甚至在部分地區(qū)表現(xiàn)出不適應(yīng)性。因此加強(qiáng)該區(qū)域本地優(yōu)良種質(zhì)資源的選育利用，對(duì)貴州特殊環(huán)境類型下油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展可具有重要意義。

貴州自然環(huán)境獨(dú)特，冊(cè)亨紅球油茶和威寧短柱油茶是第二產(chǎn)區(qū)和第三產(chǎn)區(qū)非常有地域特色的代表性油茶物種。長(zhǎng)期以來，在油茶良種選育中主要以冠幅產(chǎn)量和脂肪含量等性狀為主要衡量指標(biāo)[1]，而深入了解油茶油脂品質(zhì)是開展良種選育和油脂推廣的前提，同時(shí)可為優(yōu)質(zhì)食用油選擇提供一定參考。貴州大學(xué)油茶研究團(tuán)隊(duì)前期已開展了開花生物學(xué)研究等方面的基礎(chǔ)工作[17]，同時(shí)已篩選出9份表現(xiàn)較好的威寧短柱油茶和5份冊(cè)亨紅球油茶優(yōu)株資源，本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)威寧短柱油茶和冊(cè)亨紅球油茶冠幅產(chǎn)量和油脂品質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期探明貴州地區(qū)獨(dú)特的2個(gè)自然環(huán)境下本地油茶物種油茶籽油品質(zhì)的差異性，選育適應(yīng)貴州低熱河谷區(qū)和高寒山區(qū)的優(yōu)質(zhì)本地油料品種。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)地概況及實(shí)驗(yàn)材料

如表1所示，以穩(wěn)產(chǎn)、抗病為主要目標(biāo)，從貴州大學(xué)油茶資源圃中篩選出9份威寧短柱油茶和5份冊(cè)亨紅球油茶優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源作為研究對(duì)象(每份種質(zhì)資源為一個(gè)獨(dú)立的實(shí)生優(yōu)株樹體)，并將威寧短柱油茶命名為WN-編號(hào)，冊(cè)亨紅球油茶命名為QXN-編號(hào)。于威寧短柱油茶的果實(shí)成熟期(8月下旬)和冊(cè)亨紅球油茶的果實(shí)成熟期(11月上旬)分別采摘果實(shí)，以果皮輕微開裂為成熟標(biāo)志，裝袋標(biāo)記備用。

表1 實(shí)驗(yàn)地概況

1.2 試劑與儀器

α-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品、β-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品、γ-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品、δ-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品(純度均≥98%)；角鯊?fù)闃?biāo)準(zhǔn)品、角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品(純度均≥98%)；β-谷甾醇標(biāo)準(zhǔn)品(純度99.5%)；沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%)；異丙醇、叔丁基甲基醚、甲醇、四氫呋喃、1,4-二氧六環(huán)、乙腈(色譜純)；所用其他試劑均為分析純。

KOMET CA59型榨油機(jī)，SZF-06A脂肪測(cè)定儀，GL-2050M 高速冷凍離心機(jī)，YLSZJ-SB-201氣相色譜儀，LC-15C液相色譜儀。

1.3 方法

1.3.1 單位冠幅產(chǎn)量

油茶果實(shí)成熟期間，調(diào)查每株油茶冠幅，隨后采摘鮮果，并換算成整株油茶鮮果產(chǎn)量。根據(jù)公式計(jì)算出優(yōu)株單位冠幅產(chǎn)量。

單位冠幅產(chǎn)量(kg/m2)=整株油茶鮮果質(zhì)量/該株油茶冠幅

1.3.2 脂肪含量與脂肪酸組分的測(cè)定

將樣果自然晾干后取籽，于40 ℃的烘箱烘干至恒重，剝開種仁，用研缽磨碎，稱取10 g樣品包于烘干的濾紙包中，以石油醚做提取劑，采用索氏抽提法測(cè)定脂肪含量。

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17376—2008《動(dòng)植物油脂脂肪酸甲酯制備》的要求制備脂肪酸甲酯。采用劉歡等[18]的氣相色譜法檢測(cè)脂肪酸種類及其含量。

