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《花生學(xué)報(bào)》2016年第3期
摘要:
以15個(gè)花生品種(系)為研究材料,對(duì)其油脂含量和脂肪酸組成進(jìn)行了比較分析。結(jié)果顯示,所有花生品種(系)種子總油脂含量差異不大,平均為51.34%。主要檢測(cè)到油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、山萮酸、花生酸、花生烯酸、二十四烷酸8種脂肪酸,其中油酸含量最高,品系E1高達(dá)85.61%,品系E11的油酸含量最低,僅為37.12%。含量?jī)H次于油酸的是亞油酸,含量在1.44%~37.11%之間,其中品系E11的亞油酸含量最高,品系E1含量最低。同時(shí),選取其中4個(gè)品種(系)進(jìn)行種子發(fā)育過(guò)程中油脂和脂肪酸含量變化規(guī)律的研究。結(jié)果顯示,在種子發(fā)育過(guò)程中油脂含量持續(xù)積累,呈先快后慢趨勢(shì),部分品系在后期油脂含量略有下降。硬脂酸含量逐漸升高,棕櫚酸含量逐漸降低。油酸含量的變化規(guī)律與亞油酸相反,說(shuō)明油酸含量的增加可能由于生成亞油酸脂肪酸的減少。
關(guān)鍵詞:
花生;種子發(fā)育;脂肪酸;油脂
花生是重要的油料作物,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我國(guó)一直是花生生產(chǎn)和出口大國(guó),在我國(guó)花生的常年種植面積約為5000khm2左右,其總產(chǎn)量約為15000kt[1],產(chǎn)量大約是我國(guó)其他油料作物總產(chǎn)量的50%,花生油的產(chǎn)量?jī)H次于菜籽油的產(chǎn)量,是植物油的第二大來(lái)源[2]。雖然近年來(lái)食用油需求量不斷攀升,但油料作物種植面積卻持續(xù)下降。與國(guó)內(nèi)其他油料作物相比,花生具有生產(chǎn)規(guī)模大、種植效益高、產(chǎn)油效率高、油脂品質(zhì)好、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、需求空間巨大等優(yōu)點(diǎn),在保障我國(guó)食用植物油供給中具有顯著的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿Γ?-7]。如何將花生在食用油供給方面的潛力和優(yōu)勢(shì)較好地發(fā)揮出來(lái),生產(chǎn)出高品質(zhì)的油用型和食用型花生品種具有重要意義。因此,了解不同花生品種油脂含量和脂肪酸組成十分重要,對(duì)花生品種品質(zhì)的改良具有指導(dǎo)作用。本研究以15個(gè)花生品種(系)為材料,對(duì)其油脂含量和脂肪酸成分進(jìn)行了分析,同時(shí),選取其中4個(gè)花生品種(系)進(jìn)行種子發(fā)育過(guò)程中油脂和脂肪酸含量變化規(guī)律的研究,為花生產(chǎn)量及品質(zhì)的改善提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
試驗(yàn)于山東省花生研究所萊西花生種植試驗(yàn)基地進(jìn)行。15個(gè)品種(系)為河北高油、E12、E18、E11、魯花12、魯花14、中花5號(hào)、E1、花育23、花育19、花育17、E16、花育30、耐寒1號(hào)和SPI056。5月初播種,9月中旬收獲。對(duì)其中4個(gè)花生品種(系)花育19、E18、E11和耐寒1號(hào)取下針后不同天數(shù)的莢果,每隔10d取樣一次。其余11個(gè)品種(系)僅在收獲時(shí)取樣一次。每個(gè)樣品重復(fù)3次。將花生莢果剝掉果殼,保留種子,采用液氮反復(fù)研磨,然后把研碎的種子冷凍干燥,分析其油脂含量與脂肪酸組成。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1花生種子油脂的測(cè)定
采用索氏油脂提取法進(jìn)行[8]。采用的樣品為3g左右研細(xì)的花生種子粉末,每個(gè)樣品重復(fù)3次。
1.2.2脂肪酸甲脂的制備
將待測(cè)的花生種子研磨成粉末,準(zhǔn)確稱(chēng)取10~15mg花生種子粉末倒入大EP管,加入體積比為1∶1的苯、石油醚1~2mL靜置5~10min。向大EP管中繼續(xù)加入2mL濃度為0.5mol/L的甲醇鈉試劑,室溫放置10min;加入事先配制好的飽和氯化鈉溶液2mL,離心或放置20min以上至出現(xiàn)上清,吸取上層液體60μL加入上樣瓶,并用600~700μL石油醚稀釋后進(jìn)行氣相色譜檢測(cè)。
