长江流域不同生态区油菜籽关键品质比较研究

宁 宁 莫 娇 胡 冰 李大双 娄洪祥 王春云 白晨阳 蒯 婕 汪 波 王 晶 徐正华 李晓华 贾才华,* 周广生

长江流域不同生态区油菜籽关键品质比较研究

宁 宁1莫 娇2胡 冰2李大双1娄洪祥1王春云1白晨阳1蒯 婕1汪 波1王 晶1徐正华1李晓华3贾才华2,*周广生1

1华中农业大学植物科学技术学院 / 农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室, 湖北武汉 430070;2华中农业大学食品科学技术学院 / 教育部环境食品学重点实验室, 湖北武汉 430070;3湖北中医药大学药学院, 湖北武汉 430065

本研究选用长江流域上中下游各6个油菜品种, 采用相同栽培措施在四川、湖北与浙江试验点种植, 籽粒成熟后收获冷榨, 测定菜籽油不饱和脂肪酸(USFAs)组成及叶绿素、极性总酚、植物甾醇、生育酚等含量等指标, 凝炼各试点菜籽油关键特征。结果表明, 油菜籽粒含油量、出油效率指标, 菜籽油中叶绿素、极性总酚、植物甾醇、生育酚含量等指标在试点间均存在差异。(1) 籽粒含油量四川优于湖北, 浙江试点最低, 并且中下游地区的品种在四川种植, 含油量增加; 浙江试点的籽粒出油效率最高, 其次为四川试点, 湖北试点最低。(2) 四川试点菜籽油油酸含量最高, 其次为浙江试点, 湖北试点最低, 但湖北试点有较高的亚油酸和亚麻酸含量; 菜籽油极性总酚与植物甾醇含量在四川试点最高, 其次为湖北试点, 浙江试点最低; 菜籽油生育酚含量及外观品质则相反, 浙江试点最佳, 其次则依次为湖北、四川试点。(3) 四川试点的菜籽油抗氧化能力优于湖北, 浙江试点最低, 四川试点较强的抗氧化能力主要得益于油菜角果期较低的温度与降雨量。综上, 长江流域不同试验点菜籽油品质存在差异。本研究结果可为各生态区优质油菜品种选用提供参考。

冬油菜; 生态区; 菜籽油; 冷榨; 加工品质

菜籽油俗称菜油, 是我国主要食用油之一, 2018—2020年菜籽油年均消费量达811.1万吨, 占总消费量的21.1%, 占国产食用植物油的50%[1-2]。相较于其他食用植物油, 菜籽油中的饱和脂肪酸含量低, 油酸含量高, 亚油酸和亚麻酸含量合理, 富含有益健康的甾醇、多酚、维生素E和微量元素[3]。此外, 菜籽油具有降低胆固醇以及预防冠心病等功效, 对调节机体健康有重要意义[4-5]。但随着机械收获技术的应用, 菜籽叶绿素含量有增加趋势[6]。叶绿素不仅导致食用油氧化酸败, 稳定性下降, 产品货架期缩短[7], 还影响菜籽油色泽[8]。综上所述, 菜籽油品质指标较多, 须综合考虑, 方可进行准确客观的评价[9]。

随着居民健康意识的增强, 人们对食用油的品质要求提高[10]。影响菜籽油品质的因素较多, 如油菜籽品种、预处理方式、加工工艺等[11-13]。冷榨能避免油脂高温加工过程中产生的反式脂肪酸和油脂聚合体等有害成分, 以及避免一些胶体杂质溶解到油中, 从而更多地保留了油脂中的活性成分, 且可减少饼粕中蛋白质的变性, 使得成品油和饼粕的品质均得到改善[14]。因此, 冷榨菜籽油受到广大消费者的亲睐。

