澳洲坚果果仁脂肪酸分析及评价

宋海云，张涛，王文林，郑树芳，何铣扬，杜鸿平，覃振师*，贺鹏*

（1.广西南亚热带农业科学研究所，广西崇左532200；2.水口海关，广西崇左532200）

澳洲坚果（Macadamia integrifolia）属于山龙眼科多年生木本粮油树种，其新鲜果仁烘干后口感酥脆味美，营养丰富，其内含物中脂肪含量最高，占果仁的72%～80%[1]。脂肪酸（fatty acid，FA）是脂质的组成成分，是指含有一个羧基的脂肪碳氢链，可根据其分子结构中碳碳键的数目和类型将脂肪酸分为饱和脂肪酸（saturated fatty cid，SFA）、单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）和多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）[2]。从营养学的角度可分为非必需脂肪酸和必需脂肪酸。非必需脂肪酸是指人体自身能够合成，不需依赖食物供应的脂肪酸，主要包括饱和脂肪酸和部分单不饱和脂肪酸；必需脂肪酸是维持机体正常代谢不可或缺但自身不能合成或合成速度较慢以致无法满足机体需求，需通过食物获取的脂肪酸，通常是一些多不饱和脂肪酸[3]。

目前国内对澳洲坚果果仁脂肪酸的研究多集中在检测方法、成分分析、含量的差异性分析等，而且基本采用了气相色谱-质谱联用或者气相色谱技术对坚果脂肪酸进行检测分析[4-11]。赵丽娟等[4]、魏长宾等[5]、杜丽清等[6]、王文林等[8]、赵大宣等[9]的研究结果表明澳洲坚果中含有8种～13种脂肪酸，主要为不饱和脂肪酸（相对含量69.03%～82.96%），主要有油酸、棕榈油酸、异油酸等不饱和脂肪酸，其中油酸相对含量达58.60%。杜丽清等[6]、杨为海等[7]对不同澳洲坚果的粗脂肪和脂肪酸组成进行研究，结果表明果仁粗脂肪含量高，但其变异系数较小，即品种间的差异不显著。在对澳洲坚果果仁脂肪酸的成分分析上学者们均发现澳洲坚果果仁脂肪酸中不饱和脂肪酸含量较高。然而，对于不同品种澳洲坚果在不同生长期的果仁脂肪酸变化规律的分析和评价鲜有研究。澳洲坚果盛花期在3月8日左右，果实生育期180 d～220 d。因此，本文通过分析桂热1号、OC、695这3个广西壮族自治区主栽品种，研究澳洲坚果果仁的脂肪酸在不同生长期（盛花期后 155、165、175、185、195 d）的变化规律、差异性，并对其进行营养价值评价，以期为澳洲坚果适时采收、有针对性加工以及资源的充分利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

澳洲坚果样品采收自广西南亚热带农业科学研究所澳洲坚果种质资源圃，脱皮、晾干、破壳取仁、粉碎。

正己烷（色谱纯）：天津光复精细化工研究所；氢氧化钾（分析纯）：广州新建精细化工厂；甲醇（优级纯）：广东光华科技股份有限公司；37种脂肪酸甲酯混标：上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

高速万能粉碎机（FW100）：温岭市百乐粉碎设备厂；万分之一电子分析天平（AR224NC型）：奥豪斯仪器有限公司；电热鼓风干燥箱（DKN612C型）：日本Yamato公司；恒温水浴锅（HH-W600）：上海跃进电子有限公司；涡旋振荡器（Votex-Genie2T）：美国SI公司；气相色谱-质谱联用仪（QP2010UItra）：日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 脂肪酸甲酯化

参照钱宗耀等[12]的方法，略有改动，准确称取澳洲坚果果仁粉碎样品0.100 0 g，装于试管中，加入5.0 mL氢氧化钾-甲醇溶液（2.0 mol/L），漩涡混匀后，40℃水浴20 min进行脂肪酸甲酯化，冷却至26℃分别加入10.0 mL正己烷进行甲酯萃取，每个样品分别漩涡30 s后静置分层，取上层有机相（正己烷）稀释后用微孔滤膜（0.45 μm）过滤，置于样品瓶，用气相色谱-质谱联用仪分析。