1.3.3 活性物質(zhì)含量的測(cè)定

維生素E含量測(cè)定方法參考GB 5009.82—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中維生素 A、D、E 的測(cè)定》；總酚含量測(cè)定方法參考LS/T 6119—2017《糧油檢驗(yàn)植物油中多酚的測(cè)定分光光度法》；角鯊烯含量測(cè)定方法參考LS/T 6120—2017《糧油檢驗(yàn)植物油中角鯊烯的測(cè)定氣相色譜法》；β-谷甾醇含量測(cè)定方法參考NY/T 3111—2017《植物油中甾醇含量的測(cè)定氣相色譜-質(zhì)譜法》。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2013完成材料性狀均值、變異系數(shù)與改良潛力統(tǒng)計(jì)。采用SPSS20.0軟件對(duì)2個(gè)品種的茶籽油品質(zhì)進(jìn)行比較，采用T檢驗(yàn)對(duì)2個(gè)品種進(jìn)行組間分析，P<0.05 表示差異顯著，P>0.05表示差異不顯著。并對(duì)14個(gè)優(yōu)株?duì)I養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行因子分析和主成分分析，依照因子的特征值大于1.00且累計(jì)方差貢獻(xiàn)率大于80%的原則，確定主成分因子個(gè)數(shù)，以每個(gè)主成分分值和相應(yīng)特征值的方差貢獻(xiàn)率權(quán)重相乘后求和得到綜合分值F。采用 Origin2018軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單位冠幅產(chǎn)量

由表2所可知，14個(gè)優(yōu)株單位冠幅產(chǎn)量為2.0～5.2 kg/m2，其中QXN-4最高為5.2 kg/m2，WN-6最低為2.0 kg/m2。不同品種油茶單位冠幅產(chǎn)量差異不大，冊(cè)亨紅球油茶單位冠幅產(chǎn)量介于4.3～5.2 kg/m2之間，威寧短柱油茶單位冠幅產(chǎn)量為2.0～2.9 kg/m2，冊(cè)亨紅球油茶平均冠幅產(chǎn)量(4.9 kg/m2)高于威寧短柱油茶平均冠幅產(chǎn)量(2.4 kg/m2)。

表2 14個(gè)優(yōu)株冠幅產(chǎn)量及排名

2.2 脂肪含量與脂肪酸組成成分

由圖1可知，14個(gè)優(yōu)株的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于26.40%～57.74%之間，威寧短柱油茶與冊(cè)亨紅球油茶脂肪含量有顯著差異(P<0.05)。9個(gè)威寧短柱油茶優(yōu)株與QXN-2和QXN-5的脂肪含量均高于LY/T 1730.1—2008《中華人民共和國林業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》[19]規(guī)定的優(yōu)良樹種標(biāo)準(zhǔn)(45%)。威寧短柱油茶優(yōu)株脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46.59%～57.74%，WN-8脂肪含量最低，WN-1最高，威寧短柱油茶樣品間脂肪含量的差異較小且性狀較穩(wěn)定；4個(gè)冊(cè)亨紅球油茶優(yōu)株脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.40%～46.41%，QXN-3脂肪含量最低，QXN-2最高，冊(cè)亨紅球油茶樣品間的差異較大且性狀不穩(wěn)定，有較大的改良潛力。從總體上看，威寧短柱油茶脂肪含量顯著高于冊(cè)亨紅球油茶。

注：相同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)。

表3為2個(gè)油茶品種14個(gè)優(yōu)株脂肪酸組成成分的測(cè)定結(jié)果。結(jié)果表明，威寧短柱油茶和冊(cè)亨紅球油茶茶籽油飽和脂肪酸(SFA)由棕櫚酸和硬脂酸組成，威寧短柱油茶和冊(cè)亨紅球油茶SFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.33%～14.72%和8.91%～10.69%。冊(cè)亨紅球油茶所有樣品SFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在11%以下，而不飽和脂肪酸(UFA)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)反而達(dá)到90%，說明冊(cè)亨紅球油茶是一種富含UFA的優(yōu)良食用油；威寧短柱油茶單不飽和脂肪酸(MUFA)由油酸和花生-烯酸組成，MUFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77.07%～81.90%。冊(cè)亨紅球油茶MUFA由棕櫚-烯酸、油酸和順-11-二十碳烯酸組成，MUFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

