芝麻產(chǎn)地及品種對油脂TAG組成特征影響的研究

楊雅新 宿時 錢志偉 李若昀 劉欣

摘要：為更好地開發(fā)利用我國豐富的芝麻種質(zhì)資源，以全國不同緯度地區(qū)收集的90 份芝麻樣品為研究對象，對芝麻樣品油脂的甘油三酯（TAG） 組成特征進行測定，采用SPSS 24.0 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，研究TAG 組成特征與芝麻品種和產(chǎn)地之間的關(guān)系。結(jié)果表明，品種間、產(chǎn)地間芝麻油脂的TAG 組成特征均具有顯著差異。

關(guān)鍵詞：芝麻;品種;產(chǎn)地;甘油三酯;組成特征

油脂中95%以上由甘油三酯（triacylglycerol ，TAG，圖1） 組成，圖1中R 代表脂肪酸，sn-1、sn-2和sn-3位上通常由多種不同的脂肪酸組成，含有3個相同脂肪酸的很少。脂肪酸組成不同，TAG組成不同，即使脂肪酸組成相同，但R1、R2、R3順序不同時，TAG組成也不同。

芝麻作為我國四大油料作物之一，總產(chǎn)量居世界首位[1]，為我國對外貿(mào)易做出巨大貢獻。我國芝麻種植地域廣泛，是世界上保存芝麻種質(zhì)資源最多的國家之一。芝麻油脂肪酸組成見表1，可以看出，芝麻油脂肪酸80%以上為不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸與人體健康密切相關(guān)，因此，脂肪酸組成已經(jīng)成為評價油脂營養(yǎng)價值的重要指標[2]。國外研究表明，脂肪酸在TAG中的位置分布，即TAG構(gòu)型對于油脂的營養(yǎng)評價也是一個重要的因素，決定著甘油三酯在人體內(nèi)的吸收和代謝[3]，例如，羊脂與可可脂，兩者的脂肪酸種類和含量基本相同，但二者在室溫下的狀態(tài)以及營養(yǎng)價值卻大相徑庭[4]。按照sn-1、sn-2、sn-3三個位置結(jié)合脂肪酸的不飽和程度，將TAG 分為SM2、S2D、S2M、M2D、M3、SMD、SD2、D3、MDT和MD2十種構(gòu)型，其表征意義[5]如表2。芝麻在不同產(chǎn)地經(jīng)過近千年的栽培，逐漸發(fā)生演變和進化，其油脂的組成特征也發(fā)生了相當大的變異[6]，目前文獻對于芝麻的遺傳育種多集中于對基本指標和功能成分的研究上，而對于主要成分TAG的組成的報道卻不多，對于芝麻種質(zhì)資源的開發(fā)和利用還不夠深入，限制了芝麻科研、生產(chǎn)的進一步發(fā)展。本文對不同品種和產(chǎn)地芝麻TAG 組成特征進行研究，為芝麻種質(zhì)資源的發(fā)掘提供依據(jù)[7]。另外，對不同品種芝麻TAG組成特征進行研究，對于芝麻的加工利用具有一定的指導意義。

一、實驗材料及設(shè)備

（一） 實驗材料

試驗所用的90份芝麻材料由河南省農(nóng)業(yè)科學院芝麻研究中心提供，2020年從全國各省采集。包括79份白芝麻樣品，10份黑芝麻樣品，1份混粒芝麻樣品，涉及品種57個，產(chǎn)地分布8個省、1個自治區(qū)，分別為河南省、河北省、山西省、安徽省、湖北省、吉林省、遼寧、江西省及新疆維吾爾自治區(qū)，經(jīng)度跨度82.58°～123.56°，緯度跨度28.86～44.54°。白芝麻品種占到資源總量的87.78%，與當前芝麻生產(chǎn)中白芝麻為主的情況一致，說明本實驗收集的芝麻樣本具有較好的代表性。

（二） 實驗試劑

正己烷、石油醚、甲醇均為色譜純，購于美國VBS有限公司;Florisil 固相萃取柱（1000 mg，6mL），購于天津華譜生物科技公司; 三氟化硼- 乙醚、TRIS - HCL 緩沖液（pH=8.0）、蒸餾水、無水硫酸鈉均為分析純;豬胰脂酶（10萬U/g） 購于源葉生物有限公司，膽酸鈉（≥97%） 購于美國Sigma 公司。

（三） 主要實驗儀器

實驗所用的主要儀器及型號、廠家見表3。

二、實驗方法

（一） 芝麻樣品油脂提取

芝麻樣品清理除雜后粉碎，稱取樣品1g，加入正己烷3mL，混勻后攪拌浸泡5min，然后4000r/min 離心5min，移取上清液至另一干凈試管中，氮吹儀吹干溶劑，得到芝麻油脂，冷藏備用。

