长柱红山茶种子营养成分的产地差异性研究

， ， (.贵州大学林学院， 贵阳 55005； .贵州省植物园， 贵阳 550004；.贵州科学院， 贵阳 55000)

长柱红山茶种子营养成分的产地差异性研究

吕晓梅1，刘海燕2，邹天才3
(1.贵州大学林学院， 贵阳 550025； 2.贵州省植物园， 贵阳 550004；3.贵州科学院， 贵阳 550001)

长柱红山茶(Camellialongistyla)种子颇具油用价值。以黔东南雷公山区和黔北赤水河谷采集的野生种子为材料，分别测试分析其种子形态特征、内含氨基酸及脂肪酸含量的差异，以探讨环境对种子营养价值的影响。结果表明： 1) 长柱红山茶种子属大粒种子，千粒重达3 038.32 g，脂肪含量达42.86%；不同产地的种子形态达到显著差异、种子千粒重呈极显著差异、可溶性糖含量显著差异、可溶性蛋白含量和脂肪含量不显著差异。 2) 产于雷公山区和赤水河谷的种子中皆含有7种人体必需氨基酸和6种非必需氨基酸，总氨基酸(TAA)含量分别为19.37，33.01 mg/g，人体必需氨基酸(EAA)含量分别为8.01，13.29 mg/g，其中组氨酸含量最高(分别为5.79 mg/g和10.14 mg/g)，亮氨酸次之(分别为2.07 mg/g和3.41 mg/g)，色氨酸最低(分别为0.18 mg/g和0.03 mg/g)；不同产地种子氨基酸含量中除胱氨酸、缬氨酸含量差异显著外，其余11种氨基酸、总氨基酸、人体必需氨基酸、非必需氨基酸的含量差异达到极显著差异。 3) 2个产地的种子营养评价皆达到WHO/FAO的理想蛋白质标准，可作为贵州特有的油用山茶种质资源开发利用。

长柱红山茶； 种子氨基酸含量； 营养评价； 不同产地； 差异性分析

长柱红山茶(CamellialongistylaChang ex F.A.Zeng et H.Zhou)，系统发育于五桠果亚纲基部山茶科山茶属红山茶组[1]，常绿阔叶小乔木或为伴生下木，是东亚植物区系贵州高原亚地区(IIID 10 d)的稀有濒危植物[2]，树形美观、枝茂叶绿，玫瑰红色大花(花径6～10 cm)，蒴果球形直径可达4.5～5.5 cm，颇具园林观赏和经济价值[3-4]。现仅发现分布于贵州省雷公山大唐乡新联村和赤水市金沙沟河谷地区的常绿阔叶林中，两产地的分布区总面积约5 km2，自然繁殖率较低、种群数量稀少[5]。

山茶属植物种子可榨油，是食用油及工业用油的主要来源，少数种类供药用[6]，贵州省植物园等已对长柱红山茶的资源保护利用、生态特征等方面开展了研究[7-12]。氨基酸是生物体内不可或缺并参与其生理代谢的最基本物质，一般可占植物干重的10%～30%[13]，目前对山茶属植物氨基酸含量等方面研究也取得研究进展[14-17]，而对其种子内含营养物质特征及其不同产地差异性方面的研究较少。通过对分布于黔东南雷公山区和黔北赤水河谷2个不同地区的长柱红山茶种子形态特征、种子内氨基酸及脂肪酸成分含量差异性的研究，探讨山茶植物产地环境对种子营养价值的影响，以期为山茶属植物的科研和生产应用等提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

表1 长柱红山茶种子不同产地(大塘乡和丙安乡)的生境及采种时间

产地生境特征 雷山县大塘乡新联村赤水市丙安乡瓦店村海拔高度(m)1100～14001000～1300地形地貌丘陵缓坡沟谷陡坡年均气温(℃)14．115．5年均相对湿度(%)80～8283～85土壤类型及pH值山地黄壤，4．5～6．0山地黄壤，4．5～6．0植被特征常绿阔叶落叶混交林常绿阔叶林、竹林种群大小(km2)12资源现状稀有(R)稀有(R)采种时间(年/月/日)2015/10/112015/10/10种子完好率(%)82．079．6