表3 14個(gè)優(yōu)株油茶籽油脂肪酸組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

78.17%～84.75%；2個(gè)品種多不飽和脂肪酸(PUFA)均由亞油酸和亞麻酸組成，威寧短柱油茶PUFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.74%～9.31%。冊(cè)亨紅球油茶PUFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.63%～11.17%。威寧短柱油茶與冊(cè)亨紅球油茶籽油基本組成除QXN-1和QXN-3的花生-烯酸含量略高于GB/T 11765—2018《油茶籽油》中的規(guī)定，其他樣本脂肪酸的基本組成均符合該規(guī)定。

2.3 功能性活性物質(zhì)含量分析

威寧短柱油茶和冊(cè)亨紅球油茶茶籽油4種活性物質(zhì)含量差異顯著(表4)。在檢測(cè)維生素E組成時(shí)，2個(gè)品種均未檢出β-VE、γ-VE和δ-VE，只檢出α-VE構(gòu)型。14個(gè)優(yōu)株的α-VE含量為17.90～34.27 mg/100 g。威寧短柱油茶樣品間α-VE含量差異較小，表現(xiàn)較穩(wěn)定，冊(cè)亨紅球油茶α-VE含量表現(xiàn)較突出，僅1份樣品的α-VE含量低于20mg/100 g，變異系數(shù)與改良潛力均高于威寧短柱油茶。14個(gè)優(yōu)株總酚含量為3.41～40.46 mg/kg，威寧短柱油茶總酚含量均值為17.06 mg/kg，冊(cè)亨紅球油茶總酚含量均值為11.09 mg/kg，5份優(yōu)株總酚含量表現(xiàn)均較普通。2個(gè)油茶品種的油茶籽油角鯊烯含量為79.33～364.73 mg/kg，除WN-9以外，威寧短柱油茶優(yōu)株角鯊烯含量均高于冊(cè)亨紅球油茶，具有較高的改良潛力。14個(gè)優(yōu)株茶籽油β-谷甾醇含量為204.40～350.27 mg/kg，威寧短柱油茶和冊(cè)亨紅球油茶β-谷甾醇含量的均值分別為267.94、279.78 mg/kg。因此，各性狀的最優(yōu)值并非集中于某一優(yōu)株，較分散，不同品種不同優(yōu)株各有其優(yōu)缺點(diǎn)，因此有必要通過綜合分析對(duì)其進(jìn)行評(píng)比。

表4 14個(gè)優(yōu)株茶籽油活性物質(zhì)含量分析

2.4 主成分分析

不同指標(biāo)對(duì)茶籽油品質(zhì)的影響不相同，α-VE、總酚、角鯊烯、β-谷甾醇、脂肪含量、MUFA、PUFA的值越高表明茶油籽品質(zhì)越好，即其值與茶油籽油的品質(zhì)成正相關(guān)；SFA的值越低則表明茶籽油越好，即其值與茶油籽油的品質(zhì)負(fù)相關(guān)。為保證所有參數(shù)均與茶油籽油品質(zhì)成正相關(guān)[20]，取SFA的負(fù)數(shù)進(jìn)行分析。為了避免不同量綱對(duì)分析結(jié)果的影響，需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

由表5可知，前3個(gè)主成分(PC1、PC2、PC3)的特征值均大于1，分別為2.836、2.301、1.325，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到80.779%，這3個(gè)成分能夠代替原始8項(xiàng)指標(biāo)的大部分信息，可以用這3個(gè)成分代表原來的8項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行貴州2種特有類型茶油品質(zhì)的分析和評(píng)價(jià)。第一主成分中包含了總酚、角鯊烯、SFA的信息，其因子的載荷其方差貢獻(xiàn)率為35.445%；第二主成分中包含了β-谷甾醇、脂肪含量、PUFA的信息，方差貢獻(xiàn)率為28.767%；第三主成份包含a-VE、MUFA的信息，方差貢獻(xiàn)率為16.566%。

