不同品种猕猴桃籽油脂肪酸组成的PCA分析

李可，袁怀瑜，朱永清，周艳，夏陈，赵楠，李华佳

(四川省农业科学院农产品加工研究所，成都 610066)

脂肪酸是植物油的主要成分，根据碳链长度的不同可将脂肪酸分为短链、中链和长链脂肪酸，根据其饱和度的不同又分为饱和脂肪酸、一价不饱和脂肪酸和多价不饱和脂肪酸，其中多价不饱和脂肪酸是功能性脂肪酸研究和开发的主体与核心[1-2]。多不饱和脂肪酸具有多种生理功能，尤其是植物油中的亚油酸和亚麻酸，不仅是人体必需氨基酸，也是功能性多不饱和脂肪酸ω-6和ω-3脂肪酸代谢的前体物[3]。研究表明，多不饱和脂肪酸有降血脂、降血压、促进脂肪代谢、提高免疫力和大脑功能、抗肿瘤等作用[4-8]。基于以上功能，目前已开发出多种富不饱和脂肪酸胶囊[9]，同时国内外研究通过向畜禽饲料中添加不饱和脂肪酸，已开发出富不饱和脂肪酸的禽蛋等畜产品[10-11]。可见多不饱和脂肪酸在医学和保健领域的应用价值在世界各国得到认同，市场优势明显。

研究表明，猕猴桃籽油中富含多种不饱和脂肪酸，亚油酸和亚麻酸等不饱和脂肪酸的含量占75%以上，特别是亚麻酸含量高达64.1%，且猕猴桃籽油中亚麻酸、亚油酸含量在已探明的80余种植物种子油料与海洋生物中居于前列，这是目前发现的除苏子油外亚麻酸含量最高的天然植物油，是世界上优质天然多烯酸的最佳资源[12]。因此，猕猴桃籽油及其附属产品的开发具有巨大的市场前景。我国是猕猴桃原产国，猕猴桃产量居世界首位，猕猴桃加工产业也随之迅速崛起[13]。其中猕猴桃籽油作为富含多烯酸的功能性油脂已得到国内外普遍认可，也逐渐被应用于保健品、化妆品等高附加值产品的开发。但猕猴桃籽油的相关研究多注重产品研发和工艺参数，而忽略了对不同品种猕猴桃籽油脂肪酸组成及其功能活性物质分析。因此，猕猴桃籽油产品开发过程中，原料选择方面缺乏相应的科学参考依据，存在一定盲目性。本研究分析了国内外种植规模或市场规模较大的7个品种猕猴桃的脂肪酸组成及其功能活性物质角鲨烯含量，为猕猴桃籽加工产品原料筛选提供了依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与试剂

氯仿-甲醇溶液(2∶1)、0.58% NaCl溶液、氯仿、水(UP)、氢氧化钠(甲醇溶解，0.5 mol/L)、12%～15%三氟化硼溶液、异辛烷(色谱纯)、饱和氯化钠溶液、N2。

1.1.2 仪器设备

均质器、滤纸、玻璃漏斗、200 mL分液漏斗、旋转蒸发仪、烘箱、50 mL容量瓶、25 cm球形冷凝管、沸石、10 mL移液管、4 mL螺口瓶、250 mL分液漏斗、旋转蒸发器、千分之一电子天平。

1.2 实验方法

1.2.1 猕猴桃籽油的提取

脂肪酸的提取与分析参照AOAC Official Methods of Analysis (1984)。取5 g果籽，加入100 mL氯仿-甲醇溶液(2∶1)于均质器中超声提取30 min。