长江流域是我国油菜主产区, 常年种植面积约667万公顷。但该产区的油菜生产的区域性和多样性明显, 且籽粒品质受到品种特性、气候条件、种植模式及管理措施等因素的影响[15-16]。因此, 本试验采用一套相同的油菜品种在不同生态区种植, 测定冷榨菜籽油关键品质指标, 在此基础上进行主成分分析与综合评价, 以期为区域特色菜籽油的界定、各生态区优质油菜品种选用及优良品种培育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用分别来自长江上、中、下游油菜产区的6个品种进行试验。各品种来源见表1。

表1 试验材料

1.2 试验设计

各品种于2019年10月12日、9月30日、10月6日分别在四川省广汉市西高镇李堰村(31°20'N, 104°10'E)、湖北省武汉市洪山区华中农业大学(30°28'N, 114°21'E)、浙江省杭州市良渚麟海蔬果专业合作社(30°42'N, 120°03'E)种植。随机区组设计, 3次重复。前茬为水稻, 小区面积16 m2(长8 m, 宽2 m), 以复合肥750 kg hm–2(N-P-K为15%-15%- 15%)作基肥。定苗密度为45万株 hm–2, 五叶期追施150 kg hm–2尿素(含氮量46%)。其他管理同常规。

成熟后收获籽粒使用螺旋压榨机(CA59G., IBG Inc, 德国)在室温下压榨油, 压机内部温度为60℃±10℃。收集压榨油后, 在4℃±2℃冷藏条件下自然沉降3 d后抽滤, 测定品质指标。

四川、湖北和浙江试点油菜角果期日均温、辐射量和降雨量存在差异(图1)。四川点油菜角果期日均温16.0℃, 总降雨量和辐射量分别为40.2 mm和519.7 MJ m–2; 湖北点油菜角果期日均温16.1℃, 总降雨量和辐射量分别为108.2 mm和513.6 MJ m–2; 与四川、湖北点相比, 浙江点油菜角果期日均温、总降雨量和辐射量较高, 分别达到18.7℃、146.9 mm和789.9 MJ m–2。

图1 油菜角果期各试点主要气候因子

1.3 测定指标及方法

1.3.1 出油效率、叶绿素含量、色泽、脂肪酸组成及抗氧化能力的测定 含油量、出油效率、叶绿素含量、色泽、脂肪酸组成及抗氧化能力的测定分别参照GB/T 14488.1-2008、文献[17]、文献[18]、GB/T 22460-2008、GB/T 5009.168-2016和文献[19]进行。

1.3.2 极性总酚、植物甾醇及生育酚含量测定

参照文献[20]测定极性总酚含量; 参照文献[21-22]测定植物甾醇含量; 参照文献[23]测定生育酚含量。

1.4 数据分析

变异系数(CV)计算公式: CV = (S/M)×100%, 式中,S为第处理下的标准差,M为第处理下的平均值。LSD (Least Significant Difference)法进行多重比较, 采用Origin 2019软件进行主成分分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同气候条件对菜籽品质的影响

方差分析结果(表2)显示油菜籽含油量和出油效率在品种、地点、品种×地点互作间差异均达到极显著水平, 同时, 菜籽油外观品质、脂肪酸组成、功能性成分及抗氧化能力在品种、地点、品种×地点互作间差异也均达到极显著水平。

2.2 油菜籽粒含油量及冷榨出油效率分析

不同品种及试点间籽粒含油量及出油效率不同。本试验中, 各点各品种籽粒含油量和出油效率分别为40.6%～52.4%和53.8%～85.2% (图2)。四川点, 庆油3号、华油杂50、盐油杂3号及浙油50含油量显著高于其他品种, 湖北点为庆油3号、大地199, 浙江点为浙油50、大地199; 四川点, 川油36、华油杂62、杨油9号、宁杂1838及浙油50出油效率显著低于其他品种, 湖北点为华油杂62、杨油9号, 浙江点为国豪油8号、湘杂518、大地199、中油杂19、盐油杂3号、浙油51。

