油茶籽在成熟过程中化学成分的积累动态

马 力 ，陈永忠 ，钟海雁 ，彭邵锋 ，李志钢 ，李美群 ，许彦明 ，张 震

（1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2.国家油茶工程技术研究中心，湖南 长沙410004；3.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004）

研究植物种子在生长发育中的各种有机成分的转化和油分积累可为提高产量奠定理论基础。油茶是我国特有的木本油料树种[1-3]，提高油茶产量，主要有两条途径，一是提高单位面积产果量，二是提高每个鲜果的含油量。因此，研究油茶种子在成熟过程中内含物的变化规律，以提高鲜果含油量是很有意义的。但目前油茶这方面的报道较少，且主要研究集中于油脂含量和脂肪酸组成的变化。周长富[4]以油茶长林4号、40号和166号为试验材料，分析总结出了各品种果形、果质量、水分及油脂含量的变化规律。王小艺[5]分析测定了湘林78和湘林11两个品种在不同生长时期油茶籽中的脂肪酸成分。陈永忠等[6]研究了油茶果实大小、质量和含油率的变化规律。为系统了解油茶籽在生长发育过程中的化学成分的积累规律，本试验从7月底（油脂积累的主要时期）开始测定油茶籽相关品质指标（单果鲜籽质量、鲜籽含水量、种仁含油率、脂肪酸组成及蛋白质、可溶性糖、淀粉、角鲨烯和维生素E含量），旨在探明油茶籽油脂形成及转化的内在机理，在油茶籽品质的最佳期进行采收，提高油茶籽的品质。

1 材料与方法

1.1 试验材料、仪器与试剂

1.1.1 材 料

供试材料选自湖南省林科院试验林场普通油茶，分别为湘林1（国S-SC-CO-13-2006）、湘林4（湘S9640-CO2）及湘林 67（湘 S9659-CO2）。基地位于湖南省长沙市南郊雨花区洞井乡境内，地处28°06′40″N，113°01′30″E。属亚热带季风湿润气候，气候温和，四季分明。年平均气温17.5℃，年平均降水量1 378 mm，年平均相对湿度81%，年日照时数1 814.8 h，全年无霜期275 d。土壤为红壤，土层深厚，适宜油茶生长。

1.1.2 试 剂

甲醇、乙腈和正己烷，均为色谱纯；石油醚、氢氧化钾、酚酞、乙醚、无水乙醇、甲基红、乙酸铅、硫酸钠、亚甲基蓝、次甲基蓝、硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠、亚铁氰化钾、葡萄糖、磷酸、蒽酮、硝酸银和角鲨烯，均为分析纯；盐酸，为优级纯；邻苯二甲酸氢钾，为工作基准试剂；牛血清白蛋白，为生化试剂；考马斯亮蓝G-20，为生物染色剂。

1.1.3 试验仪器

GZX-9240MBE数显鼓风干燥箱：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；SZF-06GI粗脂肪测定仪：上海新嘉电子有限公司；GC-2014AF气相色谱仪：日本岛津公司；HH-S26S数显恒温水浴锅：金坛市大地自动化仪器厂；Allegra64R高速低温离心机：贝克曼库尔特商贸(中国)有限公司；UV-2550紫外分光光度计：日本岛津；KQ-700DV数控超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；国之源P10-Y实验室超纯水器：科尔顿水务有限公司；LC-2010AHT液相色谱仪：日本岛津公司。

1.2 试验方法

1.2.1 采样及处理方法

在试验基地，分3个品种各固定3株树为采样对象，为使每次采的样品具有代表性，分别从树的顶部、中部、底部随机采样。

试验于7月30日至10月28日，每隔约15 d采摘各品种油茶果实，共采样7次。采样后将部分油茶鲜果手工脱蒲，测定平均单果鲜籽质量、鲜籽含水量；部分油茶鲜果自然晾干，脱蒲，去壳，测定种仁含油率、脂肪酸组成及蛋白质、可溶性糖、淀粉、维生素E和角鲨烯含量。

1.2.2 测定分析方法

含水量的测定，按GB5009.3—2010执行。脂肪的测定，按GB/T5512—2008执行。可溶性糖的测定，采用蒽酮比色法。淀粉的测定，按GB/T5009.9—2008执行。可溶性蛋白质的测定，采用考马斯亮蓝法。脂肪酸测定，采用气相色谱法。

维生素E，按GB/T5009.82—2003执行。角鲨烯的测定：样品采用硅胶柱提纯处理后，采用液相色谱法测定。上述各测定分析指标平行测定3次。

1.3 数据分析

采用Excel 2003和DPS9.50统计软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同阶段主要成分的变化规律

已有研究[7]表明，油茶果实首先是果实体积与质量快速增加，油脂转化积累期一般为8月下旬至10月果实成熟前，此时期体积增长较少，而油脂积累直线上升。所以，对油茶成熟期含油率及主要成分的测定研究从7月底开始。

