林业科学  2007, Vol. 43 Issue (5): 36-41   PDF    
0

文章信息

李国和, 杨冬生, 胡庭兴.
Li Guohe, Yang Dongsheng, Hu Tingxing.
四川省不同产地核桃脂肪酸含量的变化
Changes in Fatty Acid Content of Walnut in Different Production Areas of Sichuan Province
林业科学, 2007, 43(5): 36-41.
Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(5): 36-41.

文章历史

收稿日期:2006-06-06

作者相关文章

李国和
杨冬生
胡庭兴

四川省不同产地核桃脂肪酸含量的变化
李国和, 杨冬生, 胡庭兴     
四川农业大学林学园艺学院 雅安 625014
摘要: 分析测定四川省13个产地156株核桃实生类型的脂肪酸组成和含量,分析生态因子与核桃脂肪性状和脂肪酸组成的典型相关性。结果表明:核桃的棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸含量之和占脂肪的99%,不饱和脂肪酸占脂肪的91%,亚油酸和亚麻酸含量之和占脂肪的60%。海拔、1月平均气温、经度和大于10 ℃年积温是影响核桃饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸形成的重要生态因子。核桃饱和脂肪酸含量随着1月平均气温和经度的升高而增加,单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量随着大于10 ℃年积温和海拔的升高而增加。年平均相对湿度和年平均气温是影响核桃亚麻酸合成的主要生态因子。亚麻酸含量随着年平均相对湿度和年平均气温的升高而增加。年平均气温和1月平均气温是影响油酸和亚油酸合成的主要因子。油酸和亚油酸含量随年平均气温和1月平均气温的降低而增加。
关键词:核桃    脂肪酸组成    油酸    亚油酸    亚麻酸    产地    
Changes in Fatty Acid Content of Walnut in Different Production Areas of Sichuan Province
Li Guohe, Yang Dongsheng, Hu Tingxing     
Forestry and Horticulture College of Sichuan Agricultural University Ya'an 625014
Abstract: In this paper, comparing and analyzing with fatty acid contents of 156 walnut ecotypes of 13 production areas in Sichuan Province and analyzing the canonical correlations of ecology factor with fat characters and fatty acid compositions were conducted. The results showed that total of palmitic, stearic, oleic, linoleic and linolenic content of walnut was 99% of fat, unsaturated fatty acids was 91% of fat, total of linoleic and linolenic was 60% of fat. Altitude, average temperature in January, longitude, accumulative temperature over 10 ℃ degree were the main factors for accumulation of saturated fatty acid(SFA), monounsaturated fatty acid(MUFA) and polyunsaturated fatty acid(PUFA). The level of SFA increased with average temperature in January and longitude. The level of MUFA and PUFA increased with altitude and accumulative temperature over10 ℃ degree. Average annual relative humidity and annual average temperature mainly affected accumulation of linolenic. The level of linolenic increased with average annual relative humidity and annual average temperature. Annual average temperature and average temperature in January mainly affected accumulation of oleic and linoleic.The level of oleic and linoleic increased during annual average temperature and average temperature in January decreasing.
Key words: walnut    fatty acid compositions    oleic    linoleic    linolenic    production areas    

核桃(Juglans regia)脂肪含量70%左右,含有大量不饱和脂肪酸,主要由软脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸等组成(王思宏等, 1999柳镇安, 2000王根宪等, 2000郝艳宾等, 2002王晓燕等, 2004罗伟强等, 2005)。Leclerc和Yoder早在1914年就发现气候比土壤肥力对核桃品质有更大的影响(曹广才, 1994)。根据核桃成分测定结果,结合主要产区的气候因子, 可将四川省核桃主要产区分为3个区(赵安玖, 2004)。关于植物果实脂肪酸含量与生态因子的关系,国内外学者做了大量研究,如大豆(Glycine max)(丁振麟等,1965张敬荣等,1996韩天富等,1997李卫东等,2006),微藻(华雪铭等,1999林学政等,1999),紫球藻(Porphyridium cruentum)(孙利芹等,2004),球等鞭金藻(Isochrysis gablana)(孙利芹等,2006),南极冰藻(缪锦来等,2005)和水稻(Oryza sativa)(周鸿凯等,2006)。尚没有开展核桃脂肪酸含量与生态因子的关系方面研究报道。核桃在四川自然分布极为广泛,遍及各种迥然不同的气候条件,同时也是我省产业发展的主要树种之一。本研究通过采集四川省13个产地的核桃样品,测定核桃仁中的脂肪酸组成和含量,比较不同产地核桃的脂肪酸含量,分析地理、土壤和气候因子对核桃脂肪酸形成的影响情况,为核桃产业化基地的选择和科学经营提供理论依据。

