香花油茶與多個油茶物種油脂品質(zhì)特征的比較研究

陳柏林 - 鐘海雁 - 黎貴卿 - 朱曉陽 -g 龍奇志 -

(1. 中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410004；2. 廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點實驗室，廣西 南寧 530002；3. 廣西林科院，廣西 南寧 530002) (1. Faculty of Food Science and Engineering, Central South University of Foresty and Technology, Changsha, Hunan 410004, China; 2. Guangxi Key Laboratory of Special Mon-wood Forest Cultivation and Utilization, Nanning, Guangxi 530002, China; 3. Guangxi Forestry Research Institute, Nanning, Guangxi 530002, China)

香花油茶與多個油茶物種油脂品質(zhì)特征的比較研究

陳柏林1CHENBo-lin1鐘海雁1ZHONGHai-yan1黎貴卿2,3LIGui-qing2,3朱曉陽1ZHUXiao-yang1龍奇志1LONGQi-zhi1

(1. 中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410004；2. 廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點實驗室，廣西 南寧 530002；3. 廣西林科院，廣西 南寧 530002) (1.FacultyofFoodScienceandEngineering,CentralSouthUniversityofForestyandTechnology,Changsha,Hunan410004,China; 2.GuangxiKeyLaboratoryofSpecialMon-woodForestCultivationandUtilization,Nanning,Guangxi530002,China; 3.GuangxiForestryResearchInstitute,Nanning,Guangxi530002,China)

針對廣西新種香花油茶以及其他幾種油茶的碘值、皂化值、脂肪酸組成、甘三酯組成進(jìn)行了測定和分析比較。測得14種樣品的油脂酸價0.38～1.47 mg/g，過氧化值2.15～4.56 mmol/kg，碘值79.39～85.86 g/100 g皂化值，187.97～196.37 mg/g，其中香花油茶的酸價(0.42 mg/g)和碘值(2.98 mmol/kg)均達(dá)到一級茶油標(biāo)準(zhǔn)。測出13種甘三脂，脂肪酸含量為：油酸77%～85%，棕櫚酸6%～11%，亞油酸3%～11%，硬脂酸2%～4%，亞麻酸0.5%～0.8%。通過統(tǒng)計學(xué)分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：香花油茶均能表現(xiàn)出較好的聚類，與其他物種油茶存在差異。因此香花油茶油脂的品質(zhì)特征與比較油樣有較大的差異。

油茶；物種；品質(zhì)特征；聚類分析；主成分分析

油茶(Camelliaspp.)是中國特有的木本油料植物，屬于山茶科(Theaceae) 山茶屬(Camellia)植物，是一類具有較高含油率并且有一定栽培面積的樹種的統(tǒng)稱[1-2]。油茶樹果實中結(jié)出的籽榨得的油即為油茶籽油，其主要成分為油酸，含量可達(dá)到75%～85%，此外還含有豐富的維生素E、β-胡蘿卜素、角鯊烯、甾醇等抗氧化成分[3]。油茶分布廣泛，在中國南部湖南、江西、廣西、廣東、浙江等地較多。經(jīng)過數(shù)十年的選育和培養(yǎng)，各地區(qū)油茶新種、良種層出不窮，油脂品質(zhì)也逐漸提高。如廣西2012年發(fā)現(xiàn)的新種香花油茶(C.osmantha)[4-5]、選育15年的普通油茶高產(chǎn)無性系良種岑溪軟枝2號和3號(C.oleifera)[6-7]以及陸川縣種植良久的陸川大果油茶(C.vietnamensis)[8-9]，再如廣州歷史悠久的廣寧紅花油茶(C.semiserrata)[10]，以及作為觀賞植物的茶梅[11]等。筆者團(tuán)隊在測定香花油茶脂肪酸組成時發(fā)現(xiàn)其脂肪酸組成與某些油茶相似度很大，目前油茶雜交成種現(xiàn)象較多，對香花油茶是否是新物種存在一些疑問。為此，本研究擬對幾個不同種類的茶油進(jìn)行測定，通過統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行比較研究，旨在探究廣西新種香花油茶與其他種類油茶的差異。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用油茶籽油樣品見表1。

表1 試驗樣品信息? Figue 1 The information of sample

? A為香花油茶(1～3組)；B為普通油茶(4～7組)；C為廣寧紅花油茶(8～10組)；D為越南油茶(11、12組)；E為宛田紅花油茶(13組))；F為茶梅(14組)。

