山核桃不同无性系脂肪酸及氨基酸组成分析

常　君，任华东，姚小华，王开良，滕建华 ，周建光 ，周　燕，傅国林

（1.中国林业科学研究院 亚热带林业研究所，浙江省林木育种技术研究重点实验室，浙江 富阳 311400；2.浙江省金华市婺城区东方红林场，浙江 金华 321000；3.建德市林业局，浙江 建德 311600）

山核桃Carya cathayensis，属胡桃科Juglan daceae、山核桃属Carya[1-2]物种，与油茶[3]类似，是我国特有的重要木本油料树种之一，也是我国特有的坚果树种，其坚果种仁富含脂肪、蛋白质及大量人体必需矿质元素，风味独特，深受消费者所喜爱。我国浙皖天目山区是山核桃天然分布区，也是我国山核桃的主产区[4-5]，种植山核桃经济效益好，年亩产值可达万元以上，是产区群众主要的收入来源，随着山核桃栽培面积不断扩大，山核桃产业已成为主产区地方重要支柱产业。据研究山核桃仁中含有的不饱和脂肪酸具有疏通血管，降低胆固醇等作用，山核桃仁油中含有的高级醇具有润肤和防止皮肤干燥的功能[5]。长期以来对山核桃无性扩繁[7-11]、营养成分及矿质元素[12-16]和油脂提取工艺、方法及其抗氧化能力[17-19]等方面的研究较多，关于山核桃油脂组成的研究也有报道[19-21]，多是基于实生资源进行分析，未见无性系化的山核桃油脂组成研究报道，作者单位在攻克无性繁殖技术后在浙江省金华市东方红林场建立了山核桃无性系测定试验林。本研究以该试验林无性系为研究对象，对11个参试无性系的粗脂肪含量和脂肪酸组成进行深入分析，为进一步研究和开发山核桃提供一定科学依据。

1　材料与方法

1.1　试验材料

试验材料取自浙江省金华市东方红林场8年生山核桃无性系试验林，试验区属亚热带季候风气候，四季分明，气温适中，雨量充沛。年平均气温17.3 ℃，最热月（7月）平均气温为29.4 ℃，极端最高气温为41.2 ℃ ，最冷月（1月）平均气温为5 ℃，极端最低气温为-9.6 ℃ ，无霜期257 d，年平均降水量1 406 mm，相对湿度为77%，年平均蒸发量981.6 mm，试验地为丘陵缓坡地，普通红壤，立地条件较一致，土地肥力一般。试验于2007年12月种植，每年进行常规人工管理，试验采用随机区组设计，5株小区3次重复，本研究参试无性系共11个，分别为大源2号、大源4号、大源5号、高岭1号、高岭3号、高岭5号、高岭7号、高岭8号、徐坑24号、徐坑40号和徐坑89号。于2016年9月上旬山核桃果实成熟期，每小区取果实30个，带回实验室将青皮剥去，取出坚果仁烘干待测。

1.2　测定方法

按照以下方法进行相关指标的测定：粗脂肪提取与测定按照GB/T14772—2008《食品中粗脂肪的测定》方法；蛋白质含量按照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》方法测定；山核桃油按照GB/T 17376—2008《动植物油脂 脂肪酸甲酯制备》进行甲酯化，按照GB/T 17377—2008《动植物油脂 脂肪酸甲酯的气相色谱分析》进行气相色谱分析，脂肪酸通过与脂肪酸甲酯标准品保留时间比较鉴定，用面积归一化法进行定量[22]；参照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》方法测定氨基酸含量。

1.3　数据处理

所有数据采用Excel、DPS 14.5数据处理软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1　山核桃不同无性系主要营养物质含量比较