1 材料和方法 1.1 样品采集与处理

核桃果实样品分别在四川省核桃主要产区的南江、万源、平武、泸定、朝天、黑水、九龙、理县、丹巴、得荣、巴塘、乡城和古蔺等13个点(表 1)。于2005年9月和2006年9月采集,每个采样点选择代表本地区气候、土壤和地理特征的核桃实生类型12株,在每株树冠的上、中和下层和里外层随机采集果实20个,将12株果实采集后充分混匀,用布袋包装,随时翻动,防止堆积发热霉变。随机抽取20个果实烘干后取核桃仁,充分混合后用于脂肪酸测定。各样株树龄在20~40年。

表 1 不同核桃产地的气候、地理位置及土壤特征 Tab.1 Climate characteristic, geographic position and soil characteristic in different Juglans regia production areas
1.2 脂肪和脂肪酸组成的测定

脂肪测定按照GB/T5009.6-2003第一法“索氏抽提法”进行测定。脂肪酸组成测定:先将脂肪酸转化为脂肪酸甲酯,经毛细管色谱柱分离,再使用日本SHIMADZU GC-14B气相色谱仪(具FID检测器)和浙江大学N2000色谱工作站进行检测分析(罗伟强等,2005)。图 1为丹巴核桃2号脂肪酸组成气相色谱图。

图 1 丹巴核桃2号脂肪酸组成气相色谱图 Fig. 1 Gas chromatography of fatty acid compositions of Juglans regia in Danba
1.3 因子记载

1) 生态因子(V):年平均气温(X1)、1月平均气温(X2)、7月平均气温(X3)、无霜期(X4)、大于10 ℃积温(X5)、年降水量(X6)、日照时数(X7)、年平均相对湿度(X8)、经度(X9)、纬度(X10)、海拔(X11 )、土壤pH值(X12)。

2) 核桃脂肪性状(W):脂肪(Y1)、饱和脂肪酸(Y2)、单不饱和脂肪酸(Y3)、多不饱和脂肪酸(Y4)、不饱和脂肪酸(Y5)。

3) 核桃脂肪酸组成(U):棕榈酸(Z1)、棕榈油酸(Z2)、硬脂酸(Z3)、油酸(Z4)、亚油酸(Z5)、亚麻酸(Z6)、花生酸(Z7)、花生四烯酸(Z8)。

1.4 统计分析

结果用平均数±SE表示,产地间多元方差和因子间典型相关分析采用SPSS13.0统计软件进行。

2 结果与分析 2.1 四川省不同产地核桃脂肪酸含量的比较 2.1.1 不同产地核桃饱和脂肪酸含量及组成的比较

核桃饱和脂肪酸由棕榈酸(16:0 Palmitic)、硬脂酸(18:0 Stearic)和花生酸(20:0Arachidic)组成。由表 2可见,核桃棕榈酸含量最高的产地是九龙,为6.62%,最低的是得荣,为4.87%。方差分析表明,九龙与得荣产地间核桃棕榈酸含量差异显著(P<0.05)。硬脂酸含量最高的是古蔺,为3.10%,最低的是黑水,为1.81%。古蔺与黑水产地间核桃的硬脂酸含量差异显著(P<0.05)。花生酸含量最高的是理县,为0.18%,古蔺核桃中花生酸含量很低。理县与古蔺产地间核桃的花生酸含量差异显著(P<0.05)。饱和脂肪酸含量最高的是古蔺,为9.3 4%,最低的是乡城,为7.11%。古蔺与乡城产地间核桃的饱和脂肪酸含量差异显著(P<0.05)。具体情况见表 23

