，，，，，，， ，

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 草原與資源環(huán)境學(xué)院 草地資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011）

隨著社會(huì)快速發(fā)展和人口不斷增加，世界各國必將面臨耕地減少和糧油短缺兩大難題[1-2]。中國作為全球最大的發(fā)展中國家，也是全球人口最多的國家，其耕地縮減和糧油虧缺的問題極其嚴(yán)峻[3]。木本糧油樹種出油率高、油脂品質(zhì)優(yōu)，可廣泛用于食用、藥用、保健和化妝[4-5]；此外，木本糧油樹種適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)，管理技術(shù)簡(jiǎn)單，一次種植多年收獲，可上山下灘，不與糧爭(zhēng)地，可直接種植于我國廣袤的山地、荒地和沙地等生態(tài)脆弱區(qū)，具有極高的開發(fā)利用潛力[6]。

西伯利亞杏Armeniaca sibirica.Lam 屬薔薇科李亞科杏屬植物，常為落葉灌木或小喬木，樹高可達(dá)2 ～5 m，廣泛分布于我國東北、華北以及西北地區(qū)，其種質(zhì)資源極為豐富[7-8]。西伯利亞杏具有耐寒、耐旱、耐瘠薄等特點(diǎn)，是目前我國北方干旱、半干旱荒漠化區(qū)退耕還林、防風(fēng)固沙、水土保持等生態(tài)建設(shè)的首選樹種[9-11]。與此同時(shí)，西伯利亞杏種仁富含油脂、蛋白、維生素和氨基酸等營養(yǎng)成分，可直接食用，還可加工成杏仁油、杏仁露、杏仁豆腐、杏仁蛋白粉等產(chǎn)品[12-13]。其中，西伯利亞杏種仁油脂品質(zhì)優(yōu)，富含油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸，屬于高油酸、高亞油酸植物油，是可直接食用的高級(jí)食用油[14-15]。目前，關(guān)于西伯利亞杏的研究主要集中于抗寒抗干旱生理、種仁成分提取與純化、花器官分化與發(fā)育機(jī)理、表型遺傳多樣性和種群遺傳學(xué)等方面[15-16]，而關(guān)于西伯利亞杏種仁的油脂累積特點(diǎn)及脂肪酸組分變化規(guī)律的研究卻鮮有報(bào)道。因此，在西伯利亞杏的生產(chǎn)實(shí)踐中無法確定果實(shí)的最佳采收期，在發(fā)育期種仁的栽培管理中也無法采取科學(xué)、高效、有針對(duì)性的栽培管理措施，進(jìn)而嚴(yán)重影響西伯利亞杏種仁油的產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究采集西伯利亞杏不同發(fā)育期種仁，測(cè)定各發(fā)育期種仁的單仁質(zhì)量、含油率和脂肪酸組分含量，分析其種仁生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)、油脂累積和脂肪酸組分變化規(guī)律，探討其油脂累積過程中各脂肪酸組分間的相關(guān)性，以期為西伯利亞杏果實(shí)的適時(shí)采收和發(fā)育期種仁的栽培管理提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試西伯利亞杏種仁材料采集于2019年4—8月期間，以內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院苗圃中生長(zhǎng)情況良好、長(zhǎng)勢(shì)正常的西伯利亞杏良種‘蒙杏1 號(hào)’為試材，從花后10 d 開始至種仁成熟，每7 天采集西伯利亞杏果實(shí)，選取大小一致、無病蟲害的果實(shí)，剝?nèi)スず凸?，取出種仁置于常溫風(fēng)干至恒重，用于單仁質(zhì)量測(cè)定、油脂提取和脂肪酸組分的測(cè)定；本研究自花后10 d（果實(shí)開始膨大）開始至種仁成熟期103 d，共采集14 次樣品，分別為花后10、17、24、31、38、45、52、59、66、73、80、87、94、101 d 的西伯利亞杏種仁。

