8 种抗寒平欧杂交榛子油脂成分分析及比较

邓 娜，杨 凯，赵玉红*

（1.东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.华南理工大学食品科学与工程学院，广东 广州 510640；3.黑龙江省林业科学研究所，黑龙江 哈尔滨 150081）

8 种抗寒平欧杂交榛子油脂成分分析及比较

邓 娜1,2，杨 凯3，赵玉红1,*

（1.东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.华南理工大学食品科学与工程学院，广东 广州 510640；3.黑龙江省林业科学研究所，黑龙江 哈尔滨 150081）

比较8 种平欧榛子的差异性，利用索氏提取法测定油脂含量，气相色谱法和比色法进行油脂脂肪酸组成和α-VE含量分析，聚类分析用于区分其类别。结果表明：8 种平欧榛子有显著差异，含油量平均为56.36%，范围为52.92%～59.24%；单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸的平均相对含量分别为72.54%、16.11%、7.85%；最丰富的脂肪酸是油酸，平均相对含量为72.29%，亚油酸与油酸总含量超过85%；α-VE含量为113.42～285.16 µg/g。用3 个主成分PC1（43.384%）、PC2（34.436%）、PC3（12.606%）作为合成变量通过聚类分析可得到4 个类群：4#、5#、6#、7#为一类，8#为一类，2#、3#为一类，1#为一类。

平欧榛子；油脂含量；脂肪酸组成

榛子（Corylus heterophylla Fisch. ex Bess）桦木科榛子属植物，灌木，多丛生，为全球四大干果之一，主要产区为土耳其、波兰、美国、中国等，在中国主要分布于东北三省及内蒙古等地[1-4]。榛子营养价值高，不饱和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）含量丰富，尤其是油酸含量很高，能有效防止心血管等疾病的发生[5-8]，是一种优质的功能性油脂，具有很高的经济价值[9-12]。国内外对榛子油的研究多集中在油脂提取、脂肪酸含量分析以及抗氧化性等领域，研究证明不同品种的榛子油脂，其油脂成分及性质有一定的差别[13-15]，且不同产地榛子中脂肪酸的组成也有所差别，可利用这个特点作为快速鉴定不同产地榛子的一个辅助依据[16-18]；Koksal等[19]对土耳其黑河地区的欧榛营养成分研究表明17 种欧榛所含的主要脂肪酸均为油酸（79.4%）、亚油酸（13.0%）及棕榈酸（5.4%），多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）/饱和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）、UFA/SFA比值分别为1.23～2.87、11.1～16.4。张宇和等[9]对欧榛抗氧化性的研究表明欧榛油抗氧化能力较强，并存在一定的浓度依赖性。

平欧杂交榛（Corylus heterophylla Fisch. × Corylus avellana L.）为欧洲榛和平榛的远源杂交种[19-21]，国内外对榛子的研究多为欧榛、平榛、辽榛等，而对高寒地区生长的平欧杂种榛油脂的研究较少[22-23]，多集中在平欧榛子油脂氧化稳定性方面，刘丽萍等[24]预测了榛子油的贮存期；刘娜等[25]初步研究了平欧榛油的氧化稳定性。本研究以黑龙江地区经选育、具备抗寒、丰产的8 个平欧杂种榛为原料，利用索氏法提取榛子油脂，通过气相色谱法和比色法进行油脂脂肪酸及α-VE的含量与组成分析，同时进行不同品种间的主成分分析（principal component analysis，PCA）和聚类分析（cluster analysis，CA），旨在为平欧杂种榛优良品种的筛选、产业发展及平欧榛子油脂的加工利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

依据黑龙江省林业科学研究所在省内主要地区进行的抗寒性、丰产性评价，在25 个品系中选取8 个品种（品系）的平欧杂种榛材料：1#（84-254）、2#（84-226）、3#（82-11）、4#（B21）、5#（82-15）、6#（81-21）、7#（84-310）、8#（02-18），记为1#～8#，试材取自黑龙江省林业科学研究所苇河、牡丹江科研基地榛子评比园。选用成熟果实提取试材，含水率为7%～8%。