就各试点全部品种均值而言, 四川点籽粒含油量最高, 为48.60%, 浙江与湖北点分别为45.52%和46.83%; 浙江点出油效率最高, 为75.98%, 四川点次之, 为73.68%, 湖北点最低, 为59.77%。就变异系数而言, 试点间的平均变异系数为: 含油量(4.28%), 出油效率(13.10%); 而品种间平均变异系数为: 含油量(6.39%), 出油效率(4.67%)。

表2 菜籽油性状的方差分析

OC: 含油量; OEE: 出油效率; R: 红值; Y: 黄值; CHL: 叶绿素; TPP: 极性总酚; Toc: 生育酚; PS: 植物甾醇; OA: 油酸; LA: 亚油酸; LNA: 亚麻酸; DPPH: DPPH自由基清除能力; FRAP: 铁离子抗氧化能力。最小显著差异(LSD)法进行多重比较,**表示< 0.01。

OC: oil content; OEE: oil extraction efficiency; R: red value; Y: yellow value; CHL: chlorophyll; TPP: total polar phenols; Toc: tocopherol; PS: phytosterols; OA: oleic acid; LA: linoleic acid; LNA: linolenic acid; DPPH: DPPH free radical scavenging power; FRAP: ferric ion reducing antioxidant power. Least significant difference (LSD) method for multiple comparisons,**:< 0.01.

图2 三试点18个油菜品种的籽粒含油量及出油效率

最小显著差异(LSD)法进行多重比较, 柱上不同小写字母表示处理间差异达显著水平(< 0.05)。

Least significant difference (LSD) method for multiple comparisons, different lowercase letters above the bars indicate significant difference among treatments at the 0.05 probability level.

2.3 菜籽油外观品质——叶绿素含量及罗维朋色泽分析

不同品种及试点间菜籽油叶绿素含量和罗维朋色泽均存在差异(表3)。3个试点菜籽油中的叶绿素含量在0.07～0.96 mg kg–1之间, 3个试点菜籽油中叶绿素含量的均值分别为四川(0.32 mg kg–1)、湖北(0.46 mg kg–1)和浙江(0.41 mg kg–1), 低于已有报道菜籽油中叶绿素的含量[4]。此外, 四川试点平均罗维朋色泽值(红值: 2.55, 黄值: 32.09)显著高于湖北试点(红值: 2.55; 黄值: 26.36)和浙江试点(红值: 2.16; 黄值: 26.14)。

2.4 菜籽油脂肪酸组成分析

油酸、亚油酸和亚麻酸3种不饱和脂肪酸(USFAs)是菜籽油中的主要脂肪酸。不同品种及试点的菜籽油油酸、亚油酸、亚麻酸含量存在一定变化规律(表4)。四川、湖北、浙江试点的菜籽油油酸含量的均值分别为65.72%、63.39%和64.66%, 且菜籽油ω-6与ω-3的比值均约为2, 在合理范围之内。就变异系数而言, 油酸、亚油酸和亚麻酸在三试点间的平均变异系数分别为: 2.54%、4.40%和6.00%, 而在品种间的平均变异系数分别为: 3.90%、7.15%和7.58%。

最小显著差异(LSD)法进行多重比较, 同列数据后不同小写字母表示处理间差异达显著水平(< 0.05)。

Least significant difference (LSD) method for multiple comparisons, values followed by different lowercase letters in the same column mean significant difference among treatments at the 0.05 probability level.

(续表4)

最小显著差异(LSD)法进行多重比较, 同列数据后不同小写字母表示处理间差异达显著水平(< 0.05)。

Least significant difference (LSD) method for multiple comparisons, values followed by different lowercase letters in the same column mean significant difference among treatments at the 0.05 probability level.