粗脂肪、蛋白质是评价山核桃种仁品质重要的质量指标，对11个山核桃无性系主要营养物质测定分析结果（表1）表明，粗脂肪、蛋白质、必需氨基酸总含量和氨基酸总含量在参试无性系间均存在一定程度的变异，但变异幅度不是很大，以氨基酸总含量变异幅度最大，变异系数为11.49%，粗脂肪含量无性系间变异较小，变异系数仅为2.76%。进一步的方差分析结果表明：氨基酸总含量和必需氨基酸总含量表现出极显著差异（P＜0.01），其余未表现出显著性差异。徐坑89号、徐坑40号粗脂肪含量相对最高，分别为58.51%、57.61%，较粗脂肪含量最低无性系徐坑24号（52.64%）分别高出11.15%和9.44%；不同无性系蛋白质平均含量为61.87 mg·g-1，大源5号、大源2号、高岭7号、大源4号、高岭3号、高岭5号和高岭8号等7个无性系蛋白质含量均高于平均含量，而大源5号、大源2号蛋白质含量相对最高，分别为 65.50 mg·g-1和 65.38 mg·g-1，均是含量最低无性系徐坑89号的1.19倍。经SSR多重比较结果表明：大源2号、大源4号和高岭7号氨基酸总含量和必需氨基酸总含量极显著高于其他无性系，其中大源2号含量最高，分别为65.23 mg·g-1和 21.55 mg·g-1，分别高出氨基酸总含量和必需氨基酸总含量均值20.82%和17.18%，分别是含量最低无性系徐坑24号的1.40倍和1.32倍。

2.2　山核桃不同无性系脂肪酸组成分析

2.2.1　山核桃不同无性系脂肪酸组成及相对含量比较

由表2可知，山核桃油脂中主要由棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、油酸、亚麻酸、顺-11-二十碳烯酸和棕榈烯酸组成，其在11个无性系间均存在一定程度的变异，变异幅度最大的是棕榈烯酸（14.91%），其次为顺-11-二十碳烯酸（10.31%），其他油脂成分变异幅度不是很大，油酸含量变异幅度最小（1.07%）。方差分析结果表明：棕榈酸含量在无性系间表现出极显著差异，顺-11-二十碳烯酸在无性系间表现出显著性差异，其他脂肪酸含量未表现出显著性差异。进一步对参试无性系SSR多重比较结果表明：徐坑24号、高岭1号和大源4号棕榈酸含量极显著高于大源5号和高岭7号，其中徐坑24号含量最高（为5.17%），较含量最低无性系高岭7号高出5.51%；高岭7号（0.27%）顺-11-二十碳烯酸含量显著高于其他无性系，其含量是大源2号（0.23%）的1.17倍，是其他无性系的1.35倍。

表1　山核桃不同无性系营养成分指标变异分析†Table 1　Variation analysis of nutrients of C. cathayensis clones

表2　山核桃不同无性系种仁油脂中脂肪酸相对含量分析†Table 2　Relative content analysis of fatty acid in the seed oil of C. Cathayensis clones

2.2.2　山核桃不同无性系饱和脂肪酸相对含量比较

山核桃饱和脂肪酸由棕榈酸（C16:0）和硬脂酸（C18:0）组成，饱和脂肪酸含量在不同无性系间均存在不同程度的变异（表3），但变异系数较小（1.95%）。方差分析结果表明，山核桃不同无性系间饱和脂肪酸含量表现出极显著差异。进一步对参试无性系SSR多重比较结果表明：大源4号、徐坑24号分别与大源2号、大源5号、高岭7号和徐坑89号表现出极显著差异，与其他无性系未表现出显著性差异；高岭1号、高岭8号和徐坑40号3个无性系两两之间未表现出显著性差异，分别与大源5号表现出极显著差异。大源4号和徐坑24号饱和脂肪酸含量最高（均为7.47%），较含量最低无性系大源5号（7.07%）高出5.66%。