1.2.3氣相色譜分析
使用AgilentTech-nologies6890N氣相色譜儀,色譜柱為FFAP,檢測(cè)器為氫火焰離子化檢測(cè)器,分流比為20∶1。進(jìn)樣口溫度250℃,柱溫150~230℃程序升溫,升溫速率為20℃/min,檢測(cè)器溫度250℃,自動(dòng)打火5min后可進(jìn)樣。尾吹氣為高純氮?dú)猓髁?0mL/min,氫氣流量45mL/min,空氣流量450mL/min,進(jìn)樣量1μL。使用色譜級(jí)正己烷清洗針頭,樣品測(cè)定程序?yàn)?411-GC,關(guān)機(jī)程序84-GC。
1.2.4數(shù)據(jù)分析
采用面積歸一法計(jì)算各種脂肪酸的相對(duì)含量(%),計(jì)算公式:脂肪酸相對(duì)含量(%)=Ai/∑Ai×100每個(gè)樣品3個(gè)重復(fù),其中Ai為第i種脂肪酸組分的峰面積,∑Ai為各種脂肪酸組分的總面積。依次進(jìn)行計(jì)算并記錄,利用MicrosoftOfficeExcel2010作圖分析。
2結(jié)果與分析
2.1不同花生品種(系)的油脂和脂肪酸成分含量
對(duì)15個(gè)花生品種(系)的油脂含量進(jìn)行分析(附表),發(fā)現(xiàn)各花生品種(系)的油脂含量差異不大(最大相差8.53%)。其中河北高油的油脂含量最高,為53.97%;品系E12的油脂含量?jī)H低于河北高油0.19%。除此以外,SPI056,花育19和耐寒1號(hào)的油脂含量較其他品種(系)低,分別為48.48%,47.97%和45.44%。對(duì)15個(gè)品種(系)的8種脂肪酸成分進(jìn)行分析(附表),分別是棕櫚酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)、亞油酸(C18∶2)、花生酸(C20∶0)、花生烯酸(C20∶1)、山萮酸(C22∶0)和二十四烷酸(C24∶0)。油酸和亞油酸為花生種子中的主要脂肪酸成分,其中油酸的含量最高。品系E1的油酸含量高達(dá)85.61%,品系E11的油酸含量最低,為37.12%。在種子中含量?jī)H次于油酸的是亞油酸,含量在1.44%~37.11%之間,其中品系E11的亞油酸含量最高,品系E1的油酸含量最低。所有品種(附表)的棕櫚酸含量均在4.94%以上,含量最高的品系E11為13.81%。E18的硬脂酸含量最高,為9.28%,SPI056的含量最低,為2.45%。余下4種脂肪酸含量均較低。花生酸含量在0.47%~2.59%之間,含量最高和最低的品種(系)分別是花育19和E18;山俞酸的含量在0.3%~2.45%之間,最高的品系為耐寒1號(hào),最低的品種是花育19。花生烯酸和二十四烷酸的含量很低,兩種脂肪酸組分含量最高的品系分別為E18和耐寒1號(hào)。
2.2花生種子發(fā)育過(guò)程中油脂和脂肪酸積累模式研究
2.2.1油脂積累模式
對(duì)4個(gè)品種(系)花育19、E18、E11和耐寒1號(hào)的種子發(fā)育過(guò)程中的油脂和脂肪酸含量的變化進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)(附圖),在種子發(fā)育過(guò)程中,4個(gè)花生品種(系)油脂含量在種子發(fā)育前期積累較快,后期較緩慢。果針下地40d后,E18和E11油脂含量增長(zhǎng)緩慢直至達(dá)到最高,花育19和耐寒1號(hào)油脂含量增長(zhǎng)緩慢,在下針50d后油脂含量略有下降直至平穩(wěn)。說(shuō)明不同品種(系)之間的油脂積累模式存在一定差異。
2.2.2脂肪酸積累模式
油酸和亞油酸為花生種子中的主要脂肪酸。從附圖可以看出,在種子發(fā)育過(guò)程中,隨著油脂含量的提高,油酸含量的變化趨勢(shì)與亞油酸相反,說(shuō)明油酸含量的增加可能由于生成亞油酸脂肪酸的減少。在四個(gè)品種(系)下針60d后檢測(cè)油酸和亞油酸含量占脂肪酸總量E11為74.23%、E18為72.10%、花育19為84.01%、耐寒1號(hào)為78.26%。花生種子中除油酸、亞油酸以外,棕櫚酸的含量相對(duì)較高,其他5種脂肪酸的相對(duì)含量均較低。在種子發(fā)育過(guò)程中,隨著油脂含量的提高,棕櫚酸含量逐漸降低,成熟后四個(gè)品種(系)的種子棕櫚酸含量由發(fā)育初期的14.05%~18.52%降低到11.10%~13.12%。