1.3.2 澳洲坚果果仁中脂肪酸组分定性分析

对37种脂肪酸甲酯混标进行全离子扫描分析，辅助NIST2011图谱库进行脂肪酸甲酯化合物色谱解析，确定各种脂肪酸甲酯的保留时间。通过保留时间以及谱图检索匹配供试样品中各种脂肪酸的化学结构。

1.3.3 澳洲坚果果仁中脂肪酸营养评价

计算澳洲坚果果仁脂肪酸的单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸值（monounsated/saturated，M/S）[13-16]、多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸（polyunstaturated/saturated，P/S）值[16]以及致动脉粥样硬化指数（atherogentic index，AI）[13-14]、高胆固醇指数（hypercholesterolaemic index，HI）[13]用以评估澳洲坚果仁脂肪酸对人类心血管疾病的影响，式中 C12∶0、C14∶0、C16∶0 均为相对含量。

动脉粥样硬化指数、高胆固醇指数公式如下。

1.4 数据处理

所有样品测定均平行重复3次，取其平均值，数据采用Excel软件处理，利用SPSS 26.0软件对数据进行方差分析，数据用平均值±标准差表示[17]。

2 结果与分析

2.1 不同生长期澳洲坚果果皮内表面颜色变化

澳洲坚果果皮内表面颜色在不同生长期的变化，结果见图1。

图1 5个不同生长时期澳洲坚果果皮内表面颜色变化Fig.1 Colour changes of pericarp inner surface of macadamia at 5 different growth stages

如图1所示，澳洲坚果果皮内表面颜色在155 d时出现浅褐色，随着生长天数的增加，其颜色加深。在生产中多以果皮内表面的颜色变化为依据，判断果实成熟度，当果皮内表面为深褐色、质地变硬时认为果实成熟可以采摘。

2.2 不同品种不同生长期澳洲坚果果仁脂肪酸组成及含量变化

分别对3个不同品种在5个不同生长期的澳洲坚果果仁脂肪酸组分检测结果见表1～表3。

表1 桂热1号不同生长期果仁脂肪酸组成Table 1 Fatty acid composition of macadamia kernels of Guire No.1 at different growth stages g/kg

表2 OC不同生长期果仁脂肪酸组成Table 2 Fatty acid composition of macadamia kernels of OC at different growth stages g/kg

表3 695不同生长期果仁脂肪酸组成Table 3 Fatty acid composition of macadamia kernels of 695 at different growth stages g/kg

由表1～表3可知，3个品种不同生长期的澳洲坚果果仁中均检出了18种脂肪酸，其中11种SFA、4种MUFA、3种PUFA。脂肪酸中MUFA含量最高，与油茶油脂结构特征相似[18]，且以油酸为主；其次是棕榈油酸，棕榈油酸属于Ω-7脂肪酸，常见于深海鱼类和部分植物中，以澳洲坚果含量最高为17.3 g/100 g[19]。SFA以棕榈酸、硬脂酸、花生酸为主；PUFA含量最低，由亚麻酸、亚油酸、二十碳三烯酸组成。桂热1号品种各脂肪酸组分均在盛花期后185 d达到最高值，并且均与相邻2个生长期（盛花期后175 d、盛花期后195 d）存在显著差异（P＜0.05）。OC有7种脂肪酸组分含量在盛花期后185 d达到最大值，分别是十五烷酸、棕榈油酸、十七碳一烯酸、亚油酸、油酸、二十碳三烯酸、二十二烷酸，另外11种组分在花后165 d均已达到最高值；OC品种同株花分多批次开放，极不统一，因此果实发育程度高度不一致，这可能是该品种在同时间内各脂肪酸组分累积程度不一致的原因。695品种各脂肪酸组分在盛花期后155d均达到最高值，随生长期的延后呈缓慢下降趋势。

2.3 澳洲坚果果仁中的SFA、MUFA、PUFA分析

2.3.1 不同品种不同生长期澳洲坚果果仁不同生长期的MUFA、PUFA、SFA含量情况

MUFA、PUFA、SFA含量动态变化情况如图2所示。

图2 SFA、MUFA、PUFA不同品种不同生长期的变化情况Fig.2 Variation of SFA，MUFA and PUFA in different varieties in different growth periods