2.2.3　山核桃不同无性系不饱和脂肪酸相对含量比较

不饱和脂肪酸分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸，组成山核桃不饱和脂肪酸的有2个单不饱和脂肪酸由油酸（C18:1）、顺-11-二十碳烯酸（C20:1）和2个多不饱和脂肪酸亚油酸（C18:2）、亚麻酸（C18:3）。由表3可以看出，单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸总量在11个无性系间均存在一定程度的变异，变异幅度均不大。方差分析结果表明，无性系间饱和脂肪酸含量表现出极显著差异，单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸总量均未表现出显著性差异。单不饱和脂肪酸对心脑血管疾病有很强的预防作用，多不饱和脂肪酸能维持和促进机体正常生长发育[23]，参试的11个无性系中，大源2号、高岭1号、徐坑40号、高岭7号和徐坑24号等5个无性系单不饱和脂肪酸含量超过了参试无性系平均含量（63.88%），其中以大源2号含量最高为65.17%，高出含量最低无性系大源4号3.89%；大源4号、大源5号和徐坑89号多不饱和脂肪酸含量相对较高，分别高出含量最低无性系大源2号（27.73%）7.46%、6.49%和5.66%；大源2号不饱和脂肪酸相对含量最高（92.90%），徐坑24号相对含量最低（92.53%）。进一步对参试无性系SSR多重比较结果表明：大源4号、徐坑24号和高岭1号饱和脂肪酸含量极显著高于大源2号、大源5号和高岭7号，其中大源4号和徐坑24号饱和脂肪酸相对含量最高，均为7.47%，较相对含量最低的大源5号高出5.66%。

表3　山核桃不同无性系饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸相对含量比较†Table 3　Relative content analysis of saturated fatty acid and unsaturated fatty acid of C. Cathayensis clones

2.3　山核桃不同无性系氨基酸组成比较

研究[24]表明，谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸和脯氨酸等鲜味氨基酸含量会直接影响食物的鲜美程度；张娜等[25]对中华绒螯蟹不同部位游离氨基酸测定结果表明，游离氨基酸是水产动物呈味的主要鲜味成分，而必须氨基酸含量的多寡又决定其营养平衡和人们对它的利用价值；沈雨佳等[26]研究结果表明，游离氨基酸是构成调味品独特风味的重要因素，高含量的鲜味、甜味等呈味氨基酸，利于改善产品风味，赋予其更加圆润甘甜的口感；郭子武[27]、莫润宏[28]等人对高节竹、雷竹营养品质分析结果表明，高节竹、雷竹鲜美程度与其呈味氨基酸的组成比例和含量有关。山核桃仁松脆味甘，香气逼人，与这些氨基酸的存在有很大关系。山核桃无性系间呈味氨基酸含量表现出极显著差异（表4），经SSR多重比较结果表明：大源2号、大源4号和高岭7号鲜味氨基酸、甜味氨基酸极显著高于其他无性系，其中以大源2号含量最高，分别是含量最低无性系徐坑24号的1.57倍和1.39倍，其次为大源4号无性系，分别是含量最低无性系徐坑24号的1.48倍和1.31倍；大源4号和大源2号芳香类氨基酸含量极显著高于其他无性系，分别是含量最低无性系徐坑24号的1.37倍和1.29倍；大源2号、大源4号苦味氨基酸含量虽然也极显著高于其他无性系，但其比例（表5）却最低，综合不同呈味氨基酸含量和比例分析，大源2号、大源4号无性系炒制后口味可能更好。

表4　山核桃不同无性系呈味氨基酸含量 †Table 4　The content of delicious amino acid of C. Cathayensis clones　(mg·g-1)

表5　山核桃不同无性系呈味氨基酸所占比例†Table 5　The proportion of delicious amino acid of C. Cathayensis clones　%

