王因花，孔雨光，燕麗萍，吳德軍，任 飛，李慶華

（1.山東省林業(yè)科學(xué)研究院/山東省林木遺傳育種重點(diǎn)實驗室，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省國土空間規(guī)劃院，山東 濟(jì)南 250014）

元寶楓Acer truncatumBunge為槭樹科槭樹屬落葉喬木，中國特有木本油料樹種，集食用、藥用、觀賞、化工、材用等多種功能于一體[1]，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值、社會價值和生態(tài)價值。其葉片富含綠原酸和黃酮類物質(zhì)，種子含豐富的油脂且籽油中不飽和脂肪酸含量高于花生油、豆油和菜籽油[2]，尤其是含有功能性脂肪酸-神經(jīng)酸，可用于治療和預(yù)防神經(jīng)受損，對受損的腦細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)和再生[3]。還可促進(jìn)胎兒大腦發(fā)育，提高記憶能力，同時對治療各種腦部疾病具有重要作用，醫(yī)用價值巨大[4-5]。王性炎等[6]對中國974種油脂植物種仁（果實）含油率及脂肪酸成分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酸含量在2%以上的木本植物僅有10種，其中，元寶楓具有結(jié)果量大、抗性強(qiáng)、適生范圍廣[7]等優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)潛力巨大。

我國傳統(tǒng)的食用植物油多來自草本油料作物，受到耕地面積、氣候、經(jīng)濟(jì)效益等多方面因素的制約。發(fā)展木本油料作物，能夠打破以上制約因素，將對保障我國糧油安全，彌補(bǔ)草本油料作物的不足起到重要作用[8-9]。而含油率和脂肪酸組分是衡量植物油脂營養(yǎng)價值高低的重要參考指標(biāo)[10-11]。2011年，元寶楓籽油被正式批準(zhǔn)成為新資源食品，研究者相繼對其含油率和脂肪酸組分開展了檢測分析。喬謙等[12]對14個種源的元寶楓檢測結(jié)果顯示，元寶楓種子平均含油率為28.57%，并檢測出了15種脂肪酸成分；代彥滿等[13]對元寶楓果實成熟過程中的脂肪酸組分進(jìn)行檢測，共檢出17種；劉祥義等[14]測得云南的元寶楓種子中含有12種脂肪酸成分。

目前對元寶楓油的研究多集中在含油率和脂肪酸成分分析及針對某一特定目標(biāo)進(jìn)行單株選擇，但綜合評價鮮見報道。本研究以22份元寶楓種質(zhì)為材料，進(jìn)行了種仁含油率和37項脂肪酸成分測定，并用隸屬函數(shù)法和主成分分析法進(jìn)行綜合評價，旨在為元寶楓優(yōu)異種質(zhì)篩選提供一定的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

在國家林業(yè)草原元寶楓工程技術(shù)研究中心試驗示范基地，選擇健壯、豐產(chǎn)、無病蟲害的元寶楓共計22株采集種子。10月份翅果由綠變?yōu)辄S褐色時進(jìn)行采收，采后晾曬3～5 d，去雜后獲得純凈種子，在陰涼、通風(fēng)、干燥處貯存。去除種皮后進(jìn)行種仁含油率及脂肪酸成分測定。

1.2 試驗方法

1.2.1 元寶楓種仁含油率測定

約取10 g種仁，使用SPEC—PMR脈沖式核磁共振含油含水量分析儀（北京斯派克科技發(fā)展有限公司）進(jìn)行含油率快速測定，每份種質(zhì)重復(fù)測定3次。

1.2.2 脂肪酸成分測定

元寶楓種仁脂肪酸的測定按照GB 5009.168—2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測定》中規(guī)定的外標(biāo)法進(jìn)行測定。

1.2.2.1 儀器設(shè)備

研磨儀、氣相色譜儀（具有氫火焰離子檢測器）、毛細(xì)管色譜柱、恒溫水浴、分析天平、離心機(jī)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、螺口玻璃管和離心管。

