茶树籽和油茶籽中脂溶性化学成分的比较研究

沈丹玉 任传义 袁新跃 刘毅华 钟冬莲 汤富彬

茶树籽和油茶籽中脂溶性化学成分的比较研究

沈丹玉1任传义1袁新跃2刘毅华1钟冬莲1汤富彬1

（中国林业科学研究院亚热带林业研究所1，杭州 311400）
（杭州市富阳区食品安全检验检测中心2，杭州 311400）

收集24个不同品种的成熟茶树籽和油茶籽样品，分析出仁率、脂肪、脂肪酸组成以及角鲨烯和β-谷甾醇等脂溶性化学成分状况。结果表明，13个油茶籽样品中，平均出仁率、脂肪、棕榈酸、棕榈烯酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、顺-11- 二十碳烯酸分别为70.1%、51.7%、13.8%、0.1%、3.1%、72.7%、9.4%、0.6%、0.4%，而11 个茶树籽中平均值分别为64.2%、31.6%、14.7%、0.1%、2.7%、59.2%、21.8%、0.4%、1.0%。油茶籽中角鲨烯含量为61.3 ～296.1 mg／kg，茶树籽的则为17.2 ～227.0 mg／kg。油茶籽中角鲨烯平均含量149.0 mg／kg为茶树籽平均112.5 mg／kg的1.32倍。茶树籽中β-谷甾醇含量为313.3～558.1 mg／kg，油茶籽中则为52.6 ～122.8 mg／kg。前者平均值443.3 mg／kg 为后者80.8 mg／kg 的5.5 倍。通过相关分析，油酸与单不饱和脂肪酸，亚油酸与多不饱和脂肪酸，均呈现绝对正相关。通过聚类分析，茶树籽与油茶籽能很好地被区分成两大类。

茶树籽 油茶籽 化学成分

油茶籽为山茶科山茶属油茶种（Camellia oleifera Abel．）的果实［1］，是我国特有的木本粮油作物，脂肪酸组成与橄榄油接近［2］，并且富含角鲨烯、植物甾醇等功能成分［3-6］，具有东方橄榄油的美称。茶树籽为山茶科山茶属茶树种（Camellia Sinensis O．Ktze．）的果实［7］，一直以来对茶树的利用基本在于茶叶，而茶树籽除了少量作为育种外，大部分废弃，并未进行规模化开发和茶树籽油生产。茶树籽和油茶籽为同科同属植物，《本草纲目》有记载两者都可榨油食用。据农业部种植业管理司统计，2011年全国茶园面积3310.5 万亩［8］。按每亩茶园产茶树籽50 kg，出油率15%计算，全国茶树籽可产茶树籽油近25万t，可有效缓解我国食用油自给率不足的现状。

脂肪酸是油脂类的关键成分［9-10］，按照饱和程度分为饱和脂肪酸（Saturated fatty acids，SFA）、单不饱和脂肪酸（Monounsaturated fatty acids，MUFA）和多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acids，PUFA）。动物自身能合成所需的饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸，而含有2个或2个以上双键的多不饱和脂肪酸必须从植物中获取，因此多不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸，其中亚油酸和亚麻酸最重要。角鲨烯（Squalene）又名鲨烯、鲨萜，是一种高度不饱和的无环三萜化合物，可用于各种缺氧性疾病、心脏病、肝炎和癌症的防治，能防止癌症转移，是一种无毒性的具有抗癌、抗衰老作用的强化剂［12］。角鲨烯一般不能大量累积，植物中的角鲨烯主要分布在植物油中，在动物体内会很快转化成甾醇。植物甾醇（Phytosterol or Plant Sterol）是一种三萜醇类化合物。植物甾醇几乎存在于所有植物性食物中，植物油和谷物是植物甾醇最主要的膳食来源。大量研究证明，植物甾醇具有降低血液胆固醇、防治前列腺肥大、抗癌、类激素等多种生理功能［13］。

