湖南產不同油茶資源的綜合評價*

段 彥，李順祥,2，黃 丹，周炎輝，楊富茗，周婷婷，王 智，李 娟,2

（1.湖南中醫藥大學，湖南 長沙 410208；2.湖南省中藥活性物質篩選工程技術研究中心，湖南 長沙 410208；3.湖南奇異生物科技有限公司，湖南 長沙 410008）

油茶是山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia）植物，廣泛種植于我國湖南、江西、廣西和海南等17個省區[1]，其種子可榨油（茶油）供食用。茶油為純天然的植物油脂，不含芥酸、膽固醇等對人體有害物質，主含油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸及部分飽和脂肪酸等，且其組成比例與橄欖油相似，被譽為“東方橄欖油”[2]，還含有維生素E、角鯊烯、甾醇和酚酸等多種生物活性成分[3]，具有抗炎、抑菌、抗氧化、降血脂和促滲透等作用[4-7]。山茶屬油茶（Camellia oleifera Abel.）或小葉油茶（Camellia meiocarpa Hu ms.）成熟種子用壓榨法制得的脂肪油，現已收載于2020年版《中華人民共和國藥典》（一部），用于注射用茶油的原料及軟膏基質[8]。茶油作為優質的植物油脂，綠色安全，營養成分豐富，在醫藥、保健食品和化妝品等領域有著廣闊的發展前景，具有極高的研究和應用價值。目前，油茶是我國重要的木本油料作物，在國民健康和生產生活的地位中舉足輕重，黨中央、國務院高度重視，出臺了《全國油茶產業發展規劃（2009—2020）》，2008—2020年間連續八次召開“全國油茶產業發展現場會”，有力推動了油茶產業的跨越式發展，湖南省于2018年也明確提出了推動茶油品牌建設、打造油茶“千億產業”的發展目標。因此，開發高附加值油茶產品，對實現油茶“千億產業”的目標具有重要意義。

本研究對湖南省長沙市瀏陽湘純油茶種植基地進行了油茶種質資源的調察，并采集10種油茶種質資源的樣本，從油茶果葉性狀特征、茶油經濟性狀、茶油理化常數和脂肪酸成分分析等方面考察油茶種質資源，并對關鍵指標采用灰色關聯-TOPSIS法綜合評價不同油茶種質資源，為優選油茶品種，指導種植基地油茶的低產改造，進一步推動油茶產業的發展提供理論依據。

1 材 料

1.1 藥物與試劑 油茶樣本：2019年10月24日采于長沙市瀏陽湘純油茶種植基地（113.5°E，28.3°N）。根據基地種植油茶植物的葉片和果實的形態特征，劃分為10種不同的油茶種質資源，分別編號為YCZ-1、YCZ-2、YCZ-3、YCZ-4、YCZ-5、YCZ-6、YCZ-7、YCZ-8、YCZ-9和YCZ-10。（見圖1）

試劑：正己烷（國藥集團化學試劑有限公司，批號：T20111013）；乙醇（國藥集團化學試劑有限公司，批號：20210514）；氫氧化鈉（國藥集團化學試劑有限公司，批號：20200826）；甲醇（國藥集團化學試劑有限公司，批號：20170421）；15%三氟化硼甲醇溶液（國藥集團化學試劑有限公司，批號：20120129）；氯化鈉（國藥集團化學試劑有限公司，批號：20190826）和無水硫酸鈉（國藥集團化學試劑有限公司，批號：20160808）均為分析純；正庚烷（天津市化學試劑研究所，批號：20150712）為色譜純。

1.2 主要儀器 111-101-40型數顯游標卡尺（佛山市棱輝工量刃具有限公司）；BSA124S-CW型電子天平（賽多利斯科學儀器有限公司）；SB-5200DTD型超聲儀（寧波新芝生物科技股份有限公司）；AF-12A型打粉機（溫嶺市奧力中藥器械有限公司）；HH-600型水浴鍋（金壇市神科儀器廠）；RE-52A型旋轉蒸發儀（上海亞榮生化儀器廠）；GC-MS-QP2010型氣質聯用儀（日本島津公司）；Aoc-20i自動進樣器；Edward E2M2.5真空泵；GC-MS solution工作站（日本島津公司）；標準譜庫為美國NIST質譜檢索數據庫。

