李水芳，賀舍予，龍洪旭，譚曉風(fēng)

(1.中南林業(yè)科技大學(xué) 理學(xué)院，長沙 410004； 2.中南林業(yè)科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，長沙 410004； 3.中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)林育種與栽培國家林業(yè)局重點實驗室，長沙 410004)

油料資源

油桐100個優(yōu)良家系種子含油率及脂肪酸組成分析

李水芳1，賀舍予2，龍洪旭3，譚曉風(fēng)3

(1.中南林業(yè)科技大學(xué) 理學(xué)院，長沙 410004； 2.中南林業(yè)科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，長沙 410004； 3.中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)林育種與栽培國家林業(yè)局重點實驗室，長沙 410004)

用石油醚作溶劑，采用索氏抽提法測定了油桐100個優(yōu)良家系種子含油率，并采用GC法分析了桐油的脂肪酸組成。結(jié)果表明：油桐含油率主要分布在50.00%～60.00%之間，最大值62.55%，最小值46.95%，平均值55.24%；桐油基本由桐酸、亞油酸、油酸、硬脂酸、棕櫚酸和亞麻酸組成，含量范圍依次為75.23%～87.19%(α-桐酸69.83%～84.11%，β-桐酸1.66%～10.14%)、5.40%～9.03%、3.20%～9.42%、1.71%～3.64%、1.86%～2.96%、0.28%～0.79%，平均值依次為81.97%(α-桐酸78.07%，β-桐酸3.91%)、6.88%、5.88%、2.41%、2.30%和0.56%。研究表明：油桐優(yōu)良家系種子均有較高含油率，不同家系的含油率及桐油的α-桐酸、β-桐酸、亞油酸、油酸含量差異較大，而硬脂酸、棕櫚酸和亞麻酸的含量差異較小。

油桐；家系；含油率；脂肪酸組成

油桐(Verniciafordii)為大戟科油桐屬植物，是我國具有代表性的經(jīng)濟(jì)林樹種和特有的工業(yè)油料樹種，與油茶、核桃、烏桕一起并列為我國四大木本油料樹種。利用油桐種子提取的油脂稱為桐油。桐油是植物油中最優(yōu)質(zhì)的干性油，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、漁業(yè)、國防、建筑、交通運(yùn)輸、印刷等行業(yè)有廣泛應(yīng)用。我國油桐主要分布在河南、陜西、甘肅、貴州、四川、重慶、湖南、湖北、江西、浙江、福建、廣東、廣西、海南、安徽、江蘇、云南、臺灣等18個省(市)、自治區(qū)的700多個縣(市)，其中以四川東南部、重慶東部、湖南西部、湖北西部、貴州東南部及北部最為集中。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有油桐林面積約66.17萬hm2，年產(chǎn)桐油約6.75萬t，桐油總產(chǎn)值約18.25億元，桐餅產(chǎn)值約2.7億元，合計總產(chǎn)值約20.95億元[1-2]。

桐酸是桐油的主要成分，含量約80%。此外，桐油中還含有油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸和亞麻酸等脂肪酸。桐酸包括α-桐酸和β-桐酸，α-桐酸對桐油品質(zhì)具有決定性作用[3]。正常桐油以α-桐酸為主要成分，含量在70%以上，其次為β-桐酸，含量約5%[4]。α-桐酸性質(zhì)較活潑，能異構(gòu)化為β-桐酸。同時，桐酸也能被氧化，轉(zhuǎn)變?yōu)橛退峄騺営退帷＆?桐酸為主要成分的桐油的物理性質(zhì)與α-桐酸為主的桐油存在明顯差異，使用價值和經(jīng)濟(jì)價值也都大大降低[4-5]。

由單株優(yōu)樹自由授粉或由雙親控制授粉的種子繁育的子代稱為家系。油桐基因復(fù)雜，子代之間存在個體差異，即家系內(nèi)存在較大的變異幅度，要經(jīng)過多世代連續(xù)選擇，才能獲得主要性狀上較為整齊的家系。

