漢中地區(qū)6個(gè)本地油茶品種茶籽油的品質(zhì)分析與綜合評價(jià)

曾海濤,徐 皓,鄭 濤,白 橋,劉林秀

(陜西理工大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院,陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,秦巴生物資源與生態(tài)環(huán)境省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(培育),陜南秦巴山區(qū)生物資源綜合開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心,陜西 漢中 723001)

油茶(Camelliaoleifera),屬于山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)植物,為常綠小喬木或灌木,是我國特有的木本食用油料樹種,與烏桕、油桐和核桃并稱為“我國四大木本油料植物”[1]。油茶適應(yīng)性強(qiáng),耐貧瘠、耐干旱,可以持續(xù)產(chǎn)出80余年,是名副其實(shí)的“鐵桿莊稼”[2-3]。

油茶籽含油率高、品質(zhì)優(yōu)良,富含人體易于吸收的油酸和亞油酸,不含芥酸和花生酸[4],同時(shí)油茶籽油富含酚類、黃酮生育酚、角鯊烯、花生四烯酸等重要的抗氧化活性成分[5],具有預(yù)防和治療高血壓、心血管疾病等功效[6-8],油茶籽油已經(jīng)成為聯(lián)合國糧農(nóng)組織重點(diǎn)推廣的健康型高級食用油。此外,油茶籽油制成的化妝品天然溫和,親膚性好[9],在食用油、醫(yī)藥產(chǎn)品和化工行業(yè)具有良好的發(fā)展前景。鑒于油茶籽油中不飽和脂肪酸含量過高,易被氧化,亟需對油茶籽油的酸介、碘值和過氧化值等生理指標(biāo)進(jìn)行測定,掌握油茶籽油的理化性質(zhì)。

陜西漢中地區(qū)是我國油茶適生分布區(qū)的最北緣,在全國油茶發(fā)展戰(zhàn)略中具有非常重要的地位。近年來為改善和優(yōu)化漢中地區(qū)油茶的種植現(xiàn)狀,陸續(xù)引進(jìn)長林系列油茶品種,但在生產(chǎn)推廣中產(chǎn)生諸多問題,如生產(chǎn)能力退化嚴(yán)重、低產(chǎn)林占比較高、結(jié)果后產(chǎn)量低、品質(zhì)差等。目前,漢中地區(qū)適生優(yōu)良油茶品種非常缺乏,僅有本地選育的優(yōu)良品種“漢油7號”和“漢油10號”。因此,遵循適地適樹原則,篩選出產(chǎn)量高且品質(zhì)優(yōu)良的油茶品種,在漢中地區(qū)油茶戰(zhàn)略發(fā)展體系中具有非常重要的意義。目前已有較多對油茶籽油品質(zhì)的分析報(bào)道,劉莉等[10]對4個(gè)“長林”系列油茶品種在四川雅安的引種進(jìn)行了評價(jià);徐夢媛等[11]等利用超臨界萃取方法將浙江紅花油茶與普通油茶對比,發(fā)現(xiàn)浙江紅花油茶油品質(zhì)高于普通油茶;陳中海[12]比較了不同加工方式對籽油品質(zhì)的影響,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)良品種的篩選。因此,綜合評價(jià)評價(jià)漢中地區(qū)油茶品種含油率及品質(zhì),對于漢中地區(qū)油茶良種選育和種質(zhì)資源開發(fā)利用具有重大的意義。

本研究以漢中地區(qū)6個(gè)本地油茶品種為對象,對油茶籽結(jié)實(shí)量、種仁含水率、干仁含油率、脂肪酸組成及酸價(jià)、碘值、過氧化值等11個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測定分析,旨在對其品質(zhì)作出更為全面的評價(jià),同時(shí)進(jìn)一步確定油茶良種選育中的主要品質(zhì)和性狀指標(biāo),為漢中地區(qū)油茶良種選育提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以漢中地區(qū)本地油茶3、4、5、17、27號和30號作為研究對象,2022年9月20日,在陜西省油茶種質(zhì)資源圃采集油茶成熟果,每個(gè)品種隨機(jī)選取長勢良好的樣樹各6株,采摘40 個(gè)大小均一、無明顯病蟲害、無機(jī)械損傷的果實(shí),樹齡44 a,生長狀況良好。采摘后立即測量油茶果實(shí)表型性狀的相關(guān)指標(biāo),測量后置于自封袋中,儲(chǔ)存于 4 ℃的冰箱中備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 油茶果實(shí)基本形態(tài)指標(biāo)測定 用游標(biāo)卡尺測量油茶果實(shí)橫徑、縱徑,精確到0.01 mm,果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑。