硬脂酸含量逐漸升高,其中E18和E11含量升高幅度較大,耐寒1號(hào)和花育19含量升高幅度較小。其余4種脂肪酸成分的相對(duì)含量成熟時(shí)均低于3%。山崳酸(C22∶0)和二十四烷酸(C24∶0)相對(duì)含量整體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。3個(gè)品系(花育19號(hào)除外)花生酸(C20∶0)相對(duì)含量變化呈現(xiàn)先上升后下降再升高的趨勢(shì)。3個(gè)品種(系)(E18除外)花生烯酸(C20∶1)相對(duì)含量整體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。
3討論
花生種子中的油脂以貯藏形式存在,是花生油的主要成分。本實(shí)驗(yàn)15個(gè)花生品種(系)的油脂含量相差不大,最大相差8.53%,平均含量為51.34%。陳四龍等(2008)[9]提出花生油脂積累過(guò)程基本可以分為初始積累、快速積累和穩(wěn)定積累三個(gè)階段,油脂積累主要集中在前兩個(gè)階段。本研究結(jié)果顯示,油脂含量隨花生種子發(fā)育逐漸積累,果針下地40d前積累速率顯著大于果針下地40d后,呈先快后慢的積累模式,與前人研究結(jié)果一致。另外,花育19和耐寒1號(hào)在種子發(fā)育后期油脂含量略有下降直至平穩(wěn)。張佳蕾等(2016)[10]認(rèn)為后期籽仁干物質(zhì)的增加速度超過(guò)了脂肪積累速度,所以用百分比表示含油量時(shí),呈下降趨勢(shì)。也有研究表明是因?yàn)樵诔墒旌笃冢仓隊(duì)I養(yǎng)器官開(kāi)始衰老,光合能力下降,而植物完全成熟所需的一些蛋白質(zhì)和單糖的合成需要消耗部分油脂所造成的[11]。還有待進(jìn)一步研究確認(rèn)。花生種子中的脂肪酸的組成和含量直接決定食用花生油的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和耐貯藏品質(zhì)。脂肪酸含量、種類(lèi)在不同的花生品種中存在差異。本實(shí)驗(yàn)對(duì)15個(gè)花生品種(系)的8種脂肪酸成分進(jìn)行了分析,為花生產(chǎn)量及品質(zhì)的改善提供理論依據(jù)。李曉丹等(2009)對(duì)中花5號(hào)、12號(hào)進(jìn)行種子發(fā)育過(guò)程中脂肪酸含量變化分析時(shí)發(fā)現(xiàn),下針后10d內(nèi)的花生種子可檢測(cè)到9種脂肪酸,C16∶1和C18∶3在發(fā)育過(guò)程中由高到低,逐漸消失,其他7種脂肪酸含量則隨著花生種子的發(fā)育逐漸積累增高。成熟的花生種子中油酸和亞油酸含量占脂肪酸總含量的81%左右。脂肪酸總量在接近成熟時(shí)有所下降[12]。本研究采用的15個(gè)花生品種(系)脂肪酸成分以油酸和亞油酸為主,約占80%,其中油酸含量在E1品系中高達(dá)85.61%,品系SPI056的亞油酸含量達(dá)27.28%,這與前人的研究結(jié)果一致[13-15]。本研究發(fā)現(xiàn),采用的15個(gè)花生品種(系)的成熟種子中棕櫚酸的平均含量為9.68%,硬脂酸平均含量為4.36%,山崳酸平均含量為1.81%,花生酸為1.33%,花生烯酸和二十四烷酸平均含量都不足1%。可見(jiàn),除油酸、亞油酸之外的其他脂肪酸組分含量都很低。四種花生品種(系)種子發(fā)育過(guò)程中,棕櫚酸含量積累呈下降趨勢(shì),早期下降較快,后期下降較緩慢,且后期耐寒1號(hào)和E11的棕櫚酸含量略有增加。這與張佳蕾等(2016)[10]和徐宜民等(1989)[16]的研究結(jié)果相近。棕櫚酸是飽和脂肪酸,營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較差,因此,降低棕櫚酸含量是花生品質(zhì)改良目標(biāo)之一。未來(lái)的花生產(chǎn)業(yè)必須以促進(jìn)人體健康為發(fā)展方向。本試驗(yàn)研究了不同花生品種(系)的油脂和脂肪酸組成及其積累規(guī)律,這對(duì)改良花生品種、提高花生品質(zhì)具有重要意義。獲得產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)的油用型和食用型花生品種是花生育種的重要目標(biāo)。
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作者:遲曉元 郝翠翠 潘麗娟 陳娜 陳明娜 王通 王冕 楊珍 梁成偉 禹山林 單位:山東省花生研究所 青島科技大學(xué)生物系