不同产地油茶籽油主要特征组分分析

叶敏倩，吴峰华，芮鸿飞，陈 通，刘兴泉

（浙江农林大学农业与食品科学学院，浙江 杭州 311300）

油茶（Camellia oleiferaAbel.）是山茶科山茶属多年生常绿小乔木，原产于云贵高原，现广泛分布于我国各省份[1-2]。油茶籽油是世界四大木本油料作物之一，被誉为“东方橄榄油”[3-5]。油茶籽中含有脂肪酸（不饱和脂肪酸93%，其中油酸83%、亚油酸10%）、山茶苷、磷脂质皂苷、生育酚和鞣质等营养物质[6-7]，具有降血压、降血脂、抗氧化、提高机体免疫力等功能[8]。目前国内外对油茶籽的加工工艺、抗氧化能力、经济性状、营养价值等方面做了大量的研究[9-12]。研究表明，不同产地的油茶籽油在理化指标[13]、脂肪酸组成[14-15]、矿物质含量[16]方面均存在显著差异。

主成分分析（principal component analysis，PCA）和系统聚类分析（systematic cluster analysis，SCA）因具有可消除评价指标间的相关影响、保证评价的客观性优点[17]，广泛应用于食品[18]、医药[19]、植物[20]等领域。因此将PCA应用于比较不同产地油茶籽油的特征物质的研究对评价不同产地油茶籽油的差异性具有重要意义。本研究采用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometery，GC-MS）联用和高效液相色谱法，对8 种不同产地的脂肪酸、甾醇、角鲨烯和生育酚组成进行分析，并利用SCA和PCA对样品进行评价及分类，旨在探讨不同产地茶籽油特征物质的差异，为油茶籽油的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

油茶籽的采摘时间在2018年10—11月之间，分别采自：广西河池市、云南昆明市、浙江衢州市、江西九江市、安徽金寨、湖南邵阳市、湖北随州市、贵州黔东南苗族侗族自治州。每个产地分别选取成熟的油茶树采集油茶籽。将得到的油茶籽去壳后35 ℃干燥至水分质量分数为9%～10%，粉碎种仁40 目过筛。

十一烷酸标准品 上海安普实验科技股份有限公司；胆甾烷醇、δ-生育酚、γ-生育酚、α-生育酚标准品美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

LC-20AT高效液相色谱（配有可变波长紫外检测器）、QP-2010 GC-MS联用仪 日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 含油量测定

参考GB 5009—2016《食品中脂肪的测定》，采用索氏抽提法（第一法）。

1.3.2 脂肪酸组分分析

参考周樑波[21]的方法，通过KOH-甲醇和H2SO4-甲醇溶液进行甲酯化，采用GC-MS分析。

1.3.3 生育酚测定

皂化：参考GB 5009.82—2016《食品中维生素A、D、E的测定》方法。

色谱条件：色谱柱：C18Inertsil ODS-SP（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相：甲醇-水（98∶2，V/V），等度洗脱；紫外检测波长294 nm；流速1.0 mL/min；柱温25 ℃；进样量20 μL。

1.3.4 甾醇和角鲨烯测定

皂化参照李志晓[22]的方法。采用GC-MS测定油茶籽油中甾醇和角鲨烯的含量。

色谱条件：色谱柱：SH-Rtx-Wax（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm）；升温程序：柱温230 ℃，以2 ℃/min升到250 ℃，保持75 min；载气（He）流速1 mL/min，进样量1 μL；分流比15∶1。

质谱条件：电子电离源；电子能量70 eV；传输线温度250 ℃；离子源温度230 ℃；离子扫描范围45～500 u。

1.4 数据处理与分析

2 结果与分析

2.1 油茶籽油脂肪酸组成分析

各产地的油茶籽脂肪酸组成结果见表1。不同产地油茶籽油含油率范围为41.38%～54.71%，平均为46.88%。黔东南苗族侗族自治州含油率最低为41.38%，昆明和九江含油率最高分别为54.71%和54.40%。油茶籽中主要的脂肪酸有油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸，不饱和脂肪酸占总脂肪酸的82.67%（九江）～84.99%（金寨）之间，主要有油酸和亚油酸。江西九江油茶籽饱和脂肪酸含量最高（133.79 mg/g），湖北随州油茶籽的不饱和脂肪酸含量最高（659.40 mg/g），邵阳油茶籽的亚油酸含量显著（P＜0.05）高于其他产地。

表1 不同产地油茶籽油的脂肪酸组成测定结果Table 1 Fatty acid compositions of tea seed oils from different producing regions mg/g

2.2 不皂化物分析

甾醇的结构与胆固醇相似，具有防治前列腺肥大、提高免疫力等多种生理功能[23-24]。对各产地油茶籽油的甾醇组成进行分析（表2），检出8 种甾醇，分别为羊毛甾醇、羽扇豆醇、香树脂醇、Δ7-豆甾烯醇、豆甾烷醇、β-谷甾醇、菜油甾醇和计曼尼醇。其中衢州油茶籽的总甾醇含量最高，昆明最低，分别为316.14 mg/100 g和195.94 mg/100 g。各产地角鲨烯含量差异显著（P＜0.05），范围为9.64～29.27 mg/100 g。邵阳、衢州、金寨的油茶籽油角鲨烯含量较高，分别为29.27、19.93 mg/100 g和19.87 mg/100 g；九江、河池、昆明、黔东南苗族侗族自治州和随州含量较低。

表2 不同产地油茶籽油的甾醇、角鲨烯组成测定结果Table 2 Sterol and squalene compositions of tea seed oils from different producing regions mg/100 g

