张掖市不同海拔地区5个胡麻品种品质特性比较分析

缪纯庆, 刘秦, 范惠玲, 王娟, 白生文, 何淑萍, 白静, 吴子孝*

1.张掖市农业科学研究院, 甘肃 张掖 734000；2.河西学院农业与生态工程学院, 甘肃 张掖 734000；3.河西学院生命科学与工程学院, 甘肃 张掖 734000

油用亚麻(LinumusitatissimumL.),俗称胡麻，是我国华北、西北地区主要的油料作物之一[1]。张掖市地处甘肃省河西走廊中部地带，胡麻是本地区主要的油料作物之一[2]。胡麻生产已成为张掖市的一项支柱产业，对调整农业产业结构、促进农业经济发展等方面都有重要意义。

多年来，国内外学者在胡麻品质特性研究方面做了大量工作，主要从不同角度研究了胡麻籽油脂肪酸组成[3-8]、亚麻籽的营养保健价值[9-11]、地方种质资源品质特性以及不同提取工艺、施肥方式对胡麻(油)品质的影响等[12-15]。廖丽萍等[3]用气相色谱-质谱(gas chromatogrphy-mass spectrometry，GC-MS)联用技术研究了35份不同品种胡麻脂肪酸含量，结果表明，亚麻酸(41.62%)>油酸(25.87%)>亚油酸(17.18%)>硬脂酸(6.59%)>棕榈酸(6.46%)。谢冬微等[12]对来自国内外237份胡麻种质脂肪酸的研究表明，油分含量与亚麻酸含量呈极显著正相关。但关于不同海拔高度对胡麻品种品质特性的研究未见报道。因此，本研究以特性各异的胡麻品种09-3-11、张亚2号、5-9812-2-1、9813-1-2-1和陇亚10号为研究材料，利用瑞士波通DA7200型近红外品质分析仪，通过测定、分析张掖市甘州区乌江镇、高台县巷道镇、民乐县六坝镇和三堡镇4个不同海拔地区亚麻籽脂肪酸等品质指标含量的差异，希望明确不同海拔高度对胡麻品质指标的影响和不同胡麻品种的最佳种植区域，以期为胡麻品质改良和优质生产基地布局提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试胡麻品种(系)共5个，分别为5-9812-2-1(A1)、9813-1-2-1(A2)、陇亚10号(A3)、张亚2号(A4)和09-3-11(A5)，均由张掖市农业科学研究院生态高值研究所提供。供试材料中，除陇亚10号(A3)为蓝花、籽粒红色外，其余供试材料均为白花、籽粒淡黄色。

1.2 试验设计与方法

试验地点设置在张掖市甘州区乌江镇(海拔1 424 m，B1)、高台县巷道镇(海拔1 638 m，B2)、民乐县六坝镇(海拔1 807 m，B3)和民乐县三堡镇(海拔1 985 m，B4)。每个品种(系)按小区种植，采用随机区组试验设计，小区面积6 m2，3次重复，试验处理见表1。试验于2019年进行，采用条播方式，播种量为900万粒·hm-2。田间管理同当地大田生产一致。成熟收获后，每个小区随机抽取有代表性的种子100 g进行品质分析。

表1 试验材料及处理

1.3 测定项目

采用瑞士波通DA7200型近红外品质分析仪测定蛋白质、粗脂肪、膳食纤维、灰分、钙、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量。样品处理前，开机预热30 min以上，上样前将除样品外的其他杂物择出，分析时，取样品装满样品杯即可，约50～60 g，每个样品分析3次，分析结果为样品3次重复的平均值。

1.4 数据分析

本研究利用瑞士波通DA7200型近红外品质分析仪已定标的模型对胡麻样品主要品质指标进行了测定；利用 Excel 2010计算平均值和变异系数；利用SPSS 22分析软件中单因素分析方法统计各个指标差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同海拔胡麻品种常规品质指标含量差异分析