α-VE标准品 北京市飞美斯分析科技有限公司；叔丁基对苯二酚 上海源叶生物科技有限公司；α,α’-联氮苯 上海金穗生物科技有限公司；所用化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

DZF-6053型烘箱 上海一恒科学仪器有限公司；FW100型高速万能粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司；ALC-1104电子天平 北京赛多丽丝仪器系统有限公司；索氏抽提器 上海精科精密仪器公司；RE-2000A旋转蒸发器 巩义市予华仪器有限公司；GC 6890-MS 5973N型气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司；722型可见分光光度计 上海光谱仪器有限公司；HHS型电热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；FA2004上皿电子天平 上海天平仪器厂；BDL-6M型离心机 湖南星科科学仪器有限公司；DL-1型电子万用炉 北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料预处理

榛子手工去壳，放入50 ℃温水中浸泡30 min，去棕色的内种皮后可得到平欧榛子仁，于50 ℃烘箱中干燥至恒质量，粉碎过40 目筛，于－18 ℃低温冰箱中避光保存。

1.3.2 榛子油提取

含油量的测定参照GB/T 5512—2008《食品中粗脂肪的测定》[26-27]。称取5 g预处理的平欧榛子仁粉末，采用索氏提取法，溶剂选用正己烷，控制加热温度，使冷凝回流的正己烷滴速为120～150 滴/min，提取的正己烷每小时回流7 次以上。抽提时间为6 h以上。提取的粗脂肪经计算提取率后，用5 mL正己烷-异丙醇（4∶1，V/V）溶液完全溶解，并于－18 ℃低温冰箱中避光保存。按公式（1）计算榛子含油量：

式中：W为含油量/%；M为试样质量/g；M1为空烧瓶质量/g；M2为烧瓶与油样质量/g。

1.3.3 脂肪酸分析

采用气相色谱法，脂肪酸经甲酯化，参照GB/T 17376—2008《动植物油脂脂肪酸甲酯制备》，方法有所改动。称取油脂3 mL，置于10 mL容量瓶内，加入1 mL正己烷-苯（1∶11，V/V）溶液，轻轻摇匀使之溶解；再加入1 mL 0.5 mol/L氢氧化钾-甲醇溶液，混匀；在室温条件下静置30 min，加1 mL蒸馏水使全部有机相甲醇溶液升至瓶颈上部；静置，取上清液，用于气相色谱-质谱联用仪

分析[14-15,28]。

气相色谱条件：参照GB/T 17377—2008《动植物油脂 脂肪酸甲酯的气相色谱分析》，方法有所改动。色谱柱：HP-88（100 m×0.25 mm，0.20 μm）；进样口温度250 ℃；载气He；流速1 mL/min；升温程序：由室温升至140 ℃保持5 min，然后以2.5 ℃/min升至240 ℃，不分流进样。

质谱条件：离子源在230 ℃全扫描；电子能量70 eV；质量扫描范围m/z 30～450；利用面积归一法进行定量分析，由气相色谱图分别求得各个组分的相对含量，并计算出UFA、SFA相对含量及其比值[29-30]。

1.3.4 α-VE含量分析

参照文献[16,30]以及NY/T 1598—2008《食用植物油中维生素E组分和含量的测定 高效液相色谱法》方法，略有改动。

取1.00 g脂肪提取液于脂肪烧瓶中，加入2 mL2 mol/L氢氧化钾-甲醇溶液，于72～74 ℃皂化10 min；皂化液用8 mL甲醇稀释，并移入分液漏斗中，加10 mL水，然后用乙醚萃取3 次，每次30～50 mL；合并醚液，用200 mL水分3 次洗涤，再用20 g/L氢氧化钾溶液洗涤一次，最后用水洗至中性；将乙醚提取液经过无水硫酸钠脱水，旋转蒸发至干，再用5 mL苯溶解。