本研究對湖南永順縣青坪鎮(zhèn)中南林業(yè)科技大學(xué)油桐試驗基地——國家油桐種質(zhì)資源保存庫庫存的100個油桐優(yōu)良家系種子的含油率及脂肪酸組成進(jìn)行分析，從中篩選出含油率和桐酸含量較高的家系，為油桐良種選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

100個油桐樣本于2014年10月底采集于湖南永順縣青坪鎮(zhèn)中南林業(yè)科技大學(xué)油桐試驗基地——國家油桐種質(zhì)資源保存庫，全部為光桐(VerniciafordiiHemsley)樣本。油桐果去皮留籽，油桐籽去殼留仁，稍加錘碎，在70℃恒溫箱中烘干，再裝入布袋中錘碎，過20目篩后置于干燥器內(nèi)備用。

脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品：α-桐酸甲酯，美國Cayman公司；棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、亞麻酸甲酯，美國Sigma公司。石油醚(分析純，沸程30～60℃)，正庚烷(色譜純)，甲醇(色譜純，美國Tedia公司)，無水硫酸鈉(分析純)，氫氧化鉀(分析純)。

日本島津SHIMADZU-2014氣相色譜儀，索氏抽提裝置，電子分析天平(0.000 1 g)，電熱鼓風(fēng)干燥箱，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 含油率的測定

稱取約10 g樣品(精確到0.01 g，m0)，放入烘干的濾紙筒中，用脫脂棉線捆扎好，稱重(精確到0.01 g，m1)，然后放于裝有石油醚的索氏抽提裝置中浸泡過夜，第二天抽提10 h左右，直到將2滴抽提液滴到玻璃片上，待溶劑揮發(fā)后，玻璃片上無油脂殘留為止，隨后將抽提完油脂的濾紙包取出，放入70℃烘箱中烘干，稱重(精確到0.01 g，m2)。樣品含油率(ω)按下式計算：

每個樣品平行測定兩次(兩次測定的相對誤差不大于2.0%，否則重測)，取平均值。

1.2.2 桐油脂肪酸組成分析

用石油醚作溶劑，經(jīng)索氏抽提法提取的油脂，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓蒸發(fā)回收溶劑后，即得桐油(為淺黃色黏稠的油狀液體)，用于桐油脂肪酸組成分析。

1.2.2.1 桐油的甲酯化

桐油脂肪酸的甲酯化參考ISO 5509-2000進(jìn)行。準(zhǔn)確稱取0.010 0 g油樣于圓底燒瓶中，加入1 mol/L KOH-CH3OH溶液1 mL，在75℃水浴下加熱回流10 min，冷卻至室溫，將其轉(zhuǎn)入250 mL分液漏斗中，加正庚烷和水各20 mL，搖勻，靜置，待溶液分層后分液，收集上層的酯層；對下層的水層用20 mL正庚烷再萃取1次，將兩次萃取的酯層合并，再用蒸餾水對得到的脂肪酸甲酯的正庚烷溶液洗滌多次，直到廢水呈中性為止；分離出酯層，用無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液用正庚烷定容至100.00 mL，此時，所得桐油脂肪酸甲酯的質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL，用于GC分析。

1.2.2.2 GC分析條件

SP2340石英毛細(xì)管柱(60 m×0.25 mm×0.2 μm)；氫火焰離子化檢測器(FID)；進(jìn)樣口溫度250℃，檢測器溫度300℃，不分流進(jìn)樣；程序升溫：初始柱溫50℃，保持2 min，20℃/min升溫至170℃，保持5 min，2℃/min升溫至180℃，保持10 min，4℃/min升溫至220℃，保持22 min；進(jìn)樣量1 μL；載氣為氮氣。

脂肪酸含量采用峰面積歸一化法計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 油桐100個優(yōu)良家系種子含油率

