贵州威宁短柱油茶与册亨红球油茶籽油品质分析

龙 莉，高 超，杨 露，廖德胜，韦红莉，仇 杰，周运超

(贵州大学贵州省森林资源与环境研究中心；贵州大学贵州省高原山地林木培育重点实验室；贵州大学林学院1，贵阳 550025)(贵州黔西南喀斯特区域发展研究院2，兴义 562400)

油茶(Camelliaoleifera)为我国特有的优质木本油料树种[1]。从油茶籽中提取的油脂称为茶籽油，茶籽油不饱和脂肪酸质量分数为90%以上，主要成分为油酸和亚油酸，长期食用具有清除坏胆固醇以及保护心脑血管健康的功效[2]。茶籽油中还富含维生素E、总酚、β-甾醇和角鲨烯等多种功能性活性物质[3，4]。茶籽油维生素E含量是橄榄油的2倍[5，6]，维生素E和总酚具有延缓衰老、抑制自由基等多种生理功能[7，8]；β-谷甾醇能降低胆固醇[9，10]，有效预防和治疗冠心病、动脉硬化等疾病[11，12]；角鲨烯在心血管疾病、皮肤病、肿瘤[13，14]等的预防和治疗中都有极其重要的作用。

目前我国已选育油茶良种375个[15]，主要集中在华中、华东和华南低山丘陵地区。贵州省是我国西南重要油茶产区之一，但一直没有审定的油茶品种，主要靠引进“长林”“湘林”“三华”系列的品种推广种植。贵州省有3个主要的油茶分布产区[16]，第一产区主要包括黔东南和铜仁地区，该区为普通油茶的主产区；第二产区主要包括册亨和望谟地区，该区纬度低、海拔高，是典型的低热河谷区；第三产区主要包括威宁和赫章地区，平均海拔达到2 200 m，日照丰富，属于高寒山区。经过前期的引种实验发现，外地引进的优良品种在第二产区和第三产区从生长表现、产量及油脂质量来看没有表现出优良特性，甚至在部分地区表现出不适应性。因此加强该区域本地优良种质资源的选育利用，对贵州特殊环境类型下油茶产业发展可具有重要意义。

贵州自然环境独特，册亨红球油茶和威宁短柱油茶是第二产区和第三产区非常有地域特色的代表性油茶物种。长期以来，在油茶良种选育中主要以冠幅产量和脂肪含量等性状为主要衡量指标[1]，而深入了解油茶油脂品质是开展良种选育和油脂推广的前提，同时可为优质食用油选择提供一定参考。贵州大学油茶研究团队前期已开展了开花生物学研究等方面的基础工作[17]，同时已筛选出9份表现较好的威宁短柱油茶和5份册亨红球油茶优株资源，本实验通过对威宁短柱油茶和册亨红球油茶冠幅产量和油脂品质等指标进行综合评价，以期探明贵州地区独特的2个自然环境下本地油茶物种油茶籽油品质的差异性，选育适应贵州低热河谷区和高寒山区的优质本地油料品种。

1 材料与方法

1.1 实验地概况及实验材料

如表1所示，以稳产、抗病为主要目标，从贵州大学油茶资源圃中筛选出9份威宁短柱油茶和5份册亨红球油茶优质种质资源作为研究对象(每份种质资源为一个独立的实生优株树体)，并将威宁短柱油茶命名为WN-编号，册亨红球油茶命名为QXN-编号。于威宁短柱油茶的果实成熟期(8月下旬)和册亨红球油茶的果实成熟期(11月上旬)分别采摘果实，以果皮轻微开裂为成熟标志，装袋标记备用。

表1 实验地概况

1.2 试剂与仪器

α-生育酚标准品、β-生育酚标准品、γ-生育酚标准品、δ-生育酚标准品(纯度均≥98%)；角鲨烷标准品、角鲨烯标准品(纯度均≥98%)；β-谷甾醇标准品(纯度99.5%)；没食子酸标准品(纯度≥98%)；异丙醇、叔丁基甲基醚、甲醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙腈(色谱纯)；所用其他试剂均为分析纯。