将混合液经Whatman #1滤纸过滤，残渣用50 mL氯仿-甲醇溶液冲洗，合并滤液。

向滤液中加入25 mL 0.58% NaCl溶液，充分混匀后静置4 h后取氯仿层溶液。

将所获得的溶液于40 ℃减压蒸馏去除溶剂，获得粗油脂。

将获得的油脂置于105 ℃条件下20 min去除水分，并计算出油率。

1.2.2 脂肪酸甲酯化

将所得油脂于10000 r/min离心5 min，以保证油脂的纯净。

称取250 mg油脂于50 mL圆底烧瓶中，加入4 mL 0.5 mol/L NaOH-CH3OH溶液和1～2枚沸石，向瓶中冲入氮气以除去瓶中的空气。

沸水浴回流10 min直至油滴消失，期间每隔30 s～1 min轻轻摇动蒸馏瓶以防止氢氧化钠结晶出现。

从冷凝管上端加入5 mL 12%～15%的BF3溶液，继续沸腾3 min。

从顶端加入3 mL的异辛烷沸腾1 min。

在烧瓶冷却之前迅速加入20 mL饱和氯化钠溶液，混匀15 s，继续加入足量的氯化钠饱和溶液使有机相至瓶子颈处。

吸取上层异辛烷层至4 mL样品瓶中，加入少量无水硫酸钠除去残留水分。

样品经0.22 μm滤膜过滤后进行GC-MS分析，采用外标法进行定量分析。

1.2.3 脂肪酸及角鲨烯GC-MS检测

GC条件：柱子型号DB-Wax(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，载气为高纯氦气，进样口温度250 ℃，进样量1 μL，气体流速1 mL/min，分流比50∶1。升温程序：40 ℃保持3 min，以10 ℃/min的速率升温至180 ℃，以4 ℃/min的速率升温至220 ℃保持5 min，以4 ℃/min的速率升温至240 ℃保持3 min，最后以10 ℃/min的速率升温至250 ℃保持5 min。

MS条件：溶剂延迟3 min，接口温度280 ℃，EI离子源，电离能量70 eV，离子源温度230 ℃，质量扫描范围(m/z)50～500 u。

2 结果与讨论

2.1 不同品种猕猴桃籽油出油率

本文通过冷萃取法提取7个品种猕猴桃籽中的油脂，其出油率见图1。

图1 不同品种猕猴桃籽出油率Fig.1 The yield of different varieties of kiwi seed oils

由图1可知，7个品种猕猴桃籽出油率在19.23%～28.28%，因品种不同而存在差异性。其中海沃德籽出油率最高，为28.28%，显著高于其他6个品种(P<0.05)；阳光金果籽出油率最低，为19.23%，且显著低于其他6个品种(P<0.05)；红实2号、金艳、金实1号、红阳、徐香等几个品种含量较为接近，均在22.47%～23.81%，且无显著差异(P>0.05)。

2.2 不同品种猕猴桃脂肪酸组成

由表1可知，7种猕猴桃籽中共检测到18种脂肪酸，红阳猕猴桃18种，金艳17种，海沃德、徐香、阳光金果16种，金实1号15种，红实2号14种，共有脂肪酸14种，相对百分比占总量的98.72%～100%。猕猴桃籽油中主要以不饱和脂肪酸为主，相对百分含量在85.7%～87.1%，含量较高的有顺-9,12,15-十八烷酸(亚麻酸)、(Z,Z)-9,12-十八碳烯酸(亚油酸)、(Z)-9-十八碳烯酸(油酸)，饱和脂肪酸主要以十六酸、十八碳酸为主。由此可以看出，猕猴桃中脂肪酸构成的共同特征为富含亚麻酸、油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸，相对百分含量占85%以上。该研究结果与张永康等、卜范文等报道的米良一号等其他8个品种猕猴桃籽油较为相似[14-15]。

表1 不同品种猕猴桃脂肪酸组成Table 1 The fatty acid composition of different varieties of kiwi

7个品种中主要脂肪酸单因素方差分析结果显示，7个品种中亚麻酸含量由高到低依次为金实1号、徐香、海沃德、阳光金果、红阳、金艳、红实2号，其中金实1号猕猴桃籽中亚麻酸含量显著高于金艳猕猴桃(P<0.05)，红实2号猕猴桃籽亚麻酸含量显著低于金实1号、海沃德和徐香3个品种(P<0.05)，其余品种之间无显著差异(P>0.05)。不同品种中油酸和亚油酸相对百分含量有所不同，但各品种之间无显著差异(P>0.05)。饱和脂肪酸主要以十六烷酸和十八烷酸为主。单因素方差分析结果显示，红实2号猕猴桃籽油中十六酸相对百分含量显著低于徐香猕猴桃(P<0.05)，其他各品种之间无显著差异(P>0.05)。红实2号猕猴桃籽油中十八烷酸相对百分含量显著高于金艳和金实1号(P<0.05)，其余各品种之间无显著差异。以上研究结果表明，不同品种猕猴桃脂肪酸构成仅在某些脂肪酸上存在一定的差异性，主要体现在不饱和脂肪酸亚麻酸及饱和脂肪酸十六酸和十八烷酸。