鮮果質(zhì)量(g):隨機(jī)選取同一批次采摘的油茶果各40個(gè),精確稱取其質(zhì)量,并求其平均值;

鮮果產(chǎn)量(kg·株-1)=結(jié)果數(shù)×單果質(zhì)量/株數(shù)

鮮仁質(zhì)量(g):剝?nèi)ビ筒枳蚜５姆N皮,隨機(jī)選取40個(gè)種仁進(jìn)行稱質(zhì)量,求平均值;

干仁質(zhì)量(g):在105±2 ℃條件下,將鮮仁烘干至恒重,然后稱質(zhì)量,求平均值。

1.2.2 種仁含水率及干仁含油率的測定 種仁含水率的測定采用烘干法測定含水率,種仁含水率=(鮮仁重-干仁重)/鮮仁重×100%;

干仁含油率的測定參照姚小華等[13]的方法,剝?nèi)ビ筒韫ぜ胺N皮,將種仁分別置于干凈的培養(yǎng)皿中,105 ℃±2 ℃烘干8 h,取出自然冷卻至室溫,用中藥材粉碎機(jī)粉碎備用;將濾紙裁剪至合適大小,折成濾紙包,105 ℃±2 ℃烘干2 h,稱重并記為Ma;將粉碎后的種仁放入烘干后的濾紙包中,于105 ℃±2 ℃干燥4 h,取出稱重并記為Mb;將濾紙包置于索氏提取器中,加入石油醚,使其完全沒過濾紙包,浸泡6 h;索氏提取器抽提6 h,提取溫度設(shè)置為60 ℃,提取完全時(shí)提取管中的石油醚液呈澄清透明;取出提取過的濾紙包,105 ℃±2 ℃烘干4 h,稱重并記錄為Mc,回收石油醚。

干仁含油率=(Mb-Mc)/(Mb-Ma)×100%

(1)

1.2.3 茶籽油脂肪酸組成成分測定 參照周莉君等[14]的方法進(jìn)行部分改良后制備氣相所需樣品,在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上將混有油脂的石油醚進(jìn)行分離,取分離出來的油脂進(jìn)行下一步試驗(yàn),石油醚回收利用;取400 μL分離后的油樣于20 mL試管中,加入1 mL正己烷與1 mL 0.4 mol·L-1的KOH-CH3OH溶液混合,振蕩1 min后再向試管中加入5 mL水,繼續(xù)振蕩試管1 min;將上述的混合液轉(zhuǎn)入離心管中,4 000 r·min-1下離心5 min,取200 μL上清液加入1.8 mL正己烷中混勻,所得溶液即可上機(jī)檢測。

設(shè)定氣相的條件為:島津2010 plus氣相色譜儀檢測,檢測器溫度250 ℃,進(jìn)樣口溫度250 ℃,氮?dú)饬魉?.6 mL·min-1,氫氣流速40 mL·min-1,進(jìn)樣量1 μL,分流比40∶1,色譜柱:DB-WAX(30 m×0.25 μm×0.25 μm)。程序性升溫條件:初始150 ℃,0 min,以10 ℃·min-1逐漸升溫到170 ℃,保留0 min,以1 ℃·min-1逐漸升溫到178 ℃,保留17 min。

1.2.4 酸價(jià)測定 酸價(jià)的測定方法參照國標(biāo)GB 5009.229-2016中的冷溶劑指示劑滴定法[15],計(jì)算公式如下。

XAV(酸價(jià))(mg·g-1)=(V-V0)×C×5.61/m

(2)

式中:V為滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積,V0為對照的體積,C為標(biāo)準(zhǔn)滴定液的摩爾濃度,5.61為氫氧化鉀的摩爾質(zhì)量。

1.2.5 碘值的測定 碘值的測定方法參照國標(biāo)GB/T 5532-2008[16],計(jì)算公式如下。

W1(碘值)(g·100 g-1)=(V1-V2)×C×12.69)/m

(3)

式中:C標(biāo)準(zhǔn)滴定液的摩爾濃度(mol·L-1);12.69為氫氧化鉀的摩爾質(zhì)(mol·L-1),m為油脂樣品的質(zhì)量(g),記錄消耗滴定液的體積V1,空白體積記為V2。

