杂交榛果实发育过程中脂肪酸含量变化特性研究

冯亚莉

(太原市森林资源监测中心，山西 太原 030012)

榛子是世界上四大油料树种之一。榛子油中不饱和脂肪酸含量达90%以上，被誉为心脏保健食品。榛子的果实品质主要集中在成熟榛子果实不饱和脂肪酸含量的积累上。目前，国内对榛子果实发育过程中各营养物质含量的变化研究较少。笔者通过对榛子果实发育过程中脂肪酸含量及种类变化进行研究，以期进一步了解榛子果实中脂代谢动态，为今后榛子果实中脂肪酸含量及品质研究提供依据。

1 材料及方法

1.1 材料

试材为栽植于北京鹫峰林场实验基地的6年生杂交榛品系：杂交榛84-545和杂交榛81-19，均为盛果初期。

1.2 方法

1.2.1 物候期观测

参照郭永强对欧榛物候期的观测方法并加以修改。从5月16日开始到8月下旬果实成熟，每隔15 d对其果实进行1次观测并记录，了解其发育过程。

1.2.2 脂肪酸的测定

采用索式提取法提取粗脂肪。分别称取干燥粉碎后的成熟杂交榛子种子混合样品约5.0 g，放入脂肪提取器中。加入100 mL乙醚，回流提取4 h，冷却。乙醚挥发干燥后，得到榛子油，用于计算粗脂肪含量。进行3次重复。

采用气相色谱法研究脂肪酸含量及种类变化情况，样品预处理参考宋新芳快速测定榛子脂肪酸含量的方法。将1.0 g干燥粉碎后的成熟杂交榛子种子混合样品放入10 mL插头玻璃管中，添加2 mL混合提取剂，在冲击器下充分摇晃。沉淀12 h～24 h后，将2 mL氢氧化钾-甲醇酯化剂添加到试管中，振动后静止30 min，加入5 mL蒸馏水，略微翻转液面数次。在微型离心管中放入0.5 mL该样品，在8 000 r/min～10 000 r/min下离心4 min，然后将处理好的样品注入气相色谱仪进行测定。以280 ℃的进样口温度，180 ℃的柱箱温度，280 ℃的气化温度，100 mL/min的载气(N2)总流速，1 μL的进样量作为气相色谱测定的条件。

2 结果与分析

2.1 杂交榛果实发育过程

通过对林场杂交榛果实生长发育过程的观测，可将试材果实发育期分为4个时期。

1) 果实膨大期。子房明显增大，从3月23日开花到5月23日(花后60 d)。

2) 果实迅速增长期。幼果体积迅速增大至坚果硬化，5月23日(花后60 d)至7月13日(花后110 d)。

3) 种仁充实期。果仁内含物开始充实，积累干物质，直至成熟，7月13日(花后110 d)至7月22日(花后120 d)。

4) 果实成熟期。坚果由白色变为红褐色，7月22日(花后120 d)至8月13日(花后140 d)。

2.2 杂交榛果实中脂肪酸含量

不同品系榛子果仁出油率测定结果，见表1.

表1 不同品系榛子果仁出油率 %

由表1可以看出，杂交榛84-545和81-19的出油率分别为55.37%和54.19%.其中，不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸含量的比例分别为94.10%和93.30%.

不同品系榛子果实中各类脂肪酸含量变化规律，见图1，图2.

图1 81-19榛果中各类脂肪酸含量的变化规律

图2 84-545榛果中各类脂肪酸含量的变化规律

从图1和图2中可以看出，脂肪酸组成的相对含量依次为C18∶1(油酸)>C18∶2(亚油酸)>C16∶0(棕榈酸)>C18∶0(硬脂酸)>C18∶3(亚麻酸)>C20∶1(二十碳烯酸)>C20∶0(花生酸)。榛子果实中饱和脂肪酸的含量先增后降，不饱和脂肪酸的含量不断上涨。果仁成熟时，油酸和亚油酸含量最高。从图2中可以看到，从6月26日(幼果迅速增大至坚果硬化)开始，油酸、亚油酸处于上升趋势；在整个生长过程中亚麻酸、二十碳烯酸一直呈增加趋势，果实成熟前达到稳定。硬脂酸含量在6月26日(幼果迅速增大至坚果硬化)之前变化不明显，之后开始增加。2个品系杂交榛果实中脂肪酸含量的变化规律相似，但也有差异，同一时期的增长速率不同。

果实内油脂积累与果实发育时期密切相关。由测得数据中可发现，从6月26日开始，杂交榛果实中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸之间的转化速度开始加快。参照对糖类的研究结果，蔗糖在6月17日开始迅速增加，而葡萄糖和果糖从6月17日开始迅速减少，6月26日达到较稳定状态。由此可推，这个时期前控制糖到脂代谢的关键酶作用明显，是糖类向脂代谢转变的一个关键时期。

同一品系榛子果实中各类脂肪酸含量的相关性分析见表2.