表5 各品質(zhì)指標(biāo)的成分載荷矩陣

以各主成分方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，構(gòu)建14份油茶油脂性狀綜合評(píng)價(jià)得分模型為：Y=0.439PC1+0.356PC2+0.205PC3。根據(jù)綜合評(píng)分函數(shù)公式，計(jì)算出各優(yōu)株茶籽油的各主成分得分和綜合得分(圖2)。WN-8在第一主成分中得分最高，為3.074；QXN-4在第二主成分中得分最高，為2.466；QXN-3在第三主成分中得分最高，為1.708。14個(gè)優(yōu)株茶籽油綜合品質(zhì)排序?yàn)椋篧N-7>WN-8>WN-5>WN-3>QXN-4>QXN-3>WN-4>WN-6>WN-9>QXN-1>WN-1>WN-2>QXN-5>QXN-2。其中，WN-7的茶籽油油脂品質(zhì)綜合得分最高，為1.783，威寧短柱油茶優(yōu)株油脂品質(zhì)平均綜合得分為0.275，冊(cè)亨紅球油茶優(yōu)株油脂品質(zhì)平均綜合得分為-0.495。由此可知，威寧短柱油茶籽油品質(zhì)高于冊(cè)亨紅球油茶籽油品質(zhì)。

圖2 14個(gè)優(yōu)株主成分得分與綜合得分

3 討論

單位冠幅產(chǎn)量和脂肪含量是衡量油茶產(chǎn)量的重要指標(biāo)。本研究結(jié)果表明，單位冠幅產(chǎn)量越高則脂肪含量越低，單位冠幅產(chǎn)量與脂肪含量呈負(fù)相關(guān)，這與劉偉等[21]對(duì)產(chǎn)量與種仁含油率之間相關(guān)性的研究一致。不同品種油茶籽脂肪含量的差異，僅與自身的遺傳特性和油脂加工的工藝條件有關(guān)[22]，與分布緯度、氣候變化無關(guān)[23，24]，本研究是在同樣的加工條件下，發(fā)現(xiàn)不同品種茶籽油脂肪含量存在顯著差異，表明二者品種不同是造成其差異的原因。威寧短柱油茶樣品間的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，均高達(dá)45%，表現(xiàn)較穩(wěn)定，冊(cè)亨紅球脂肪含量較低，樣品間差異較大，具有較大的改良潛力，可進(jìn)一步選優(yōu)進(jìn)行良種繁育工作。威寧短柱油茶脂肪含量不僅顯著高于冊(cè)亨紅球油茶，還高于長(zhǎng)林系列[25，26]、毛多齒紅山茶、博白大果油茶[27]以及貴州不同物種[28]的油茶。由此可見，威寧短柱油茶經(jīng)過長(zhǎng)期演化，已經(jīng)完全適應(yīng)貴州高海拔的氣候特征和生態(tài)環(huán)境，可將其作為貴州西部高海拔地區(qū)油茶高脂肪含量?jī)?yōu)質(zhì)品種進(jìn)行培育與推廣。

脂肪酸組成及含量是衡量油脂質(zhì)量的重要指標(biāo)。油茶籽油的脂肪酸組成與菜籽油、大豆油、花生油和葵花籽油等幾種常見的食用植物油相比，優(yōu)勢(shì)在于其亞麻酸和亞油酸比值接近黃金比例1∶4以及其MUFA普遍高于80%[29]，富含UFA是油茶油脂的普遍特點(diǎn)。冊(cè)亨紅球油茶MUFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.17%～84.75%，高于高州油茶[30]、浙江紅花茶[31]、井岡山和廬山野生油茶[32]，略低于四川雅安 ‘長(zhǎng)林’系列油茶[26]，總的來說，冊(cè)亨紅球油茶籽油MUFA含量高于眾多油茶品種。研究發(fā)現(xiàn)脂肪酸組成成分不僅受自身遺傳控制，在一定程度上受到栽培區(qū)域的生態(tài)環(huán)境、地理?xiàng)l件和氣候條件的影響[33]，茶籽油中SFA含量隨產(chǎn)地緯度的增加呈升高的趨勢(shì)，UFA含量則呈降低的趨勢(shì)[34，35]，說明冊(cè)亨紅球油茶UFA含量較高與所處低緯度地區(qū)具有較大的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)中冊(cè)亨紅球油茶僅5份優(yōu)株，MUFA含量極差達(dá)到7.25%，變異系數(shù)較高，冊(cè)亨紅球油茶對(duì)MUFA含量具有較大的改良潛力，可選育MUFA含量較高的優(yōu)株進(jìn)行良種繁育并將其作為貴州低熱河谷區(qū)高M(jìn)UFA優(yōu)株進(jìn)行推廣。