图1 油茶成熟过程中主要成分的变化Fig.1 Changes of major components of C .oleifera seeds during the maturity stage

由图1可知，在成熟过程中，7月底（7月30日）油脂积累刚刚开始，油茶籽的种仁含油率为2.77%。采收前（10月28日）含油率达到59.82%。8—10月份是油茶果实油脂积累的关键期，8月份、9月份和10月份种仁含油率分别增加了14.61%、33.18%和9.26%，说明9月份是油茶油脂积累的高峰期，10月份油脂仍在积累，提前采收会降低油茶籽的含油量，给生产者带来经济损失。

糖类是最主要的呼吸基质，是油茶籽生长和代谢的养料和能量来源。在成熟过程中，油茶籽的可溶性糖和可溶性蛋白质含量呈“单峰”变化趋势，其中，在7月底至9月上旬，可溶性糖含量从9.51%升至15.06%，研究结果与姜志娜等[8]得出湘林210号油茶果实从5—8月份可溶性糖含量缓慢下降的结果有差异。9月中下旬至采收前，油茶的可溶性糖含量呈下降的趋势，含量从15.06%降至11.11%；油茶籽的可溶性蛋白质含量在8月底之前均呈上升趋势，含量从4.39%升至8.12%，9月上旬至采收前，可溶性蛋白呈下降趋势，含量从8.12%降至5.07%。油茶籽的淀粉含量从7月底至采收前均呈上升趋势，含量从8.8%上升至12.98%。

2.2 主要脂肪酸组成变化

脂肪酸的组成比例决定着油脂的质量[9]。由表1可知油茶在生长过程中，随着脂肪的形成和积累，各脂肪酸的相对含量也在不断变化。其中油酸的平均含量为65.27%，变异系数为25.83%，从7月底到采收前是随着时间的推移不断增加，7月底油酸含量分别为40.83%，采收前增加至84.06%。亚油酸的平均含量为20.38%，变异系数为62.44%，其在成熟过程含量是不断降低的，而且降低得幅度比较大，在7月底至采收前含量降低了34.01%。棕榈酸的变化趋势与亚油酸的基本一致，也是随着时间的推移含量不断降低，但较亚油酸的下降幅度小，在7月底至采收前棕榈酸的含量由16.53%降低至6.63%。硬脂酸在整个生长过程中，含量都比较低，基本维持在1%～2%。

2.3 主要活性成分的变化

由图2可知，成熟期，油茶的角鲨烯和维生素E呈上升—下降趋势。其中，油茶角鲨烯含量在8月份不断升高，高达580 μg/g，9月份至采收前，角鲨烯的含量不断降低，采收前的含量为110 μg/g。维生素E含量在7—9月份缓慢增长，在10月上旬增长的速度较快，增加至170 mg/kg，在10月中下旬（采收前）含量有所降低。

表1 成熟期脂肪酸含量的变化Table 1 Changes of fatty acid content in mature stage

图2 成熟期活性成分的动态变化Fig.2 Dynamic changes of active constituents in mature stage

3 结论与讨论

掌握油脂的积累规律是提高油茶油脂产量，提升油茶经济价值的关键。水分和有机物是组成油茶种子的主要组分[10]，本研究结果表明，从9月中下旬至采收前油茶籽的可溶性糖平均含量一直降低，从15.06%降至11.11%；9月上旬至采收前3个油茶品种可溶性蛋白均呈下降趋势；而种仁含油率一直在提高，可能是糖和蛋白质的含量下降为脂肪酸的积累提供了能量和物质[11]。如果在油脂积累高峰期，能够通过农业措施，加速可溶性糖和蛋白质等有机物转化为油脂，是提高脂肪含量的有效途径。同时，这些营养成分的合成贮存规律、可为采用分子手段调控油茶种子重要营养成分合成、进一步提高茶油的营养保健价值提供理论基础。

通过本研究还可知，8—10月份是油茶油脂积累的主要时期，10月份油茶油脂仍在积累。维生素E含量在10月中下旬（采收前）含量有所降低。因此，综合考虑油脂及活性成分的保存率，建议普通油茶的采摘期在霜降节前后（10月23日左右）。

建立了油茶籽在成熟过程中化学成分积累的变化规律。成熟过程中，9月份是油脂积累的高峰期；可溶性糖和可溶性蛋白质含量呈“单峰”变化趋势，在7月底至9月上旬可溶性糖含量从9.51%升至15.06%，9月中下旬至采收前含量从15.06%降至11.11%；可溶性蛋白8月底前均呈上升趋势，9月上旬至采收前呈下降趋势；淀粉含量一直增加。脂肪酸油酸含量不断增加，亚油酸和棕榈酸含量不断降低，硬脂酸基本维持在1%～2%之间。活性成分角鲨烯含量呈上升—下降趋势，在采收前含量降到最低110 μg/g，维生素E从7月底至10月上旬，含量不断增长，在10月中下旬有所下降。