3　讨　论

对11个山核桃无性系脂肪酸组成分别结果表明：山核桃油脂中主要由棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、油酸、亚麻酸、顺-11-二十碳烯酸和棕榈烯酸组成[18,20]，与本研究研究结果一致。粗脂肪含量、单不饱和脂肪酸含量较张鹏等[20]研究结果低，多不饱和脂肪酸含量较高，这可能与采样地点、采样时间、当年的气候条件等有关。就油脂组成对人体健康而言，不饱和脂肪酸含量高的油脂被认为对人体有益，世界公认的优质植物油多是不饱和脂肪酸含量（尤其是单不饱和脂肪酸油酸含量）高的油，如橄榄油和油茶籽油。不饱和脂肪酸可降低血液中胆固醇和甘油三酯，具有调节心脏功能，增加记忆力和思维能力的作用[29]，单不饱和脂肪酸油酸具有降低低密度胆固醇，预防动脉硬化的效果[21]，大源2号油酸相对含量（64.73%）和不饱和脂肪酸相对含量（92.90%）最高；多不饱和脂肪酸亚油酸是人体必需脂肪酸，有降低血液中总胆固醇和低密度脂蛋白的作用，同时有预防心血管疾病的作用[18]，多不饱和脂肪酸维持和促进机体正常生长发育，大源4号无性系亚油酸相对含量为27.80%，多不饱和脂肪酸相对含量为29.80%，在参试无性系中含量均最高。根据本研究对山核桃不同无性系油脂脂肪酸组成结构分析认为，山核桃油脂脂肪酸组成成分及含量与当前国际公认的高档植物油相当，也属健康高级食用油脂，因而，山核桃可作为优质食用植物油资源予以开发。

对11个山核桃无性系果实种仁呈味氨基酸含量分析结果表明：山核桃种仁富含丰富的氨基酸，其氨基酸总含量为49.41～65.23 mg·g-1，必需氨基酸总含量为16.31～21.55 mg·g-1。天冬氨酸和谷氨酸为主要的鲜味氨基酸，甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸和丝氨酸为主要的甜味氨基酸[25]，参试的11个山核桃无性系中，大源2号无性系鲜味氨基酸和甜味氨基酸含量最高，分别为18.32和16.86 mg·g-1，较含量最低无性系徐坑24号高出56.85%和39.22%，其次为大源4号，其含量分别为17.29和15.92 mg·g-1，分别较含量最低无性系高出48.03%和31.46%；苦味氨基酸含量最低的为徐坑24号，为22.21 mg·g-1，其所占比例却最高（47.63%），大源2号、大源4号苦味氨基酸含量虽然较高，但其所占比例最低，分别为44.78%和45.89%，较徐坑24号所占比例低2.85%和1.74%。山核桃种仁中富含17种氨基酸，包含人体所必需8种氨基酸中的7种，参试无性系中大源2号和大源4号氨基酸总量和必需氨基酸总量最高，鲜味、甜味氨基酸含量也较高，苦味氨基酸比例较低，可作为炒制型无性系发展利用。

4　小　结

山核桃种仁含有丰富的蛋白质、氨基酸，其油脂组成以对人体有益的不饱和脂肪酸为主，依据本研究结果：大源2号、大源4号无性系粗脂肪含量远在平均水平之上，大源2号不饱和脂肪酸相对含量（特别是油酸相对含量）、大源4号多不饱和脂肪酸相对含量（特别是亚油酸相对含量）相对最高，认为这2个无性系在油用资源开发利用上有极高的开发利用前景。大源2号和大源4号鲜味、甜味氨基酸的含量与比例相对最高，苦味氨基酸相对比例较低，可作为炒制型无性系进一步开发利用，根据邵亮亮等[14]研究结果表明，炒制对山核桃仁的多种营养成分有较大影响，关于山核桃不同无性系炒制后品质变化，有待于深入研究。

参考文献：

[1]张若惠,路安民.中国山核桃属研究[J].植物分类学报,1979,17(2):40-44.

[2]郑万钧.中国树木志.2卷[M].北京:中国林业出版社, 1985:2379.

[3]彭开元,胡进波,陈桂华,等.油茶果壳化学成分与燃烧性能分析[J].中南林业科技大学学报,2016,36(7) :123-128.

[4]姚小华.山核桃高效栽培技术[M].北京:金盾出版社, 2012:1-9.

