四川省青川县油橄榄果实性状与含油率及脂肪酸组成分析
2017-09-18王裕斌姚小华都卫东吕乐燕任华东
龙 伟,王裕斌,姚小华,都卫东,吕乐燕,任华东
(1.中国林业科学研究院 亚热带林业研究所,浙江省林木育种技术研究重点实验室,杭州 311400; 2.青川县青源林农产品有限责任公司,四川 青川 628100; 3.青川县林业和园林局,四川 青川 628100; 4.浙江同济科技职业学院 水利系,杭州 311231)
油料资源
四川省青川县油橄榄果实性状与含油率及脂肪酸组成分析
龙 伟1,王裕斌2,姚小华1,都卫东3,吕乐燕4,任华东1
(1.中国林业科学研究院 亚热带林业研究所,浙江省林木育种技术研究重点实验室,杭州 311400; 2.青川县青源林农产品有限责任公司,四川 青川 628100; 3.青川县林业和园林局,四川 青川 628100; 4.浙江同济科技职业学院 水利系,杭州 311231)
为摸清油橄榄引种后果实性状、脂肪酸组成及含量变化情况,采取主成分分析法分析菜星、小苹果、豆果、皮削得、钟山24号和城固32号6个品种的12个果实性状并对其与含油率、脂肪酸组成之间的相关性进行研究。结果表明:油橄榄果肉重变异系数最大,果肉率的最小,其中皮削利果实性状变异种类和数值最多,豆果果实性状变异系数最小;果重与果径、果肉重,果高与果核重,果径与果肉厚、果肉重,果肉厚与果肉重,存在极显著相关,相关系数均在0.900以上,说明果实形态之间存在密切的相关性。12个果实形态特征可以简化成出核率和果核重,可以作为主要的代表性状。采取鲜果和干基果实提取油脂后的脂肪酸组成差异较小,干基果实提取油脂中多不饱和脂肪含量有所降低;与果实性状相关性分析表明,橄榄油中的亚麻酸与果重、果核径长、果肉重、果核重、果径和果肉厚存在极显著或显著的正相关,棕榈烯酸与果肉干基含油率、果形指数、核形指数存在极显著或显著负相关,说明橄榄油不饱和脂肪酸的部分成分与果实性状相关。
油橄榄;果实性状;含油率;脂肪酸组成
油橄榄作为优质的木本油料树种,以其富含丰富的营养成分受到全球消费者认可,种植范围由地中海沿岸扩散到世界各地[1]。我国对于油橄榄的引种始于20世纪60年代中期,引种范围遍及南方各省;经过徐纬英等一批老科技工作者的长期评价和选育,划分出适生区域范围[2],并在国外引进品种的基础上筛选出在区域范围内的适宜品种,极大地推动了油橄榄产业的快速发展[3-4]。虽然从国外引进品种为快速发展油橄榄产业提供了有力支撑,但作为外来引进树种,油橄榄生长过程常因气候[5]、地理环境[6]、土壤[7]、温湿度[8]等环境的改变,在果实性状、产量及品质上发生较大变化[9-10],使产量和质量与原产地相比存在差距,因此在保持不断进行优良品种引进和评价的基础上,有必要培育适应我国气候特点,性状稳定的品种。
油橄榄生产目的在于获得高产的橄榄油,其果实品质直接决定着橄榄油的质量,品种的选育依赖于对油橄榄果实的充分认识,而果实形态是最直观、最易于鉴别的质量性状,研究油橄榄品种果实性状和脂肪酸组成间的差异及相关性,探索其特点及规律,对选择和培育油橄榄良种具有积极的理论和实践意义。目前国内外对油橄榄果实品质的研究较多[11-14],但对果实性状种类及与脂肪酸组成比较分析的研究较少。本研究通过对四川省青川县筛选出的6个油橄榄主栽品种果实性状进行评价与筛选,并对其与含油率、脂肪酸组成之间相关性进行研究,以期为油橄榄引种选育与新品种培育及综合利用开发提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 原料与试剂
试验原料选取四川省青川县沙洲镇青源林农产品有限公司油橄榄种植基地内的莱星(Leccion)、小苹果(Manzanlia)、豆果(Arbequnia)、皮削利(Picholine)、钟山24号(Zhongshan 24#)和城固32号(Chenggu 32#);试验于当年10月份果实成熟期进行采摘,每个品种采果随机选取50个果实,要求新鲜、无虫斑和缺陷。异辛烷、甲醇,为色谱纯;氢氧化钾、石油醚、一水硫酸氢钠等,为分析纯。
1.1.2 仪器与设备
Beckman Avanti J-E立式离心机,Sartorius LC1201S电子天平,Buchi B-811索氏抽提仪,Agilent 5975B气相色谱-质谱联用仪。
1.2 试验方法
1.2.1 油橄榄果实性状的测定