1.2 單仁質(zhì)量測(cè)定

分別將采摘10 ～101 d 果實(shí)的果皮和果核去除，將所獲得的種仁置于常溫風(fēng)干至恒重，用電子天平分別稱量其干質(zhì)量，測(cè)定重復(fù)3 次。

1.3 油脂和脂肪酸組分的提取、測(cè)定與分析

分別稱取西伯利亞杏花后10、17、24、31、38、45、52、59、66、73、80、87、94、101 d 的8 g 干種仁，利用低溫研磨儀進(jìn)行研磨，參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14772-2008《食品中粗脂肪的測(cè)定》，采用索氏抽提法提取各發(fā)育期種仁的油脂。參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17376-2008《動(dòng)植物油脂脂肪酸甲酯制備》，對(duì)各發(fā)育期種仁油脂進(jìn)行甲酯化，再參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17377-2008《動(dòng)植物油脂脂肪酸甲酯的氣相色譜分析》的方法，在配有DB-23 柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）的Agilent 6890N 氣相色譜儀上進(jìn)行脂肪酸組分類型和含量的分析。以氮?dú)庾鳛檩d氣，設(shè)定初始柱溫為180 ℃，并以6 ℃/min升溫速度將柱溫升至200 ℃，保持3 min，然后以10 ℃/min 升溫速度升至240 ℃，保持8 min，進(jìn)樣口溫度為240 ℃。通過與脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品比較，對(duì)所測(cè)脂肪酸進(jìn)行定性，根據(jù)峰面積法進(jìn)行相對(duì)定量，以甲酯標(biāo)準(zhǔn)品測(cè)定所測(cè)脂肪酸的絕對(duì)含量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

西伯利亞杏各發(fā)育期種仁的油脂提取和脂肪酸組分測(cè)定實(shí)驗(yàn)均設(shè)置3 次生物學(xué)重復(fù)，使用Microsoft Excel 2019 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，以SPSS 25.0 軟件進(jìn)行脂肪酸組分間的方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 西伯利亞杏種仁發(fā)育過程中單仁質(zhì)量變化

西伯利亞杏不同發(fā)育期種仁單仁質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化如表1所示，從花后10 ～101 d，西伯利亞杏單仁質(zhì)量的累積變化為0.021 ～0.353 g，不同發(fā)育期種仁質(zhì)量變化差異顯著（P＜0.01）。其中，10 ～66 d，西伯利亞杏種仁干質(zhì)量由0.021 g 累積增至0.332 g，其變化差異顯著，累積量約占整個(gè)累積量的88%。在66 ～101 d，種仁發(fā)育期占總發(fā)育期的35%，但其單仁質(zhì)量累積變化僅為0.021 g（0.332 ～0.353 g），單仁質(zhì)量變化不明顯，說明此期間西伯利亞杏種仁的質(zhì)量變化差異較小。因此，根據(jù)發(fā)育期種仁質(zhì)量的變化特點(diǎn)，可將西伯利亞杏種仁的發(fā)育過程劃分為兩個(gè)階段，即快速生長(zhǎng)期（10 ～66 d）和緩慢生長(zhǎng)期（66 ～101 d）。

表1 西伯利亞杏不同發(fā)育期種仁單仁質(zhì)量?Table 1 Single kernel mass in different developing stages of A.sibirica

2.2 西伯利亞杏種仁油脂累積規(guī)律

通過測(cè)定西伯利亞杏不同發(fā)育期種仁的含油量，初步掌握了西伯利亞杏種仁油脂累積的動(dòng)態(tài)規(guī)律，其變化情況如圖1所示。西伯利亞杏種仁油脂累積呈“慢—快—慢”的S 型動(dòng)態(tài)變化模式，根據(jù)油脂累積變化規(guī)律，可將種仁油脂累積過程劃分為3 個(gè)階段，分別為油脂緩慢累積期、油脂快速累積期和油脂減緩累積期。其中，花后10 ～45 d，西伯利亞杏種仁含油量從6.60%累積增值到17.10%，油脂日平均增量?jī)H為0.30%，該期間為油脂緩慢累積期；花后45 ～73 d，西伯利亞杏種仁含油量快速提高，逐漸進(jìn)入油脂快速累積期，該階段油脂平均增量高達(dá)1.26%，并在花后73 d 油脂累積達(dá)到最大值（53.5%）。而花后73 ～101 d，種仁油脂累積緩慢下降，進(jìn)入種仁油脂減緩累積期，其種仁油脂由53.5%降至51.70%。