我国目前油茶籽油和油茶籽的品质评价主要依据国家标准油茶籽油［14］（GB 11765—2003）和国家林业行业标准油茶籽［15］（LY／T 2033—2012），这两项标准规定了油茶籽和油茶籽油产品的理化指标，未涉及营养指标。很多学者研究了两种油的脂肪酸组成和酸价、过氧化值、皂化值、碘值、折光指数等理化指标［16-18］。油茶籽中角鲨烯、β-谷甾醇也有部分研究，而茶树籽中关于植物油的营养成分研究较少，并且结果出入较大［19-20］。由于茶树籽的开发不完善、茶树籽油的生产不具规模化，暂时没有茶树籽和茶树籽油相关标准。角鲨烯和植物甾醇具有一定生理功能和活性，只用理化指标或者脂肪酸组成去评价油茶籽或茶树籽、油茶籽油或茶树籽油的品质，具有一定片面性。因此，利用科学的方法和手段研究对油茶籽和茶树籽中主要脂溶性成分进行研究和比较，对于油茶籽的选育、油茶籽油的营养品质评价、茶树籽的高效利用与高附加值产品开发具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料

在国家种质杭州茶树圃收集来自浙江省、福建省、云南省的小叶种、大叶种11个茶树籽样品（代码T1～T11）；在浙江省、湖南省、江西省、福建省、云南省等油茶主产区收集普通油茶、红花油茶13个油茶籽样品（代码C1～C13）。37种脂肪酸甲酯混合标准品：纯度为97.8%～99.9%，Supelco公司；角鲨烯标准品：纯度为99.5%，Sigma-Aldrich公司；β-谷甾醇标准品：纯度99.5%，Sigma-Aldrich公司；异辛烷、甲醇：色谱纯，Tedia公司；氢氧化钾：优级纯，天津市科密欧化学试剂开发中心；氯化钠、正己烷、石油醚、一水硫酸氢钠、无水硫酸钠、无水乙醇：分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

7890A气相色谱仪（配氢火焰离子检测器）、HP-5毛细管色谱柱（30 m × 0.25 mm id，0.25 μm）、HP-INNOWAX 毛细管色谱柱（30 m ×0.25 mm id，0.25 μm）：美国Agilent公司；CPA225D 分析天平：德国Sartorius公司；811索氏抽提器：瑞士BUCHI公司；RV10旋转蒸发仪：德国IKA公司；Milli-Q超纯水仪：美国Millipore公司。

1.2 出仁率的测定［21］

茶籽挑出空壳、枝叶等杂质后混合均匀，按四分法取样，称量茶树籽重量m1。用小木锤逐粒轻轻敲破外壳后用镊子把籽仁取出，称量籽仁重量m2。平行测定3次。按下式计算：

茶籽含仁率＝m2／m1×100%

1.3 脂肪的测定

采用索氏抽提法［22］。

1.4 油脂的制备

茶树籽和油茶籽的籽仁用粉碎机研磨成粉状后，过40目筛。称取制备好的茶籽粉（5 g），分别装入滤纸筒中，加入石油醚150 mL，用索氏浸提系统40℃循环提取12 h（适时添加石油醚）。萃取液用旋转蒸发仪将石油醚蒸去，即为茶树籽油和油茶籽油。

1.5 角鲨烯和β-谷甾醇的测定

对油脂进行皂化，萃取不皂化物，气相色谱法测定［23］。根据标准品出峰时间进行定性，定量按外标法计算。

1.6 脂肪酸组成的测定

采用酯交换法对脂肪酸进行甲酯化［24］，气相色谱法测定脂肪酸甲酯［25］。各脂肪酸组分根据标准品出峰时间进行定性，定量按峰面积归一化法计算各脂肪酸组分的相对含量。

2 结果与讨论

2.1 出仁率、脂肪、角鲨烯和β-谷甾醇含量

供试的茶树籽和油茶籽出仁率、脂肪、角鲨烯和β-谷甾醇含量见表1。从表中对比可知，油茶籽的出仁率比茶树籽高出近5%，脂肪含量则高出20%。不同来源的茶叶籽油角鲨烯含量存在极显著差异（P ＜0.001），最低的T5 只有17.2 mg／kg，最高的T2则达227.0 mg／kg，两者相差13倍。不同来源的油茶籽角鲨烯含量也存在极显著差异（P＜0.001），最高含量296.1 mg／kg 是最低含量61.3 mg／kg 的近5倍。油茶籽中角鲨烯含量平均高于茶树籽的值。茶树籽和油茶籽组内和组间β-谷甾醇含量均存在极显著差异（P＜0.001），茶树籽远高于油茶籽，茶树籽平均β-谷甾醇含量高达443.3 mg／kg，油茶籽则仅有80.8 mg／kg。油茶籽β-谷甾醇最高值仅为122.8 mg／kg，茶树籽β-谷甾醇含量最低值仍然有313.3 mg／kg，是前者的2.6 倍。