果实采集后24 h内,迅速对果重、果高、果径、果核重、果核纵长、果核径长、果肉重主要性状指标进行测定;果(核)形指数由果(核)高与果(核)径的比值计算得出,即果(核)形指数=果(核)高/果(核)径;出核率由核重与果重的比值得出,即出核率=核重/果重×100%;果肉厚由果径与核径之间的差均值得出,即果肉厚=(果径-核径)/2,精确到0.01 mm;果肉率由果肉重与果重的比值得出,即果肉率=果肉重/果重×100%。
1.2.2 油橄榄果实油脂的提取
鲜果粉碎离心提取法:鲜果橄榄油提取方法参照钟诚等[15]的方法进行。油橄榄鲜果清洗后,用搅拌机在30℃下搅拌30 min,使果实破碎并融合,然后通过高速离心机10 000 r/min、25℃离心分离,静置1 h后取离心管上部的橄榄油,置于-4℃的冰箱中冷藏。
果肉干基索氏提取法:参考朱万泽等[10]的方法提取。将油橄榄果实清洗干净后,称量,在105℃烘干至恒重后,取果肉和核仁混合样粉碎后置于索氏抽提仪内,利用石油醚回流提取12 h,获得橄榄油并称重,计算干果含油率。
1.2.3 油橄榄果实油脂脂肪酸组成的测定
橄榄油脂肪酸组成的测定采用气相色谱法。甲酯化处理和脂肪酸的分析分别参照GB/T 17376—2008和GB/T 17377—2008,利用Agilent 5975B气相色谱-质谱联用仪进行分析,经数据处理系统按峰面积归一化法计算各脂肪酸的相对含量。以上测定由国家林业局经济林产品质量检验检测中心(杭州)检测完成。
1.2.4 数据分析
利用Excel 2010和SPSS 19.0对数据进行变异系数描述、相关性和主成分分析等处理。
2 结果与分析
2.1 油橄榄果实性状分析(见表1)
表1 油橄榄品种间果实性状特征比较
由表1所示,油橄榄品种间在果重、果高、果径等果实性状上的差异达到显著或极显著水平。钟山24号在果重、果高、果肉重、果核重、果核纵长、核形指数高于其他品种;小苹果的果径、果肉厚、果核径长和果肉率高于其他品种,城固32号出核率最高;莱星的果形指数最高。各果实性状平均变异系数依次为:果肉重20.54%,果重19.54%,果核重18.45%,出核率11.02%,果肉厚9.92%,果核纵长8.44%,果高7.89%,核形指数6.83%,果径6.64%,果核径长6.14%,果形指数4.55%和果肉率2.45%,其中果重、果肉重、果核重和出核率的变异系数在10%以上,果肉率变异系数最小,说明油橄榄果肉和果核的生长可能受到环境、品种营养等因素影响,变异系数较大,而果肉所占果实比例较为稳定。
品种间果实性状变异系数为皮削利在果重(31.01%)、果高(11.47%)、果径(10.06%)、果肉厚(14.16%)、果核径长(7.63%)、果核纵长(11.93%)、果肉重(33.45%)、果核重(21.86%)性状上变异系数最大;城固32号在核形指数(9.21%)、果形指数(5.02%)变异系数最大,莱星在出核率(15.10%)、果肉率(4.12%)的变异系数最大;豆果在果重(13.56%)、果高(5.32%)、果径(4.53%)、果肉厚(7.58%)、果核重(13.32%)、果核径长(4.12%)、果肉重(14.09%)、核形指数(3.92%)和果肉率(1.46%)性状上变异系数最小;小苹果在果形指数(3.52%)、果核纵长(6.12%),城固32号在出核率(7.32%)性状变异系数最小。综上所述,皮削利的果实性状变异幅度总体较大,而豆果的果实性状变异幅度较小。
2.2 油橄榄果实性状相关性分析(见表2)
表2 油橄榄果实性状之间相关性分析
由表2所示,油橄榄果重与果高、果径、果肉厚、果肉率、果核重、果核纵长、果核径长和果肉重存在极显著正相关,与出核率存在极显著负相关,与果形指数和核形指数无显著相关。果高与果径、果肉厚、果肉率、果核重、果核纵长、果核径长、果肉重、核形指数、果形指数存在极显著正相关,与出核率存在极显著负相关。果径与果肉厚、果肉率、果核重、果核纵长、果核径长、果肉重存在极显著正相关,与果形指数、核形系数和出核率存在极显著负相关。果肉厚与果肉重、果肉率、果核重、果核径长存在极显著正相关,与果核纵长存在显著正相关,与果形指数、核形指数和出核率存在极显著负相关。果肉重与果肉率、果核重、果核纵长和果核径长存在极显著正相关,与出核率存在极显著负相关。果核重与果核纵长、果核径长和核形指数存在极显著正相关。果核纵长与果核径长、核形指数和出核率存在极显著正相关。果核径长与核形指数和出核率存在显著或极显著负相关。综上所述,油橄榄果实性状间存在显著或者极显著的正相关或负相关的关系,作为重要生产价值的果肉厚和果重,随果实形状的增大而增加,随果核形状的增大而减小。