KOMET CA59型榨油机，SZF-06A脂肪测定仪，GL-2050M 高速冷冻离心机，YLSZJ-SB-201气相色谱仪，LC-15C液相色谱仪。

1.3 方法

1.3.1 单位冠幅产量

油茶果实成熟期间，调查每株油茶冠幅，随后采摘鲜果，并换算成整株油茶鲜果产量。根据公式计算出优株单位冠幅产量。

单位冠幅产量(kg/m2)=整株油茶鲜果质量/该株油茶冠幅

1.3.2 脂肪含量与脂肪酸组分的测定

将样果自然晾干后取籽，于40 ℃的烘箱烘干至恒重，剥开种仁，用研钵磨碎，称取10 g样品包于烘干的滤纸包中，以石油醚做提取剂，采用索氏抽提法测定脂肪含量。

按照国家标准GB/T17376—2008《动植物油脂脂肪酸甲酯制备》的要求制备脂肪酸甲酯。采用刘欢等[18]的气相色谱法检测脂肪酸种类及其含量。

1.3.3 活性物质含量的测定

维生素E含量测定方法参考GB 5009.82—2016《食品安全国家标准食品中维生素 A、D、E 的测定》；总酚含量测定方法参考LS/T 6119—2017《粮油检验植物油中多酚的测定分光光度法》；角鲨烯含量测定方法参考LS/T 6120—2017《粮油检验植物油中角鲨烯的测定气相色谱法》；β-谷甾醇含量测定方法参考NY/T 3111—2017《植物油中甾醇含量的测定气相色谱-质谱法》。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2013完成材料性状均值、变异系数与改良潜力统计。采用SPSS20.0软件对2个品种的茶籽油品质进行比较，采用T检验对2个品种进行组间分析，P<0.05 表示差异显著，P>0.05表示差异不显著。并对14个优株营养指标进行因子分析和主成分分析，依照因子的特征值大于1.00且累计方差贡献率大于80%的原则，确定主成分因子个数，以每个主成分分值和相应特征值的方差贡献率权重相乘后求和得到综合分值F。采用 Origin2018软件绘图。

2 结果与分析

2.1 单位冠幅产量

由表2所可知，14个优株单位冠幅产量为2.0～5.2 kg/m2，其中QXN-4最高为5.2 kg/m2，WN-6最低为2.0 kg/m2。不同品种油茶单位冠幅产量差异不大，册亨红球油茶单位冠幅产量介于4.3～5.2 kg/m2之间，威宁短柱油茶单位冠幅产量为2.0～2.9 kg/m2，册亨红球油茶平均冠幅产量(4.9 kg/m2)高于威宁短柱油茶平均冠幅产量(2.4 kg/m2)。

表2 14个优株冠幅产量及排名

2.2 脂肪含量与脂肪酸组成成分

由图1可知，14个优株的脂肪质量分数介于26.40%～57.74%之间，威宁短柱油茶与册亨红球油茶脂肪含量有显著差异(P<0.05)。9个威宁短柱油茶优株与QXN-2和QXN-5的脂肪含量均高于LY/T 1730.1—2008《中华人民共和国林业标准》[19]规定的优良树种标准(45%)。威宁短柱油茶优株脂肪质量分数为46.59%～57.74%，WN-8脂肪含量最低，WN-1最高，威宁短柱油茶样品间脂肪含量的差异较小且性状较稳定；4个册亨红球油茶优株脂肪质量分数为26.40%～46.41%，QXN-3脂肪含量最低，QXN-2最高，册亨红球油茶样品间的差异较大且性状不稳定，有较大的改良潜力。从总体上看，威宁短柱油茶脂肪含量显著高于册亨红球油茶。

注：相同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)。

表3为2个油茶品种14个优株脂肪酸组成成分的测定结果。结果表明，威宁短柱油茶和册亨红球油茶茶籽油饱和脂肪酸(SFA)由棕榈酸和硬脂酸组成，威宁短柱油茶和册亨红球油茶SFA质量分数为12.33%～14.72%和8.91%～10.69%。册亨红球油茶所有样品SFA质量分数均在11%以下，而不饱和脂肪酸(UFA)的质量分数反而达到90%，说明册亨红球油茶是一种富含UFA的优良食用油；威宁短柱油茶单不饱和脂肪酸(MUFA)由油酸和花生-烯酸组成，MUFA质量分数为77.07%～81.90%。册亨红球油茶MUFA由棕榈-烯酸、油酸和顺-11-二十碳烯酸组成，MUFA质量分数为

表3 14个优株油茶籽油脂肪酸组成及质量分数/%

78.17%～84.75%；2个品种多不饱和脂肪酸(PUFA)均由亚油酸和亚麻酸组成，威宁短柱油茶PUFA质量分数为5.74%～9.31%。册亨红球油茶PUFA质量分数为5.63%～11.17%。威宁短柱油茶与册亨红球油茶籽油基本组成除QXN-1和QXN-3的花生-烯酸含量略高于GB/T 11765—2018《油茶籽油》中的规定，其他样本脂肪酸的基本组成均符合该规定。