2 方 法

2.1 油茶外觀性狀的測定 每種油茶種質資源隨機抽取3株采樣，采集全部果實和部分葉片，標記，編號。每種油茶樣本隨機選取12顆果實與12片葉子，用游標卡尺測量其果長、果直徑、葉長和葉寬，并計算其果形指數（果長/果直徑）和葉形指數（葉長/葉寬）。

2.2 油茶經濟性狀的測定 用電子秤稱量每種油茶樣本所有果實總質量，計算單株結實量；隨機抽取12顆果實，分別稱量果實和種子質量，計算鮮果出籽率（種子鮮質量/果實鮮質量）；自然干燥后，稱量干燥后果實和種子質量，計算干出籽率（種子干質量/果實干質量）；以正己烷為溶媒，回流提取每種油茶樣本茶籽仁粗粉，50 ℃減壓濃縮后得到茶油，稱重，計算出油率（茶油質量/茶籽仁粗粉質量）。

2.3 茶油理化常數的測定 參考2020年版《中華人民共和國藥典》（一部），測定茶油的酸值（通則0713）、皂化值（通則0713）和碘值（通則0713）等理化常數[8]。

2.4 茶油脂肪酸分析

2.4.1 樣品制備 取0.2 g茶油樣品，精密稱定，精密加入2%氫氧化鈉甲醇溶液8 mL，（80±1）℃水浴回流直至油滴消失。從回流冷凝器上端精密加入7 mL15%三氟化硼甲醇溶液，繼續回流2 min，用少量水沖洗回流冷凝器，迅速冷卻至室溫，精密加入30 mL正庚烷，振搖2 min，再加入飽和氯化鈉水溶液，靜置分層，移取上層正庚烷液5 mL，至25 mL試管中，加入3.5 g無水硫酸鈉，振搖1 min，靜置5 min，吸取上層液至進樣瓶中待測定[9]。

2.4.2 色譜質譜條件[10]色譜條件：色譜柱為DB-5石英毛細管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度為240 ℃；載氣為氦氣（100 kPa）；分流比為10∶1；升溫程序：初始100 ℃，保持5 min，以5 ℃/min升至250 ℃，保持20 min。質譜條件：離子源為EI；電離電壓：70 eV；離子源溫度：230 ℃；接口溫度：250 ℃；質譜范圍：35-650 Amu；掃描周期：0.5 s。

研究中發現，單一層面切片的HE染色，前哨淋巴結發現45枚(8例)(17.7%)、非前哨淋巴結41枚(14例)(34.1%)發現轉移。對365枚前哨淋巴結行多層切片HE染色及免疫組化染色檢測，發現單層切片常規HE染色前哨淋巴結均有微小轉移，余下HE染色陰性的前哨淋巴結有微小轉移灶，直徑均小于2 mm，累計有96枚前哨淋巴結內有轉移灶。

2.5 灰色關聯-TOPSIS法綜合評價油茶種質資源 選取能反映茶油產量的經濟性狀（單株結實量、鮮果出籽率、干出籽率和出油率）及反映茶油品質差異的質量指標（酸值、皂化值、碘值、油酸、棕櫚酸和硬脂酸）為綜合評價指標，構建灰色關聯-TOPSIS綜合評價模型，對10種油茶種質資源進行綜合品質評價。

2.5.1 最優及最差指標的確定 設有m個樣品，每個樣品有n項評價指標，由此組成評價單元序列{Xij}（i=1，2，3，……，m；j=1，2，3，…，n；本研究中m=10，n=10）。評價指標統一后，設其中最優參考序列記為{Xsj}，最差參考序列記為{Xtj}。其中最優參考序列的各項指標是m個樣品對應指標的最大值，最差參考序列的各項指標是m個樣品對應指標的最小值。

2.5.2 原始數據標準化處理 按公式Yij=Xij/Xj對原始數據進行規格化處理，其中Yij為規格化處理后的數據，Xij為原始數據，Xj為第n個樣品第j個指標的均值。

