西藏不同种源光核桃仁脂肪酸组成分析

王 伟,魏丽萍*

(西藏农牧学院资源与环境学院,西藏 林芝 860000)

摘 要:采用溶剂回流法及气相色谱法,分析全西藏范围内9 个种源的光核桃仁出油率、油脂种类及相对含量特征。结果表明,9 个种源的光核桃仁出油率差异显著,均值为44.96%;光核桃油中不饱和脂肪酸相对含量极高,均值为90.901%,主要由油酸和亚油酸组成,油酸相对含量的变化范围为45.280%~71.360%,最高值为芒康县的光核桃;亚油酸相对含量的变化范围为18.010%~44.340%,最高值为亚东县光核桃;饱和脂肪酸相对含量均值为9.099%,主要成分为棕榈酸和硬脂酸,棕榈酸相对含量的变化范围为5.829%~7.354%,最高值为亚东县光核桃;硬脂酸相对含量的变化范围为1.600%~3.034%,最高值为察隅县光核桃。基于11 种脂肪酸相对含量特征的聚类分析表明,米林县、左贡县、波密县、八宿县光核桃仁油脂相对含量特征相近,芒康县则与其他种源光核桃油脂特征差异较大。

关键词:西藏;光核桃仁;出油率;脂肪酸组成

光核桃(Prunus mira)又名西藏桃,属蔷薇科(Rosoceae)、李属(Prunus)、桃亚属(Amygdalus),是西藏原有的野生桃种,也是西藏野生果树分布最广的种质资源之一,生长于海

拔2 500~3 600 m,在北纬31°10'~29°58′,东经91°50′~98°48′的20 个县境内均有分布,其中尤以雅鲁藏布江下游及其支流尼洋河及帕隆藏布江流域最为集中 [1]。光核桃具有适应性强、耐寒旱、抗病、长寿等优良特性以及较高的生态价值、经济价值、观赏价值。张丽荣等 [2]研究表明,光核桃的遗传资源的经济价值约为4.8×10 13元/a。长期以来,光核桃均是西藏科研工作者的研究重点之一,包括种子萌发 [3]、快繁技术 [4]、逆境生理 [5-6]、遗传多样性 [7-8]及加工利用 [9-10]等,但多数研究均针对单一种源的光核桃种开展。西藏全区约有光核桃30万 株 [1],仅林芝地区光核桃产量约为500万 kg [11],丰年可达530~680万 kg [6]。本研究收集了西藏主要光核桃分布区的种质资源,涉及昌都地区、林芝地区、日喀则地区、拉萨地区的9 个县,平均气温为-13~23 ℃,年均降雨量为400~880 mm,对其进行不同种源光核桃油脂成分分析,从而掌握不同种源光核桃的油脂含量特征,以期为西藏光核桃仁的进一步开发利用提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

成熟的光核桃种仁,分别采自昌都市的左贡县、芒康县、八宿县,林芝市的察隅县、波密县、米林县,拉萨市的城关区、曲水县,日喀则市的亚东县。不同种源地自然地理概况见表1。

表1 光核桃不同种源地自然地理概况
Table1 Natural climate conditions and local information about different Prunus mira growing areas studied

石油醚(沸程30~60 ℃)、无水乙醇、0.4 mol/L KOH-甲醇溶液、石油醚-苯(1∶1,V/V)溶液(均为分析纯) 天津市津东天正精细化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

FZ102型微型植物粉碎机 上海科恒实业发展有限公司;W201BS恒温水浴锅 上海量壹科学仪器有限公司;R206旋转蒸发器 上海鑫诺有限公司;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵 北京中兴伟业仪器有限公司;AUY220电子天平 日本岛津公司;663-30型气相色谱仪、833型色谱数据处理机 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 光核桃脂肪油的提取