2.5 菜籽油功能性成分分析

2.5.1 植物甾醇与极性总酚含量分析 不同品种及试点的菜籽油植物甾醇含量存在差异(表5)。植物甾醇含量最高的为四川试点的浙油50, 含量达10,539.78 mg kg–1, 最低的为浙江试点的宁杂1838 (3823.43 mg kg–1)。四川试点油脂中植物甾醇含量(8524.00 mg kg–1)显著高于湖北(7230.65 mg kg–1)和浙江试点(6207.21 mg kg–1) (< 0.05)。此外, 从品种来源方面分析可知, 3个试点所培育的品种在四川种植均表现出较高的植物甾醇含量。

不同品种及试点的菜籽油极性总酚含量亦存在差异(表5)。本试验中, 三试点各品种菜籽油极性总酚含量在3.12～55.18 mg 100 g–1范围内。四川试点极性总酚含量最高为渝油28 (55.18 mg 100 g–1)和宁杂1838 (54.88 mg 100 g–1); 湖北试点极性总酚含量最高为华油杂62 (38.26 mg 100 g–1)和华油杂50 (33.56 mg 100 g–1); 浙江试点极性总酚含量最高为沣油737 (25.03 mg 100 g–1)和大地199 (20.76 mg 100 g–1)。相同品种在不同试点的极性总酚含量不同。其中, 浙江试点的菜籽油极性总酚含量最低, 平均含量为11.33 mg 100 g–1, 显著低于其他2个试点(< 0.05), 其次为湖北试点(25.50 mg 100 g–1), 平均含量最高的为四川点(38.76 mg 100 g–1)。

2.5.2 生育酚含量分析 不同品种及试点的菜籽油中生育酚含量存在差异(表6)。总生育酚含量最高的为浙江试点的浙油50, 为786.56 mg kg–1, 含量最低的为湖北试点的庆油1号, 为518.73 mg kg–1。四川、湖北、浙江3个试点菜籽油中总生育酚含量的均值分别为614.28、638.16、644.78 mg kg–1。此外, 从品种来源方面分析可知, 3个生态区所培育的品种在浙江种植均表现出较高的总生育酚含量。

表5 三试点18个油菜品种菜籽油植物甾醇与极性总酚含量

(续表5)

最小显著差异(LSD)法进行多重比较, 同列数据后不同小写字母表示处理间差异达显著水平(< 0.05)。

Least significant difference (LSD) method for multiple comparisons, values followed by different lowercase letters in the same column mean significant difference among treatments at the 0.05 probability level.

表6 三试点18个油菜品种菜籽油生育酚含量

最小显著差异(LSD)法进行多重比较, 同列数据后不同小写字母表示处理间差异达显著水平(< 0.05)。

Least significant difference (LSD) method for multiple comparisons, values followed by different lowercase letters in the same column mean significant difference among treatments at the 0.05 probability level.

2.6 菜籽油抗氧化能力分析

不同品种及试点的菜籽油抗氧化能力存在差异(图3)。各试点菜籽油的DPPH自由基清除能力在9.05～83.66 μmol 100 g–1范围内, FRAP还原能力在30.00～143.49 μmol 100 g–1范围内。四川试点抗氧化能力较强的为渝油28和华油杂62; 湖北试点抗氧化能力较强的为华油杂50、华油杂62和浙油50; 浙江试点抗氧化能力较强的为大地199和国豪油8号。四川试点菜籽油抗氧化能力显著高于湖北和浙江试点(< 0.05), 湖北试点次之, 浙江试点抗氧化能力最低, 这与极性总酚含量的变化趋势一致。

图3 三试点18个油菜品种菜籽油抗氧化能力

最小显著差异(LSD)法进行多重比较, 柱上不同小写字母表示处理间差异达显著水平(< 0.05)。

Least significant difference (LSD) method for multiple comparisons, different lowercase letters above the bars indicate significant difference among treatments at the 0.05 probability level.