1.2 試劑與儀器

1.2.1 試劑

乙醚、異丙醇、三氯甲烷、冰乙酸、碘化鉀、硫代硫酸鈉、乙醇：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；

韋氏試劑：天津市大茂化學(xué)試劑廠；

石油醚、異辛烷、正庚烷：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；

甲醇、乙腈、異丙醇：色譜純，美國TEDIA公司。

1.2.2 儀器設(shè)備

氣相色譜儀：Shimadzu-GC-2014型，日本島津公司；

高效液相色譜儀：Shimadzu LC-20AD 型，日本島津公司；

蒸發(fā)光散射檢測器：2000ES型，美國奧泰科技(中國)有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理 將收集的新鮮油茶果曬干至開裂，剝?nèi)スぃ瑢⒂筒枳押娓蓛Υ妗?/p>

1.3.2 油脂提取 使用冷壓榨法提取，將油茶籽去殼并適當(dāng)敲碎，倒入榨油機(jī)中，將榨出的茶油用濾紙過濾，放入烘箱衡重后轉(zhuǎn)移置棕色廣口玻璃瓶中，于4 ℃冰箱冷藏。

1.3.3 酸價的測定 按GB 5009.229—2016執(zhí)行。

1.3.4 過氧化值 按GB 5009.227—2016執(zhí)行。

1.3.5 碘值的測定 按GB/T 5532—2008執(zhí)行。

1.3.6 皂化值的測定 按GB/T 5534—2008執(zhí)行。

1.3.7 脂肪酸檢測

(1) 脂肪酸甲酯化：精確稱取試樣60 mg，加入4 mL異辛烷溶解，加入2 mL十一烷酸甲酯內(nèi)標(biāo)，加入200 μL氫氧化鉀甲醇溶液，蓋上玻璃塞猛烈振搖30 s后靜置至澄清。加入約1 g硫酸氫鈉，猛烈振搖中和氫氧化鉀。鹽沉淀后待測。

(2) 氣相色譜分析：參照文獻(xiàn)[12]。

1.3.8 甘三酯檢測

(1) 甘三酯預(yù)處理：準(zhǔn)確稱量油茶籽油樣品0.5 g加入10 mL異丙醇溶解，用渦旋均質(zhì)機(jī)震蕩1 min。用一次性注射器取2～3 mL溶液經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后移入進(jìn)樣瓶,待測。

(2) 液相色譜檢測：參照文獻(xiàn)[13]。

1.3.9 數(shù)據(jù)分析 用Spss 23和Origin 8.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化指標(biāo)

由表2可知，樣品油茶籽油酸價在0.38～1.47 mg/g，過氧化值為2.15～4.56 mmol/kg。酸價和碘值作為油脂質(zhì)量指標(biāo)，均在GB/T 11756—2003規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。碘值和皂化值分別為79.39～85.86 g/100 g和187.97～196.37 mg/g，與龍伶俐等[14]測得的碘值相似，但皂化值更高。C組樣品的碘值組內(nèi)存在較大差異(8<9<10)，即不同產(chǎn)地的廣寧紅花油茶油脂的碘值差異較大(廣西<江西<湖南)。

為了更好地比較不同物種油茶油脂的這四項理化指標(biāo)之間的差異，將各物種茶籽油進(jìn)行分類統(tǒng)計。由表3可知，廣寧紅花油茶和茶梅的油脂酸價高于1 mg/g，略大于其他幾個樣品，香花油茶的油脂酸價最低(僅0.42 mg/g)，且過氧化值為2.98 mmol/kg在GB/T 11756—2003規(guī)定的壓榨成品茶籽油的一級茶油之列[15]。

表2 不同地區(qū)、品種茶油理化指標(biāo)?Table 2 Physical and chemical characters in different oil (n=3)

? 同列中各數(shù)據(jù)帶有相同的字母則認(rèn)為不具有差異性。A為香花油茶(1～3組)；B為普通油茶(4～7組)；C為廣寧紅花油茶(8～10組)；D為越南油茶(11、12組)；E為宛田紅花油茶(13組))；F為茶梅(14組)。

表3 不同物種油茶的油脂理化指標(biāo)?Table 3 Physical and chemical character in different oil of Camellia spp.