1.2.2.2 試驗試劑

鹽酸、氨水、焦性沒食子酸、乙醚、石油醚（沸程30～60℃）、乙醇（95%）、甲醇、氫氧化鈉、正庚烷、三氟化硼甲醇溶液（15%）、無水硫酸鈉、甲苯、乙酰氯、異辛烷、碳酸氫鈉、氫氧化鉀和脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品（37種）。

1.2.2.3 脂肪酸成分測定

經(jīng)過GC分析得到色譜圖，色譜條件如下：

毛細(xì)管色譜柱：聚二氰丙基硅氧烷強(qiáng)極性固定相，柱長100 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.2 μm；載氣：高純氮?dú)?；進(jìn)樣器溫度為270℃；程序升溫：初始溫度100℃，持續(xù)13 min；100～180℃，升溫速率10℃/min，保持6 min；180～200℃，升溫速率1℃/min，保持20 min；200～230℃，升溫速率4℃/min，保持10.5 min；檢測器溫度為280℃；分流比為100∶1；進(jìn)樣體積為1.0 μL。

將脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)測定液及試樣測定液分別注入氣相色譜儀，以色譜的峰面積定量測定脂肪酸成分，具體測定成分見表1。

表1 測定的脂肪酸成分Table 1 Fatty acid composition

1.2.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，用SPSS 23.0軟件進(jìn)行主成分分析和相關(guān)性分析。采用隸屬函數(shù)法和主成分分析法對含油率和脂肪酸組分進(jìn)行綜合評價。

隸屬函數(shù)法的評價方法：

對各指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)值計算，以各指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值作為評價標(biāo)準(zhǔn)，隸屬函數(shù)平均值越大效果越好，元寶楓籽油的綜合品質(zhì)越好。

式中：Xj為測定的指標(biāo)值，Xmin、Xmax分別為該指標(biāo)所有測定值中的最小值和最大值。

主成分分析法的綜合評價方法：

以各主成分的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，由各主成分的得分與對應(yīng)的權(quán)重相乘，計算各單株的綜合得分F：

式中：Pi為第i個主成分的權(quán)重；Zi為該元寶楓單株第i個主成分的得分，F(xiàn)值越大，代表綜合評價值越高。

2 結(jié)果與分析

2.1 元寶楓種仁含油率及脂肪酸組分分析

各種質(zhì)元寶楓種仁含油率及脂肪酸組分測定結(jié)果見表2。由表2可以看出，元寶楓不同種質(zhì)間含油率變化范圍為24.4%～39.2%，平均含油率32.5%，其中有13個種質(zhì)的含油率超過平均值，含油率最高的為15號種質(zhì)（39.2%），其次為22號種質(zhì)，含油率為38.9%，含油率變異系數(shù)為13.9%。

對各種質(zhì)進(jìn)行了37種脂肪酸組分檢測分析，色譜圖見圖1（以22號種質(zhì)的色譜圖為例），其中有20份種質(zhì)檢出19種脂肪酸成分，5號種質(zhì)和20號種質(zhì)各檢出18種（表2）。由表2結(jié)果可以看出，元寶楓籽油中脂肪酸各組分平均含量由高到低的順序為亞油酸（22.93%）＞油酸（20.09%）＞花生四烯酸（17.44%）＞花生一烯酸（7.74%）＞神經(jīng)酸（6.78%）＞棕櫚酸（3.82%）＞硬脂酸（1.98%）＞亞麻酸（1.24%）＞山崳酸（0.98%）＞木焦油酸（0.51%）＞γ-亞油酸（0.37%）＞花生酸（0.26%）＞花生二烯酸（0.23%）＞棕櫚油酸（0.06%）=十七碳酸（0.06%）＞二十三碳酸（0.05%）＞二十五碳酸（0.04%）＞肉豆蔻酸（0.02%）=二十二碳二烯酸（0.02%）。脂肪酸各組分變異系數(shù)變化范圍為14.9%～42.5%。其中，神經(jīng)酸含量的變化范圍為4.49%～11.69%，以19號種質(zhì)的神經(jīng)酸含量最高，為11.69%，其次為22號，其神經(jīng)酸含量為9.68%，神經(jīng)酸含量的變異系數(shù)為25.0%。因山崳酸、木焦油酸、γ-亞油酸、花生酸、花生二烯酸、棕櫚油酸、十七碳酸、二十三碳酸、二十五碳酸、肉豆蔻酸、二十二碳二烯酸的含量甚微，故在后續(xù)的分析中不對這11種脂肪酸組分進(jìn)行評價。