圖1為油桐100個優(yōu)良家系種子含油率的分布圖。

圖1 油桐100個優(yōu)良家系種子含油率分布

從圖1可以看出，油桐100個優(yōu)良家系種子含油率范圍在46.95%～62.55%，極差15.60%，平均值55.24%。含油率主要分布在50.00%～60.00%的范圍內(nèi)，占總樣本數(shù)的90.00%。不同分布范圍的樣本數(shù)分別為：46.95%～49.99%為6個、50.00%～54.99%為37個、55.00%～59.99%為53個、60.00%～62.55%為4個，分別占總樣本數(shù)的6.00%、37.00%、53.00%和4.00%。含油率低于50.00%的家系有ZNL-F106(46.95%)、ZNL-F39(47.39%)、ZNL-F3(47.69%)、ZNL-F21(48.46%)、ZNL-F116(49.07%)和ZNL-F20(49.33%)，對應(yīng)的產(chǎn)地和品種分別為湖北優(yōu)樹26號、湖南永順葡萄桐優(yōu)樹13號、陜西山陽周歲桐、湖南龍山紅巖優(yōu)樹1號、湖北優(yōu)樹29號和湖南永順葡萄桐優(yōu)樹1號；含油率范圍高于60.00%的家系有ZNL-F112(60.17%)、ZNL-F104(60.36%)、ZNL-F95(60.82%)和ZNL-F102(62.55%)，均為湖北優(yōu)樹。

2.2 油桐100個優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油的脂肪酸組成

油桐100個優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油的5種脂肪酸含量分布情況見圖2～圖6，α-桐酸和β-桐酸含量見表1。

圖2 油桐100個優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油的棕櫚酸含量分布

圖3 油桐100個優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油的硬脂酸含量分布

圖4 油桐100個優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油的油酸含量分布

圖5 油桐100個優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油的亞油酸含量分布

圖6 油桐100個優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油的亞麻酸含量分布

表1 油桐100個優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油的α-桐酸和β-桐酸含量%

續(xù)表1 %

由圖2～圖6和表1可知，油桐100個優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油基本由α-桐酸、亞油酸、油酸、β-桐酸、硬脂酸、棕櫚酸及少量的亞麻酸組成。 不同家系之間，硬脂酸、棕櫚酸和亞麻酸的含量差異不大，而α-桐酸、亞油酸、油酸和β-桐酸的含量存在較大差異。

α-桐酸含量在69.83%～84.11%之間，最低的是ZNL-F49，為湖南永順葡萄桐優(yōu)樹22號，最高的是ZNL-F3，為陜西山陽周歲桐，平均值 78.07%，極差14.28%。α-桐酸含量不同分布范圍對應(yīng)的樣本數(shù)分別為：小于70.00%為1個，70.00%～74.99%為13個，75.00%～79.99%為56個，80.00%～84.11%為30個。β-桐酸含量在1.66%～10.14%之間，最低的是ZNL-F20，為湖南永順葡萄桐優(yōu)樹1號，最高的是ZNL-F180，為湖北優(yōu)樹46號，平均值3.91%，極差8.48%。β-桐酸含量不同分布范圍對應(yīng)的樣本數(shù)分別為：1.66%～4.99%為82個，5.00%～9.99%為17個，大于10.00%為1個。α-桐酸與β-桐酸的總量在75.23%～87.19%之間，最低的是ZNL-F114，為廣西小米桐1號，最高的是ZNL-F3，為陜西山陽周歲桐，平均值81.97%，極差11.96%。α-桐酸與β-桐酸總量不同分布范圍對應(yīng)的樣本數(shù)分別為：75.23%～79.99%為24個，80.00%～84.99%為69個，85.00%～87.19%為7個。棕櫚酸含量在1.86%～2.96%之間，最低的是ZNL-F3，為陜西山陽周歲桐，最高的是ZNL-F143，為湖北優(yōu)樹34號，平均值2.30%，極差1.10%。硬脂酸含量在1.71%～3.64%之間，最低的是ZNL-F22，為湖南永順葡萄桐優(yōu)樹6號，最高的是ZNL-F99，為湖北優(yōu)樹21號，平均值2.41%，極差1.93%。油酸含量在3.20%～9.42%，最低的是ZNL-F3，為陜西山陽周歲桐，最高的是ZNL-F114，為廣西小米桐1號，平均值5.88%，極差6.22%。亞油酸含量在5.40%～9.03%之間，最低的是ZNL-F180，為湖北優(yōu)樹46號，最高的是ZNL-F116，為湖北優(yōu)樹29號，平均值6.88%，極差3.63%。亞麻酸含量在0.28%～0.79%，最低的是ZNL-F22，為湖南永順葡萄桐優(yōu)樹6號，最高的是ZNL-F84，為湖北優(yōu)樹13號，平均值0.56%，極差0.51%。