表1 茶树籽和油茶籽的含仁率、脂肪、角鲨烯和β-谷甾醇含量

2.2 脂肪酸组成

茶树籽油（Tea-seed oil）和油茶籽油（Camellia oil）的脂肪酸组成结果见图1。茶树籽油中棕榈酸C16∶0 质量分数为12.9%～17.1%，平均14.7%，棕榈烯酸C16∶1质量分数为0.06%～0.11%，平均0.08%；油茶籽油中棕榈酸C16∶0和棕榈烯酸C16∶1则分别为12.2%～14.8%和0.05%～0.08%，平均值13.8%、0.06%。茶树籽油中硬脂酸C18∶0质量分数为2.0%～3.5%，平均值2.7%，亚麻酸C18∶3 质量分数为0.3%～0.5%，平均值0.4%；油茶籽油中这两种脂肪酸则分别为3.1%和0.6%。茶树籽油和有茶籽油中上述4种脂肪酸含量接近。顺11-二十碳烯酸C20∶1含量略有差异，在茶树籽油中为0.9%～1.1%，平均值1.0%；在油茶籽油中则为0.3%～0.4%，平均值0.4%。油酸C18∶0 含量差别较大，茶树籽油质量分数最低为52.4%，最高有63.9%，平均值只有59.2%；油茶籽油含有70.6%～75.2%，平均值达72.7%。两种油的亚油酸C18∶2含量悬殊，茶树籽油含量最低的有18.3%，最高的为26.5%，平均21.8%；油茶籽油则含有7.3%～11.1%，平均值9.4%。此外，本次试验茶树籽油中花生酸C20∶0含量为0.1%；所有的油茶籽油均未测到花生酸。

图1 茶树籽油和油茶籽油的脂肪酸组成

2.3 相关分析

对茶树籽和油茶籽所有成分进行相关分析，相关矩阵分别见表2和表3。从相关矩阵表中可知许多成分之间直接的相关性比较强，证明他们存在信息上的重叠。茶树籽中油酸C18∶1与单不饱和脂肪酸MUFA，亚油酸C18∶2与多不饱和脂肪酸PUFA，相关性均为1.000，呈现绝对正相关。棕榈烯酸C16∶1与脂肪含量呈现负相关（相关性-0.900）。棕榈酸C16∶0与饱和脂肪酸SFA和单不饱和脂肪酸MUFA分别呈现正相关（相关性0.920）和负相关（相关性-0.877）。单不饱和脂肪酸MUFA与饱和脂肪酸SFA、多不饱和脂肪酸PUFA均呈现强负相关，相关性分别为-0.929与-0.986。油茶籽中脂肪含量与亚油酸C18∶2、多不饱和脂肪酸PUFA均呈现负相关，相关性为-0.947和-0.957。油酸C18∶1与单不饱和脂肪酸MUFA（相关性1.000），亚油酸C18∶2与多不饱和脂肪酸PUFA（相关性0.999），均呈现绝对正相关，与茶树籽的规律一致。

2.4 聚类分析

根据24个样品的主成分值运用SPSS19.0平均联接组间的树状图重新调整距离进行聚类合并得到图2。由图2可以看出，当距离为4时可将24个样品分为4类，对照24个样品的15个成分，得出分类依据主要在于角鲨烯和β-谷甾醇含量之和：第一类C1～C3、C6～C13这11个样品只有134.3～292.1 mg／kg，平均值200.9 mg／kg；第二类C4、C5 为379.9～ 398.5 mg／kg，平均值389.2 mg／kg；第三类T1、T4～T7这5 个品种为427.4～472.7 mg／kg，平均值达450.7 mg／kg；第四类T2、T3、T8-T11 这6 个样品为579.0 ～688.5 mg／kg，平均值高达643.3 mg／kg。距离为6时则分为两大类，刚好代码为C的油茶籽被聚为第一类，代码为T的茶树籽被聚为第二类。从聚类分析结果看，所有品种都被很好地聚类。