2.3 功能性活性物质含量分析

威宁短柱油茶和册亨红球油茶茶籽油4种活性物质含量差异显著(表4)。在检测维生素E组成时，2个品种均未检出β-VE、γ-VE和δ-VE，只检出α-VE构型。14个优株的α-VE含量为17.90～34.27 mg/100 g。威宁短柱油茶样品间α-VE含量差异较小，表现较稳定，册亨红球油茶α-VE含量表现较突出，仅1份样品的α-VE含量低于20mg/100 g，变异系数与改良潜力均高于威宁短柱油茶。14个优株总酚含量为3.41～40.46 mg/kg，威宁短柱油茶总酚含量均值为17.06 mg/kg，册亨红球油茶总酚含量均值为11.09 mg/kg，5份优株总酚含量表现均较普通。2个油茶品种的油茶籽油角鲨烯含量为79.33～364.73 mg/kg，除WN-9以外，威宁短柱油茶优株角鲨烯含量均高于册亨红球油茶，具有较高的改良潜力。14个优株茶籽油β-谷甾醇含量为204.40～350.27 mg/kg，威宁短柱油茶和册亨红球油茶β-谷甾醇含量的均值分别为267.94、279.78 mg/kg。因此，各性状的最优值并非集中于某一优株，较分散，不同品种不同优株各有其优缺点，因此有必要通过综合分析对其进行评比。

表4 14个优株茶籽油活性物质含量分析

2.4 主成分分析

不同指标对茶籽油品质的影响不相同，α-VE、总酚、角鲨烯、β-谷甾醇、脂肪含量、MUFA、PUFA的值越高表明茶油籽品质越好，即其值与茶油籽油的品质成正相关；SFA的值越低则表明茶籽油越好，即其值与茶油籽油的品质负相关。为保证所有参数均与茶油籽油品质成正相关[20]，取SFA的负数进行分析。为了避免不同量纲对分析结果的影响，需对原始数据进行标准化处理。

由表5可知，前3个主成分(PC1、PC2、PC3)的特征值均大于1，分别为2.836、2.301、1.325，累积贡献率达到80.779%，这3个成分能够代替原始8项指标的大部分信息，可以用这3个成分代表原来的8项评价指标，进行贵州2种特有类型茶油品质的分析和评价。第一主成分中包含了总酚、角鲨烯、SFA的信息，其因子的载荷其方差贡献率为35.445%；第二主成分中包含了β-谷甾醇、脂肪含量、PUFA的信息，方差贡献率为28.767%；第三主成份包含a-VE、MUFA的信息，方差贡献率为16.566%。

表5 各品质指标的成分载荷矩阵

以各主成分方差贡献率为权重，构建14份油茶油脂性状综合评价得分模型为：Y=0.439PC1+0.356PC2+0.205PC3。根据综合评分函数公式，计算出各优株茶籽油的各主成分得分和综合得分(图2)。WN-8在第一主成分中得分最高，为3.074；QXN-4在第二主成分中得分最高，为2.466；QXN-3在第三主成分中得分最高，为1.708。14个优株茶籽油综合品质排序为：WN-7>WN-8>WN-5>WN-3>QXN-4>QXN-3>WN-4>WN-6>WN-9>QXN-1>WN-1>WN-2>QXN-5>QXN-2。其中，WN-7的茶籽油油脂品质综合得分最高，为1.783，威宁短柱油茶优株油脂品质平均综合得分为0.275，册亨红球油茶优株油脂品质平均综合得分为-0.495。由此可知，威宁短柱油茶籽油品质高于册亨红球油茶籽油品质。

图2 14个优株主成分得分与综合得分

3 讨论

单位冠幅产量和脂肪含量是衡量油茶产量的重要指标。本研究结果表明，单位冠幅产量越高则脂肪含量越低，单位冠幅产量与脂肪含量呈负相关，这与刘伟等[21]对产量与种仁含油率之间相关性的研究一致。不同品种油茶籽脂肪含量的差异，仅与自身的遗传特性和油脂加工的工艺条件有关[22]，与分布纬度、气候变化无关[23，24]，本研究是在同样的加工条件下，发现不同品种茶籽油脂肪含量存在显著差异，表明二者品种不同是造成其差异的原因。威宁短柱油茶样品间的脂肪质量分数较高，均高达45%，表现较稳定，册亨红球脂肪含量较低，样品间差异较大，具有较大的改良潜力，可进一步选优进行良种繁育工作。威宁短柱油茶脂肪含量不仅显著高于册亨红球油茶，还高于长林系列[25，26]、毛多齿红山茶、博白大果油茶[27]以及贵州不同物种[28]的油茶。由此可见，威宁短柱油茶经过长期演化，已经完全适应贵州高海拔的气候特征和生态环境，可将其作为贵州西部高海拔地区油茶高脂肪含量优质品种进行培育与推广。