1.2.6 過氧化值的測定 過氧化值的測定參照國標(biāo)GB 5009.227-2016[17],計(jì)算公式如下。

X1(過氧化值)(g·100 g-1)=(V-V0)×C×0.126 9)/m×100

(4)

式中:0.126 9為與1.00 mL Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)滴定液相當(dāng)?shù)牡獾馁|(zhì)量;所消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積為V,空白體積記為V0,100為換算系數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010對油茶籽果實(shí)的表型指標(biāo)、干仁含油率、脂肪酸組成及酸價(jià)、碘值、過氧化值的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,采用SPSS24.0和Origin Pro 2022分析6個(gè)油茶品種含油率及相關(guān)品質(zhì)指標(biāo),采用隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)6個(gè)油茶品種茶籽油的品質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同油茶品種表型性狀分析

不同油茶品種油茶籽的表型性狀分析結(jié)果見表1,6個(gè)油茶品種的平均鮮果產(chǎn)量為16.87 kg·株-1。17號油茶的鮮果質(zhì)量、鮮果產(chǎn)量、鮮仁質(zhì)量及干仁質(zhì)量顯著高于其他品種(P<0.05),表明17號油茶的豐產(chǎn)性最強(qiáng),5、27、30號油茶籽的鮮果產(chǎn)量在16 kg·株-1以上,鮮果質(zhì)量均在24.00 g以上,鮮仁質(zhì)量4.20 g以上,豐產(chǎn)性次之;3號油茶籽的鮮果質(zhì)量、鮮仁質(zhì)量及干仁質(zhì)量均小于其余品種,豐產(chǎn)性最低。17號油茶籽的種仁含水率最低,為0.31%±0.01%;30號油茶籽的種仁含水率最高,為0.70%±0.04%。17號油茶籽的果實(shí)直徑最大,3號油茶籽的果實(shí)直徑最小。6個(gè)品種油茶果實(shí)的果形指數(shù)為0.93～1.14,6個(gè)品種果實(shí)形態(tài)基本呈球形。油茶籽的6個(gè)表型指標(biāo)的變異系數(shù)在6.02%～31.19%,整體平均變異系數(shù)為20.03%,表明不同油茶品種油茶籽的表型性狀的變異范圍較大。果形指數(shù)的變異幅度最小,為6.02%,油茶籽的鮮果質(zhì)量、鮮仁質(zhì)量、干仁質(zhì)量、種仁含水率的變異系數(shù)均在20%以上,分別為31.19%、31.17%、24.17%、23.13%。不同品種油茶籽表型變異豐富,果形指數(shù)在不同品種表現(xiàn)相對穩(wěn)定,油茶籽的營養(yǎng)器官的變異系數(shù)較大,說明油茶籽的營養(yǎng)器官受不同品種的影響較大。

表1 油茶表型性狀統(tǒng)計(jì)分析Table 1 Statistical analysis of phenotypic traits of Camellia oleifera

2.2 油茶籽油理化性質(zhì)分析

油茶籽的干仁含油率、不飽和脂肪酸含量、酸價(jià)、碘值、過氧化值等理化相關(guān)指標(biāo)的分析測定結(jié)果見表2?？梢钥闯?17號油茶籽的干仁含油率最高(53.83%),30號油茶籽的干仁含油率最低(42.61%);30號油茶籽的不飽和脂肪酸含量最低,為85.54%, 3號油茶籽的不飽和脂肪酸含量最高,達(dá)90.27%,且其干仁含油率較高。不同品種的油茶籽油酸價(jià)不同,5、30號油茶籽油酸價(jià)與3、4、17、27號存在顯著性差異(P<0.05),其中30號油茶籽的酸價(jià)最高,為0.44 mg·g-1,3、4、17、27號油茶籽的酸價(jià)最低,為0.29 mg·g-1。過氧化值最高為3號,0.069 3 g·100 g-1,最低為17號,0.033 6 g·100 g-1,6個(gè)不同品種的油茶籽油過氧化值差異極顯著(P<0.05);造成過氧化值差異的原因可能是因?yàn)閮?chǔ)運(yùn)條件、光照、溫度等條件的影響。6個(gè)不同品種的油茶籽油的碘值之間不存在顯著性差異,油茶籽油的碘值91.10 g·100 g-1左右。

表2 油茶籽油理化指標(biāo)及差異性分析Table 2 Physicochemical indexes and difference analysis of C.oleifera seed oil