陳陶靜等[6]采用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)法測定了陜南不同地區(qū)和相同地區(qū)不同季節(jié)所產(chǎn)桐油的脂肪酸組成，每種桐油都主要含有桐酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸和硬脂酸，而未報道含有油酸，所測3個桐油樣本的桐酸含量分別為91.9%、80.3%和52.1%。王發(fā)松等[7]采用GC-MS法鑒定來鳳金絲桐油中的18種脂肪酸，其中的桐酸為包括α-桐酸在內(nèi)的5種順反異構(gòu)體，總相對含量為78.53%。劉家欣等[8]采用KOH-CH3OH甲酯化，GC-MS法測定了湘西機(jī)榨桐油的脂肪酸組成，僅檢測出了α-桐酸、β-桐酸、亞油酸、油酸和棕櫚酸，桐酸總含量為73.5%，而硬脂酸和亞麻酸未檢測到。陽艷等[9]采用氣相色譜檢測出湘西7個不同產(chǎn)地的桐油中含有α-桐酸、β-桐酸、亞油酸、油酸和棕櫚酸，桐酸含量在73%～80%范圍內(nèi)，而未報道含有硬脂酸和亞麻酸。以上研究中桐油主要脂肪酸成分與本文存在一定的差異，但桐酸含量除文獻(xiàn)[6]的兩個樣本外，其余都包括在本文的桐酸含量范圍內(nèi)。存在差異的主要原因可能與桐油的產(chǎn)地、品種、制取方式、檢測方法等因素有關(guān)。

文獻(xiàn)[2]測定了油桐36個優(yōu)良家系的種子含油率和桐油脂肪酸組成，其中34個優(yōu)良家系與本文相同，桐油的制取方式和脂肪酸的檢測方法也與本文一致。與文獻(xiàn)[2]的研究結(jié)果相比較發(fā)現(xiàn)：①除亞麻酸外(文獻(xiàn)[2]的36個優(yōu)良家系中有16個未檢測到亞麻酸，而本文100個優(yōu)良家系全部檢測到亞麻酸)，其余各脂肪酸含量及含油率的范圍和平均值都較接近；②少數(shù)家系的含油率和桐酸含量差異較大，其中含油率差異大于10.00%的家系有ZNL-F21(13.34%)、ZNL-F33(13.16%)、ZNL-F3(12.29%)、ZNL-F39(12.14%)、ZNL-F22(12.00%)和ZNL-F23(11.45%)；桐酸含量差異大于5.00%的家系有ZNL-F22(7.02%)、ZNL-F38(6.32%)、ZNL-F3(5.39%)、ZNL-F17(5.38%)、ZNL-F12(5.05%)、ZNL-F26(5.00%)和ZNL-F31(5.00%)；α-桐酸含量差異大于5.00%的家系有ZNL-F3(8.83%)、ZNL-F22(7.71%)、ZNL-F17(7.39%)、ZNL-F38(7.36%)、ZNL-F50(6.79%)、ZNL-F12(6.60%)、ZNL-F35(6.60%)、ZNL-F26(6.28%)和ZNL-F2(5.36%)；β-桐酸含量差異大于5.00%的家系有ZNL-F50(5.94%)、ZNL-F31(5.84%)和ZNL-F33(5.33%)。存在以上差異的主要原因，除了與采集年份的不同有關(guān)外(文獻(xiàn)[2]的樣本于2012年10月份采集，而本文的樣本于2014年10月份采集)，也與所分析樣本是否具有很好的代表性有關(guān)。