2.5.3 熵權法客觀賦權[11]根據信息熵的計算公式，計算各個指標的信息熵（E），分別為E1、E2、E3、…、Ej，通過信息熵計算各指標的權重Wj。計算公式如下：

2.5.4 灰色關聯系數的計算[12]計算相對于最優參考序列和最差參考序列的關聯系數，公式如下：

本實驗ρ取值為熵權法計算所得各指標權重Wj。

2.5.5 相對接近程度的計算[13]根據灰色關聯系數矩陣ξ，確立最優值向量（ξ+）和最劣值向量（ξ-），其中ξ+對應矩陣ξ每一列的最大值，ξ-對應矩陣ξ每一列的最小值；計算各評價對象各指標與最優值、最劣值的歐氏距離D+i和D-i。計算公式如下：

根據歐氏距離D+i和D-i計算各評價對象指標值與最優值的相對接近程度，以Ci的大小衡量各評價對象的優劣，Ci越大，表示越接近最優水平。計算公式如下：

3 結果

表1 不同種質油茶的果實和葉片特征

表2 不同種質油茶的果實和葉片測定數據（，n=12）

表2 不同種質油茶的果實和葉片測定數據（，n=12）

圖1 不同種質油茶果實和葉片圖

3.2 油茶經濟性狀的測定 單株結實量是油茶籽產量的重要指標，10種油茶種質資源的單株結實量差異較大，最大的是YCZ-10，為（1 911±102）g，最小的是YCZ-9，為（368±97）g，相差接近5倍；出籽率和出油率則能直觀反映茶油的產量，出籽率分為鮮果出籽率和干出籽率，在10種油茶種質資源中，YCZ-3鮮果出籽率和干出籽率最大，分別為（68.77±2.42）%和（71.13±2.51）%，YCZ-7鮮果出籽率最小，為（28.64±2.50）%，YCZ-10干出籽率最小，為（38.48±3.05）%，10種油茶種質資源中出油率最高的是YCZ-4，為（46.67±0.79）%，最低的是YCZ-10，為（31.23±0.38）%，各經濟性狀測定數據見表3。單株結實量、出籽率和出油率等經濟性狀能從各方面反映油茶種質的優劣，10種油茶種質資源的經濟性狀均有一定的差異，但單獨考察各項指標不能合理有效評價油茶品種質量，故需綜合各指標對油茶進行質量評估，才更具科學性。

表3 不同種質油茶的經濟性狀（，n=3）

表3 不同種質油茶的經濟性狀（，n=3）

3.3 茶油理化常數的測定 茶油的理化性質能反映其品質，酸值是衡量茶油中游離脂肪酸含量的指標，可以反映茶油的新鮮度和酸敗變質情況。皂化值可反映茶油的平均分子量大小。碘值可以說明茶油組成中不飽和脂肪酸的多少和不飽和程度的大小。茶油品質的優劣可以根據這些指標來評價。10種茶油中YCZ-1酸值最高，為（2.85±0.21）mg/g，YCZ-8酸值最低，僅為（2.02±0.23）mg/g；其皂化值差異較大，在（173.54±4.09）～（199.13±3.54）mg/g之間；YCZ-3的碘值最高，為（87.87±3.08）g/100 g，YCZ-5碘值最低，為（80.62±2.34）g/100 g。（見表4）

表4 不同種質茶油理化常數測定結果（n=3）

3.4 茶油GC-MS分析結果 采用GC-MS聯用技術對茶油中脂肪酸組成進行檢測，總離子流圖見圖2，主要成分及其相對百分含量見表5。10種茶油中共檢測到9個成分，均含有的成分是油酸、棕櫚酸、硬脂酸、肉豆蔻酸和十七烷，部分茶油中未檢測到二十烷、棕櫚油酸、順式-10-十七碳烯酸和順式-11-二十碳烯酸等4個成分。