图2统计了澳洲坚果果仁中MUFA、PUFA、SFA含量在不同生长期的动态分布规律。桂热1号的SFA、MUFA、PUFA在盛花期后185 d达到最大值，且SFA、PUFA在5个生长期均存在差异；695的SFA、MUFA、PUFA含量在盛花期后155 d达到了最高值，随后逐渐降低；OC的SFA含量在盛花期后165 d最高，但MUFA、PUFA含量在盛花期后185 d最高。因此，当作为油脂原料时，桂热1号、OC选择盛花期后185 d作为最佳采收期，695则选择8月10日即盛花期后155 d左右；与澳洲坚果其它加工产品最佳采收期有所区别，张涛等[20]研究认为695作为开口带壳果的最佳采收期为8月30日，贺鹏等[21]确定桂热1号作为开口带壳果的最佳采收期为8月20日。

2.3.2 澳洲坚果果仁脂肪酸的双因素方差分析

方差分析是一种假设检验。它是对全部样本观察值进行差异性分解，对某个或多个因素下各个样本值之间可能存在的系统误差与随机误差进行比较并推断各个样本之间是否存在显著差异。若存在显著差异，这说明该因素对试验结果有显著影响[22]。表4为品种、生长期对澳洲坚果果仁脂肪酸组分的双因素方差分析结果。

表4 澳洲坚果果仁脂肪酸的双因素方差分析Table 4 Two-factor ANOVA for macadamia fatty acids

由表4可知，澳洲坚果果仁品种、生长期、品种与生长期的交互作用对果仁中的MUFA、PUFA和SFA影响极显著（P＜0.000 1）。说明澳洲坚果果仁脂肪酸组分含量在品种间、在不同生长期间均存在差异显著。

2.3.3 不同品种澳洲坚果果仁中脂肪酸的差异性分析

不同品种澳洲坚果果仁脂肪酸的差异性见表5。

表5 不同品种澳洲坚果果仁脂肪酸的差异性分布情况Table 5 Different distribution of fatty acids in macadamia kernel of different varieties

由表5可知，桂热1号变异系数最大的是SFA；OC的SFA和PUFA的变异系数同为13%，大于MUFA；695的PUFA变异系数最大，其次是SFA。3个品种中MUFA的变异系数均为最小值，说明MUFA含量在澳洲坚果品种间的差异性不大，遗传信息较稳定。

不同生长期澳洲坚果果仁的脂肪酸的差异性见表6。

表6 不同生长期澳洲坚果果仁脂肪酸的差异性分布情况Table 6 Different distribution of fatty acids in macadamia kernel at different growing stages

由表6可知，澳洲坚果果仁脂肪酸在不同的生长期其变异系数不同，变异程度不一致，且在5个生长期中，除盛花期后155 d之外，其余生长期SFA和PUFA的变异系数较大，MUFA的变异系数均为最小。因此，在澳洲坚果果仁脂肪酸组分中无论是从品种之间还是从生长期之间的比较来看，MUFA变异系数均较小，说明其含量遗传信息较稳定[23]。

2.4 澳洲坚果果仁中脂肪酸的营养价值

2.4.1 澳洲坚果果仁中脂肪酸的M/S和P/S

脂肪酸比值被广泛应用于其营养价值评价，本试验分析了M/S和P/S以评价澳洲坚果果仁油的不饱和程度。图3为澳洲坚果果仁脂肪酸的M/S和P/S值变化图。

图3 3个品种澳洲坚果果仁不同生长期期脂肪酸的M/S和P/SFig.3 M/S and P/S of fatty acids in 3 varieties of macadamia at different picking dates

较高的M/S值说明澳洲坚果果仁油脂肪酸具有健康，均衡的营养价值[24]。由图3A中可知，桂热1号的M/S 值范围 1.80～2.91，OC 的 M/S 值范围 1.68～2.46，695的M/S值范2.03～2.46，以桂热1号的2.91最高。P/S的推荐值为0.45，被认为是适合人类饮食的食物[24-25]。由图3B可知，3个主栽品种的P/S的变化范围在0.38～0.69之间，桂热1号在盛花期后185 d时最接近0.45；OC在盛花期后185 d，最接近推荐值，为0.51；695在盛花期后165 d时为0.45。