取温度105 ℃条件下烘干0.5 h光核桃种仁,粉碎,备用。采用溶剂回流法提取光核桃脂肪油,称取粉末5 g,用滤纸包成圆筒状,封好滤纸口。放入索氏提取器中,加入石油醚约300 mL,置于水浴锅中60 ℃条件下加热,提取12 h后使用旋转蒸发器抽走石油醚,称取油脂质量,重复3 次,测定平均出油率。

1.3.2 气相色谱法测定脂肪酸组成

脂肪酸甲酯化处理:称取油样50 mg,放入10 mL容量瓶内,加入1 mL石油醚-苯混合液,使油脂溶解。再加入1 mL 0.4 mol/L KOH-甲醇溶液,振摇2 min。在室温条件下静置30 min后,加蒸馏水至容量瓶颈部,旋转容量瓶使全部甲酯溶液升至瓶颈。加入几滴无水乙醇,使溶液澄清。取上清液直接进行气相色谱分析。

气相色谱条件:氢火焰离子化检测器;色谱柱为(2 m×3 mm)玻璃柱;固定液6%聚二乙二醇丁二酸酯;101白色担体(酸洗,60~80 目);柱温195 ℃;气化室、检测器温度250 ℃;手动调节载气流速,载气N 2(40 mL/min);氢气发生器压力1.4 kg/cm 2;空气发生器压力1.2 kg/cm 2;进样量0.5 μL。

定性方法:按照标准图谱和碳数规律进行定性分析。

定量分析:采用面积归一化法进行定量分析,脂肪酸中占比小于0.001%的脂肪酸不进行积分,视为未检测出。

1.4 数据处理

采用SPSS 19.0系统进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同种源地光核桃种仁出油率

表2 不同种源地光核桃种仁出油率
Table2 Oil extraction yield from Prunus mira kernel from different growing areas

注:肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

由表2可知,西藏不同种源地光核桃仁出油率有一定差异,最高的为米林县光核桃,出油率达到50.2%,为芒康县光核桃,出油率为40.5%,9 个县的光核桃的出油率

平均值为44.96%。其中,亚东县与左贡县光核桃出油率差异不显著,分别为45.3%、45.8%,高于平均值;察隅县、波密县、芒康县光核桃出油率差异不显著,均低于平均值。

2.2 不同种源地光核桃油脂肪酸的定性分析

采用气相色谱法检测不同种源光核桃油脂肪酸的主要成分,结果表明西藏不同区域光核桃油脂肪酸种类较为丰富,察隅县、城关区、曲水县、波密县、亚东县、左贡县、芒康县、八宿县的脂肪酸组成相同,主要包括月桂酸、豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、棕榈油酸异构体、棕榈二烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸,如图1A所示;米林县光核桃检测出花生酸而未检测出月桂酸,其余脂肪酸组成相同,如图1B所示。

图1 芒康县(A)和米林县(B)光核桃油气相色谱图
Fig.1 Chromatogram of fatty acids in Prunus mira kernel oils from Mankang (A) and Milin (B) counties

2.3 不同种源地光核桃油脂肪酸相对含量

油酸具有降低低密度脂蛋白胆固醇而不降低高密度脂蛋白胆固醇的独特作用,能有效地防止动脉硬化 [13]。亚油酸是人体必需脂肪酸,用于合成磷脂,形成细胞结构,还具有预防胆固醇过高、改善高血压、预防心肌梗死、预防胆固醇造成的胆结石和动脉硬化的作用。由表3可以看出,光核桃油中不饱和脂肪酸为主要成分,占比在90.013%~91.577%之间,主要成分为油酸与亚油酸;油酸相对含量在45.280%~71.360%之间,最低为亚东县,最高为芒康县;人体所必需的脂肪酸中,以亚麻酸和亚油酸最为重要,9 个种源光核桃中,亚油酸相对含量在18.010%~44.340%之间,均值为33.983%,其中曲水县、亚东县、拉萨城关区、察隅县4 个区域光核桃亚油酸相对含量高于均值;亚麻酸相对含量均较低,在0.070%~0.412%之间,差异也较为明显。