2.3 油橄榄果实性状主成分分析
由于油橄榄果实性状间存在丰富的相关性,因此对油橄榄的果实性状指标进行主成分分析,结果见表3、表4。由表3和表4所示,前2个主成分的特征值最大,依次为6.872和3.893,累积贡献率达到89.712%,其中第一主成分贡献率为57.268%,第二主成分的贡献率分别为32.444%;根据主成分分析的结果,第一主成分包括除果形指数、果核径长和果肉率外的其他果实性状决定;第二主成分包括由果核重、果核径长、出核率和果肉率所决定。果核重和出核率同时出现在第一和第二主成分,表明该类性状是决定果实形态性状的主要因素。
表3 主成分特征值、贡献率及累计贡献率
表4 主成分分析因子载荷
2.4 油橄榄果实油脂脂肪酸组成分析
为探讨油脂提取方式对油橄榄果实油脂脂肪酸组成及含量的影响,对油橄榄鲜果粉碎离心提取法和果肉干基索氏抽提法提取的油脂脂肪酸组成及含量进行分析,结果见表5。由表5所示,鲜果粉碎离心后的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量分别为16.73%和83.15%,果肉干基索氏抽提法的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量分别为16.72%和83.30%。两种方法提取的油脂在不饱和脂肪酸和饱和脂肪含量之间差异较小,多不饱和脂肪酸含量在鲜果粉碎离心提取法中偏高,而单不饱和脂肪酸含量在果肉干基索氏抽提法中偏高,原因可能在于索氏抽提法在果肉高温烘干过程中对果肉中脂肪酸造成影响。从脂肪酸组成变化分析,相比鲜果粉碎离心提取法,果肉干基索氏抽提法的饱和脂肪酸中硬脂酸含量增加,棕榈酸含量减少,花生酸维持在0.30%左右,不饱和脂肪酸中油酸、亚麻酸、棕榈烯酸,顺-11-二十碳烯酸含量增加,亚油酸含量明显减少。从品种角度分析,莱星不饱和脂肪酸含量鲜果粉碎离心提取法高于索氏抽提法,皮削利在两种方法下获得的饱和脂肪酸含量和不饱和脂肪酸含量基本相同,豆果和钟山24号采用索氏抽提法的不饱和脂肪酸含量高于鲜果粉碎离心提取法。
表5 油橄榄果实脂肪酸组成及含量 %
2.5 油橄榄果实性状及含油率与脂肪酸组成相关性分析
油橄榄果实性状及含油率与部分脂肪酸组成的相关性分析结果见表6。由表6所示,亚麻酸与果重(0.999**)、果核径长(0.997**)和果肉重(0.998**)存在极显著正相关,与果核重(0.982*)、果径(0.985*)和果肉厚(0.975*)存在显著正相关,表明亚麻酸含量的变化随果实膨大而增加,同时也受果核直径大小的影响;棕榈烯酸与果形指数(-0.976*)、核形指数(-0.975*)和果肉干基含油率(-0.994**)存在显著或极显著负相关,表明该指标受果形指数和核形系数影响明显,且随果肉干基含油率越高,棕榈烯酸含量越低。
表6 油橄榄果实性状及含油率与脂肪酸组成相关性分析
3 讨 论
本研究的6个栽培品种,钟山24号6种果实性状高于其他品种,小苹果有4种、城固32号和莱星各有1种;作为主要经济性状的果重、果肉重、果肉厚、果肉率等参数,钟山24号和小苹果具有较高数值,表明该类品种具有较强的经济价值。油橄榄果实性状平均变异系数为2.45%~20.54%,其中果肉重的最大,果肉率的最小,表明油橄榄果实受品种、环境、营养等因素影响,使果肉重变化幅度较大,但果肉所占果实比例较为稳定;皮削利在品种间8个果实性状变异系数最大,豆果在品种间9个果实性状变异系数最小,表明皮削利的果实生长过程形状变化较多,果实性状可能易受外因影响,而豆果的主要果实形状较为均一,果实性状稳定。
有研究认为相关系数大于0.707或小于-0.707 才具有生物学意义,当一个性状占另一个性状变异的50%以上,可以用一个性状描述另一个性状,在存在极显著差异的情况下,可以推测另外一个性状[16-18]。本研究对油橄榄12个果实性状指标进行相关性研究发现各性状间存在高度相关性,如果重与果径、果肉重,果高与果核重,果径与果肉厚、果肉重,果肉厚与果肉重相关系数均在0.900以上的极显著相关,表明果重增加,果肉越重,且果重对于果肉重的影响大于果核;随果实果径增大,果肉厚和果肉重也随之增加。因此,在进行良种选育时可以从果实重量和果径大小进行分析,选育高果肉率和果肉重的品种。