（二） 芝麻油TAG組成特征分析

分離純化sn-2單甘脂（MAG）：分離方法參照楊雅新等[8]的方法。

脂肪酸組成測定：甲酯化法[9]結(jié)合氣相色譜測定法[10]。

油脂TAG組成分析：在脂肪酸組的測定結(jié)果下，按照1，3-隨機-2-隨機分布學說計算TAG組成及含量[11]。

三、實驗結(jié)果與分析

實驗主要從總脂肪酸組成、sn-2位脂肪酸組成和TAG組成幾個方面描述芝麻油的TAG組成特征。

（一） 芝麻品種對芝麻油TAG組成特征的影響

1、芝麻樣本總脂肪酸及sn-2位脂肪酸含量的分布統(tǒng)計。對芝麻材料全樣脂肪酸（T）、sn-2位脂肪酸組成和含量進行測定，分析結(jié)果見表4。全樣脂肪酸組成中：C16∶0含量變幅為7.25%～10.19%，均值為8.79%;C18∶0含量變幅為4.66%～6.53%，均值為5.45%;C18∶1含量變幅為35.53%～46.07%，含量最高的是來自吉林通榆的密莢霸王，比最低含量的樣本高出29.67%;C18∶2 含量變幅為38.57%～48.60%，均值為44.15%，含量最高的是來自江西南昌的金黃麻，比最低含量的樣本高出26%;C18∶3含量變幅為0.44%～0.71%，均值為0.53%。90份芝麻材料中，30份sn-2位脂肪酸未檢測到C16∶1，30份未檢測到C18∶3。在sn-2位脂肪酸組成中，C16∶0和C18∶0的占比均少于全樣脂肪酸中C16∶0 和C18∶0 的占比，而C18∶1 和C18∶2占比明顯高于總脂肪酸中C18∶1和C18∶2的占比。這說明不飽和脂肪酸多分布在sn-2位上，這與周文化等[12]的研究結(jié)果一致。sn-2位脂肪酸中，C16∶0含量變幅為1.2% ～3.01% ， 變異系數(shù)為21.42% ; C18∶ 0 的變幅為0.76% ～2.16% ， 變異系數(shù)為20.82% ; C18∶ 1 變幅為36.11% ～50.72% ， 變異系數(shù)為8.31; C18∶ 2 變幅為46.10% ～60.84% ， 變異系數(shù)為6.51% ; C18∶ 3 變幅為0.44%～0.71%，變異系數(shù)為25.56%。

由上述分析可以得出，不同產(chǎn)地、不同品種芝麻的脂肪酸，尤其是sn-2位脂肪酸含量變幅較廣，說明品種和產(chǎn)地對脂肪酸組成均具有一定影響。

2、樣品TAG組成的描述統(tǒng)計與分析。根據(jù)表4脂肪酸含量的測定結(jié)果，計算樣品TAG的構(gòu)成及對應(yīng)含量，芝麻油TAG 構(gòu)成十分復(fù)雜，多達上百種，為了便于統(tǒng)計與分析， 本實驗將TAG 分為SM2、S2M、S2D、M3、SMD、M2D、SD2、D3、MD2、MDT共10種構(gòu)型，對90份芝麻油TAG構(gòu)型進行統(tǒng)計分析，分析結(jié)果見表5。由分析結(jié)果表5 可以看出，M2D、MD2、SM2、SD2、D3是芝麻油的主要TAG構(gòu)型，這與Yoshida H[13]的研究結(jié)果相同。MD2 型TAG 占TAG 總量的23.13% ， 變異系數(shù)為7.27%，變幅為19.74%～25.59%，其中MD2含量最高的是來自河南南陽的豫芝11號;M2D型TAG占21.35%，變異系數(shù)為8.02%，變幅為18.31%～25.11%，其中M2D型TAG含量最高的是來自山西聞喜的風芝18 號; SMD 型TAG 占15.18%，變異系數(shù)為6.53%，變幅為13.43%～19.10%，含量最高的是來自湖北宜城的農(nóng)家自留種;SD2型TAG占TAG總含量的8.67%，變異系數(shù)為14.42%，變幅為5.96%～11.16%，含量最高的是來自安徽阜陽的中芝22;D3型TAG占TAG 含量的8.42% ， 變異系數(shù)為20.65% ， 變幅為4.90%～11.23%，含量最高的是來自安徽阜陽的中芝22。樣品不同構(gòu)型的TAG，含量變幅較廣，變異系數(shù)大，表明芝麻品種、產(chǎn)地的變化均會對芝麻油TAG構(gòu)成及含量產(chǎn)生一定影響。