选择在贵州高原亚地区(IIID 10 d)贵州省雷山县大唐乡新联村、赤水市丙安乡瓦店村2个不同地区的长柱红山茶种子为材料，种子采集于野生的常绿落叶阔叶混交林中，每个采集地设3个重复，采种10 kg，种子采回在室内通风干燥处自然晾干，备用。2个产地的生态环境特征值如表1所示。

1.2 研究方法

1.2.1 种子形态特征测定

目测种子形态和颜色后选取种子长度、宽度、厚度及种子千粒重作为形态指标，以种子纵轴为长度，以横向最大宽度为宽度，每个产地选取50粒种子，用游标卡尺分别测量长度和宽度，各3次重复，每个产地共测量60粒种子。种子千粒重检测参照GB 2772-1999《林木种子检验规程》[18]，随机数取测定样品8个重复，每重复100粒种子，各重复分别称量(g)，计算其平均值。

1.2.2 种子营养测定

将各产地种子分别于(105±5)℃烘干至恒质量并粉碎，用于营养成分的测定。可溶性糖含量采用蒽酮显色法测定，可溶性蛋白含量用考马斯亮蓝法进行测定，脂肪含量测定采用索氏提取法测定[19]，以石油醚(30～60 ℃)为提取溶剂；每处理3次重复。

1.2.3 种子氨基酸及脂肪酸测定

采用高效液相色谱(HPLC)和氨基酸比值系数法测定其种子中氨基酸的成分及含量[20]，先分别称取组氨酸(0.016 3 g)、门冬氨酸(0.080 2 g)、胱氨酸(0.048 1 g)、丝氨酸(0.026 9 g)、精氨酸(0.050 9 g)、甘氨酸(0.088 2 g)、苏氨酸(0.025 5 g)、赖氨酸(0.046 0 g)、脯氨酸(0.016 7 g)、丙氨酸(0.067 2 g)、酪氨酸(0.036 7 g)、缬氨酸(0.015 5 g)、甲硫氨酸(0.019 6 g)、谷氨酸(0.019 4 g)、异亮氨酸(0.045 7 g)、亮氨酸(0.033 4 g)、苯丙氨酸(0.017 4 g)，加入适量6 mol/L HCl定容至10 mL，配制成17 种氨基酸混合标准储备液。同时称取0.100 g 的4-氨基丁酸标准物于10 mL 容量瓶中，6 mol/L HCl定容，配制成浓度10 mg/mL的内标使用液。再称取 0.2 g经破碎处理的山茶种子样品于聚氯乙烯罐中，加入10 mL 的6.0 mol/L HCl，于马弗炉中110 ℃水解24 h，过滤，取0.5 mL 于试管中，混标也取0.5 mL 于另一试管中，滤液和混标旋干后，加入0.5 mL 的0.1 mol/L HCl溶解。最后对标准品及样品进行衍生与测定：分别取混合标准液和样品水解液500μL 加入200μL 的10 mg/mL 4-氨基丁酸(内标)和1.5 mL、0.7 mol/L 的 HPO3，震荡摇匀后，-4 ℃下离心30 min，取上清液500μL 加入pH值为9.0 的Na2CO3-NaHCO31.5 mL，然后加入30 mg/mL 的 2,4-二硝基氯苯500μL，再震荡摇匀，置于90 ℃恒温遮光水浴1.5 h，冷却至室温，加入10%乙酸500μL 摇匀，加超纯水定容至5.0 mL，用0.45μm 有机滤膜过滤，高效液相色谱测试。得标准液及样品衍生物溶液，取20μL进样测定。以保留时间定性，峰面积内标法定量，用岛津色谱工作站进行数据处理。