果实性状的高相关性为油橄榄果实形态性状的简化及主要性状的选择奠定基础。通过主成分分析将许多相关的随机变量压缩成少量的综合指标来体现果实的特征[19]。油橄榄果实性状主成分分析中前2个主成分的累积贡献率已达到89.712%,能充分反映果实性状的主要信息。2个主成分皆含有果核重和出核率性状,可以作为反映果实形态生长的主要参考依据。
通过鲜果直接粉碎离心提取法和果肉干基索氏抽提法提取油脂,从测试结果来看,果肉干基油脂的多不饱和脂肪酸含量明显降低,单不饱和脂肪酸含量有所上升。表明油脂提取方式的不同,对多不饱和脂肪酸含量有着一定影响。赵梦炯等[12]对甘肃陇南油橄榄果实性状及其品质的评价中认为果肉干基平均含油率在50%以上,油酸含量在65%以上才具有较好的利用价值,本研究中除豆果外,皆高于该类数值;因影响果实含油率和脂肪酸组成的因素很多,还需要进一步分析,连续观测。
相关性分析结果显示油橄榄油脂中亚麻酸和棕榈烯酸含量与果实性状存在一定相关性。亚麻酸与果重、果核径长、果肉重、果核重、果径和果肉厚存在着极显著或显著的正相关,棕榈烯酸与果肉干基含油率、果形指数、核形指数存在极显著或显著负相关,其他脂肪酸成分与果实性状无显著相关性,表明油橄榄油脂脂肪酸组成及含量的变化受到果实性状一定的影响。由于果形是特征明显、易于识别和遗传稳定的质量性状,据此开展亚麻酸、棕榈烯酸含量的评价,有助于对油橄榄油脂的品质进行间接选择,在此基础上,再选择高产品种,以期减少选择育种的工作量。
4 结 论
油橄榄作为引进品种,大部分来源于西班牙、意大利和希腊等国,我国培育的品种较少,目前种植面积较大的为鄂植8号、城固32号和钟山24号等,随着油橄榄产业的快速发展,对油橄榄品种种植范围、果实产量和橄榄油品质提出了更高的要求,因此亟需培育出适合我国区域气候特点的品种。本研究结果显示果实性状可以依据果重和果径大小进行初步筛选,利用果核重和出核率对油橄榄生长进行跟踪,使用鲜果粉碎离心提取法和果肉干基索氏抽提法提取油脂的差异在于多不饱和脂肪酸含量。果实性状与橄榄油亚麻酸和棕榈烯酸含量存在一定的相关性,可以在早期选择据此进行筛选。
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Fruitcharacter,oilcontentandfattyacidcompositionofOleaeuropaeainQingchuanofSichuanprovince
LONG Wei1, WANG Yubin2, YAO Xiaohua1, DU Weidong3, LÜ Leyan4, REN Huadong1
(1.Zhejiang Provincial Key Laboratory of Tree Breeding,Research Institute of Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Hangzhou 311400, China; 2.Qingyuan Forestry Product Limited Liability Company of Qingchuan County, Qingchuan 628100, Sichuan, China; 3.Forestry and Garden Bureau of Qingchuan County, Qingchuan 628100, Sichuan, China; 4.Department of Hydraulic, Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology, Hangzhou 311231, China)
In order to learn fruit characters, and fatty acid composition and content ofOleaeuropaeaafter implanting to China, twelve fruit characters ofOleaeuropaeaof six varieties were analyzed by principal component analysis and the correlations between them and oil content or fatty acid compostion were studied, including Leccion, Manzanlia, Arbequnia, Picholine, Zhongshan 24# and Chenggu 32#. The