圖1 西伯利亞杏種仁油脂累積的動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Variation of oil accumulation in A.sibirica kernel

2.3 西伯利亞杏種仁發(fā)育過程中脂肪酸組分的變化規(guī)律

對(duì)西伯利亞杏不同發(fā)育期種仁油脂主要組分進(jìn)行GC-MS 檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)其種仁發(fā)育過程中共檢測(cè)到8 種脂肪酸（圖2），分別為屬于飽和脂肪酸（SFA）的硬脂酸（C18:0）、花生酸（C20:0）和棕櫚酸（C16:0），屬于單不飽和脂肪酸（MUFA）的二十碳烯酸（C20:1）、棕櫚油酸（C16:1）、油酸（C18:1）和屬于多不飽和脂肪酸（PUFA）的亞油酸（C18:2）和亞麻酸（C18:3）。油酸、亞油酸、硬脂酸、棕櫚酸和二十碳烯酸為西伯利亞杏種仁油脂的主要脂肪酸組分，在種仁發(fā)育過程中，這5種脂肪酸組分含量變化均存在顯著差異，其中油酸含量具有連續(xù)增加的趨勢(shì)，從31.00%累積增至76.00%；亞油酸含量則呈先增后減的規(guī)律，由最初的28.63%增至45.20%，再降至18.15%；而棕櫚酸、二十碳烯酸和硬脂酸的變化趨勢(shì)相似，棕櫚酸含量從10.30%遞減至3.59%，二十碳烯酸含量從20.10 %遞減至消失，硬脂酸含量從8.63%減少至1.25%。西伯利亞杏種仁油脂累積過程中，其它非主要脂肪酸如棕櫚油酸和亞麻酸的變化趨勢(shì)相似，在種仁油脂緩慢累積期基本未檢測(cè)到棕櫚油酸和亞麻酸，進(jìn)入油脂快速累積期后才能檢測(cè)到微量棕櫚油酸（＜0.52%）和亞麻酸（＜0.38%）；而花生酸從種仁油脂緩慢累積期的0.72%逐漸遞減至消失。

圖2 西伯利亞杏發(fā)育期種仁的脂肪酸組分及含量Fig.2 Composition and content of fatty acid in A.sibirica kernel

續(xù)圖2Continuation of Fig.2

2.4 飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸含量的變化規(guī)律

從西伯利亞杏不同發(fā)育期種仁中飽和脂肪酸（SFA）與不飽和脂肪酸（UFA）含量的動(dòng)態(tài)變化分析可知（圖3），在油脂緩慢累積期和油脂快速累積期（10 ～73 d），SFA、MUFA 和PUFA的含量均有顯著變化，并且其含量變化趨勢(shì)存在較大的差異。其中，PUFA 含量的變化趨勢(shì)與MUFA 的變化相反，如PUFA 含量呈先增后減的趨勢(shì)，自30.00%遞增至最大值45.00%，后又逐漸降低至19.00%；而MUFA 的含量先出現(xiàn)微減再呈劇增趨勢(shì)，由52.00%遞減至46.00%，后又增至76.00%，其變化差異極顯著；SFA 含量則呈先減少后穩(wěn)定的趨勢(shì)，由18.00%逐漸降至5.00%。西伯利亞杏種仁油脂累積過程中，SFA、PUFA 和MUFA的含量進(jìn)入油脂減緩累積期后均保持穩(wěn)定，其含量變化差異均不顯著。