圖1 22號種質(zhì)脂肪酸成分色譜圖Fig.1 Chromatogram of the fatty acid composition of germplasm 22

表2 各元寶楓種質(zhì)含油率與脂肪酸組分分析Table 2 Analysis of oil content and fatty acid composition of Acer truncatum germplasm

2.2 含油率與脂肪酸含量的相關(guān)性分析

根據(jù)測定結(jié)果對元寶楓種仁含油率及8種主要脂肪酸（亞油酸、油酸、花生四烯酸、花生一烯酸、神經(jīng)酸、棕櫚酸、硬脂酸、亞麻酸）進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。結(jié)果表明：元寶楓種仁含油率與亞油酸、硬脂酸在0.05水平上顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.526、0.522，與亞麻酸在0.01水平上顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.574，與其他幾種脂肪酸的相關(guān)性不顯著；亞油酸與其他7種脂肪酸組分均顯著相關(guān)；油酸、花生四烯酸、花生一烯酸、棕櫚酸這幾種脂肪酸成分除與亞麻酸相關(guān)性不顯著外，其他兩兩之間均在0.05或0.01水平上顯著相關(guān)；神經(jīng)酸與硬脂酸、亞麻酸無顯著相關(guān)性，與其他幾種脂肪酸均在0.05或0.01水平上顯著相關(guān)。由此可見元寶楓種仁含油率及各主要脂肪酸組分之間存在復(fù)雜的相關(guān)性，需進(jìn)一步進(jìn)行主成分分析。

表3 含油率與脂肪酸組分相關(guān)性分析?Table 3 Correlation analysis of oil content and fatty acid composition

2.3 元寶楓種仁含油率及脂肪酸組分的主成分分析

對元寶楓種仁的含油率及8種主要脂肪酸組分進(jìn)行主成分分析，根據(jù)累積貢獻(xiàn)率不低于85%的原則，提取了3個主成分，結(jié)果見表4。由表4可以看出，前3個主成分的累積貢獻(xiàn)率為87.939%，能夠涵蓋大部分信息。其中亞油酸、油酸、花生四烯酸、花生一烯酸、神經(jīng)酸、棕櫚酸、硬脂酸的含量在第1主成分載荷較高；含油率與亞麻酸含量在第2主成分載荷較高；硬脂酸與第3主成分負(fù)相關(guān)程度較高。故第1主成分包含亞油酸、油酸、花生四烯酸、花生一烯酸、神經(jīng)酸、棕櫚酸、硬脂酸，第2主成分包含含油率與亞麻酸，第3主成分包含硬脂酸。

表4 主成分分析Table 4 Principal component analysis

2.4 元寶楓種仁含油率及脂肪酸組分的綜合評價

相關(guān)性分析結(jié)果表明，元寶楓籽油中各脂肪酸組分間存在著不同的相關(guān)性，很難根據(jù)某個指標(biāo)來確定某個種質(zhì)的價值高低，故分別采用隸屬函數(shù)法和主成分分析法對其進(jìn)行多指標(biāo)綜合評價，評價結(jié)果見表5。由表5可以看出，采用兩種評價方法所得出的結(jié)果基本一致，說明評價結(jié)果準(zhǔn)確可靠。其中22號種質(zhì)的綜合評價值最高，其次為19號，1號種質(zhì)位列第3。