对同一海拔地区的不同品种间常规品质指标含量进行差异显著性分析。如表2所示，B3点胡麻品种间蛋白质含量变异最小(变异系数为2.53%)，平均含量22.64%；B1点种植的胡麻品种间粗脂肪含量变异最小(变异系数为4.12%)，平均含量37.80 g·100 g-1；B2点种植的胡麻品种间膳食纤维含量变异最小(变异系数为4.73%)，平均含量28.24 g·100 g-1；B4点种植的胡麻品种间灰分含量变异最小(变异系数为1.43%)，平均含量3.84 g·100 g-1；B1点种植的胡麻品种间钙含量变异最小(变异系数为2.20%)，平均含量2.31 mg·g-1。4个不同海拔地区胡麻常规品质指标含量均为：粗脂肪>膳食纤维>蛋白质>灰分>钙。

表2 张掖市不同海拔地区胡麻品种常规品质指标及含量分析

不同海拔、不同品种间常规品质指标均存在显著差异。其中，蛋白质含量以B4A5最高(26.60%)，B1A5最低(20.0%)；粗脂肪含量以B3A5为最高处理(42.30 g·100 g-1)，较最低处理(B1A3、B4A1)提高了17.83%；膳食纤维含量以B2A4为最高处理，高达29.80 g·100 g-1，较最低处理B4A3提高了34.23%；灰分含量以B1A4为最高处理(4.30 g·100 g-1)，较最低处理B2A4提高了72%；钙含量以B1A3为最高处理，高达2.38 mg·g-1，较最低处理B2A5钙含量提高了36.00%。

对不同海拔地区胡麻品种各常规品质指标的地点、品种进行互作效应分析表明(表3)，不同品种常规品质指标中除灰分、钙的品种及钙的地点×品种互作效应不显著外，蛋白质、粗脂肪、膳食纤维的地点、品种、地点×品种互作效应均极显著(P<0.01)，表明地点间、品种间不同常规品质指标均存在极显著差异，而且各品质性状均存在地点×品种的交互作用。

表3 张掖市不同海拔地区胡麻品种各常规品质指标地点×品种互作效应分析

2.2 不同海拔胡麻品种饱和脂肪酸含量差异分析

对不同海拔地区种植的胡麻品种中检测出的棕榈酸、十七碳酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、豆蔻酸和二十四碳酸的含量进行差异显著性分析。由表4可知，其中棕榈酸和硬脂酸含量较高。同一海拔地区不同品种中，7种饱和脂肪酸含量差异不显著。棕榈酸含量以B4A3为最低处理，较最高处理B2A3降低了28.5%；十七碳酸含量以B1A1和B1A5为较优处理，含量低至0.02 g·100 g-1；硬脂酸含量以B3A4为最低处理(0.89 g·100 g-1)，较最高处理B2A3降低了32.58%；花生酸含量以B1A1、B1A2和B2A2等9个处理为较优处理，含量低至0.03 g·100 g-1，较最高处理B2A3降低了40%；山嵛酸含量以B3A3、B3A4和B4A3为较好处理，含量低至0.04 g·100 g-1，较最高处理B1A4、B2A2、B4A1降低了33.33%；豆蔻酸含量以B1A5为较优处理，含量低至0.01 g·100 g-1；二十四碳酸以B1A1等19个处理为较好处理，含量低至0.03 g·100 g-1。

表4 张掖市不同海拔地区胡麻品种饱和脂肪酸含量分析

不同海拔地区不同胡麻品种棕榈酸、十七碳酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、豆蔻酸和二十四碳酸含量变异均方(MS)及F检验结果表明(表5)，棕榈酸、十七碳酸、豆蔻酸和二十四碳酸含量品种和海拔间互作效应的F测验均极显著(P<0.01)，硬脂酸、花生酸含量品种和海拔间互作效应均显著(P<0.05)。