2.7 不同品种、试点的菜籽油品质差异分析

从油菜品种角度分析, 菜籽油叶绿素、总生育酚、油酸、亚油酸、亚麻酸含量以及罗维朋黄值在品种间差异较大(表7), 其含量范围分别为0.10～ 0.64 mg kg–1、553.88～746.31 mg kg–1、59.75%～ 67.44%、16.66%～21.38%、7.66%～9.93%、23.67～39.50,平均变异系数分别达56.41%、9.58%、3.90%、7.15%、7.58%、15.48%。从试点角度分析, 菜籽油极性总酚、植物甾醇、DPPH、FRAP及罗维朋红值在试点间差异较大, 其含量范围分别为11.33～38.76 mg kg–1、6207.21～8524.00 mg kg–1、16.65%～48.50%、46.38%～ 121.11%、2.16～2.55, 平均变异系数分别达57.81%、17.84%、58.06%、44.79%、7.58%、16.78%。总的来说, 菜籽油脂肪酸、生育酚和叶绿素指标受品种影响较大, 植物甾醇、极性总酚和抗氧化能力受生态区的影响较大。

2.8 油菜籽含油量、出油效率和菜籽油主要品质性状主成分分析(PCA)

PCA分析表明, 3个试点间的油菜籽和菜籽油指标差异显著(图4-a), 且菜籽油理化、抗氧化能力、脂肪酸组成及营养指标沿PC1和PC2均匀分布(图4-b)。抗氧化能力、含油量、叶绿素、Y-值和极性总酚是PC1的主要载荷, 亚麻酸、R-值和出油效率是PC2的主要载荷。植物甾醇和极性总酚对抗氧化能力有显著性影响(图4-b), 这与Chen等[24]和吴坤等[25]的研究结果相符。2种抗氧化能力(DPPH与FRAP)存在正相关, α-生育酚与γ-生育酚亦存在正相关, 油酸与亚油酸和亚麻酸均呈负相关, 亚油酸与亚麻酸呈正相关。

表7 不同品种、试点的菜籽油品质差异

缩写同表2。最小显著差异(LSD)法进行多重比较, 同列数据后不同小写字母表示处理间差异达显著水平(< 0.05)。

Abbreviations are the same as those given in Table 2. Least significant difference (LSD) method for multiple comparisons, values followed by different lowercase letters in the same column mean significant difference among treatments at the 0.05 probability level.

图4 油菜籽含油量、出油效率和菜籽油理化特性、抗氧化能力、功能性成分的主成分分析

缩写同表2。Abbreviations are the same as those given in Table 2.

2.9 三试点主要气候因子与油菜籽含油量、出油效率和菜籽油主要品质性状相关性分析

相关性分析表明, 油菜角果期气候因子与油菜籽和菜籽油指标相关性在三试点间差异显著(图5, a: 四川; b: 湖北; c: 浙江)。浙江试点油菜角果期日均温、总辐射量和降雨量明显比四川和湖北高(图1)。通过分析气候因子与指标间的相关性得出, 油菜角果期日均温升高、降雨增多会降低压榨菜籽油的生育酚含量(图5-a, c), 这一点在四川试点尤为明显(图5-a)。同时, 从相关性分析结果来看, 3个试点均表明菜籽油极性总酚含量与其抗氧化能力存在极显著正相关关系, 与主成分分析结果一致。

图5 三试点主要气候因子与油菜籽含油量、出油效率和菜籽油抗氧化能力、功能性成分的相关性

DMT: 日均温; RF: 降雨量; SR: 太阳辐射量, 其他缩写同表2。*表示< 0.05, **表示< 0.01。

DMT: day mean temperature; RF: rainfall; SR: solar radiation, other abbreviations are the same as those given in Table 2. *:< 0.05; **:< 0.01.