取适量样液（1～2 mL）于25 mL比色管中；加入三氯化铁无水乙醇l mL，摇匀，加1 mL α,α’-联氮苯无水乙醇溶液，用无水乙醇定容至刻度，摇匀，10 min后于520 nm波长处测定吸光度；同样条件下做一空白实验，所有实验均平行3 次。

根据样液质量浓度，分别吸取一定量的α-VE标准使用液配制标准系列，按样品测定步骤读取吸光度，绘制标准曲线。按公式（2）计算α-VE含量：

式中：X为样品中α-VE含量/（µg/g）；C为标准曲线上查得样品溶液中VE的含量/（µg/mL）；C0为标准曲线上查得样品空白液中VE的含量/（µg/mL）；m为样品质量/g；V为样品提取后加入无水乙醇定容体积/mL。

1.4 数据统计分析

用Excel 2010软件及SPSS 19.0软件对数据进行分析，所得结果用±s（n=3）表示，以P值小于0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 不同种类榛子油脂含量分析

表1 8 种平欧榛子含油量Table1 Oil contents in8 flat-European hybrid varieties of hazelnuts

由表1可知，8 种平欧榛子的含油量从52.92%（6#）到59.24%（7#）不等，平均含油量为56.36%，与欧榛仁的总油脂含量41.97%～62.72%一致[2,12]。其中，有5 个品种的含油量大于56%，它们分别是1#、4#、5#、7#、8#；另外3 个品种（2#、3#和6#）的含油量小于56%。由显著性分析结果可知，1#、2#与3#、4#、5#、8#，1#、2#与6#、7#平欧榛子的含油量间存在显著性差异（P＜0.05）。

2.2 油脂分析

2.2.1 脂肪酸相对含量分析结果

表2 8 种平欧榛子油的脂肪酸比较Table2 Comparison of fatty acid compositions of8 flat-European hybrid hazelnut oils

图1 平欧榛油油脂成分气相色谱图Fig.1 Gas chromatogram of fatty acids in8 flat-European hybrid varieties of hazelnuts

采用气相色谱法对平欧榛油的脂肪酸进行分析，如图1、表2所示。在其所含的主要脂肪酸中，油酸在8 个品种平欧榛子油中的相对含量均最高，为68.63%（6#）到75.26%（7#）不等，其平均相对含量为72.29%，与祝美云等[15]对平欧杂交榛达维的油酸含量研究值75.34%略低。不同品种平欧榛子油的油酸相对含量间存在显著性差异（P＜0.05）；其中，有5 个品种的油酸相对含量大于72%，分别为1#、2#、4#、7#、8#。

亚油酸相对含量与油酸呈负相关，其平均相对含量为15.92%，相对含量最低为1#（13.62%），最高的为3#（17.68%），略高于祝美云等[15]对平欧杂交榛达维的亚油酸含量研究值13.28%。同时，有4 个品种的亚油酸相对含量优于平均值。不同品种的棕榈酸（均值为5.49%）和硬脂酸（均值为2.26%）相对含量也存在显著差异（P＜0.05），它们代表了榛子油中的主要SFA，其相对含量分别4.96%～6.05%、1.63%～2.96%。

油酸和亚油酸的相对含量总和超过85%。Bacchetta等[2]的研究表明，油酸/亚油酸可以作为衡量坚果质量的重要标准之一。与其他坚果油和蔬菜油相比，榛子油中的油酸相对含量高达75.26%；同时，平欧榛子油中十六碳烯酸（0.06%～0.29%）和亚麻酸（0.14%～0.24%）相对含量较低，这些脂肪酸由于存在不饱和度而影响榛油的贮存稳定性。

在平欧榛子油中，MUFA所占比例最大，均值为72.54%，PUFA其次（16.11%），SFA含量较少，占7.85%。由于亚油酸和亚麻酸的氧化速率是硬脂酸的100～200 倍、棕榈酸的10～20 倍，因此，高含量的PUFA更易导致油脂氧化。但高含量的MUFA和低含量的SFA均能提高榛子油在食品中的利用率。