圖3 西伯利亞杏種仁飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Dynamic changes of saturated fatty acids and unsaturated fatty acids in A.sibirica kernel

2.5 西伯利亞杏種仁發(fā)育過程中各脂肪酸含量間的相關(guān)性及相關(guān)系數(shù)

西伯利亞杏種仁發(fā)育過程中脂肪酸組分間的相關(guān)性分析表明（表2），西伯利亞杏種仁累積過程中油酸、亞麻酸、棕櫚油酸3 者間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)分別為0.755（亞麻酸與棕櫚油酸）、0.981（油酸與亞麻酸）和0.792（油酸與棕櫚油酸）；棕櫚酸、硬脂酸和二十碳烯酸三者間同樣呈顯著正相關(guān)，其相關(guān)性系數(shù)分別為0.981（硬脂酸與棕櫚酸）、0.966（二十碳烯酸與棕櫚酸）和0.942（二十碳烯酸與硬脂酸）；而油酸和亞麻酸分別與棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸、二十碳烯酸呈顯著負(fù)相關(guān)，其相關(guān)性系數(shù)均大于0.700。

表2 西伯利亞杏種仁發(fā)育過程中各脂肪酸含量間的相關(guān)性及相關(guān)系數(shù)?Table 2 Correlation and coefficient of fatty acid contents during the development of A.sibirica kernel

3 討 論

含油率是評(píng)價(jià)木本油料樹種的重要指標(biāo)之一。隨著種仁不斷發(fā)育，西伯利亞杏種仁質(zhì)量和含油量均發(fā)生顯著的動(dòng)態(tài)變化，其單仁質(zhì)量的累積可分為快速生長(zhǎng)期（10 ～66 d）和緩慢生長(zhǎng)期（66 ～101 d）2 個(gè)階段；而種仁油脂累積呈“S”型累積模式，可劃分為油脂緩慢累積期、油脂快速累積期和油脂減緩累積期3 個(gè)階段，這與范思琪[17]對(duì)山杏種仁形態(tài)變化特點(diǎn)與油脂累積特征的研究結(jié)果基本一致，也與絕大多數(shù)木本油料樹種，如文冠果（Xanthoceras sorbifoliumBunge）[18]、麻風(fēng)樹（Jatropha curcasL.）[19]、黃連木（Pistacia chinensisBunge）[20]、白檀（Symplocos paniculataMiq.）[21]等的種仁生長(zhǎng)發(fā)育和油脂累積規(guī)律相似。西伯利亞杏種仁發(fā)育初期（10 ～45 d）油脂累積緩慢，油脂日增量?jī)H為0.3%，這可能與西伯利亞杏種仁發(fā)育初期個(gè)體脆弱的同化能力有關(guān)，也可能是由于處在油脂合成初期，相關(guān)酶及蛋白的活性不高有關(guān)[22]。隨著西伯利亞杏種仁的發(fā)育，其個(gè)體的同化能力和相關(guān)酶的活性顯著提高，從花后50 d 開始西伯利亞杏種仁油脂平均日增量高達(dá)1.34%，進(jìn)入油脂快速累積期，于花后73 d 西伯利亞杏種仁油脂含量達(dá)最大值（54.67%）。此時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)水肥管理，以期進(jìn)一步提高西伯利亞杏油脂含量，并制定采收計(jì)劃，注意及時(shí)采收。而自花后第73 天開始，西伯利亞杏種仁油脂含量出現(xiàn)先微量下降再處于穩(wěn)定的趨勢(shì)，進(jìn)入油脂減緩累積期，這在山杏、文冠果等木本油料樹種中也比較常見[18-19]，這可能與種仁發(fā)育后期含水量降低而阻礙了脂肪酸的合成有關(guān)[15]，也可能與種仁發(fā)育后期脂肪酸轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性降低有關(guān)[25]。