? A為香花油茶；B為普通油茶；C為廣寧紅花油茶；D為越南油茶；E為宛田紅花油茶；F為茶梅。

從碘值來看茶梅油脂的碘值(79.39 g/100 g)偏低，低于GB/T 11756—2003的碘值質(zhì)量指標(biāo)(83.00～89.00 g/100 g)，香花油茶油脂的碘值(84.90 g/100 g)在同期樣品中最高。碘值從一定程度上反映了油脂不飽和脂肪酸含量的高低，碘值高則不飽和脂肪酸含量也高。從皂化值來看，茶梅油脂的皂化值偏低，僅為187.97 mg/g，低于同期樣品。香花油茶的皂化值(193.78 mg/g)低于B、C、D、E 4組。

2.2 脂肪酸組成

由表4可知，含量最高的脂肪酸是油酸(77%～85%)，其次棕櫚酸(6%～11%)、亞油酸(3%～11%)、硬脂酸(2%～4%)、亞麻酸(0.5%～0.8%)。從組內(nèi)觀察差異，發(fā)現(xiàn)A組中南寧香花(1)的油酸(82.6%)比維都(2)和崇左(3)香花略高，高于王東雪等[16]測得的結(jié)果；B組中岑軟系列(2，3)的油酸(85.3%，85.4%)比其他2種普通油茶高，但亞油酸含量較低，與江澤鵬等[17]研究結(jié)果相似，C組中廣西廣寧紅花(8)的油酸含量(76.8%)低于其他種植地，而其亞油酸占比(11.3%)較高，D組中越南油茶(11)的油酸含量比陸川油茶(12)高；E組宛田紅花油茶的脂肪酸與C組中廣寧紅花(廣西)很接近，其中宛田紅花的脂肪酸組成與馬力等[1]測量的結(jié)果較為接近。

由表5可知，不飽和脂肪酸含量順序為A

2.3 甘三酯組成

液相色譜分離甘三酯按照等價碳原子數(shù)(ECN)大小，從小到大分離。由表6可知，將所測得的13種甘三脂歸為ECN40(LLLn)；ECN42(LLL)；ECN44(LLO、PLL)；ECN46(OLL+SLL、POL、PPL)；ECN48(OOO+SLO、OOP)；ECN50(POP、SOO、SLS、POS)6種ECN的類別。其中ECN48的占比最高，達(dá)到78.45%～92.13%，其次是ECN50和ECN46，而最先分離出來的ECN40、ECN41、ECN42占比都極低，與王進(jìn)英等[13, 20]研究結(jié)果相似。細(xì)觀ECN48的含量，平均占比為87.9%，樣品4、9、11、14在90%以上，而樣品8、10、12偏低，廣西廣寧紅花油茶(8)最低(僅有78.45%)，但是減少的ECN48幾乎都轉(zhuǎn)移到了ECN46上。A組中樣品1的ECN48大于樣品2和樣品3，ECN46較小。

由表7可知，不同物種之間的甘三酯組成存在一定的相似性，如A組香花油茶與B組普通油茶差異較小。C組廣寧紅花油茶與D組越南油茶較為接近。

表4 不同地區(qū)、品種的茶油脂肪酸組成?Table 4 The compositions of fatty acid in different oil (n=3) %

? 同列中各數(shù)據(jù)帶有相同的字母則認(rèn)為不具有差異性。A為香花油茶(1～3組)；B為普通油茶(4～7組)；C為廣寧紅花油茶(8～10組)；D為越南油茶(11、12組)；E為宛田紅花油茶(13組))；F為茶梅(14組)。

2.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2.4.1 香花油茶與其他物種的差異性檢驗 首先從單個指標(biāo)來比較香花油茶與其他物種油茶是否存在顯著差異。使用香花油茶的碘值、皂化值、脂肪酸、甘三酯等13個指標(biāo)與其他每個物種油茶的指標(biāo)做獨立樣本T檢驗，發(fā)現(xiàn)其中11個指標(biāo)(P>0.05)相互之間都存在顯著性差異，僅有兩個指標(biāo)存在相關(guān)。說明香花油茶與其他油茶物種大部分的指標(biāo)不存在相關(guān)性。僅香花油茶與廣寧紅花油茶的飽和脂肪酸(P=0.04<0.05)以及與宛田紅花油茶在ECN42上(P=0.01<0.05)不存在顯著性差異。為此，進(jìn)一步開展多元統(tǒng)計分析驗證單因素的差異在多因素水平上是否也存在差異。