表 2 不同产地核桃脂肪酸组成比较 Tab.2 Comparison of fatty acid compositions from different Juglans regia production areas
表 3 不同产地核桃脂肪和脂肪酸含量比较 Tab.3 Comparison of fat and fatty acid content from different Juglans regia production areas
2.1.2 不同产地核桃单不饱和脂肪酸含量及组成的比较

核桃单不饱和脂肪酸由棕榈油酸(16:1△9c Palmitoleic)和油酸(18:1△9c Oleic)组成。由表 2可见,棕榈油酸含量最高的是九龙,0.20%,最低的是乡城,0.09%;九龙与乡城产地间核桃棕榈油酸含量差异显著(P<0.05)。油酸含量最高的是得荣,40.88%,最低的是万源,16.21%。得荣与万源产地间核桃的油酸含量差异显著(P<0.05)。单不饱和脂肪酸含量最高的是得荣,40.97%,最低的是万源,16.35%。得荣与万源产地间核桃的单不饱和脂肪酸含量差异显著(P<0.05)。具体情况见表 23

2.1.3 不同产地核桃多不饱和脂肪酸含量及组成的比较

核桃多不饱和脂肪酸由亚油酸(18:2△9c, 12c linoleic)、亚麻酸(18:3△9c, 12c, 15c linolenic)和花生四烯酸(20:4△5c, 8c, 11c, 14c arachidoni)组成。由表 2可见,亚油酸含量最高的是万源,64.92%,最低的是得荣,45.84%。方差分析结果表明,万源与得荣产地间核桃的亚油酸含量差异显著( P<0.05)。亚麻酸含量最高的是万源,9.73%,最低的是得荣,5.53%。万源与得荣产地间核桃的亚麻酸含量差异显著(P<0.05)。花生四烯酸含量最高的是巴塘,0.27%,最低的是古蔺,0.085%。巴塘与古蔺产地间核桃的花生四烯酸含量差异显著(P<0.05)。多不饱和脂肪酸含量最高的是万源,74.84%,最低的是得荣,51.62%。万源与得荣产地间核桃的多不饱和脂肪酸含量差异显著(P<0.05)。具体情况见表 23

2.1.4 不同产地核桃不饱和脂肪酸含量的比较

表 3可见,核桃不饱和脂肪酸含量最高的是黑水,为93.77%,最低的是古蔺县,为90.32%。方差分析结果表明,黑水与古蔺产地间核桃的不饱和脂肪酸含量差异显著(P<0.05)。

2.2 四川省不同产地核桃脂肪含量比较

表 3可见,九龙核桃的脂肪含量最高,达68.62%;而南江核桃的脂肪含量最低,为64.34%。方差分析结果表明,九龙与南江产地间核桃的脂肪含量差异显著(P<0.05)。

2.3 生态因子与核桃脂肪性状间的典型相关关系

表 4可见,生态因子与核桃脂肪性状的典型相关系数达到极显著水平(P<0.01)。说明生态因子与核桃脂肪性状间有极显著典型相关关系。

表 4 生态因子与核桃脂肪性状组间的典型分析及典型变量构成 Tab.4 Canonical correlation analysis on ecology factor and fat character groups of Juglans regia and formation of canonical variables

生态因子与脂肪性状的第1对典型变量构成中,V1X11X2X9X5的权重系数较大,W1Y3Y4Y2的权重系数较大,说明该对典型变量中海拔、1月平均气温、经度和大于10 ℃年积温与单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸密切相关。海拔、大于10 ℃年积温分别与单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸呈正效应。1月平均气温、经度分别与饱和脂肪酸呈正效应。

