不同采收方式对油茶油脂含量的影响
2013-04-03何小三占志勇黄建建雷小林
高 伟 ,何小三 ,孙 颖 ,占志勇,黄建建 ,雷小林 ,
(1.江西省林业科学院,江西 南昌 330013;2.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004)
油茶Camellia oleifera是山茶科山茶属植物,是世界四大木本油料树种之一[1]。全国现有油茶林面积达3×106hm2,目前栽培面积仍在扩大[2-4]。随着油茶产业的发展,通过推广良种和提高经营水平,油茶果产量在不断地增长,而油茶果的最佳采摘期仅为10~15 d,如何在这段时间内把油茶果采摘完毕,是目前摆在油茶企业、大户、林农面前的难题。当前农村劳动力比较短缺,到处出现请工难、用工难的现象,要解决这一难题只有寻求省力化的采摘方式。虽然国内对板栗[5]、猕猴桃[6]、脐橙[7]等果树果实的采收方式做过一些研究,但对于如何节省劳动力,做到省力化采收鲜有报道,国内外也未见关于油茶省力化采摘方面的研究报道。文中利用人工采收及自然落果至油茶采集器上采收2种采收方式,在不同产地、不同品种之间展开对比试验,分析其对含油率和各油脂成分的影响,以期探索出适宜的油茶省力化采收方式。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验所用材料为2011年10月在南昌、宜春、九江、南平采集的成熟油茶籽样品(见表1)。4个普通油茶品种分别为无性系赣无1、赣无2、赣447和赣190。采用人工采收(a)和自然落果到采集器上采收(b)2种采收方式进行。
1.2 试验方法
采用索式提取法[8]测定油茶籽的含油率,采用气相色谱法[9-10]测定茶籽油中脂肪酸组成,采用峰面积归一法[11]计算其含量。采用Excel 2003和SPSS17.0软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 采收方式对油茶籽含油率的影响
油茶籽含油率高是油茶生产经营的最终目标。本研究中4个赣无系列油茶均是a采收方式的油茶籽含油率低于b采收方式的含油率(见表2)。其原因可能是b种采收方式采收的茶籽中脂肪酸转化已经完全完成,而a采收方式的茶籽脂肪酸转化还需要一个后熟的生理过程。
表2 不同采收方式对油茶籽含油率的影响Table 2 Effect of different harvest methods on oil content in Camellia oleifera seeds
2.1.1 采收方式对不同品种茶籽含油率的影响
如表2所示,油茶籽采收方式的不同均能影响4个赣无系列油茶籽的含油率。赣无1油茶b采收方式的含油率较a采收方式高出2.778个百分点,赣无2、赣447及赣190油茶的b采收方式所测得的含油率分别较a采收方式高出1.768、0.580及1.527个百分点。
赣无1油茶的茶籽含油率平均为53.49%,b采收方式能将油茶籽含油率提高1.39个百分点;其中南昌采集的油茶籽含油率为55.83%,较该品种的平均含油率提高4.48个百分点。b采收方式对赣无1的茶籽含油率提升范围在0.19~4.48个百分点。
赣447油茶的茶籽含油率平均为49.13%,a采收方式的油茶籽平均含油率为48.843%,其最高和最低含油率分别在南平和宜春测得,为50.11%和47.52%,a采收方式对赣447油茶籽的含油率提升范围在0.98~1.61个百分点。b采收方式的平均含油率则为49.423%,其最高和最低含油率分别在南平和宜春测得,分别为52.03%和47.66%,其油茶籽含油率的提升范围在1.47~2.90个百分点。说明采用b方式进行赣447油茶籽的采收更有利于提高其含油率。
2.1.2 采收方式对不同样地油茶籽含油率的影响
不同采收方式对4个样地油茶籽含油率的影响如表3所示。从表3可见,南平样地赣无系列油茶茶籽的平均含油率最高,为52.81%,变异系数为22.76%。与a采收方式相比,b采收方式对赣无1油茶茶籽含油率的影响较大,比a采收方式的含油率增加了2.67个百分点;b采收方式对赣190油茶茶籽含油率的影响较小,比a采收方式的含油率仅增加了0.04个百分点。宜春样地的赣无系列油茶茶籽平均含油率最低,为50.91%,变异系数为13.45%。b采收方式对赣无2油茶茶籽含油率影响大,含油率增加了2.19个百分点;对赣447油茶茶籽含油率影响小,含油率仅增加了0.14个百分点。这可能是立地条件、气候条件、人工采收时间等多种因素综合影响的结果。所选的品种均为霜降籽类型油茶,气候条件、人工采收时间均能影响采收果实的生理成熟度,进而影响茶籽中油脂的含量。
表3 不同采收方式对4个样地油茶籽含油率的影响Table 3 Effect of different harvest methods on oil content in Camellia oleifera seeds at four sample plots
2.1.3 采收方式、品种、产地与油茶籽含油率的相关性