表2 长柱红山茶种子形态和营养成分比较

产地差异比较可溶性糖(100%)可溶性蛋白(100%)脂肪(100%)长(mm)宽(mm)厚(mm)千粒重(g)雷山县大唐乡新联村18．81±0．7316．41±0．3543．93±0．5321．57±0．3521．84±0．3015．60±0．233201．60±38．11赤水市丙安乡瓦店村15．45±0．7915．79±0．1141．79±0．6420．85±0．4020．21±0．3514．40±0．263075．04±52．68t值3．12∗2．571．692．07∗2．73∗∗3．49∗∗5．02∗∗平均值17．1315．7942．8621．3520．8915．003038．32标准差2．191．051．482．412．581．82210．29CV(%)12．786．653．4511．2812．3312．136．92

注：“*”为plt;0.05；“**”为plt;0.01。

色氨酸的测定参照徐礼生[21]紫外分光光度法快速测定，脂肪酸成分依据JY/T 021-1996分析型气相色谱通则，用GC-2014气相色谱分析仪检测。实验重复3次，汇总取平均值。

1.2.4 种子氨基酸营养价值评价

种子营养价值评价采用理想蛋白质和人体必需氨基酸模式谱比对法[22]，计算供试样品中必需氨基酸(EAA) 的氨基酸比值(RAA) ，氨基酸比值系数(RC) 及比值系数分值(SRC)。

RAA=待评蛋白质EAA含量/模式谱中相应EAA含量；

RC=RAA/RAA的平均值；

SRC=100-CV×100(式中:CV为RC的变异系数；CV=标准差/均值)。

其中RAA表明样品蛋白质中某种EAA含量是WHO/FAO模式谱中相应EAA倍数；RAA和RC值越接近1，表明该氨基酸越接近WHO/FAO模式谱，RCgt;1表明该种必需氨基酸相对过剩，RClt;1表明该氨基酸相对不足；RC值最小者则为第一限制性氨基酸(FLAA)；SRC越接近100，营养价值越高，SRC越小，营养价值越低[23]。

1.3 数据处理

利用Excel，SPSS 20.0软件对实验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 种子形态特征

种子的种脐、外种皮、内种皮和种胚皆发育完整，种胚的胚芽、胚轴、胚根和子叶形态明显，种皮平滑无毛且角质坚硬，种子呈黑褐色三角状倒卵形。检测结果显示(表2)，长柱红山茶种子长、宽、厚均值分别为21.35，20.89，15.00 mm，千粒重均值为3 038.32 g；产于雷山县大唐乡新联村的种子长、宽、厚、千粒重均大于产于赤水市丙安乡瓦店村的，变异系数分别为11.28%、12.33%、12.13%、6.92%。t检验结果表明，两地种子的外形存在差异，种子长呈显著差异，种子宽、种子厚呈极显著差异，种子千粒重呈极显著差异。

2.2 种子营养成分及含量分析

种子内含营养物质成分及含量分析显示(表2)，长柱红山茶种子的脂肪含量达到了42.86%，可溶性糖含量和可溶性蛋白含量分别为为17.13%、15.79%。产于雷山县大唐乡新联村种子的脂肪、可溶性蛋白、可溶性糖含量均大于产地为赤水丙安乡瓦店村的，变异系数分别为3.45%、6.65%、12.78%。t检验结果表明，两地种子可溶性糖含量差异显著，可溶性蛋白含量和脂肪含量差异不显著。

2.3 氨基酸混合标准品色谱分离的结果

测试分析的5μL色谱图如图1所示，完整分离一次17种氨基酸实验需要55 min，出峰顺序及浓度(mg/mL)为：1-组氨酸(1.63)、2-天冬氨酸(8.01)、3-胱氨酸(4.87)、4-丝氨酸(2.68)、5-精氨酸(5.08)、6-甘氨酸(8.82)、7-苏氨酸(2.54)、8-赖氨酸(4.60)、9-脯氨酸(1.66)、10-丙氨酸(6.73)、11-内标(4-氨基丁酸)(0.128)、12-酪氨酸(3.65)、13-缬氨酸(1.51)、14-甲硫氨酸(1.92)、15-谷氨酸(1.95)、16-异亮氨酸(4.56)、17-亮氨酸(3.38)、18-苯丙氨酸(1.71)。