（二） 產(chǎn)地對芝麻油TAG組成特征的影響

1、產(chǎn)地對芝麻油脂肪酸組成的影響。對采集的芝麻樣本脂肪酸含量進行單因素方差及相關(guān)性分析，分析結(jié)果見表6和表7。結(jié)果顯示，河南以北地區(qū)芝麻C18∶1含量普遍高于C18∶2含量，河南以南反之;同一時期北方地區(qū)溫度比南方要低，這說明低溫有利于C18∶1的合成，而抑制C18∶2的合成，這與Uzun等[14]的研究結(jié)果一致。由相關(guān)性分析結(jié)果看出，sn-2 位各脂肪酸含量變化與產(chǎn)地緯度的相關(guān)性一致，總脂肪酸中相應(yīng)脂肪酸具有一致規(guī)律。其中C16∶0、C18∶2含量與產(chǎn)地緯度顯著負相關(guān)，C18∶0、C18∶1含量與產(chǎn)地緯度顯著正相關(guān)。C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2平均含量最高的產(chǎn)區(qū)分別是湖北產(chǎn)區(qū)（N31.22°）、新疆產(chǎn)區(qū)（N44.54°）、吉林產(chǎn)區(qū)（N44.16°） 和安徽產(chǎn)區(qū)（N31.99°），含量最低的分別是新疆地區(qū)、安徽產(chǎn)區(qū)、安徽產(chǎn)區(qū)和新疆產(chǎn)區(qū)。

2、產(chǎn)地對芝麻油TAG含量的影響。芝麻油10種TAG構(gòu)型中，S2M、D3、S2D、M3、SM2、SD2、MD2 共7 種構(gòu)型的含量較多，這里只研究這7種構(gòu)型。對樣品TAG含量中的7種構(gòu)型進行方差分析及與產(chǎn)地緯度的相關(guān)性分析，分析結(jié)果見表8。由表8可以看出，不同產(chǎn)地收獲的芝麻樣品TAG含量之間存在明顯差異，9個不同產(chǎn)地緯度地區(qū)S2M、D3、S2D、M3、SM2、SD2 含量變異系數(shù)分別為25.01% 、18.31%、17.63%、17.40%、13.89%、12.66%。分析緯度與不同構(gòu)型TAG含量間的關(guān)系表明，SM2、S2M、M3的含量與產(chǎn)地緯度顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為1.00、0.68、0.90，即SM2、S2M、M3構(gòu)型的TAG含量隨產(chǎn)地緯度的升高而升高;D3和MD2含量與產(chǎn)地緯度顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.89和-0.83，即D3和MD2構(gòu)型的TAG含量隨產(chǎn)地緯度的升高而降低。

四、結(jié)論與討論

本研究分析了來自全國9個省份包括90份樣品、57個品種的芝麻樣本的脂肪酸組成和TAG 含量，分析結(jié)果表明，不同品種之間全樣脂肪酸、sn-2位脂肪酸和TAG含量變幅都比較大，因此，芝麻品種對芝麻種子油脂不同構(gòu)型的TAG含量具有顯著影響，其中來自吉林通榆的密莢霸王C18∶1含量最高，可作為高油酸型芝麻種質(zhì)資源;C18∶2含量最高的是來自江西南昌的金黃麻，可作為高亞油酸型芝麻種質(zhì)資源。

脂肪酸組成除了受品種本身基因型控制外，還受生長環(huán)境，尤其是氣候條件的影響。地理緯度不同，氣候條件也不相同，從而影響芝麻的發(fā)育及種子TAG的形成。綜合全國9個省份收集的90 份芝麻樣品脂肪酸和TAG 組成的分析結(jié)果，產(chǎn)地對芝麻油TAG組成特征的影響有2個特點：一是河南以北的北方產(chǎn)區(qū)，芝麻脂肪酸組成中C18∶1含量普遍高于C18∶2含量，南方產(chǎn)區(qū)反之。全樣脂肪酸和sn-2位脂肪酸含量與緯度間的相關(guān)性一致。C16∶0、C18∶2含量隨產(chǎn)地緯度的升高而降低，C18∶0、C18∶1含量隨產(chǎn)地緯度的升高而升高。C18∶3含量與產(chǎn)地緯度相關(guān)性不顯著。二是不同緯度產(chǎn)區(qū)收獲的芝麻材料，TAG含量之間存在一定差異。SM2、S2M、M3 含量與產(chǎn)地緯度顯著正相關(guān)，D3 和MD2含量與產(chǎn)地緯度顯著負相關(guān)。

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作者簡介：楊雅新（1990-），女，河南舞陽人，碩士，助教，研究方向：食品營養(yǎng)。

（責任編輯 曹雯梅）