采收方式、品种、样地与赣无系列油茶茶籽含油率间的相关性分析结果见表4。由表4可知,品种和茶籽含油率间存在显著相关性,品种是影响茶籽含油率的固有内在因素;产地和茶籽含油率之间无显著相关性,可能是本试验样品采集地为江西省及周边地区,其立地条件、气候条件等差异不显著;采收方式和含油率之间存在显著相关性,可能是因为受到了采收时果实的生理成熟度即脂肪酸等油脂转化程度的影响。
表4 采收方式、品种、样地与含油率间相关性分析†Table 4 Correlation analysis of harvest method, cultivar and oil content
2.2 采收方式对油茶籽脂肪酸组分的影响
2.2.1 采收方式对油茶籽脂肪酸组分的影响
油茶籽脂肪酸的组成成分分析结果见表5。油茶种子中脂肪酸的组成及含量相对稳定,但也会受到采收方式等的影响。由表5可知,油茶籽中不饱和脂肪酸主要由油酸、亚油酸、α-亚麻酸组成,其所占比例高达89.43%,其中,a采收方式下,含量最高的脂肪酸是油酸,均值为81.01%,变异系数为4.02%,表明在不同品种和不同产地中油酸含量是相对稳定的;次之是亚油酸,平均值7.74%,变异系数43.83%;α-亚麻酸含量的均值为0.81%,变异系数为7.17%,已知报道中亚油酸含量为1.03%~10.36%,变异系数较大,可见亚油酸受到品种、产地的影响较大。b采收方式的茶籽油酸含量的平均值为82.03%,比a采收方式提高了1.02个百分点;亚油酸含量平均值为6.54%,比a采收方式降低了1.20个百分点;α-亚麻酸含量平均值为0.73%,比a采收方式降低了0.08个百分点。
表5 油茶籽脂肪酸主要成分分析Table 5 Principal component analysis of fatty acids in Camellia oleifera seeds
饱和脂肪酸由棕榈酸和硬脂酸组成,占9.92%~10.69%,变异系数6.08%~6.45%,棕榈酸的平均含量为8.06%和8.74%,变异系数为6.08%和5.95%,硬脂酸平均含量为1.86%和1.95%,变异系数为8.06%和6.67%。数据表明,棕榈酸和硬脂酸在各产地赣无系列油茶各品种中的含量相对稳定。不同油茶品种的脂肪酸组成成分基本一致,本试验中测定的油茶籽油成分及含量与聂明等[12]测定的油茶籽油中棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸的含量较相似,能够代表油茶中脂肪酸的组成成分。
2.2.2 采收方式与油茶籽脂肪酸各组分相关性分析
油酸是在植物生长发育过程中由饱和脂肪酸转化形成的,在植物组织中棕榈酸和硬脂酸去饱和后形成相应的棕榈油酸和油酸。对茶油脂肪酸各组分与采收方式进行了相关性分析,结果见表7。由表7可知:采收方式与不饱和脂肪酸油酸呈显著正相关,与亚油酸呈显著负相关;脂肪酸各组分间也存在显著相关性,如油酸与亚油酸呈显著负相关,同时与α-亚麻酸呈显著正相关;硬脂酸与亚油酸呈显著负相关。在定向选育油茶良种过程中,可以选择性地利用这些相关性来辅助实现育种目标。
表6 不同采收方式的油茶籽脂肪酸组成分析Table 6 Component analysis of fatty acids in Camellia oleifera seeds harvested by different methods %
表7 采收方式与各脂肪酸组分间的相关分析Table 7 Correlation analysis of the harvest style and the component of fatty acids
3 结论与讨论
研究证明[13-17],油茶籽在成熟过程中其含油量的增长过程表现为连续多个“平台—急升期”的递增过程。平台期说明油茶籽中营养物质和油脂合成前体物质的贮备过程,当达到一定量时,进入油脂转化期,油脂含量快速增加。本试验中采用油茶成熟期人工采收和自然落果采集器采收2种采收方式,对4个品种的油茶果(均为霜降籽)进行采收,并研究了2种方式采收到的果实含油率的变化,发现采收方式与含油率具有显著相关性(r2=0.905)。文中的4个油茶品种利用b方式采收的茶籽含油率均较a方式高,其中赣无1油茶使用b方式采收的茶籽含油率较a方式高出2.778个百分点,赣无2、赣447及赣190油茶使用b方式采收的茶籽含油率分别较a方式高出1.768、0.580及1.527个百分点。该结果表明,利用b方式采收的油茶籽完整经历了其成熟过程中的所有“急升期”,故其具有较高的油脂含量;而利用a方式进行人工采收的时间为10月下旬,油茶果还未经历最后1个油脂急升期(10月下旬到11月上旬)。这一结果为凌宏有[13,18-21]的研究结论提供了有力证据。此外,还对采收方式、含油率、品种及产地之间的相关性进行研究,发现含油率与品种之间具有相关性(r2=0.706),而采收方式与品种、产地之间无相关性。对2种采收方式所获得的油茶籽脂肪酸成分进行分析,发现b采收方式的茶籽油酸含量平均值为82.03%,较a采收方式提高了1.02个百分点。以上结果表明,使用采集器进行霜降籽类型油茶果采收无明显的地域性限制,而且可以提高其油脂含量,改良其性质,可以在霜降籽油茶产区进行广泛推广,实现油茶省力化采收管理。
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