西伯利亞杏種仁油脂中共檢測(cè)到8 種脂肪酸，隨著種仁不斷發(fā)育，各脂肪酸組分含量出現(xiàn)顯著變化。其中，油酸含量呈連續(xù)上升的趨勢(shì)，其含量最高（76%）；而亞油酸含量呈先增后減的趨勢(shì)，其含量次之（18.20%）。西伯利亞杏種仁油脂主要由油酸和亞油酸組成與路志芳等[26]和孫家正等[27]的研究結(jié)果基本一致，但其油脂含量和各脂肪酸組分含量與上述研究存在一定差異，這可能是西伯利亞杏不同種質(zhì)間遺傳基礎(chǔ)存在差異所導(dǎo)致[28]。

明確種仁脂肪酸組分轉(zhuǎn)化規(guī)律及其相關(guān)性可為油脂提產(chǎn)提質(zhì)以及良種選育提供科學(xué)依據(jù)[29-30]。西伯利亞杏種仁油脂中，油酸和亞油酸占總脂肪酸的90%以上，分別構(gòu)成主要單不飽和脂肪酸（MUFA）和多不飽和脂肪酸（PUFA），二者的累積模式正好相反，這與油酸是亞油酸生物合成的前體物質(zhì)相一致[31]。而棕櫚酸、二十碳烯酸和硬脂酸是西伯利亞杏種仁的主要飽和脂肪酸（SFA），三者總量?jī)H占總脂肪酸的5%。說明西伯利亞杏種仁油脂中含有較高比例的MUFA 和較低比例的PUFA、SFA，屬于高品質(zhì)食用植物油；其營養(yǎng)高，穩(wěn)定性較強(qiáng)。西伯利亞杏種仁發(fā)育過程中，SFA、MUFA 和PUFA 的含量均在油脂含量最大期（第73 天）達(dá)到穩(wěn)定。因此，根據(jù)西伯利亞杏種仁油脂累積特點(diǎn)和脂肪酸轉(zhuǎn)化規(guī)律制定適宜的采收時(shí)間，對(duì)于獲取西伯利亞杏高品質(zhì)種仁油至關(guān)重要。與此同時(shí)，本研究發(fā)現(xiàn)西伯利亞杏種仁油脂累積過程中脂肪酸組分間存在一定相關(guān)性，后期可根據(jù)脂肪酸組分間的相關(guān)性，定向選擇其中的脂肪酸組分，培育或改良高品質(zhì)油用西伯利亞杏種質(zhì)。而且，油脂累積及脂肪酸組分變化規(guī)律還受土壤、氣溫、降水等環(huán)境因子的影響，并且不同種質(zhì)間油脂累積規(guī)律可能存在一定的差異[32-33]。因此，后期應(yīng)增加西伯利亞杏不同種源或種質(zhì)的樣品，分析其油脂累積及脂肪酸轉(zhuǎn)化規(guī)律，并與環(huán)境條件和栽培管理相結(jié)合，為油用西伯利亞杏的生產(chǎn)實(shí)踐提供參考依據(jù)。

4 結(jié) 論

通過本研究可知，西伯利亞杏種仁發(fā)育期約為100 d，其種仁含油量高、油脂品質(zhì)優(yōu)，油脂中不飽和脂肪酸含量高達(dá)95%，以油酸和亞油酸為主要脂肪酸，屬于高油酸高亞油酸油脂。其種仁油脂累積過程可劃分為3 個(gè)階段，呈“慢—快—慢”的“S”型變化模式。西伯利亞杏種仁油脂累積過程中先后出現(xiàn)8 種脂肪酸組分，這些脂肪酸在種仁發(fā)育過程中存在復(fù)雜的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。研究結(jié)果可為西伯利亞杏的栽培管理提供依據(jù)，還可為進(jìn)一步研究西伯利亞杏種仁油脂累積及脂肪酸組分轉(zhuǎn)化的機(jī)制提供支撐。