2.3 不同品种猕猴桃脂肪酸PCA分析

为进一步分析不同品种脂肪酸构成的差异，对7个品种18种脂肪酸进行主成分分析，结果见表2。其中第一个主成分特征值和贡献率分别为5.77和32.0%，对应特征向量较大的脂肪酸有辛酸、十四酸、壬二酸、二十碳酸、11，14，17-二十碳三烯酸和13-二十二烷酸等，这些指标主要为饱和脂肪酸，因此成为饱和脂肪酸因子。第二、第三主成分特征值和贡献率分别为3.59和2.46、19.9%和13.7%，特征向量较相关的指标不仅有饱和脂肪酸还有不饱和脂肪酸。3个主成分因子累计贡献率为65.6%，能包含所测脂肪酸的大部分信息。

表2 3个主成分载荷矩阵及其特征值Table 2 The load matrices and eigenvalues of three principal components

续 表

由图2可知，7种猕猴桃籽油脂肪酸组成差异均不大，金艳猕猴桃与其他6个品种在空间分布上均存在重叠。阳光金果和海沃德最为相似，这两个品种虽然与红阳、金实1号、红实2号、徐香，红阳、红实2号彼此之间及与其他品种在空间分布上均不重叠，但这种差异主要受PC1和PC3的影响，即品种之间差异主要与饱和脂肪酸辛酸、十四酸、壬二酸、二十碳酸、13-二十二烷酸、十七烷酸、cis-11-二十二烷酸和不饱和脂肪酸11，14，17-二十碳三烯酸、二十二烷酸、11，14-二十碳烯酸相关。综上可知，7个品种猕猴桃虽然在个别脂肪酸上存在显著差异，但综合脂肪酸组成和各组分相对百分含量可知，不同品种脂肪酸组成差异较小。该研究结果与卜范文、宋美晶等[15-16]的研究结果有一定差异性，这种差异可能来源于品种，也可能受生长环境、栽培管理等因素影响[17-19]。

图2 7个品种猕猴桃脂肪酸PCA分析Fig.2 The PCA analysis of fatty acid composition of seven varieties of kiwi

2.4 不同品种猕猴桃角鲨烯含量分析

有研究表明，不同品种猕猴桃中角鲨烯含量有较大差异，甚至有些品种(中华、毛花、软枣、湖北、狗枣等)种子中不含角鲨烯，说明不同品种猕猴桃籽油中角鲨烯含量存在较大差异。本文通过对目前国内市场上占有率较高的7个猕猴桃品种果籽中角鲨烯含量分析发现，7个品种猕猴桃籽油中均含有角鲨烯，不同品种猕猴桃籽油中角鲨烯相对百分含量有一定的差异，金艳1.72%、红阳1.57%、红实2号1.30%、金实1号1.01%、阳光金果1.33%、海沃德1.37%、徐香1.42%(见图3)。

图3 7个品种猕猴桃角鲨烯相对百分含量Fig.3 The relative percentage content of squalene in seven kinds of kiwi注：图中相同小写字母表示差异不显著(P>0.05)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

单因素方差分析结果显示，金艳猕猴桃籽油中角鲨烯相对百分含量显著高于其他6个品种(P<0.05)。红阳猕猴桃与海沃德、徐香无显著差异(P>0.05)，而显著高于红实2号、金实1号和阳光金果(P<0.05)；红实2号、阳光金果、海沃德、徐香4个品种之间无显著差异(P>0.05)，但均显著高于金实1号(P<0.05)。

3 结论

由本文研究结果可知，所研究的7个品种猕猴桃籽油中脂肪酸组成均较为相似，以不饱和脂肪酸亚麻酸、油酸和亚油酸等为主，含量达85%以上，具有较高的营养和功能价值，开发和应用前景较好。海沃德猕猴桃籽出油率最高，且角鲨烯的相对百分含量也较高，因此从经济成本角度考虑更适宜于猕猴桃籽油的加工。