UFA/SFA、MUFA/SFA、PUFA/SFA的均值分别为11.31、9.25、2.06。在榛子加工过程中，UFA/SFA值越大，其加工食品的营养价值越高，但UFA尤其是PUFA含量过高会缩短其货架期。由此可见，平欧榛子油应用于食品中具有较高的营养价值，可作为天然的保健食品，但同时由于PUFA相对含量偏高，榛子在贮存过程中必须通过低温避光密封等措施以尽量防止油脂酸败变质。

2.2.2 α-VE含量分析结果

表3 8 种平欧榛子油的-VE含量分析Table3 Comparison of VE contents in8 flat-European hybrid hazelnut oils

比色法测定α-VE含量的标准曲线为y=0.228 82x+0.016 24，R2为0.999 07，回归曲线在0～4.0 μg/mL范围内线性良好。

表4 脂肪酸含量相关性分析Table4 Correlation analysis of fatty acids

由表3可知，α-VE含量为113.42～285.16 µg/g，其中1#、2#、3#、8#这4 个品种平欧榛油的α-VE含量大于150 µg/g，与Koksal等[19]对欧榛油的α-VE含量研究值172.00～384.00 μg/g一致。由中值检验得到，8 个品种间的α-VE含量存在显著性差异（P＜0.05）。

稳定性指数（stability index，SI）常用α-VE含量除以UFA/SFA的数值表示，可用于衡量油脂的氧化稳定性，它主要与油脂中高含量的天然抗氧化物质，尤其是α-VE和MUFA有关，同时还与亚麻酸含量呈负相关。由中值检验可知：1#，2#、3#，4#、5#、6#、7#与8#间的SI存在显著性差异。从本研究可知，不同平欧榛子油的SI为9.95～28.89，它的大小与一些天然抗氧化物质比如α-VE的相关性更大而不是油脂中的脂肪酸组成。因此，由SI可初步预测1#油脂的氧化稳定性最好、贮存期最长，然后依次为3#、2#、8#、6#、4#、5#、7#。

2.2.3 相关性分析

由表4可以看出，含油量与油酸、油酸/亚油酸、MUFA/SFA间存在极显著正相关，与亚油酸、亚麻酸、PUFA间存在极显著负相关；棕榈酸与油酸、SFA间存在极显著正相关；十六碳烯酸与硬脂酸、SFA间存在极显著正相关，与UFA/SFA、MUFA/SFA间存在极显著负相关；α-VE与硬脂酸、SFA间存在极显著正相关，与UFA/SFA、MUFA/SFA、PUFA/SFA间存在显著负相关；SI与硬脂酸、SFA、α-VE（r2=0.998）间存在极显著正相关，与UFA/SFA、MUFA/SFA、PUFA/SFA间存在极显著负相关。由此可见，油脂的氧化稳定性可由SI来衡量，它主要取决于α-VE的含量，这与Bacchetta等[2]的研究一致。因此，榛子油中α-VE含量越高，UFA/SFA越小，其氧化稳定性越高，贮存期越长。

2.2.4 榛子品种与油脂成分的关系比较

表5 榛子品种与油脂成分关系的比较Table5 Comparison of statistical analysis of oil contents and fatty acid contents of8 flat-European hybrid hazelnut oils

续表5

由表5可知，8 个品种榛子的含油量均超过52%，其中，油酸相对含量最高，可达68%以上；其次是亚油酸，达13%以上；亚麻酸相对含量最低，为0.18%左右；MUFA相对含量（72.54%左右）远超过SFA（7.89%左右），PUFA相对含量约为16.11%；α-VE含量为113.42～285.16 µg/g；SI为9.95～28.89。由此可见，8 个品种的平欧榛子的油脂成分间存在一定的差异性。由于SI可用于衡量油脂的氧化稳定性，故初步预测1#油脂的氧化稳定性最好、贮存期最长，然后依次为3#、2#、8#、6#、4#、5#、7#，这种差异可能是由遗传基因不同而引起的。