脂肪酸组成及含量是衡量油脂质量的重要指标。油茶籽油的脂肪酸组成与菜籽油、大豆油、花生油和葵花籽油等几种常见的食用植物油相比，优势在于其亚麻酸和亚油酸比值接近黄金比例1∶4以及其MUFA普遍高于80%[29]，富含UFA是油茶油脂的普遍特点。册亨红球油茶MUFA质量分数为78.17%～84.75%，高于高州油茶[30]、浙江红花茶[31]、井冈山和庐山野生油茶[32]，略低于四川雅安 ‘长林’系列油茶[26]，总的来说，册亨红球油茶籽油MUFA含量高于众多油茶品种。研究发现脂肪酸组成成分不仅受自身遗传控制，在一定程度上受到栽培区域的生态环境、地理条件和气候条件的影响[33]，茶籽油中SFA含量随产地纬度的增加呈升高的趋势，UFA含量则呈降低的趋势[34，35]，说明册亨红球油茶UFA含量较高与所处低纬度地区具有较大的关系。本实验中册亨红球油茶仅5份优株，MUFA含量极差达到7.25%，变异系数较高，册亨红球油茶对MUFA含量具有较大的改良潜力，可选育MUFA含量较高的优株进行良种繁育并将其作为贵州低热河谷区高MUFA优株进行推广。

不同品种功能性活性物质(α-VE、总酚、角鲨烯和β-谷甾醇)差异显著。Wang等[36]研究发现，普通茶油的总酚含量为20.56～39.47 mg/kg，与之相比，威宁短柱油茶总酚较高且变异系数大，有极大的改良潜力，册亨红球油茶总酚含量明显低于普通山茶油。威宁短柱油茶的角鲨烯含量高达262.11mg/kg，通过对比发现，威宁短柱油茶角鲨烯含量高于‘长林’系列油茶[25，26]、高州油茶[30]、庐山野生茶与井冈山野生茶[32]，略低于浙江红花山茶[37]，显著低于‘攸杂2’和‘华硕’2个油茶良种杂交F1代的18个优良单株[38]，各地不同品种油茶籽油的角鲨烯含量差异较大，在众多油茶品种中，威宁短柱油茶的角鲨烯含量属于中等偏高水平。‘攸杂2’和‘华硕’2个油茶良种杂交后代中角鲨烯含量最高的较亲本增加了235.5%，可见角鲨烯的改良潜力较大，本实验的威宁短柱油茶优株均为野生实生苗，杂交后子代角鲨烯以及其余功能性活性物质的变化，可作为进一步的研究内容。册亨红球油茶α-VE、β-谷甾醇含量较威宁短柱油茶高，这种差异主要是由遗传因子引起的，但威宁地区主要气候特点为高海拔、高寒以及日照充足，关于功能性活性物质在油脂中的形成机制鲜有报道，威宁短柱油茶籽油α-VE、β-谷甾醇含量偏低是否跟其独特的气候特点有关联，还需进一步的研究才能得到证实。

4 结论

贵州两个特有油茶品种由于气候、海拔以及品种不同导致冠幅产量、脂肪含量、脂肪酸组成和功能性活性物质含量上存在不同程度的差异。册亨红球油茶单位冠幅产量为4.3～5.2 kg/m2，显著高于威宁短柱油茶，威宁短柱油茶优株茶籽油脂肪含量较高，均达到国家油茶树种选育优树标准，可将其作为高脂肪含量优质品种进行培育与推广。SFA、MUFA和PUFA质量分数最高的分别为WN-8(14.72%)、QXN-5(84.84%)和QXN-4(12.02%)，册亨红球油茶的茶籽油在MUFA含量上表现较突出；威宁短柱油茶总酚含量和角鲨烯含量均高于册亨红球油茶，威宁短柱油茶总酚变异系数和改良潜力最大，可进行选优杂交培育出高总酚含量优株。利用主成分分析，依据因子分析进行综合排名，油脂质量排名前三的优株为：WN-7>WN-8>WN-5，综合评分来看，威宁短柱油茶籽油品质优于册亨红球油茶，可将威宁短柱茶籽油作为高海拔山区生产高品质食用油进行推广。