表5 不同海拔地区胡麻品种饱和脂肪酸含量地点×品种互作效应分析

2.3 不同海拔胡麻品种不饱和脂肪酸含量差异分析

4个不同海拔地区种植的5个胡麻品种内，均检测出7种不饱和脂肪酸，对7种不饱和脂肪酸含量进行差异分析，结果如表6所示。棕榈油酸含量以B1A1等14个处理为较优处理，含量达0.03 g·100 g-1；油酸含量以B3A3为最高处理，高达6.48 g·100 g-1，较最低处理B1A5提高了58.82%；顺-11-二十碳一烯酸含量以B2A2、B3A1、B4A1和B4A4为最优处理，含量达0.05 g·100 g-1；亚油酸含量以B2A2为最高处理，高达4.64 g·100 g-1，较最低处理B1A5提高了54.15%；γ-亚麻酸含量以B1A4、B2A1、B2A2、B2A4和B2A5为最高处理，其含量高达0.08 g·100 g-1；α-亚麻酸含量以B1A4为最高处理，高达20.50 g·100 g-1，较最低处理B4A3提高了93.4%；顺-11,14,17-二十碳三烯酸含量以B1A4、B2A1等9个处理为最高处理，其含量高达0.04 g·100 g-1。

表6 张掖市不同海拔地区胡麻品种不饱和脂肪酸含量(g·100 g-1)分析

对不同海拔地区不同胡麻品种棕榈油酸、油酸、顺-11-二十碳一烯酸、亚油酸、γ-亚麻酸、α-亚麻酸和顺-11,14,17-二十碳三烯酸含量变异均方(MS)及F检验结果分析表明(表7)，油酸和α-亚麻酸含量存在地点、品种、地点×品种交互作用(P<0.01)。

表7 张掖市不同海拔地区胡麻品种不饱和脂肪酸含量地点×品种互作效应分析

2.4 不同海拔胡麻品种必需脂肪酸含量差异分析

为更好的揭示胡麻品种综合营养品质，对不同海拔地区胡麻品种必需脂肪酸(油酸、亚麻酸、γ-亚麻酸和α-亚麻酸)含量进行综合分析。根据表6可知，甘州区乌江镇5个胡麻品种必需脂肪酸介于17.89%～22.77%之间，依次为：张亚2号>5-9812-2-1>09-3-11>9813-1-2-1>陇亚10号；高台县巷道镇5个胡麻品种必需脂肪酸变幅为19.34%～20.93%，依次为：9813-1-2-1>张亚2号>09-3-11>陇亚10号>5-9812-2-1；民乐县六坝镇5个胡麻品种必需脂肪酸变幅为18.75%～21.17%，依次为：9813-1-2-1>5-9812-2-1>09-3-11>张亚2号>陇亚10号；民乐县三堡镇5个胡麻品种必需脂肪酸变幅为15.71%～22.51%，依次为：09-3-11>张亚2号>5-9812-2-1>9813-1-2-1>陇亚10号。

根据表6可知，甘州区乌江镇α-亚麻酸、油酸和亚油酸3种不饱和脂肪酸分别占不饱和脂肪酸总量的68.37%、17.09%、13.91%；高台县巷道镇α-亚麻酸、油酸和亚油酸3种不饱和脂肪酸分别占不饱和脂肪酸总量的67.52%、17.54%、14.24%；民乐县六坝镇分别占66.47%、18.84%、14.09%；民乐县三堡镇分别占63.07%、21.84%、14.46%。

3 讨论

胡麻具有耐瘠薄、耐旱、耐寒、喜凉爽等特点，甘肃省具有较大的气候资源优势，发展前景较好[16]，而且胡麻籽中含有蛋白质、膳食纤维等多种营养成分[17]，具有可观的经济价值。本研究表明，蛋白质、粗脂肪、膳食纤维的地点、品种、地点×品种互作效应均极显著，且5个胡麻品种膳食纤维含量介于22.20～29.80 g·100 g-1之间，蛋白质含量在20.00%～26.60%之间。禹晓等[18]的研究表明，胡麻籽中蛋白质含量变幅为25.95%～34.27%，其高于本研究的测定结果，这可能与品种本身的特性有关，也可能与气候、土壤和水质等自然条件有关系。