不同品種功能性活性物質(zhì)(α-VE、總酚、角鯊烯和β-谷甾醇)差異顯著。Wang等[36]研究發(fā)現(xiàn)，普通茶油的總酚含量為20.56～39.47 mg/kg，與之相比，威寧短柱油茶總酚較高且變異系數(shù)大，有極大的改良潛力，冊(cè)亨紅球油茶總酚含量明顯低于普通山茶油。威寧短柱油茶的角鯊烯含量高達(dá)262.11mg/kg，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，威寧短柱油茶角鯊烯含量高于‘長(zhǎng)林’系列油茶[25，26]、高州油茶[30]、廬山野生茶與井岡山野生茶[32]，略低于浙江紅花山茶[37]，顯著低于‘攸雜2’和‘華碩’2個(gè)油茶良種雜交F1代的18個(gè)優(yōu)良單株[38]，各地不同品種油茶籽油的角鯊烯含量差異較大，在眾多油茶品種中，威寧短柱油茶的角鯊烯含量屬于中等偏高水平?！s2’和‘華碩’2個(gè)油茶良種雜交后代中角鯊烯含量最高的較親本增加了235.5%，可見角鯊烯的改良潛力較大，本實(shí)驗(yàn)的威寧短柱油茶優(yōu)株均為野生實(shí)生苗，雜交后子代角鯊烯以及其余功能性活性物質(zhì)的變化，可作為進(jìn)一步的研究?jī)?nèi)容。冊(cè)亨紅球油茶α-VE、β-谷甾醇含量較威寧短柱油茶高，這種差異主要是由遺傳因子引起的，但威寧地區(qū)主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)為高海拔、高寒以及日照充足，關(guān)于功能性活性物質(zhì)在油脂中的形成機(jī)制鮮有報(bào)道，威寧短柱油茶籽油α-VE、β-谷甾醇含量偏低是否跟其獨(dú)特的氣候特點(diǎn)有關(guān)聯(lián)，還需進(jìn)一步的研究才能得到證實(shí)。

4 結(jié)論

貴州兩個(gè)特有油茶品種由于氣候、海拔以及品種不同導(dǎo)致冠幅產(chǎn)量、脂肪含量、脂肪酸組成和功能性活性物質(zhì)含量上存在不同程度的差異。冊(cè)亨紅球油茶單位冠幅產(chǎn)量為4.3～5.2 kg/m2，顯著高于威寧短柱油茶，威寧短柱油茶優(yōu)株茶籽油脂肪含量較高，均達(dá)到國家油茶樹種選育優(yōu)樹標(biāo)準(zhǔn)，可將其作為高脂肪含量?jī)?yōu)質(zhì)品種進(jìn)行培育與推廣。SFA、MUFA和PUFA質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的分別為WN-8(14.72%)、QXN-5(84.84%)和QXN-4(12.02%)，冊(cè)亨紅球油茶的茶籽油在MUFA含量上表現(xiàn)較突出；威寧短柱油茶總酚含量和角鯊烯含量均高于冊(cè)亨紅球油茶，威寧短柱油茶總酚變異系數(shù)和改良潛力最大，可進(jìn)行選優(yōu)雜交培育出高總酚含量?jī)?yōu)株。利用主成分分析，依據(jù)因子分析進(jìn)行綜合排名，油脂質(zhì)量排名前三的優(yōu)株為：WN-7>WN-8>WN-5，綜合評(píng)分來看，威寧短柱油茶籽油品質(zhì)優(yōu)于冊(cè)亨紅球油茶，可將威寧短柱茶籽油作為高海拔山區(qū)生產(chǎn)高品質(zhì)食用油進(jìn)行推廣。