表3 不同产地长柱红山茶种子中的氨基酸组成及含量

氨基酸种类 样品氨基酸含量(mg/g)及差异比较雷山县大塘乡新联村赤水市丙安乡瓦店村t值平均值标准差CV(%) 组氨酸(His)5．7910．143．87∗∗7．972．3829．94 天冬氨酸(Asp)NDNDNDNDNDND 胱氨酸(Cys)1．642．52．28∗2．070．4923．53 丝氨酸(Ser)NDNDNDNDNDND 精氨酸(Arg)0．571．43．87∗∗0．990．4646．43 甘氨酸(Gly)1．32．172．36∗∗1．740．4827．73 苏氨酸(Thr)∗0．571．022．32∗∗0．800．2531．54 赖氨酸(Lys)∗1．752．933．49∗∗2．340．6527．77 脯氨酸(Pro)1．292．193．33∗∗1．740．5028．87 丙氨酸(Ala)0．791．293．65∗∗1．040．2927．60 酪氨酸(Tyr)NDNDNDNDNDND 缬氨酸(Val)∗1．542．322．20∗1．930．4422．95 甲硫氨酸(Met)∗NDNDNDNDNDND 谷氨酸(Glu)NDNDNDNDNDND 异亮氨酸(Ile)∗1．031．832．52∗∗1．430．4431．08 亮氨酸(Leu)∗2．073．412．62∗∗2．740．7527．24 色氨酸(Trp)0．180．032．00∗∗0．110．0879．17 苯丙氨酸(Phe)∗1．051．782．50∗∗1．420．4129．03 人体必需氨基酸EAA8．0113．293．37∗∗26．297．4328．26 非必需氨基酸NEAA11．5619．722．94∗∗10．642．9527．72 总氨基酸(mg/g)TAA19．5733．013．79∗∗15．654．4928．66 EAA/TAA(%)40．940．32．2340．530．501．23 EAA/NEAA(%)69．367．42．2768．181．412．07

注：表中ND表示未检测到；氨基酸种类列“*”指人体必需氨基酸，t值列“*”为plt;0.05；“**”为plt;0.01。

表4 种子中各种必需氨基酸与WHO/FAO 模式谱的比较

模式谱和不同的产地ThrValMet+CysIleLeuPhe+TyrLysWHO/FAO模式谱4．05．03．54．07．06．05．5雷山县大唐乡新联村0．571．541．641．032．071．051．75赤水市丙安乡瓦店村1．022．322．51．833．411．782．93

2.4 种子的氨基酸组成及含量分析

由种子中18种氨基酸含量的检测结果可知(表3)，雷山县大唐乡新联村和赤水丙安乡瓦店村的长柱红山茶种子中皆含有7种人体必需氨基酸和6种非必需氨基酸，均未检测出天冬氨酸、丝氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸和谷氨酸5种氨基酸；总氨基酸(TAA)含量分别为19.37，33.01 mg/g，人体必需氨基酸(EAA)含量分别为8.01，13.29 mg/g；组氨酸含量最高(分别为5.79 mg/g和10.14 mg/g)，亮氨酸次之(分别为2.07 mg/g和3.41 mg/g)，色氨酸最低(分别为0.18 mg/g和0.03 mg/g)。t检验结果表明，雷山县大唐乡新联村和赤水市丙安乡瓦店村长柱红山茶的种子中13种氨基酸含量具有明显差异，其中胱氨酸、缬氨酸差异显著，其余11种氨基酸差异极显著，人体必需氨基酸、非必需氨基酸、总氨基酸含量差异极显著。