2.4 生态因子与核桃脂肪酸组成的典型相关关系

表 5可见,生态因子与核桃脂肪酸组成的典型相关系数达到极显著水平(P<0.01)。说明生态因子与核桃脂肪酸组成有极显著典型相关关系。

表 5 生态因子与核桃脂肪酸组成的典型分析及典型变量构成 Tab.5 Canonical correlation analysis on ecology factor and fatty acid character groups of Juglans regia and formation of canonical variables

生态因子与脂肪酸组成的第1对典型变量构成中,V1X1X11X8X9X2的权重系数较大,W1Z4Z5Z6的权重系数较大,说明该对典型变量中年平均气温、海拔、年平均相对湿度、经度和1月平均气温与油酸、亚油酸和亚麻酸密切相关。年平均气温、海拔和年平均相对湿度分别与油酸、亚油酸和亚麻酸呈正效应。而经度、1月平均气温分别与油酸、亚油酸和亚麻酸呈负效应。

生态因子与脂肪酸组成的第2对典型变量构成中,V1X8X1X11X7X6的权重系数较大,W1Z6的权重系数较大,说明该对典型变量中年平均相对湿度、年平均气温、海拔、日照时数和年降水量与亚麻酸密切相关。年平均相对湿度、年平均气温、海拔、日照时数分别与亚麻酸呈正效应。而年降水量与亚麻酸呈负效应。

生态因子与脂肪酸组成的第3对典型变量构成中,V1X1X2X3X9X 6的权重系数较大,W1Z4Z5的权重系数较大,说明该对典型变量中年平均气温、1月平均气温、7月平均气温、经度和年降水量与油酸、亚油酸密切相关。7月平均气温和年降水量分别与油酸、亚油酸呈正效应。而平均气温、1月平均气温、经度分别与油酸、亚油酸呈负效应。

3 讨论 3.1 核桃脂肪及脂肪酸含量

四川省核桃脂肪含量在66%左右,其中包含8种脂肪酸,具体是棕榈酸(16:0 Palmitic)、棕榈油酸(16:1△9c P almitoleic)、硬脂酸(18:0 Stearic)、油酸(18:1△9c Oleic)、亚油酸(18:2△9c, 12c linoleic)、亚麻酸(18:3△9c, 12c, 15c linolenic)、花生酸(20:0 Arachidic)和花生四烯酸(20:4△5c, 8c, 11c, 14c arachidonic)。核桃脂肪主要由棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸组成,其含量占脂肪的99%左右。不饱和脂肪酸有5种,主要由棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸等组成,含量占脂肪的91%左右,其中,亚油酸和亚麻酸之和占脂肪的60%左右。在13个产地中,有些产地间核桃脂肪和脂肪酸含量差异显著,有些则不显著。

3.2 生态因子对核桃脂肪性状的影响

研究表明:海拔、1月平均气温、经度和大于10 ℃年积温是影响核桃饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸形成的重要生态因子。核桃饱和脂肪酸含量随着1月平均气温的升高而增加,单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量随着大于10 ℃年积温的升高而增加,说明温度会影响核桃脂肪酸的合成,这与一些研究认为温度会影响植物细胞内合成脂肪酸的途径的的结论相似(曹广才, 1994; 李卫东等, 2006; 周鸿凯等,2006)。海拔越高,核桃不饱和脂肪酸含量越高。经度越高,核桃饱和脂肪酸含量越高。具体原因有待进一步研究。

3.3 生态因子对核桃脂肪酸组成的影响

生态因子对核桃脂肪酸组成的影响主要表现为对油酸、亚油酸和亚麻酸的影响效应,而油酸、亚油酸和亚麻酸的高低正是评价核桃商业价值的最重要指标。本研究表明,影响油酸、亚油酸和亚麻酸形成的主要因子是年平均气温、海拔、年平均相对湿度、经度和1月平均气温。年平均相对湿度和年平均气温对亚麻酸的合成影响大,亚麻酸含量随着年平均相对湿度和年平均气温的升高而增加。年平均气温和1月平均气温对油酸和亚油酸的合成影响大,油酸和亚油酸含量随着年平均气温和1月平均气温的降低而增加。当然,除了生态因子对核桃油酸、亚油酸和亚麻酸含量影响外,核桃自身的遗传特性也是重要影响因素,因而需进一步深入探讨。