results showed that coefficient of variation in weight of fruit pulp was the maximum and it was the minimum in rate of fruit pulp. Picholine was the maximum in types and values in cofficient of variation of fruit character, and Arbequnia was the minimum in coefficient of variation of fruit character. There were highly singnificant correlation between fruit weight and fruit diameter and weight of fruit pulp between fruit height and weight of fruit stone, between fruit diameter and pulp thickness and weight of fruit pulp between pulp thickness and weight of fruit pulp, and the correlation coefficients were above 0.900. It indicated that there were close correlations among their fruits morphological characteristics. The twelve fruit morphology characters could be simplified into two main characters, rate of nucleation and weight of fruit stone, which represented all information. The fatty acid compositions of oils from fresh fruit and dry fruit had small differences, and the content of polyunsaturated fatty acids in dry fruit oil decreased. The correlation analysis with fruit characters showed that the content of linolenic acid inOleaeuropaeaoil was highly significant or significant positively correlated with fruit weight, diameter of furit stone, weight of fruit pulp, weight of fruit stone, fruit diameter and pulp thickness. The content of palmitoleic acid was highly signicant or signicant negative correlated with oil content in dry fruit, fruit shape index and stone shape index. It indicated that partial component of unsaturated fatty acids inOleaeuropaeaoil was related with the fruit characters.
Oleaeuropaea; fruit character; oil content; fatty acid composition
2016-10-16;
:2017-03-22
浙江省林木育种专项(2016C02056-6);林业公益性行业科研专项(201104052)
龙 伟(1981),男,助理研究员,博士,主要从事经济林遗传育种与良种繁育工作(E-mail)yusitongsheng@163.com。
姚小华,研究员,博士生导师,博士 (E-mail)yaoxh168@163.com。
TS222;TQ646
:A
1003-7969(2017)08-0116-07