3 讨论

3.1 不同生态区对油菜籽含油量与冷榨出油效率的影响

冷榨油因其生产中无任何化学添加剂, 在市场上越来越受到关注。从追求天然健康的角度讲, 冷榨油更能保证产品安全、卫生、无污染, 天然营养组分不受破坏。本研究中, 四川试点油菜籽含油量高于湖北, 浙江最低, 湖北试点的出油效率显著低于其他2个试点。影响油料出油效率的因素主要在于籽粒含油量和压榨条件两方面。就籽粒含油量来说, 油料中的油脂主要以甘油三酯的形式储藏在种子中, 甘油三酯是由脂肪酸与甘油脱水缩合而成, 是植物体中碳源和能量的高效储存形式, 为种子的萌发和幼苗的生长提供物质和能量的支持。相关研究发现, 油料中的甘油三脂含量与调控其合成的基因和代谢过程中的关键酶有关, 目前已有相关改良油料作物种子含油量报道[26-27]。除去油料自身因素外, 压榨时设备参数条件对出油效率也有一定的影响, 如螺杆转速、进料速率、榨膛温度等[28-29]。

3.2 不同生态区对菜籽油外观品质的影响

色泽是油脂重要的品质指标之一, 同时也是消费者选购时的外观依据, 因而成为油脂质量检验的常规项目。通常, 色泽较轻的菜籽油更符合人们的消费心理。Borges等[30]报道了不仅是品种原因[31], 地理因素和气候特征也会影响油脂色泽。其中巴西地区所产的油样与西班牙相比拥有较浅的绿色(较高的a值)和黄色(较低的b值), 同时还有较高的亮度(较高的L值)。此外, 降雨量偏多会使橄榄油的亮度降低(较低的L值), 绿色程度也降低(较高的a值)。本研究中浙江试点的菜籽油油色较浅, 湖北、四川试点则依次加深。

油脂中的叶绿素也会影响油脂色泽, 叶绿素含量过高会使油脂呈墨绿色, 进而影响油脂外观品质和氧化稳定性。叶绿素含量受气候、栽培条件等多种因素的影响, 而且收获期同一植株上的角果成熟度不一致, 先开花的成熟度好, 叶绿素含量低, 后开花的成熟度差, 叶绿素含量高[8]。日本、加拿大等国家己将油菜籽中叶绿素的含量作为油菜籽分等分级的重要技术依据, 加拿大菜籽出口时, 一级菜籽叶绿素含量小于30 mg kg–1, 叶绿素含量大于30 mg kg–1则为二、三级[32]。本研究中, 3个试点菜籽油叶绿素含量普遍偏低, 这种现象可能是由我国长江流域的气候变化所造成的[21]。未成熟的菜籽籽粒中含有大量叶绿素, 成熟后这些叶绿素会被分解掉, 故完全成熟的籽粒中只含有少量的叶绿素。在我国长江流域气候条件下, 冬季油菜迅速成熟使得籽粒中叶绿素含量偏低, 进而压榨制得的油脂中叶绿素含量也相应偏低。

3.3 不同生态区对菜籽油脂肪酸的影响

菜籽油主要不饱和脂肪酸包括: 油酸、亚油酸、亚麻酸, 且脂肪酸组成合理。有研究指出, 饱和脂肪酸增加患癌症、心脑血管疾病和代谢紊乱疾病的概率, 单不饱和脂肪酸有助于降低血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平, 多不饱和脂肪酸能提高免疫功能[33]。ω-6和ω-3脂肪酸是人体必需脂肪酸, 相关研究指出[3], 在中国主要以摄入淀粉和一般植物脂肪为代表的东方膳食体系中, ω-6与ω-3的比例为1～6的天然食用植物油最具营养价值。本研究中菜籽油油酸含量大部分达60%以上, 在3个生态区变异不大, 且ω-6与ω-3比值约为2, 在合理比值范围内, 所以日常摄取菜籽油, 确保ω-6与ω-3的均衡比例, 对人体健康具有重要意义。