2.4.2 澳洲坚果果仁中脂肪酸AI值和HI值

澳洲坚果不同生长期脂肪酸AI值和HI值变化趋势如图4。

图4 3个品种澳洲坚果果仁不同生长期脂肪酸的AI值和HI值Fig.4 AI and HI of fatty acids in three varieties of macadamia at different growing stages

由图4可知，AI值是脂肪酸致动脉粥样硬化指数，较低的AI被认为是有利值[24]。由图4A可知，5个生长期3个品种澳洲坚果果仁脂肪酸的AI值最小值为0.12，最大值为0.154，远低于羊肉、牛肉和猪肉（AI分别是 1.00、0.72、0.60）[13]。695 则在 0.14 和 0.15 之间有轻微波动。脂肪酸HI是指C14∶0与C16∶0的总和[24]。图4B中，澳洲坚果果仁油中的HI值极低，自盛花期后155 d之后较为稳定，仅在0.07～0.09范围之间小幅波动。

3 讨论

本研究中，检测出澳洲坚果果仁脂肪酸有18种，各生长期脂肪酸种类一致。其组分以油酸为主，这与前人的研究一致[4-9，11]，同时，含有亚麻酸、亚油酸、棕榈油酸。亚麻酸和亚油酸作为必需脂肪酸对婴幼儿的发育起着至关重要的作用，常被添加到婴幼儿配方奶粉中，以满足婴儿对脂肪酸的特定需要[26-27]。棕榈油酸作为一种Ω-7脂肪酸，常见于深海鱼类和部分植物油中，以澳洲坚果果仁油含量最高，具有控制体重、改善皮肤状况、预防动脉粥样硬化、改善代谢综合征与炎症、防止骨碎等功能[26]。

澳洲坚果果仁生长成熟是果仁内养分转化，脂肪积累的过程[29]。通过对澳洲坚果果仁脂肪酸进行双因素方差分析发现，其含量受品种、生长日期的影响，品种和生长期不同其脂肪酸含量差异性显著。不同品种属于基因型差异，生长期不同其接受的外部环境因素不同，说明澳洲坚果果仁脂肪酸组分含量由基因以及环境共同决定[30]。同时，通过差异性分析发现，澳洲坚果果仁脂肪酸组分MUFA变异系数最小，遗传信息最为稳定。

为了更有效、全面地评估组织脂肪质量，应尽可能地使用多个评价指标，因为每一项指标都代表了脂质成分的独特组合功能，它们在人类饮食中发挥着不同的作用。国内对坚果类的研究中，多指出坚果类（坚果、花生、杏果仁、核桃仁、松子仁、巴旦木）[31-36]脂肪酸具有预防心血管疾病的保健作用，M/S值和P/S值、AI值和HI值分别从不饱和程度、饱和程度上评价食物中脂肪酸的营养价值，本试验发现，澳洲坚果果仁油有较高的M/S值、P/S值和较低的AI值、HI值，对于预防心血管疾病具有一定的作用。据报道椰子油、棕榈油、橄榄油的 P/S 值为 0.024、0.190、0.820[16]，澳洲坚果果仁的P/S值仅低于橄榄油远高于椰子油和棕榈油；椰子油、棕榈油、橄榄油的 AI值为 13.63、0.88、0.14[16]，澳洲坚果的AI值最高为0.16高于椰子油，低于橄榄油和棕榈油；说明食用澳洲坚果果仁油对人体心血管疾病的影响要小于椰子油和棕榈油。

4 结论

澳洲坚果果仁含有18种脂肪酸组分，随生长期变化其种类保持不变，其含量受品种及其生长的影响明显，MUFA的含量最高且遗传信息相对稳定；澳洲坚果果仁脂肪酸含有人体必需脂肪酸、富含棕榈油酸、具有较高的M/S值、P/S值和较低的AI值、HI值等特点，除可预防心血管疾病外，还可以起到控制体重、改善皮肤等作用；应充分发掘更多利用其脂肪酸组分的特点，开发优势产品。