人体摄入过多的饱和脂肪酸可使三酰甘油、血胆固醇和低密度脂蛋白增多，导致动脉粥样硬化，进而增大冠心病的患病风险[19]。廖丽萍等[4]的研究表明，内蒙古亚麻籽油中饱和脂肪酸的相对含量较低，10个不同地区亚麻籽油中，软脂酸和硬脂酸平均值为10.48%;而新疆和甘肃不同地区的亚麻籽油中，软脂酸和硬脂酸平均值分别为11.54%和11.02%。本研究发现，5个胡麻品种在4个不同海拔地区的饱和脂肪酸含量差异不显著，其中棕榈酸含量最高为2.14 g·100 g-1，硬脂酸含量最高为1.32 g·100 g-1，山嵛酸含量最高为0.06 g·100 g-1，十七碳酸、花生酸、豆蔻酸、二十四碳酸含量稳定在0.02～0.03 g·100 g-1之间，说明5个胡麻品种在张掖市4个地区种植，所产的胡麻油中饱和脂肪酸含量均较低，但棕榈酸、十七碳酸、豆蔻酸和二十四碳酸含量品种和海拔间互作效应呈极显著(P<0.01)，硬脂酸、花生酸含量品种和海拔间互作效应呈显著(P<0.05)，因此，胡麻生产应综合考虑品种和环境因素。

α-亚麻酸和γ-亚麻酸分属2个家族，α-亚麻酸的衍生物为二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid, EPA)和二十二碳六烯酸(decosahexaenoic acid, DHA)，而γ-亚麻酸进一步的衍生物为花生四烯酸[20-23]。张掖市甘州区乌江镇种植的张亚2号品种α-亚麻酸含量位居参试品种之首，达20.50 g·100 g-1；高台县种植的张亚2号、民乐县六坝镇种植的9813-1-2-1和民乐县三堡镇种植的09-3-11品种α-亚麻酸含量在同地区5个品种内均最高，分别为19.40、19.20和19.50 g·100 g-1；当品种的α-亚麻酸含量最高时，其γ-亚麻酸含量也最高。初步表明，胡麻中α-亚麻酸和γ-亚麻酸的合成由2个不同的基因控制，推测这2个基因有一定的连锁关系，确切的连锁程度或2个基因之间的重组值有待进一步的试验中研究。

与菜籽油、大豆油和葵花籽油等大宗油料相比，胡麻籽油中α-亚麻酸含量明显高于亚油酸含量[5,12,14]。廖丽萍等[4]的研究表明，新疆、内蒙和甘肃三产地，胡麻籽油中亚油酸含量较低(14.65%～15.13%)，而亚麻酸(46.98%～53.53%)含量却较高。李高阳和肖霖[24]对产自宁夏银川的亚麻籽油进行测定表明，亚麻酸、油酸、亚油酸含量平均值分别为49.05%、22.34%、13.73%。本研究发现，张掖市4个不同地区种植的5个胡麻品种，亚麻籽油中亚麻酸的平均含量在62.99%以上，α-亚麻酸含量约是亚油酸含量的5倍，大部分品种α-亚麻酸含量是油酸含量的3倍之多。上述不同研究者报道的测定结果不一致，可能与胡麻产地和品种差异有关，但这些结果都表明，胡麻油中α-亚麻酸含量占绝对优势。

在高含油量育种目标的基础上，兼顾高α-亚麻酸、油酸和亚油酸三大主要不饱和脂肪酸、低棕榈酸和硬脂酸两大饱和脂肪酸以及高蛋白质等其他品质育种目标的角度考虑，张掖市甘州区最适宜种植的胡麻品种是5-9812-2-1，高台县和民乐县三堡镇最适宜种植的胡麻品种是09-3-11，民乐县六坝镇最适宜种植的胡麻品种是张亚2号。张掖市甘州区、高台县、民乐县六坝镇和三堡镇4个地区可作为优质亚麻籽油生产地，具有较强的地域优势，在亚麻籽脂肪酸品质育种和亚麻籽油食药用开发等方面具有较大的发展前景。