3.4 不同生态区对菜籽油抗氧化能力的影响

油菜籽是容易获得天然抗氧化剂的来源, 例如: 多酚、生育酚、植物甾醇、类胡萝卜素和磷脂[11]。抗氧化能力对于预防癌症、心血管疾病以及抗衰老是其很重要的生理功能, 同时, 植物油的抗氧化能力与其抗氧化物质含量有一定的相关性[34]。本研究中菜籽油抗氧化能力在3个试点的大小关系为: 四川>湖北>浙江。浙江地区油菜角果期的温度、降雨和辐射量较高, 可能出现“高温逼熟”现象, 致使油菜过早成熟, 极性总酚和植物甾醇含量降低, 进而导致抗氧化能力下降。

3.5 不同生态区对菜籽油功能性成分的影响

研究发现, 多酚类化合物具有抗氧化、抗癌、抗炎等功效, 能有效预防高血脂、高血糖、心脑血管疾病、肿瘤等疾病。在植物油中, 多酚类物质的存在不仅可以提高油脂的氧化稳定性, 延长食用油的储藏期, 还可以改善油脂的色泽、风味等感官特性[35]。本研究菜籽油中极性总酚含量在3个试点的高低顺序为: 四川>湖北>浙江, 这种变化趋势与Yang等[21]的研究结果一致。3个试点的油脂抗氧化能力变化与极性总酚含量变化趋于一致, 主成分分析结果(图5-b)也表明, 油脂中极性总酚含量与DPPH、FRAP抗氧化能力呈正相关关系, 这与马芝丽等[36]的研究结果相符。

植物甾醇被科学家们誉为“生命的钥匙”、“胆固醇的克星”, 食用植物油在人们的日常饮食中是植物甾醇含量最高的食物, 也是人体摄入植物甾醇最主要的食源性来源之一[37], 其中菜籽油属于植物甾醇含量较高的一种植物油。Hamama等[38]研究发现油菜的生长地点对菜籽油中植物甾醇含量无影响。但Vlahakis等[39]却发现生长地点和温度条件对大豆油中植物甾醇存在显著性影响。同时相关研究表明[21], 不同品种的冷榨菜籽油中植物甾醇含量为4320～11,900 mg kg–1, 基因型对植物甾醇的影响是显著性的, 生长地点也可能对植物甾醇的含量有影响。本研究结果表明, 不同品种、生态区条件下菜籽油中植物甾醇含量范围在3823～10,540 mg kg–1之间, 与已有报道基本相符, 且品种间差异显著。四川试点菜籽油中植物甾醇含量(8524.00 mg kg–1)显著高于湖北(7230.65 mg kg–1)和浙江试点(6207.21 mg kg–1)。由于本研究采用不同生态区种植同套材料, 可排除品种差异性的影响, 进而分析可知不同生态区的气象因素对植物甾醇含量有显著性影响。

生育酚是一种天然抗氧化剂, 能够有效抑制油脂中的脂质氧化, 近年来作为食用植物油中一种高附加值营养物备受关注。Yang等[21]的研究表明, 冷榨菜籽油中总生育酚含量范围因原料试点的不同而异, 约在113～824 mg kg–1之间, 主要以α-生育酚和γ-生育酚2种形式存在, 且以γ-生育酚为主, 约占总生育酚含量的2/3左右。造成长江流域不同试点菜籽油中生育酚含量差异的因素是多方面的, Chew[5]的结果表明, 种植地点、籽粒品种和成熟度是造成菜籽油中生育酚含量的差异的主要因素。Marwede等[40]发现品种基因型和环境之间的相互作用对菜籽油中生育酚含量变化也有着重要影响。本研究发现, 不同品种、生态区条件下总生育酚含量范围在519～787 mg kg–1之间, 与已有报道一致, 3个试点间含量大小关系为四川<湖北<浙江, 与Chew[5]的研究结果相一致。