表5 各元寶楓種質(zhì)含油量與脂肪酸的綜合評價Table 5 Comprehensive evaluation of oil content and fatty acids of Acer truncatum germplasm

3 討論與結(jié)論

含油率是篩選評價木本油料樹種的重要參考指標(biāo)。由本研究結(jié)果可以看出，所測定的22份元寶楓種質(zhì)的種仁含油率在24.4%～39.2%之間，平均含油率為32.5%，和已見報道有所差異，究其原因，可能與環(huán)境因素和測定方法有關(guān)[5]，有研究表明，元寶楓種子含油率與地理-氣候因子顯著相關(guān)[13]。元寶楓籽油中含有豐富的脂肪酸（本研究檢測到19種），變異系數(shù)在14.9%～42.5%之間，各指標(biāo)的變異系數(shù)均超過了10%，表明所選的元寶楓種質(zhì)間變異較大[15]，為良種選育奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

元寶楓油是優(yōu)質(zhì)食用油，同時也具有很高的醫(yī)用價值。元寶楓油中所含的油酸和亞油酸等可降低人體內(nèi)的血脂、膽固醇，對預(yù)防血管疾病有重要作用[16-17]?；ㄉ南┧崾乔傲邢偎氐臉?gòu)成成分[18]，是人體大腦和視神經(jīng)發(fā)育的重要物質(zhì)，對提高智力和增強(qiáng)視敏度具有重要作用[19]。神經(jīng)酸則是神經(jīng)細(xì)胞生長發(fā)育必需物質(zhì)[20]，在測出的19種脂肪酸成分中，含量在1.0%以上的脂肪酸有8種。幾種主要的不飽和脂肪酸含量由高到低的順序為亞油酸、油酸、花生四烯酸、花生一烯酸、神經(jīng)酸，芥酸未檢出，與已見報道的研究結(jié)果有所不同[21-23]。采用主成分分析法對含油率和8個主要脂肪酸組分進(jìn)行降維分析。根據(jù)累積貢獻(xiàn)率不低于85%的原則，提取了3個主成分，其中第1主成分包含亞油酸、油酸、花生四烯酸、花生一烯酸、神經(jīng)酸、棕櫚酸、硬脂酸，貢獻(xiàn)率61.880%，第2主成分包含含油率與亞麻酸，貢獻(xiàn)率17.756%，第3主成分包含硬脂酸，貢獻(xiàn)率8.304%，3個主成分累積貢獻(xiàn)率87.939%。

品質(zhì)評價是育種工作的重要環(huán)節(jié)，是品種選育的基礎(chǔ)[24]，隸屬函數(shù)法和主成分分析法是人們在育種過程中常用的2種綜合評價方法[25-26]。為確保評價結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，本研究分別采用隸屬函數(shù)法和主成分分析法對元寶楓種子含油率和8種主要的脂肪酸成分進(jìn)行了綜合評價，結(jié)果表明2種評價方法下的結(jié)果基本一致，評價結(jié)果準(zhǔn)確可靠。但本研究僅對元寶楓油的脂肪酸成分及含量進(jìn)行了測定，有研究表明，元寶楓油中還含有維生素E[27]、植物甾醇、生育酚等，具有提高人體免疫力、抗腫瘤等作用[28-29]。下一步將從多方面對元寶楓油進(jìn)行綜合研究，為元寶楓良種培育工作提供理論支撐和育種材料。

根據(jù)本評價結(jié)果，選出22號、19號和1號3份優(yōu)良種質(zhì)，這3份種質(zhì)不僅綜合評價值高，籽油中的神經(jīng)酸含量也位居前3位，尤其是22號，其含油率、亞油酸含量也較高，符合選育目標(biāo)的要求。