生育酚是一种天然抗氧化剂，其组成和含量可以作为评价植物油品质的重要指标[25]。如表3所示，8 种不同产地的油茶籽油所含生育酚总量在112.35～338.74 mg/kg之间，其中α-生育酚占总生育酚的98%左右；其次是γ-生育酚、δ-生育酚含量。不同产地生育酚组成差异显著（P＜0.05），其中邵阳产地的油茶籽油总生育酚含量最高，为338.74 mg/kg；昆明和九江最低，分别为140.32、112.35 mg/kg。

表3 不同产地油茶籽油的生育酚组成测定结果Table 3 Tocopherol compositions of tea seed oils from different producing regions mg/kg

2.3 SCA

通过对不同产地油茶籽油各项指标进行SCA（图1），将8 个不同产地的油茶籽油分为4 类：第1类聚集了衢州、黔东南苗族侗族自治州、河池、金寨和随州5 个产地，第2类、第3类和第4类分别是九江、昆明和邵阳。

图1 不同产地油茶籽油的SCAFig.1 SCA of tea seed oils from different producing regions

2.4 PCA

PCA是将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析方法[26]。对8 个不同产地油茶籽油的29 项指标采用PCA法对其进行综合评价。分析得到不同主成分载荷和方差贡献率（表4），前4 个主成分累计方差贡献率达到87.146%，且主成分的特征值均大于1[27]，故选择前4 个主成分反映油茶籽油特征物质。

由表4可以看出，PC1的特征值为12.333，其贡献率为42.527%，C20:1n5对PC1贡献最大，载荷值为0.967，其次为菜油甾醇、角鲨烯、α-生育酚、总生育酚、C18:2n6和PUFA。PC2的特征值为6.500，其贡献率为22.415%，PC2与香树脂醇呈正相关，载荷值为0.980，其次是羽扇豆醇、γ-生育酚、β-谷甾醇、羊毛甾醇和计尼曼醇，与含油率呈负相关，载荷值为－0.878。PC3的特征值为3.674，其贡献率为12.669%，C14:0对PC3贡献最大，载荷值为0.902，其次是C22:1、C18:0和饱和脂肪酸，而与C22:2和C17:1呈负相关，载荷值分别为－0.945和－0.801。PC4的特征值为2.765，其贡献率为9.535%，MUFA对PC4贡献最大，载荷值为0.961，其次是为C18:1n9、UFA和C20:1n11。

在PCA的基础上，根据综合主成分值的得分公式[28]，求得各产地油茶籽油的主成分得分和综合得分（表4、5）。在PC1中邵阳的得分最高，为2.150；PC2得分最高的是衢州，为1.342；PC3中得分最高的是九江，为2.242；PC4中评价最高是随州，为1.676。最终得到综合评分中邵阳的综合得分最高，为0.496，昆明最低，为－0.884。PCA得到的分类结果与聚类分析基本一致。

表4 PCA因子载荷矩阵Table 4 PCA loading matrix

表5 不同产地油茶籽油主成分得分和综合得分Table 5 Principal component scores and comprehensive scores of tea seed oils from different producing regions

3 讨论与结论

木本油料产业是我国的传统产业，油茶籽油作为木本粮油之一，是健康优质的食用植物油的重要来源。不同油茶籽油中的营养成分各不相同，除了品种这个主要的因素外，产地对油茶籽油也具有较大的影响。有研究发现不同产地对油茶籽油组成成分的影响，可能与气候和纬度有关。杨颖[29]和蒋元华[30]等研究发现降水、日照、气温等因素造成了对不同产地油茶籽的差异；何小三[15]和刘琦[14]等发现茶油中饱和脂肪酸含量随产地纬度的增加呈升高的趋势，不饱和脂肪酸含量则呈降低的趋势。

田潇潇等[31]研究得浙江省的油茶籽含油率为36.26%～61.39%，安徽省为36.26%～61.39%；梁文杰等[32]在对温州油茶籽油的脂肪酸研究中共检测出棕饱和脂肪酸榈酸和硬脂酸以及不饱和脂肪酸棕榈烯酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、顺-11-二十碳烯酸，与本研究相比，未检测出山嵛酸等微量脂肪酸；何小三等[15]对江西油茶籽油中的脂肪酸研究中，还测出了微量的α-亚麻酸。不同研究者所检测出的油茶籽油组分存在些微差异，但主要成分均相似。本实验测定了8 个不同产地油茶籽含油率和12 种脂肪酸，结果显示各产地的油茶籽平均含油率为46.88%，普遍超过40%且差异显著；不饱和脂肪酸平均含量为629.85 mg/100 g，油酸平均含量为525.83 mg/100 g，亚油酸平均含量为90.60 mg/100 g，油茶籽是高油酸的优质木本油。

Wang Xiaoqin等[33]在湖南、广西等产地油茶籽油的成分中共检测出角鲨烯和13 种植物甾醇，与本研究相比未检测出计曼尼醇，但检测出了24-亚甲基环阿尔坦-3-醇。黄连琴等[34]共检测出α-生育酚和γ-生育酚两种主要的生育酚，李志晓[22]则对不同产地油茶籽油中生育酚的研究中，测出了少量的δ-生育酚。本研究共检测出8 种甾醇、角鲨烯和3 种生育酚，其中总甾醇平均含量为276.74 mg/100 g，角鲨烯平均含量为18.07 mg/100 g，总生育酚平均含量为216.04 mg/kg。

本实验采用SCA、PCA和综合分析对油茶籽油进行差异性分析。SCA将8 个产地油茶籽油分为4 类，第1类聚集了衢州、黔东南苗族侗族自治州、河池、金寨和随州5 个产地；邵阳、九江和昆明各自聚为一类。PCA对各产地的油茶籽油进行主成分的提取和综合评价，发现邵阳的油茶籽油得分较最高，因此邵阳油茶籽油具有较高含量的特征组分。