参考文献(References)
曹广才. 1994. 小麦品质生态. 北京: 中国科学技术出版社, 11-17.
丁振麟. 1965. 气候条件对于大豆化学品质的影响. 作物学报, 4(4): 313-320.
韩天富, 王金陵, 杨庆凯, 等. 1997. 开花后光照长度对大豆化学品质的影响. 中国农业科学, 30(2): 47-53.
郝艳宾, 王克建, 王淑兰, 等. 2002. 几种早实核桃坚果中蛋白质、脂肪酸组成成分分析. 食品科学, 23(10): 123-125. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2002.10.033
华雪铭, 周洪琪, 丁卓平. 1999. 温度和光照对微藻的生长、总脂肪含量及脂肪酸组成的影响. 上海水产大学学报, 8(2): 309-315.
李卫东, 王树峰, 卢为国, 等. 2006. 大豆脂肪含量与生态因子关系的研究. 大豆科学, 25(2): 127-132. DOI:10.3969/j.issn.1000-9841.2006.02.007
林学政, 李光友. 1999. 环境因子对微藻脂类的影响. 黄渤海海洋, 17(3): 54-59.
柳镇安. 2000. 核桃油中主要脂肪酸的毛细管柱气相色谱分析. 化学世界, (4): 212-213, 224. DOI:10.3969/j.issn.0367-6358.2000.04.013
缪锦来, 王波, 阚光锋. 2005. 环境因子对2种南极绿藻脂肪含量和脂肪酸组成的影响. 海洋科学, 29(1): 4-11. DOI:10.3969/j.issn.1000-3096.2005.01.002
罗伟强, 刘宝, 刁开盛. 2005. 毛细管气相色谱法测定核桃油中的脂肪酸. 贵州化工, (3): 40-41. DOI:10.3969/j.issn.1008-9411.2005.03.015
孙利芹, 郭尽力, 江涛. 2004. 环境因子对紫球藻细胞脂肪酸组成的影响. 中国油脂, 29(9): 55-58. DOI:10.3321/j.issn:1003-7969.2004.09.016
孙利芹, 杨林涛. 2006. 环境因子对球等鞭金藻脂肪酸含量和组成的影响. 食品研究与开发, 27(5): 11-13. DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2006.05.005
王根宪, 冀宏山, 王善振, 等. 2000. 早实核桃主要新品种坚果品质及营养成分测定初报. 落叶果树, (2): 16-17. DOI:10.3969/j.issn.1002-2910.2000.02.006
王思宏, 方英玉, 朴英爱, 等. 1999. 毛细管气相色谱/质谱法测定核桃仁油的脂肪酸. 延边大学学报:自然科学版, 25(1): 23-25.
王晓燕, 张志华, 李月秋, 等. 2004. 核桃品种中脂肪酸的组成与含量分析. 营养学报, 26(6): 499-501. DOI:10.3321/j.issn:0512-7955.2004.06.023
张敬荣, 高继国. 1996. 开花至鼓粒期干旱对大豆籽粒化学品质影响. 大豆科学, 15(1): 84-90.
赵安玖, 肖千文, 胡庭兴. 2004. 四川省核桃的品质生态区划. 经济林研究, 22(2): 1-4. DOI:10.3969/j.issn.1003-8981.2004.02.001
郑建仙. 1995. 功能性食品. 北京: 中国轻工业出版社, 215-217.
周鸿凯, 郭建夫, 黎华寿. 2006. 光温因子与杂交水稻生态群体的产量和品质性状的典型相关分析. 应用生态学报, 17(4): 663-667. DOI:10.3321/j.issn:1001-9332.2006.04.021