通常而言,植物油評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)為酸價(jià)、碘值和過氧化值,若油品質(zhì)比較優(yōu)良時(shí),酸價(jià)變化與油的變化呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),與碘值的變化呈現(xiàn)正相關(guān),與過氧化值的變化呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),酸價(jià)和過氧化值規(guī)律一致,碘值與它們二者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)[18]。以上試驗(yàn)結(jié)果與該理論基本一致。

從不同品種的油茶籽油理化指標(biāo)來看,17號油茶籽油的干仁含油率最高,且酸價(jià)和過氧化值最低,油脂最新鮮且穩(wěn)定性最好。

2.3 不同油茶品種油茶籽油脂肪酸成分分析

2.3.1 油茶籽油主要脂肪酸的穩(wěn)定性分析 經(jīng)GC-MS分析測定,6個(gè)品種茶籽油中4種主要脂肪酸成分的相對含量見表3,可以看出,油茶籽中主要成分是油酸,含量均在80%以上,其中3號油茶籽中油酸的含量最高,達(dá)84.09%,油酸的變異系數(shù)為1.29%,是最穩(wěn)定的一種脂肪酸;油茶籽油中油酸含量高,且相對穩(wěn)定,是油茶籽油品質(zhì)的保證。多不飽和脂肪酸中的亞油酸是通過膳食補(bǔ)充的必須脂肪酸,亞油酸的平均含量為5.94%。3、17號和27號油茶籽中亞油酸的含量較高,在6%以上,17號油茶含量最高,變異系數(shù)是7.71%,相對含量不穩(wěn)定。棕櫚酸是油茶籽油中飽和脂肪酸的主要脂肪酸,平均含量為9.17%,5號和30號的含量在10%以上,3號油茶籽中棕櫚酸含量最低,為7.13%;變異系數(shù)是12.72%,是油茶籽油中含量最不穩(wěn)定的脂肪酸。硬脂酸在油茶籽油中含量較少,平均含量1.93%,17號油茶籽中硬脂酸的含量最高為2.37%,4號油茶籽中棕櫚酸含量最低,為1.66%;變異系數(shù)為11.48%,含量相對不穩(wěn)定。6個(gè)不同油茶品種油茶籽中油酸,亞油酸,棕櫚酸、硬脂酸成分差異顯著,可能與遺傳因素以及不同品種果實(shí)的成熟期差異有關(guān)。

表3 油茶籽油脂肪酸組成成分Table 3 Fatty acid composition of C.oleifera seed oil (%)

綜合來看,3號油茶籽油的油酸含量最高,17號油茶籽油多不飽和脂肪酸含量最高。綜合從脂肪酸含量的角度考慮,3號油茶籽油和17號油茶籽油營養(yǎng)較為豐富。

2.3.2 油茶籽油主要脂肪酸成分的相關(guān)性分析 由表4可見,6個(gè)不同油茶品種油茶籽油中4種主要脂肪酸成分之間存在不同程度的相關(guān)性,其中油酸和亞油酸呈顯著性負(fù)相關(guān)(-0.816,P<0.05)。這與油茶的生長習(xí)性有關(guān),在油茶籽發(fā)育前期,亞油酸在油茶籽油脂肪酸的合成中占據(jù)主導(dǎo)地位,隨著油茶籽的成熟,亞油酸不斷向油酸轉(zhuǎn)化。在油茶籽油理化性質(zhì)的分析中表明,油茶籽油不飽和脂肪酸的變異系數(shù)小,含量相對穩(wěn)定;而油茶籽油中不飽和脂肪酸主要由油酸和亞油酸組成,且二者相關(guān)性顯著,表明油酸和亞油酸在油茶籽油脂肪酸形成的過程中存在平衡與轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

表4 油茶籽油的主要脂肪酸相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of main fatty acids in C.oleifera seed oil

2.4 6個(gè)油茶品種品質(zhì)的綜合評價(jià)

油茶籽的鮮果產(chǎn)量、種仁含水率、干仁含油率反映油茶的豐產(chǎn)性能,脂肪酸組分及茶籽油理化性質(zhì)指標(biāo)反映油茶籽油的品質(zhì)。將6個(gè)油茶品種鮮果產(chǎn)量、種仁含水率與油品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化,根據(jù)隸屬函數(shù)模型,計(jì)算不同油茶品種的相應(yīng)綜合得分并進(jìn)行排序;其中綜合得分越高,表明油茶的品質(zhì)越高(表5)。6個(gè)油茶品種的品質(zhì)性狀綜合得分值為0.285～0.707,綜合分值的平均值為0.504;其中17號油茶綜合表現(xiàn)最佳,綜合得分最高(0.707),3號油茶的綜合得分最低(0.285)。