表2 同一品系榛子果实中各类脂肪酸含量的相关性分析

从表2中可以看出，油酸与亚油酸、花生酸、二十碳烯酸存在显著正相关，相关系数均大于0.8；棕榈酸与油酸、亚油酸存在极显著正相关，相关系数均为0.9；硬脂酸与花生酸、二十碳烯酸极显著相关，相关系数均为-0.9.试验中观察到的油酸和其它不饱和脂肪酸及饱和脂肪酸之间的相关性是否可以说明更多酸合成的问题，需要进一步研究。

3 讨论

3.1 榛子果实中脂代谢特点

2002年，Sebastien等人研究发现，种子成熟时含油量下降，由于种子成熟时含水量下降，植株不能运送营养，蛋白质和一些单糖合成需要油脂，导致种子含油量下降。另又对大豆、花生、芝麻、油菜4种油料作物脂肪酸总量的变化趋势进行了研究，发现在进入成熟末期时，脂肪酸含量均有不同程度的回降，并在发育过程中出现高峰。本研究中，杂交榛油脂试验的最后一个时期，8月13日的脂肪酸含量为整个生长过程的最高值，由此可以推断，8月13日之后果实可能会有一个后熟期。

有研究表明，大豆、花生、芝麻种子在发育过程中脂肪酸种类数量有所减少，而且种类有所变化。另外，目前对4种主要油料作物(油菜、大豆、花生、芝麻)脂肪酸组成的研究发现，在种子发育的不同时期脂肪酸的组分不尽相同。C16∶2是芝麻发育早期特有的，C18∶3【r】为油菜发育过程中特有的；此外，在成熟大豆和花生种子中均不含C16∶1，但在发育过程中均有此类组分存在。本研究中，杂交榛种仁中脂肪酸的种类有所增加，数量也有所增加。在种仁的发育过程中花生酸、二十碳烯酸从7月13日开始出现，含量不断增加；棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸一直存在，且后期比初期在量上均有所增加。亚麻酸分子结构较不稳定，易氧化变劣。通过测定，在成熟果实中，81-19的亚麻酸含量低于84-545，故推断81-19更易贮藏。对不同作物脂肪酸积累变化的研究表明，不同作物种子成熟过程中脂肪酸积累有所变化，但总的趋势是相同的，即饱和脂肪酸的浓度逐渐下降，不饱和脂肪酸的浓度增加。本研究中，棕榈酸和硬脂酸含量先增后减，而油酸、亚油酸和亚麻酸的含量均增加。

3.2 榛子果实中各类脂肪酸之间的转化特点

马淑英试验表明，大豆中油酸浓度与硝酸浓度之间没有显著的相关性。张思河研究表明，大豆未成熟果实中油酸与亚麻酸的关系不大，成熟果实中油酸和亚麻酸的浓度呈负相关。牛一川等人研究大豆和亚麻不同时期籽粒中的脂肪酸含量，发现棕榈酸和亚油酸含量随着籽粒发育下降，硬脂酸随着籽粒发育也呈下降状态，但幅度较小；而油酸和亚麻酸随着籽粒发育含量呈上升趋势。有研究表明，大豆、花生、芝麻、油菜种子发育过程中，脂肪酸各组分的变化趋势是有共性的，C16∶0和C18∶0在其各自的走势上十分接近；而C18∶2，C18∶1，C18∶3在4种油料作物中的变化趋势有所区别。从本研究得出的结论为，油酸与亚油酸、花生酸、二十碳烯酸有很强的相关性，相关系数都大于0.8；棕榈酸与油酸、亚油

酸密切相关，相关系数均为0.9；硬脂酸与花生酸、二十碳烯酸极显著相关，相关系数均为-0.9.因此，榛子成熟果实中油酸和亚油酸存在显著正相关，且油酸和亚油酸的含量是含油量的主要决定因子；脂肪酸变化的总体趋势是饱和脂肪酸含量先增加后减少，不饱和脂肪酸含量稳步增加。