以上两地必需氨基酸与总氨基酸比值(EAA/TAA)分别为40.9%、40.3%，必需氨基酸与非必需氨基酸比值(EAA/NEAA)分别为69.3%、67.4%，皆达到了WHO/FAO 提出的理想蛋白质标准(EAA/TAA=40%，EAA/NEAA=60%)。

2.5 营养评价

采用氨基酸比值系数法开展了长柱红山茶种子的氨基酸营养评价，2个不同产地的长柱红山茶种子中必需氨基酸都低于WHO/FAO模式值(表4) 。雷山县大唐乡新联村的长柱红山茶种子中的第一限制性氨基酸为苏氨酸，赤水市丙安乡瓦店村的长柱红山茶种子中各必需氨基酸的RC均gt;1，表明其种子中各项必需氨基酸均相对过剩，2个不同产地长柱红山茶种子的SRC分别达到了89.307、90.947，说明2个产地长柱红山茶种子中的蛋白质皆具有很高的营养价值。

2.6 脂肪酸成分分析

长柱红山茶种子中脂肪酸成分及含量的分析结果(表6)表明，2个产地长柱红山茶种子中的不饱和脂肪酸含量均高于饱和脂肪酸含量，雷山县大唐乡新联村长柱红山茶种子的饱和脂肪酸含量高于赤水市丙安乡瓦店村的，分别为33.34%、28.11%，而不饱和脂肪酸含量则相反，分别为66.66%、71.89%。t检验结果表明，两地长柱红山茶种子中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量差异极显著，其中棕榈酸、油酸含量差异极显著，硬脂酸含量差异显著，亚油酸含量差异不显著。

表5 种子中各种必需氨基酸的RAA、RC 和SRC 分析结果

不同产地ThrValMet+CysIleLeuPhe+TyrLysSRC雷山县大唐乡新联村RAA0．1430．3080．4690．2580．2960．1750．31889．307RC0．667∗0．8230．9020．7750．8540．8380．938赤水市丙安乡瓦店村RAA0．2550．4640．7140．4580．4870．2970．53390．947RC1．1931．241．371．3781．4061．421．57

注：第一限制性氨基酸。

表6 长柱红山茶种子的脂肪酸组成及含量差异

脂肪酸组成成分脂肪酸含量及差异性雷山县大唐乡新联村赤水市丙安乡瓦店村t值平均值标准差CV(%)棕榈酸C16H32O2(16：0)32．1125．913．96∗∗29．013．4611．92硬脂酸C18H36O2(18∶0)1．232．202．16∗1．720．5531．88饱和脂肪酸33．3428．113．73∗∗30．732．979．66油酸C18H34O2(18∶1)62．9568．33．59∗∗65．633．064．67亚油酸C18H32O2(18∶2)3．713．592．573．650．338．90不饱和脂肪酸66．6671．893．99∗∗69．283．094．47

注：“*”为plt;0.05；“**”为plt;0.01。

图1 混合氨基酸标准溶液色谱图

3 结论与讨论

3.1长柱红山茶种子属于大粒种子，平均千粒重达到3 038.32 g，可溶性糖、可溶性蛋白、脂肪含量分别为17.13%、15.79%、42.86%。种子蛋白质均达到WHO/FAO的理想蛋白质的标准，接近于我国现行茶油标准[24]，可作为贵州特有的油茶种质资源进行开发利用。

3.2长柱红山茶种子中含有的氨基酸种类丰富，雷山县大唐乡新联村和赤水市丙安乡瓦店村的长柱红山茶种子均含有7种人体必需氨基酸和6种非必需氨基酸，雷山县大唐乡新联村的长柱红山茶种子总氨基酸(TAA)含量较高，达到33.01 mg/g，赤水丙安乡瓦店村的长柱红山茶种子人体必需氨基酸(EAA)含量较高，达到13.29%。长柱红山茶种子中不饱和脂肪酸含量远高于饱和脂肪酸含量，赤水市丙安乡瓦店村的长柱红山茶种子不饱和脂肪酸含量高于雷山县大唐乡新联村，分别为71.89%、66.66%。2个产地的种子营养评价皆达到WHO/FAO的理想蛋白质标准，可作为贵州特有的油用山茶种质资源开发利用，但不同产地种子氨基酸含量中除胱氨酸、缬氨酸含量差异显著外，其余11种氨基酸、总氨基酸、人体必需氨基酸、非必需氨基酸的含量差异达到极显著水平。