表2 茶树籽中15个成分的相关矩阵

表3 油茶籽中14个成分的相关矩阵

图2 供试验油茶籽、茶树籽品种的聚类谱系

3 结论

茶树籽与油茶籽，作为同科同属，在化学成分上具有一定的相似性。两者出仁率比较接近，油茶籽略高于茶树籽；油茶籽脂肪含量为茶树籽的1.6倍。茶树籽与油茶籽的棕榈酸C16∶0、榈烯酸C16∶1、硬脂酸C18∶0、亚麻酸C18∶3这4种脂肪酸组成接近；而油酸C18∶1、亚油酸C18∶2含量差异较大，茶树籽中质量分数分别为59.2%、21.8%，油茶籽中则为72.7%、9.4%。但是茶树籽与油茶籽中油酸C18∶1与亚油酸C18∶2两种脂肪酸之和近乎一致，分别为81.0%和82.1%。茶树籽均测到花生酸C20∶0，质量分数为0.1%，而油茶籽均未测到花生酸C20∶0。从脂肪酸分类上看，茶树籽和油茶籽中饱和脂肪酸SFA、单不饱和脂肪酸MUFA、多不饱和脂肪酸PUFA质量分数分别为17.6%、60.3%、22.2% 和16.9% 、73.1%、10.0%。茶树籽和油茶籽饱和脂肪酸总量差异不明显，两者差别在于茶树籽多不饱和脂肪酸PUFA总量高出12.2%，而油茶籽则是单不饱和脂肪酸MUFA总量高出12.8%。油茶籽中角鲨烯含量为茶树籽的1.32倍，茶树籽中β-谷甾醇含量为油茶籽的5.5倍。相关分析结果表明，茶树籽和油茶籽中油酸C18∶1与单不饱和脂肪酸MUFA，亚油酸C18∶2与多不饱和脂肪酸PUFA，均呈现绝对正相关。说明两种茶籽中单不饱和脂肪酸MUFA都是主要由油酸C18∶1构成，而多不饱和脂肪酸PUFA主要由亚油酸C18∶2构成。聚类分析结果表明，通过主要脂溶性成分对茶树籽和油茶籽进行分类具有很强可行性，适用于对茶树籽和油茶籽进行区分。特别是角鲨烯和β-谷甾醇含量之和，茶树籽和油茶籽差异显著。

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Comparative Study on Lipophilic Components in Tea Seed and Camellia

Shen Danyu1Ren Chuanyi1Yuan Xinyue2Liu Yihua1Zhong Donglian1Tang Fubin1
（Research Institute of Subtropical Forestry，Chinese Academy of Forestry，Hangzhou 311400）（Testing Center for food safety of Fuyang District of Hangzhou，Hangzhou 311400）

Twenty four different varieties of tea seeds and camellia samples were collected to analysize kernel percent，fat，fatty acid composition，squalene and β -Sitosterol and other fat soluble chemical components.Results showed that the average content of kernel，fat，palmitic acid，palmitoleic acid，stearic acid，oleic acid，linoleic acid，linolenic acid and cis-11-Eicosenoic acid in 13 varieties of Camellia seeds were 70.1%、51.7%、13.8%、0.1%、3.1%、72.7%、9.4%、0.6%、0.4%，respectively，while the mean values in 11 kinds of tea seeds were 64.2%、31.6%、14.7%、0.1%、2.7%、59.2%、21.8%、0.4%、1.0%，accordingly.Among samples of Camellia，content of squalene was in the range of 61.3 ～296.1 mg／kg which averages 149.03 mg／kg，and the content of squalene were between 17.2 ～227.0 g／kg，of average 112.45 mg／kg in tea seeds.Consequently the content of squalene in Camellia was higher nearly 1.32 times than in tea seed.The content ofβ -Sitosterol was 313.3 ～558.1 mg／kg and the average value was 443.3 mg／kg in tea seed，while the lowest content of squalene in Camellia sample was 52.6 mg／kg，while the highest was122.8 mg／kg with the mean of 80.8 mg／kg.So the mean content ofβ -Sitosterol in tea seed was higher nearly 5.5 times than that in Camellia.There were positive correlations between Oleic acid and Monounsaturated fatty acids and between linoleic acid and polyunsaturated fatty acids by correlation analysis.The tea seed samples and Camellia samples can be divided into two classes by cluster analysis.

tea seed，camellia，chemical components

TQ646

A

1003-0174（2016）11-0043-06

国家林业公益性行业科研专项（201304705）

2015-05-04

沈丹玉，女，1982年出生，实验师，经济林产品质量安全

汤富彬，男，1971年出生，研究员，经济林产品质量安全