光核桃油中饱和脂肪酸占比在7.809%~9.995%之间,主要成分为棕榈酸和硬脂酸,棕榈酸相对含量均值为6.719%,曲水县、左贡县、亚东县、芒康县高于均值;硬脂酸相对含量平均值为2.304%,米林县、亚东县、左贡县、察隅县、芒康县高于均值。

表3 不同种源地光核桃脂肪酸组成及相对含量
Table3 Fatty acid composition and contents of Prunus mira kernels from different growing areas

注:ND.未检出;光核桃油脂肪酸平均值在检测出的县内平均,未检测出的样点未入均值范围。

2.4 不同种源地光核桃的聚类分析

基于光核桃油中11 种脂肪酸、5 种饱和脂肪酸、6 种不饱和脂肪酸相对含量分别对9 个县的光核桃油进行聚类分析,由于不饱和脂肪酸占比极高,基于11 种脂肪酸的聚类分析结果与6 种不饱和脂肪酸的聚类分析结果相近,如图2A所示,9 种种源地光核桃可分为5 类,Ⅰ类:米林县、波密县、左贡县;Ⅱ类:八宿县;Ⅲ类:亚东县、察隅县;Ⅳ类:曲水县、城关区;Ⅴ类:芒康县。由图2B可知,9 种种源地光核桃以5 类计:Ⅰ类:左贡县、芒康县、亚东县;Ⅱ类:察隅县;Ⅲ类:八宿县、城关区、曲水县;Ⅳ类:波密县;Ⅴ类:米林县。结果表明,米林县、左贡县、波密县、八宿县光核桃仁油脂相对含量特征相近,芒康县则与其他种源光核桃油脂特征差异较大。

图2 基于光核桃油中11 种脂肪酸相对含量(A)和5 种饱和脂肪酸(B)聚类分析
Fig.2 Cluster analysis based on 11 fatty acids (A) and 5 saturated fatty acids (B) in Prunus mira kernel oil

3 讨论与结论

研究表明,蔷薇科桃属植物脂肪酸含量以油酸和亚油酸为主 [14-15],长柄扁桃油不饱和脂肪酸含量在96.8%以上 [16],蒙古扁桃、野扁桃不饱和脂肪酸含量均在95%以上 [17-18],四川扁桃的不饱和脂肪酸含量高达93.31% [19]。本研究结果显示,西藏不同区域光核桃油不饱和脂肪酸相对含量在90%以上,均以油酸和亚油酸为主,与魏丽萍等 [20]对林芝地区光核桃油脂肪酸进行定性定量分析,桃仁出油率高达51.4%,不饱和脂肪酸相对含量高达91.98%,主要成分为油酸、亚油酸,饱和脂肪酸主要成分为棕榈酸、硬脂酸相一致;本研究表明,西藏不同种源地光核桃仁出油率具有一定差异,但均在40%以上,部分区域高达50%,9 个区域光核桃油脂成分主要为不饱和脂肪酸,相对含量均在90%以上,优于世界著名的两大木本植物油——橄榄油和山茶油,橄榄油的不饱和脂肪酸含量在60%~88%之间,山茶油的不饱和脂肪酸含量在70%~90%之间;饱和脂肪酸主要成分为硬脂酸和棕榈酸,与文献[20]研究结果一致,但不同种源地之间存在差异。