3.3研究发现，氨基酸代谢参与了植物对营养不良、病虫害、重金属、高温、冷害和盐碱胁迫等逆境的响应有着密切的关系[25]。产于雷山县大唐乡新联村长柱红山茶种子的脂肪、可溶性蛋白、可溶性糖含量均大于产地为赤水丙安乡瓦店村的，变异系数分别为3.45%、6.65%、12.78%。雷山县大唐乡新联村地势平坦、温度和湿度较低，赤水丙安乡瓦店村地处河谷湿热山区，地势陡峭，温度和湿度较高，两地种子可溶性糖含量差异显著，可溶性蛋白含量和脂肪含量差异不显著，种子中13种氨基酸含量具有明显差异，其中胱氨酸、缬氨酸差异显著，其余11种氨基酸差异极显著，人体必需氨基酸、非必需氨基酸、总氨基酸含量差异极显著，这个结果表明了水溶性营养物质在长柱红山茶种子代谢生理中的积极活性，证明了植物种子氨基酸的组成及含量与植物生长环境的响应关系密切，结合配套栽培措施的试验，探索油茶种子营养物质得以增加的优质高产高效栽培技术具有重要的应用价值。

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Study on the Seed Nutrient Difference ofCamellialongistylain Different Habitats

LÜXiaomei1，LIUHaiyan2，ZOUTiancai3
(1.College of Forestry,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.Guizhou Botanical Garden,Guiyang 550004,China;3.Guizhou Academy of Sciences,Guiyang 550001,China)

The seed ofCamellialongistylahave considerable edible oil value,so we collected wild seeds from different habitats in Leigongshan plateau of Qiandongnan District and Chishui River Valley in North Guizhou province,tested and analyzed the difference of seed morphological characters,the contents of amino acids and fatty acids.The results showed that: 1) The seed ofC.longistylawas large seed,the thousand grain weight was 3 038.32 g,the content of fat was 42.86%.In two different habitats,the seed morphology was significantly different,the thousand grain weight was highly significantly different,soluble sugar content was significantly different,soluble protein content and fat content were not significantly changed. 2) The seeds all contained 7 essential amino acids and 6 non-essential amino acids in Leigongshan plateau and Chishui River Valley.The contents of total amino acids (TAA) were 19.37 mg/g and 33.01 mg/g,and the contents of essential amino acids (EAA) were 8.01 mg/g and 13.29 mg/g respectively.Among of them,histidine(His) content was highest,5.79 mg/g and 10.14 mg/g,followed by leucine(Leu),2.07 mg/g and 3.41 mg/g,respectively,with minimum tryptophan(Try) content of 0.18 mg/g and 0.03 mg/g,respectively.In two habitats,except the contents of cystine(Cys) and valine(Val) were significantly different,the content of the other 11 amino acids,total amino acids,essential amino acids and non-essential amino acids all reached very significant difference. 3) The nutrition evaluation of seed in two habitats reached the ideal protein standard of WHO/FAO,soC.longistylacould be used as a special oil camellia germplasm resource in Guizhou.

Camellialongistyla;Aminoacidcontentofseed;Nutritionalevaluation;Differenthabitats;Differenceanalysis

2017-06-17

国家自然科学基金资助项目(31360075，31560097)；贵州省科学技术基金项目(黔科合基础[2016]1058号)。

吕晓梅(1992—)，女，河南洛阳人；硕士研究生，研究方向：植物资源学;E-mail：1305078584@qq.com。

邹天才(1963—)，男，研究员，硕士生导师，研究方向：植物资源学；E-mail：1211111951@qq.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.10.006

S 685.14

A

1001-4705(2017)10-0006-06