4 结论

本研究中油菜籽含油量、菜籽油极性总酚、植物甾醇含量和抗氧化能力在3个试点均表现为四川优于湖北, 浙江试点最低, 而菜籽油生育酚含量及外观品质在三试点的表现规律则与之相反。湖北试点的出油效率显著低于其他2个试点, 3个试点所产的油脂中叶绿素含量较低, 均在0～1 mg kg–1范围之间。菜籽油油酸含量大部分达60%以上, 且3个试点的ω-6与ω-3比例均约为2。此外, 籽粒含油量及菜籽油脂肪酸、生育酚和叶绿素指标受品种影响较大, 籽粒出油效率及菜籽油植物甾醇、极性总酚和抗氧化能力受生态区的影响较大, 生育酚易受气候因子影响。因此, 明确不同生态区关键品质差异, 可为区域特色菜籽油的界定、各生态区品质育种提供参考。

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Comparative study on the processing quality of winter rape in different ecological zones of the Yangtze River valley

NING Ning1, MO Jiao2, HU Bing2, LI Da-Shuang1, LOU Hong-Xiang1, WANG Chun-Yun1, BAI Chen-Yang1, KUAI Jie1, WANG Bo1, WANG Jing1, XU Zheng-Hua1, LI Xiao-Hua3, JIA Cai-Hua2,*, and ZHOU Guang-Sheng1

1College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University / Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System for the Middle Yangtze River, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430070, Hubei, China;2College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University / Key Laboratory of Environmental Food Science, Ministry of Education, Wuhan 430070, Hubei, China;3School of Life Science and Technology, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430065, Hubei, China

Six rapeseed cultivars were chosen from three regions, including the upper, middle, and lower Yangtze River valley, and planted in Sichuan, Hubei, and Zhejiang experimental sites using the similar cultivation measures. The rapeseed was harvested at maturity stage, followed by cold pressing and the composition of unsaturated fatty acids (USFAs) and the content of chlorophyll, the total polar phenols, phytosterols, and tocopherols of rapeseed oil were assessed. Moreover, the essential properties of rapeseed oil on each experimental site were refined. The results showed that there were significant differences between the experimental sites in terms of the oil content and oil extraction efficiency of rapeseed, the chlorophyll, the total polar phenols, phytosterols, and tocopherol content of rapeseed oil. The results showed that: (1) Sichuan had a higher oil content than Hubei, whereas Zhejiang had the lowest oil content. The varieties from the middle and lower reaches of the Yangtze River were planted in Sichuan and their oil content increased, meanwhile Zhejiang had the highest seed oil extraction efficiency followed by Sichuan and Hubei. (2) The oleic acid content of rapeseed oil was the highest in Sichuan, followed by Zhejiang and Hubei; whereas the higher linoleic and linolenic acid contents were noted at the Hubei experimental site. Moreover, the total polar phenols and phytosterol content of rapeseed oil was the highest in the Sichuan followed by Hubei and Zhejiang; contrarily, the tocopherol content and color of rapeseed oil were best in the Zhejiang followed by Hubei and Sichuan. (3) Rapeseed oil's antioxidant capacity significantly varied between sites, which was the highest in Sichuan, followed by the Hubei and Zhejiang. The lower temperature and rainfall during rapeseed pod maturity period contributed to the stronger antioxidant capacity of studied cultivars in Sichuan site. Conclusively, the rapeseed oil quality was varied at different experimental sites in the Yangtze River valley. Thus, the findings of the current study can be used as a reference when choosing high-quality rapeseed varieties in different ecological zones.

winter rapeseed; ecological zone; rapeseed oil; cold-pressed; processing quality

2023-06-29;

2023-07-21.

10.3724/SP.J.1006.2023.34017

通信作者(Corresponding author): 贾才华, E-mail: chjia@mail.hzau.edu.cn

E-mail: 1208299842@qq.com

2023-01-19;

本研究由国家重点研发计划项目(2021YFD1600502)资助。

This study was supported by the National Key Research and Development Program of China (2021YFD1600502).

URL: https://kns.cnki.net/kcms2/detail/11.1809.S.20230721.0905.002.html

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