刘国艳等 [21]研究表明不同地区茶叶籽粗脂肪含量差异较大,不同脂肪酸含量也存在差异;马恒等 [22]研究显示不同种源地长柄扁桃种仁含油率差异较为明显;唐古特大黄脂肪酸成分在青海不同产地差异较大 [23];栝楼籽含油率及主要成分在不同种源差异明显 [24]。本研究对光核桃脂肪酸油的定量分析及聚类分析表明,在9 个种源光核桃样品中,米林县、左贡县、波密县光核桃油脂肪酸相对含量较为相似,油酸及亚油酸均在中等水平;曲水县和城关区光核桃油中油酸相对含量偏低而亚油酸相对含量偏高;亚东县和察隅县光核桃油油酸相对含量较低而亚油酸相对含量较高;八宿县与芒康县光核桃油则油酸相对含量偏高而亚油酸相对含量偏低,芒康县油酸相对含量高达71.36%,远高于其他种源样品,值得注意的是芒康县光核桃仁的出油率在9 个地区中为最低。棕榈酸和硬脂酸可以通过降低血清中胆固醇的含量而减少血栓和动脉硬化的形成 [25],本研究结果显示,棕榈酸和硬脂酸为光核桃油饱和脂肪酸的主要成分,以9 种不同种源光核桃油饱和脂肪酸的定量分析及聚类分析显示,9 种不同种源光核桃的差异较为明显,左贡县、芒康县、亚东县光核桃油中硬脂酸及棕榈酸相对含量均高于平均水平;八宿县、城关区、曲水县光核桃油中硬脂酸相对含量均低于均值;米林县光核桃油中棕榈酸相对含量最低,波密县光核桃油中硬脂酸相对含量最低,察隅县光核桃油中硬脂酸相对含量最高。

开发木本食用油已成为各国解决食用油紧缺的主要渠道和趋势,我国近年食用植物油供需形势日益严峻,自给率只有40%左右 [25]。本研究围绕西藏不同种源光核桃仁出油率及光核桃油脂肪酸相对含量特征,分析了不同种源光核桃脂肪酸的组成差异并进行聚类分析,为西藏不同区域光核桃仁油脂的进一步开发利用提供了数据参考,而不同种源地光核桃仁油脂含量差异成因及作为油料植物规模化栽培种植对其的影响则有待进一步研究。

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Analysis of Fatty Acid Compositions in Prunus mira Kernels from Different Growing Areas in Tibet

WANG Wei, WEI Liping*
(College of Resource and Environment, Tibet Agricultural and Animal Husbandry College, Nyingchi 860000, China)

Abstract:Prunus mira kernels from nine Tibetan growing areas were analyzed for oil extraction yield and fatty acid composition using solvent refux extraction and gas chromatography (GC). Results showed that the oil extraction yield from P. mira kernels varied significantly among different growing areas with an average of 44.96%. P. mira kernel oil was extremely rich in unsaturated fatty acids with an average of 90.901%, mainly oleic acid and linoleic acid. Oleic acid varied between 45.280% and 71.360% and was the most abundant fatty acid in the samples from Mangkang county, and linoleic acid ranged from 18.010% to 44.340%, showing the highest value in the samples from Yadong county. The mean content of saturated fatty acids was 9.099%, mainly palmitic acid and stearic acid, with palmitic acid ranging from 5.829% to 7.354% and showing the highest value in the samples from Yadong county, and stearic acid varying in the range of 1.600%–3.034% and being the most abundant saturated fatty acid in the samples from Chayu county. Clustering analysis based on the contents of 11 fatty acids indicated that P. mira kernel oils from Minling, Zuogong, Bomi, and Basu counties were similar while P. mira kernel oil from Mangkang county was quite different from those from other areas.

Key words:Tibet; Prunus mira kernel; oil extraction yield; fatty acid composition

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201622015

中图分类号:Q949.93

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2016)22-0107-05

引文格式:

王伟, 魏丽萍. 西藏不同种源光核桃仁脂肪酸组成分析[J]. 食品科学, 2016, 37(22): 107-111. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201622015. http://www.spkx.net.cn

WANG Wei, WEI Liping. Analysis of fatty acid compositions in Prunus mira kernels from different growing areas in Tibet[J]. Food Science, 2016, 37(22): 107-111. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201622015. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2016-05-07

基金项目:国家自然科学基金地区科学基金项目(31560208);西藏大学农牧学院校青年基金项目(201406)

作者简介:王伟(1985—),男,讲师,硕士,主要从事植物逆境生理及植物资源利用研究。E-mail:wwlxmmq@163.com

*通信作者:魏丽萍(1983—),女,副教授,硕士,主要从事植物资源利用及经济林栽培研究。E-mail:34984262@qq.com