3 結(jié) 論

(1)油桐優(yōu)良家系種子含油率較高，平均值達(dá)55.24%；不同家系種子含油率存在較大差異，分布范圍在46.95%～62.55%，主要分布范圍為50.00%～60.00%，占全部樣本的90.00%。

(2)油桐優(yōu)良家系種子所產(chǎn)桐油基本由α-桐酸、亞油酸、油酸、β-桐酸、硬脂酸、棕櫚酸及少量的亞麻酸組成，不同家系之間，硬脂酸、棕櫚酸和亞麻酸的含量差異不大，而α-桐酸、亞油酸、油酸和β-桐酸的含量存在較大差異；桐酸、α-桐酸、亞油酸、油酸、β-桐酸、硬脂酸、棕櫚酸和亞麻酸的含量范圍分別為75.23%～87.19%、69.83%～84.11%、5.40%～9.03%、3.20%～9.42%、1.66%～10.14%、1.71%～3.64%、1.86%～2.96%和0.28%～0.79%，平均值依次為81.97%、78.07%、6.88%、5.88%、3.91%、2.41%、2.30%和0.56%。

[1] 譚曉風(fēng)，蔣桂雄，譚方友，等. 我國油桐產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)查研究報告[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究，2011，29(3):1-7.

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OilcontentsandfattyacidcompositionsofVerniciafordiiseedsfromonehundredexcellentfamilies

LI Shuifang1, HE Sheyu2, LONG Hongxu3, TAN Xiaofeng3

(1.College of Science, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China; 2.College of Food Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China; 3.Key Laboratory of Non-wood Forest Products of State Forestry Administration, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China)

The oil contents ofVerniciafordiiseeds from one hundred excellent families were determined by Soxhlet extraction method with light petroleum, and the fatty acid compositions of tung oil were analyzed by GC. The results showed that oil contents ofVerniciafordiiseeds were mainly between 50.00% and 60.00%, the highest oil content was 62.55%, the lowest oil content was 46.95%, and the average oil content was 55.24%. Tung oil was mainly composed of eleostearic acid (75.23% - 87.19%, 69.83%-84.11% forα- eleostearic acid, 1.66%-10.14% forβ- eleostearic acid), linoleic acid(5.40%-9.03%), oleic acid(3.20%-9.42%), stearic acid(1.71%-3.64%), palmitic acid (1.86%-2.96%)and linolenic acid(0.28%-0.79%).The average values of them were 81.97%(78.07% forα- eleostearic acid and 3.91% forβ- eleostearic acid),6.88%,5.88%,2.41%,2.30% and 0.56%, respectively. The results indicated that the oil contents ofVerniciafordiiseeds from excellent families were high, and the variances were significant in the oil content and the contents ofα- eleostearic acid,β- eleostearic acid, linoleic acid and oleic acid, while the variances were not significant in the contents of stearic acid, palmitic acid and linolenic acid from different families.

Verniciafordii; family; oil content; fatty acid composition

2016-10-20

湖南省教育廳重點項目(14A155)

李水芳(1968)，女，副教授，博士，主要從事天然產(chǎn)物開發(fā)利用及分子光譜分析技術(shù)研究工作(E-mail)csfulishuifang@126.com。

TS222；TQ646

：A

1003-7969(2017)08-0123-05