有研究者[21]用主成分分析方法檢測不同作物油脂之間的差異，認(rèn)為針對甘三酯等數(shù)據(jù)使用主成分分析較可靠。故使用主成分多元統(tǒng)計法，從之前13個測量數(shù)據(jù)(碘值、皂化值、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、ECN40～50)中提取到3個主成分(特征值λ>1，累計貢獻(xiàn)率>85%)涵蓋了樣品數(shù)據(jù)大部分信息，其中3個主成分(PC1、PC2、PC3)的貢獻(xiàn)率占比為50%，23%，13%，表達(dá)式：

表5 不同物種茶油脂肪酸組成?Table 5 The compositions of fatty acid in different oil of Camellia spp. %

? A為香花油茶；B為普通油茶；C為廣寧紅花油茶；D為越南油茶；E為宛田紅花油茶；F為茶梅；SFA為飽和脂肪酸；UFA為不飽和脂肪酸；MUFA為單不飽和脂肪酸；PUFA為多不飽和脂肪酸。

F1=-0.141X1+0.285X2+0.363X3+0.380X4-0.353X5-0.204X6+0.215X7-0.215X8-0.376X9+0.382X10+0.199X11+0.137X12-0.138X13，

(1)表6 不同地區(qū)、品種茶油甘三脂組成?Table 6 The compositions of TG in different oil %

? ECN40(LLLn)；ECN42(LLL)；ECN44(LLO、PLL)；ECN46(OLL+SLL、POL、PPL)；ECN48(OOO+SLO、OOP)；ECN50(POP、SOO、SLS、POS)；A為香花油茶；B為普通油茶；C為廣寧紅花油茶；D為越南油茶；E為宛田紅花油茶；F為茶梅。

表7 不同物種茶油甘三脂組成?Table 7 The compositions of TG in different oil of Camellia spp. %

? ECN40(LLLn)；ECN42(LLL)；ECN44(LLO、PLL)；ECN46(OLL+SLL、POL、PPL)；ECN48(OOO+SLO、OOP)；ECN50(POP、SOO、SLS、POS)；A為香花油茶；B為普通油茶；C為廣寧紅花油茶；D為越南油茶；E為宛田紅花油茶；F為茶梅。

F2=0.266X1-0.248X2-0.141X3-0.072X4+0.059X5+0.111X6+0.450X7-0.076X8-0.152X9-0.057X10-0.160X11+0.533X12-0.532X13，

(2)

F3=-0.071X1+0.234X2+0.189X3+0.103X4-0.303X5+0.587X6-0.196X7+0.590X8-0.044X9+0.035X10-0.247X11+0.059X12-0.058X13。

(3)

圖1、2分別為主成分PC1、PC2二維得分圖(貢獻(xiàn)率73%)以及PC1、PC2、PC3三維得分圖(貢獻(xiàn)率86%)。由圖1、2可知，6個物種之間的距離分布情況存在部分重合，但香花油茶(1，2，3)相對其他物種主成分得分明顯更為接近，且在多因素情況下，原本存在相似性的單因素指標(biāo)產(chǎn)生影響。故香花油茶為新物種的可能性大，這與梁國校等[5]用分子分類的預(yù)測結(jié)果一致。另外發(fā)現(xiàn)廣寧紅花油茶(廣西)與宛田紅花油茶(圖1、2中的8和13)主成分得分相近，可能是這2種油茶存在一定關(guān)系，江澤鵬等[17]曾研究廣西本地油茶時也發(fā)現(xiàn)這2種油茶的油酸含量相似。為了更好地佐證主成分得分相似的油茶之間是否存在相似性，故采用聚類分析驗證之前的猜想。

2.4.2 主要油脂特征指標(biāo)聚類分析 使用Spss軟件中的系統(tǒng)聚類對除酸價、過氧化值[22-24]之外的所有數(shù)據(jù)(碘值、皂化值、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、ECN40-50)進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見圖3，其中香花油茶系列與普通油茶(海南)在類間距類為2時聚為一類，證明香花系列油茶確實與其他品種存在差異，其中海南普通油茶的成分在聚類中不在其他地區(qū)普通油茶之列，可能是海南普通油茶與當(dāng)?shù)馗咧萦筒杌蛘咂渌N類油茶雜交等原因使得其品質(zhì)產(chǎn)生差異，與袁軍等[25]的研究結(jié)果一致；普通油茶(岑軟2、岑軟3、湖南)與廣寧紅花油茶(湖南、江西)在類間距離為1～3時聚為一類，說明普通油茶與廣寧紅花油茶的油脂成分相似；陸川油茶與越南油茶聚為一類且與其他種類油茶存在較大類間距離；茶梅單獨為一類，與譚曉風(fēng)等[26]用分子分類法檢測的結(jié)果一致；廣寧紅花油茶(廣西)與宛田紅花油茶聚為一類，且相對其他12種油茶，在類間距離達(dá)到25后才有交點，因此這2種油茶同源可能性較大。