表5 6個(gè)油茶品種品質(zhì)綜合評價(jià)Table 5 Comprehensive evaluation of 6 C.oleifera quality

6個(gè)油茶的綜合評價(jià)的排序?yàn)?7號>4號>5號>27號>30號>3號,其中17號油茶的鮮果重最大、含水率最低、干仁含油率最高,豐產(chǎn)性最優(yōu),且酸價(jià)和過氧化值最低,油脂最新鮮且穩(wěn)定性最好,表明17號油茶是優(yōu)良的候選品種。

3 結(jié)論與討論

通過對6個(gè)油茶果實(shí)表型指標(biāo)的測定結(jié)果發(fā)現(xiàn),17號油茶的鮮果產(chǎn)量、鮮果質(zhì)量、鮮仁質(zhì)量、干仁質(zhì)量最大,含水率最低,說明17號油茶的豐產(chǎn)性最優(yōu);5、27、30號油茶的豐產(chǎn)性次之,3號油茶的豐產(chǎn)性最差。

6個(gè)品種油茶籽油中主要的脂肪酸成分是油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸,這與朱杰麗等[19]、朱勇等[20]、王開良等[21]的研究規(guī)律一致,且6個(gè)品種油茶的脂肪酸含量差異顯著。不同品種油茶籽油的脂肪酸相對含量有顯著差異,但不飽和脂肪酸含量變化較小。6個(gè)品種油茶的不飽和脂肪酸含量均較高,分別為90.27%(3號)、87.09%(4號)、88.00%(5號)、87.82%(17號)、89.61%(27號)、85.54%(30號),相對含量均在85%以上。其中,3號油茶籽油的油酸含量最高,17號油茶籽油亞油酸含量最高,為6.50%。綜合來看,不同品種油茶籽油各具特色,從營養(yǎng)的角度考慮,17號油茶籽油品質(zhì)最高。油茶籽油中4種脂肪酸成分存在不同程度的相關(guān)性,其中油酸和亞油酸呈顯著性負(fù)相關(guān)。油茶籽油中油酸的變異系數(shù)穩(wěn)定性最好,是最為穩(wěn)定的一種脂肪酸;棕櫚酸的變異系數(shù)最大,最不穩(wěn)定,油酸的穩(wěn)定性最高,是油茶籽油的品質(zhì)保障。酸價(jià)、碘值、過氧化值也是評價(jià)油品質(zhì)的重要指標(biāo),酸價(jià)的高低可以用來衡量油質(zhì)是否發(fā)生酸敗以及酸敗程度[20],通過對酸價(jià)的分析可以看出油質(zhì)是否新鮮[10];過氧化值越高越容易被氧化,碘值越高表明該油的不飽和程度越高。綜合這3個(gè)理化指標(biāo),17號油茶籽油的酸價(jià)、碘值、過氧化值最低,表明17號油茶籽油最新鮮且穩(wěn)定最強(qiáng)。

基于隸屬函數(shù)相結(jié)合的方法已被廣泛應(yīng)用于植物種質(zhì)資源的綜合評價(jià),可以較全面、客觀地反映出植物品質(zhì)性狀的優(yōu)異程度,有助于快速篩選出符合育種目標(biāo)的優(yōu)良材料[22-23]?；谟筒柝S產(chǎn)指標(biāo)和茶籽油品質(zhì)指標(biāo)的隸屬函數(shù)分析結(jié)果,6個(gè)油茶品種品質(zhì)的綜合得分依次為17號>4號>5號>27號>30號>3號,排名最高的是17號油茶,評價(jià)結(jié)果與實(shí)際表現(xiàn)相一致,表明17號油茶可以作為優(yōu)良的候選品種。

本研究對漢中地區(qū)6個(gè)本地油茶品種茶籽油的品質(zhì)做出了較為全面的評價(jià),對我國油茶自然分布北緣地區(qū)氣候條件下油茶產(chǎn)量及茶籽油品質(zhì)的綜合評價(jià)奠定了理論基礎(chǔ),也為進(jìn)一步確定油茶良種選育中的主要指標(biāo)及我國自然分布北緣區(qū)油茶良種選育提供了科學(xué)依據(jù)。