[5]王 静,吕芳德.我国山核桃属植物研究进展[J].经济林研究,2012, 30(1):138-142.

[6]韩喜江,彭刚华,邵铁华.山核桃仁油中未知成分的确定及含量分析[J].精细化工,2001,18(6):366-368.

[7]常 君,姚小华,王开良,等.山核桃异砧嫁接技术研究[J].浙江林业科技,2013,33(6):28-31.

[8]洪 旗,叶浩然,周 燕,等.山核桃本砧嫁接技术研究[J].经济林研究,2013,31(4):203-205.

[9]余 琳,张卫斌,余兵妹.山核桃不同砧穗组合嫁接苗造林效果及结实情况分析[J].南京林业大学学报（自然科学版),2009, 33(3):143-145.

[10]王白坡,程晓建,喻卫武,等.山核桃嫁接育苗成活率探讨[J].浙江林学院学报,2002,19(3):231-234.

[11]余 琳,余忠敏,余家中,等.山核桃嫁接育苗技术研究与造林试验[J].浙江林业科技,2006,26(5):20-23.

[12]章亭洲.山核桃的营养、生物学特性及开发利用现状[J].食品与发酵工业,2006,32(4):90-93.

[13]刘 力,龚 宁,等.山核桃种仁蛋白质及氨基酸成分含量的变异分析[J].林业科学研究,2006,19(3):376-378.

[14]李新委,谢世友,马 燕,等.山核桃营养价值与种植经济效益分析[J].农学学报,2015,5(2):51-56.

[15]邵亮亮,徐佳杰,张 亮,等.炒制对山核桃仁营养成分的影响[J].食品科学,2010,31(24):424-426.

[16]钱新标,徐温新,张圆圆,等.山核桃果仁微量元素分析初报[J].浙江林学院学报,2009,26 (4):511-515.

[17]葛林梅,郜海雁,等.山核桃加工过程脂肪酸氧化及抗氧化能力变化研究[J].中国粮油学报,2014,29(1):61-65.

[18]沈建福,肖仁显,陈中海,等.冷榨山核桃油的理化性质及氧化稳定性研究[J].中国粮油学报,2012, 27(4):64-68.

[19]余兆硕,丁宏武,唐 琦,等.山核桃油提取工艺优化及脂肪酸组成分析[J].农产品加工,2016,(1):19-23.

[20]张 鹏,钟海雁,姚小华,等.四种山核桃种仁含油率及脂肪酸组成比较分析[J].江西农业大学学报,2012,34(3):0499-0504.

[21]陆 浩, 杨会芳,毕艳兰,等.山核桃油的理化性质及脂肪酸组成分析[J].中国油脂,2010,35(5):73-76.

[22]沈建福,肖仁显,陈中海,等.冷榨山核桃油的理化性质及氧化稳定性研究[J].中国粮油学报, 2012, 27(4):64-67.

[23]张美莉.食品功能成分的制备及其作用[M].北京:中国轻工业出版社,2007:180-182.

[24]Sumi Y, Harada K, Fukuda N,et a1. Change of amino acid compositions of ‘Nori’ ,Porphyraspp. during storage [J].Nippon Suisan Gakkaishi,1990(56):607 -612.

[25]张 娜,袁信华,过世东.中华绒螯蟹不同部位游离氨基酸的测定与分析[J].天然产物研究与开发,2009(21):634-637,644.

[26]沈雨佳,陆利霞,林丽军,等.酶解鲫鱼肉制取呈味氨基酸研究[J].中国调味品,2015,40 (1):27-31,44.

[27]郭子武,江志标,陈双林,等. 高节竹与毛竹鞭笋品质和适口性比较[J].林业科学研究,2015,28(3):447-450.

[28]莫润宏,汤富彬,丁 明,等.雷竹笋不同部位的游离氨基酸含量[J].浙江农业科学,2012 (7):961-963.

[29]林小明,李 勇.高级营养学[M].北京:北京大学医学出版社,2008:16-33.