1～3. 香花油茶 4～7. 普通油茶 8～10. 香花油茶 11、12. 越南油茶 13. 宛田紅花油茶 14. 茶梅

圖1 樣品主成分PC1-PC2得分圖

Figure 1 Principal component score(PC1-PC2)

1～3. 香花油茶 4～7. 普通油茶 8～10. 香花油茶 11、12. 越南油茶 13. 宛田紅花油茶 14. 茶梅

圖2 樣品主成分PC1-PC2-PC3得分

Figure 2 Principal component score(PC1-PC2-PC3)

3 結(jié)論

測得14種樣品的油脂酸價0.38～1.47 mg/g，過氧化值2.15～4.56 mmol/kg，碘值79.39～85.86 g/100 g，皂化值187.97～196.37 mg/g。其中香花油茶的酸價(0.42 mg/g)和碘值(2.98 mmol/kg)均達(dá)到一級茶油標(biāo)準(zhǔn)。分離出13種甘三脂分別是LLLn、LLL、LLO、PLL、OOL+SLL、POL、PPL、OOO+SLO、OOP、POP、SOO、SLS、POS。脂肪酸含量中最高的為油酸(77%～85%)，其次是亞油酸(3%～11%)、棕櫚酸(6%～11%)、硬脂酸(2%～4%)、亞麻酸(0.5%～0.8%)。

1～3. 香花油茶 4～7. 普通油茶 8～10. 廣寧紅花油茶 11、12. 越南油茶 13. 宛田紅花油茶 14. 茶梅

圖3 14種樣品聚類分析系譜圖

Figure 3 Pedigree chart based on systematic clusteranalysis

通過單因素驗證香花油茶與其他5個油茶物種間各指標(biāo)是否存在顯著性差異，發(fā)現(xiàn)85%(11/13)的指標(biāo)存在顯著差異，說明香花油茶與其他5個物種大概率上存在顯著差異。進(jìn)一步使用多元分析-主成分分析法做進(jìn)一步比較，從13個測量值中提取足以反映絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)的主成分進(jìn)行多元比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)之前的2個單因素并未對結(jié)果產(chǎn)生影響，并且香花油茶的主成分得分與其他物種相比更為接近，能夠區(qū)分出來，說明香花油茶為新物種的可能性存在。最后，通過聚類分析對所有樣品進(jìn)行計算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)香花油茶能夠較好地聚類。綜上所述，香花油茶可以從油脂特征指標(biāo)上與其他油茶物種的油脂區(qū)分開。推測香花油茶為新油茶物種的可能性大。

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ComparisonofoilcharacteristicsbetweenCamelliaosmantha
andothercamelliaspecies

Camelliaosmanthais a new species found in Guangxi Province. In this study the oil quality was measured compared with other camellia species in respect of iodine value, saponification value, fatty acid, triglyceride composition and other attributes. Acid value, peroxide value, iodine value and saponification value of tested samples ranged as 0.38～1.47 mg/g, 2.15～4.56 mmol/kg, 79.39～85.86 g/100 g and 187.97～196.37 mg/g, respectively. The acid value and iodine value ofC.osmanthawere 0.42 mg/g and 2.98 mmol/kg that reached Grand one of Oil-tea camellia seed oil standard. Thirteen kinds of triglycerides were detected and the fatty acid contents were as followed: C18:1, 77%～85%; C18:0, 6%～11%; C18:1, 3%～11%; C16:0, 2%～4%; C18:2, 0.5%～0.8%. It was found thatC.osmanthacould be a good clustering and quite different compared with other similar species through statistics analysis.

Camellia; species; oil quality; cluster analysis; principal component analysis

廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點實驗室開放基金(編號：15-B-05-01)

陳柏林，男，中南林業(yè)科技大學(xué)在讀碩士研究生。

龍奇志(1967—)，女，中南林業(yè)科技大學(xué)副教授，博士。

E-mail：longqizhi11@126.com

2017—05—01

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.09.010