圖2 茶油GC-MS 總離子流色譜圖

表5 不同種質茶油脂肪酸組成分析

茶油中的不飽和脂肪酸主要是油酸，10種茶油中油酸相對含量差異不大，最高的是YCZ-5，為90.16%，最低的是YCZ-1，為86.09%，飽和脂肪酸主要是棕櫚酸和硬脂酸。YCZ-1棕櫚酸含量最高，為10.38%，YCZ-2含量最低，為6.76%，硬脂酸含量在1.26%～3.53%。其他成分如肉豆蔻酸、棕櫚油酸等則相對含量較少，均低于1%。

3.5 灰色關聯-TOPSIS法綜合評價油茶種源

3.5.1 熵權法客觀賦權 采用熵權法對10個評價指標進行客觀賦權，各評價指標的信息熵和權重系數見表6。各指標信息熵的大小排序為：棕櫚酸＞皂化值＞硬脂酸＞油酸＞碘值＞酸值＞干出籽率＞出油率＞單株結實量＞鮮果出籽率，權重系數正好相反，說明對油茶種質資源影響最大的是鮮果出籽率，其次是單株結實量、出油率和干出籽率，其他指標影響較小。此外，各評價指標權重系數均不相同，說明不同指標對油茶質量的貢獻程度也不一樣。

表6 熵權法計算所得信息熵及權重

3.5.2 10種油茶種質資源的相對接近程度及排序 按照TOPSIS分析法的步驟對不同種質的油茶進行灰色關聯-TOPSIS評價，并排序，其結果見表7。相對接近度Ci的值越大表明該評價對象越接近最優水平，Ci的值越小表示該評價對象越接近最差水平。評價結果顯示，YCZ-3相對接近度最大，為0.599，其次是YCZ-2（0.594），兩種油茶的相對接近程度相近，表明這兩種油茶種質資源品質基本一致，另外8種油茶種質資源相對接近度與這YCZ-3和YCZ-2相差較大，說明這兩種油茶種質資源質量明顯優于其他8種，相對于其具有更大的優勢，是品種優良的油茶資源。

表7 不同種質油茶灰色關聯-TOPSIS 評價及排序

4 討論

本研究測定了油茶籽的經濟性狀和茶油的理化指數，并運用GC-MS技術對茶油脂肪酸組成進行了分析，選取單株結實量、鮮果出籽率、干出籽率、出油率、酸值、皂化值、碘值、油酸、棕櫚酸和硬脂酸為綜合評價指標，以熵權法計算各指標的權重，結合灰色關聯法和TOPSIS法構建綜合評判模型，以相對接近度為測度來綜合評價湖南產不同油茶種質資源的品質。

灰色系統能利用己知信息通過關聯度去揭示未知信息，對數據容量和概率分布沒有嚴格要求，只需較少的原始數據，便可尋找體系中的規律性，被廣泛運用于多指標中藥材質量的綜合評價[14-17]。本研究采用灰色關聯-TOPSIS綜合評判模型[18]，該模型在傳統TOPSIS法的基礎上引入灰色關聯系數。TOPSIS法通過計算相對距離來反映序列間線性變化關系，也體現了曲線趨勢，同時以熵權法對各評價指標賦權，避免了主觀賦權法的主觀性和不確定性，使評價結果更加科學準確、客觀、合理。

研究結果顯示，YCZ-3是綜合評價排序最高的油茶種質資源，其次是YCZ-2，但兩種油茶種質資源的相對接近程度相近，即兩種油茶的品種質量基本一致，故油茶種植基地在選取優質種源時應主要考慮這兩種油茶。此外，研究發現，對油茶品種質量貢獻較大的多為油茶的經濟性狀，而茶油的理化常數和脂肪酸組成對油茶品種質量的影響較小，說明種植基地的10種油茶所產出的茶油在質量上區別不大，主要影響因素是油茶籽和茶油的產量，故在后續的種植和生產過程中應注重產量方面的問題，如：施加合適的肥料，調節種植密度，來提高油茶籽的產量，優化制油工藝，提高出油率等。

油茶種植基地現存10種不同的油茶種質資源，其中部分油茶因種源限制，相對于優良品種，產生的經濟效益較低，但同樣會占用土地、水利等資源，故應對10種油茶種質資源進行綜合評價，篩選優良的油茶品種，為后期的良種繁育、油茶林的低產改造提供科學依據。