2.2.5 PCA与CA结果

由图2A、表6可知，3个主成分PC1、PC2、PC3的贡献率高达90.43%（置信度大于95%）。PC1与十六碳烯酸、硬脂酸、α-VE以及SI有较大相关性，贡献率高达43.384%，PC2与含油量、油酸、亚油酸以及亚麻酸有较大相关性，贡献率为34.436%，PC3与棕榈酸以及亚麻酸有较大相关性，贡献率占12.606%。

用主成分PC1、PC2、PC3作为合成变量可以通过聚类分析得到4 个类群，如图2B所示，4#、5#、6#、7#为一类，8#为一类，2#、3#为一类，1#为一类。在CA中，同一类群平欧榛子的脂肪酸组成、含量以及稳定性具有相似性。

图2 8 种平欧榛子PCA图（A）和CA图（B）Fig.2 Principal component analysis (PCA) plot and dendrogram for cluster analysis of8 flat-European hybrid hazelnut oils

表6 8 种榛子的PCATable6 Principal component analysis of8 flat-European hybrid hazelnut oils

3 结 论

通过对8 种平欧榛子进行油脂成分，8 种平欧榛子的含油量均较高。平欧榛油的脂肪酸组成主要包括油酸、亚油酸、亚麻酸和棕榈酸等，其中油酸含量最高。PCA和CA得到4个类群：4#、5#、6#、7#为一类，8#为一类，2#、3#为一类，1#为一类，同一类群平欧榛子的脂肪酸组成、相对含量以及稳定性具有相似性。

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Comparative Analysis of Oils of8 Cold-Resistant Flat-European Hybrid Varieties of Hazelnuts (Corylus heterophylla Fisch. × Corylus avellana L.)

DENG Na1,2, YANG Kai3, ZHAO Yuhong1,*
（1. School of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China; 2. School of Food Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China; 3. Forestry Research Institute of Heilongjiang Province, Harbin 150081, China)

Different varieties of flat-European hazelnuts have different contents of nutrients, especially oil content, fatty acid composition, and α-vitamin E content. This study was designed to compare the diversity of8 flat-European hybrid varieties of hazelnuts. Oil contents were determined with Soxhlet extraction. Fatty acids were analyzed by gas chromatography and colorimetry. Cluster analysis was applied for discrimination among these varieties. The results showed that there were significant differences in the contents of nutrients among8 varieties. The mean oil content was 56.36% ranging from 52.92% to 59.24%. Monounsaturated, polyunsaturated, and saturated fatty acids averagely accounted for 72.54%, 16.11%, and 7.85% of the total fatty acids, respectively; oleic acid, the most abundant fatty acid, represented about 72.29%. The contents of linoleic acid and oleic acid were more than 85%. α-VE content ranged from 113.42 to 285.16 µg/g. The eight varieties were clustered into four groups： varieties 4#, 5#, 6#, and 7# in group 1, 8# in group 2, 2# and 3# in group 3, and 1# in group 4. The first three principal components accounted for 43.384 % (PC1), 34.436% (PC2) and 12.606% (PC3) of the total variation, respectively.

flat-European hazelnuts; oil content; fatty acid composition

10.7506/spkx1002-6630-201712022

TS225.1

A

1002-6630（2017）12-0144-07

邓娜, 杨凯, 赵玉红.8 种抗寒平欧杂交榛子油脂成分分析及比较[J]. 食品科学, 2017, 38(12)： 144-150.

10.7506/ spkx1002-6630-201712022. http：//www.spkx.net.cn

DENG Na, YANG Kai, ZHAO Yuhong. Comparative analysis of oils of8 cold-resistant flat-European hybrid varieties of hazelnuts (Corylus heterophylla Fsch. × Corylus avellana L.)[J]. Food Science, 2017, 38(12)： 144-150. (in Chinese with English abstract) DOI：10.7506/spkx1002-6630-201712022. http：//www.spkx.net.cn

2016-09-16

黑龙江省科技厅重点攻关项目（GC12B203）

邓娜（1994—），女，硕士研究生，研究方向为天然产物活性抗氧化。E-mail：lxyspdn@163.com

*通信作者：赵玉红（1968—），女，副教授，博士，研究方向为天然产物化学。E-mail：zhaoyuhong08@163.com