盧翔　李效文　夏海濤

摘要： 為探究薄殼山核桃胚發(fā)育過程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與油脂積累的變化規(guī)律，以薄殼山核桃‘波尼品種為試材，研究了胚發(fā)育過程中主要形態(tài)指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)成分的變化。結(jié)果表明，在固體胚形成期（S2-S3），粗脂肪含量、氨基酸含量、多酚和黃酮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的增長(zhǎng)幅度最大，為胚發(fā)育過程中營(yíng)養(yǎng)積累最關(guān)鍵的時(shí)期。氨基酸總量在S3（9月15日）最高（361.90 mg/g），其中，必需氨基酸占總氨基酸的30.31%；不飽和脂肪酸含量在S5（10月15日）最高，占總脂肪酸的92.06%；在胚發(fā)育過程中，粗脂肪的積累與多酚和黃酮呈顯著正相關(guān)，油脂在胚發(fā)育過程中發(fā)生了“棕櫚酸→油酸→亞麻酸”的轉(zhuǎn)化。

關(guān)鍵詞： 薄殼山核桃； 胚發(fā)育； 油脂脂肪酸； 氨基酸組分； 營(yíng)養(yǎng)成分

中圖分類號(hào)： S 664. 1， S 601 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

薄殼山核桃（Carya illinoinensis），胡桃科（Juglandaceae）山核桃屬（Carya），是一種重要的木本油料樹種。其果實(shí)的胚中油脂含量極高，并含有豐富的蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是一種美味且營(yíng)養(yǎng)豐富的堅(jiān)果[ 1 ]。與中國(guó)山核桃（Carya cathayensis Sarg.）相比，薄殼山核桃胚中含有更豐富的不飽和脂肪酸和對(duì)人體有益的各種氨基酸，其氨基酸含量超過了油橄欖[ 2 ]等油料作物。油脂中的不飽和脂肪酸不僅能促進(jìn)人體正常生長(zhǎng)發(fā)育，還在預(yù)防心腦血管疾病等方面起重要作用[ 3 - 5 ]。其中，亞油酸和亞麻酸是人類必需的多不飽和脂肪酸，不能由人體自身合成，具有防止高血壓、心臟病、動(dòng)脈粥樣硬化等作用[ 6 ]。除此之外，胚中還含有豐富的具有生理活性的多酚和黃酮類物質(zhì)[ 7 ]，多酚具有抗氧化性，黃酮具有擴(kuò)張冠狀血管、降低高血壓和抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)等多重功效[ 8 ]。

目前，對(duì)薄殼山核桃油脂開發(fā)與利用領(lǐng)域的研究，主要集中在各品種間胚成熟期油脂組分的比較[ 9 - 11 ]，而對(duì)于胚發(fā)育過程中生理生化變化的相關(guān)研究較少。本研究以在諸多品種中表現(xiàn)出適應(yīng)性好、抗逆性強(qiáng)，具有早實(shí)、豐產(chǎn)等優(yōu)良特性的主栽品種‘波尼（良種編號(hào)：浙 R-ETS-CI-012-2015）為試材，通過對(duì)其胚發(fā)育過程中形態(tài)的觀察、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的測(cè)定與相關(guān)性比較等研究，為油用薄殼山核桃生產(chǎn)與薄殼山核桃油的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試材料為薄殼山核桃‘波尼品種，采自浙江省新昌薄殼山核桃基地（120°46′21″E，29°13′42″N）。選取6棵樹齡在15年以上、健康無(wú)病害的樣株，每2株為一組，采集樹冠外側(cè)東、南、西、北4個(gè)方向生長(zhǎng)良好、無(wú)病蟲害果實(shí)各3個(gè)，采樣時(shí)間分別為S1（8月15日）、S2（8月30日）、S3（9月15日）、S4（9月30日）和S5（10月15日）。采集后的果實(shí)用封口袋封裝帶回，在實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)行形態(tài)學(xué)指標(biāo)的測(cè)定和拍照，然后按自來水、RO水和去離子水的順序清洗果實(shí)，將果實(shí)按照外果皮、果殼、種皮和胚4個(gè)部位剝離，再用烘箱105 ℃殺青30 min，65 ℃烘干至恒重，粉碎過篩，最后進(jìn)行各指標(biāo)的測(cè)定。

1. 2 測(cè)定方法及數(shù)據(jù)分析

按GB/T14772-2008《食品中粗脂肪的測(cè)定》方法[ 12 ]進(jìn)行脫脂處理，粗脂肪測(cè)定采用改良索氏法[ 13 ]；油脂脂肪酸組分，參照氨基酸測(cè)定方法（GB/T 5009.

124-2003）中的酸水解法[ 14 - 15 ]進(jìn)行測(cè)定；氨基酸組分含量，按（GB/T 17376-2008、GB/T 17377-2008）酯交換法[ 16 ]進(jìn)行測(cè)定；多酚含量用福林酚法測(cè)定；黃酮含量用硫酸鋁-亞硝酸鈉-氫氧化鈉比色法[ 16 ]測(cè)定。礦質(zhì)元素采用原子吸收分光光度法[ 17 ]測(cè)定。

采用Excel 2007和SPSS 19.0等軟件工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2. 1 胚的形態(tài)和粗脂肪的變化

根據(jù)圖1（A）薄殼山核桃胚的形態(tài)變化可知，S1-S2時(shí)期，果殼內(nèi)的透明、粘稠溶膠狀胚不斷轉(zhuǎn)化為凝膠狀胚；S2-S3時(shí)期，胚從胚乳中吸收營(yíng)養(yǎng)，凝膠胚體型變大，隨后胚完成了從凝膠狀向固態(tài)狀的轉(zhuǎn)變，隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸送，至S3時(shí)胚充滿整個(gè)子房，灌漿期結(jié)束；S3-S4時(shí)期，胚逐漸發(fā)育成熟；S4-S5時(shí)期以后，胚的形態(tài)已基本不變。S1-S5時(shí)期，胚顏色由透明→白色→棕褐色→金黃色逐漸變化，最終胚呈矩圓形狀。

根據(jù)圖1（B）可知，薄殼山核桃胚中粗脂肪含量在S2-S5時(shí)期差異顯著。S2時(shí)期的含量最低為11.61%；S2-S3時(shí)期粗脂肪含量迅速增加，至S3時(shí)達(dá)到74.75 %，為S2的6.45倍；S3-S5時(shí)期，胚中粗脂肪增長(zhǎng)幅度變緩，至S5時(shí)達(dá)到最高的81.89 %。

2. 2 胚中主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化規(guī)律

2. 2. 1 胚中油脂的脂肪酸組分的變化

胚中的脂肪酸由8種成分組成：棕櫚酸（C16∶0）、棕櫚烯酸（C16∶1）、硬脂酸（C18∶0）、油酸（C18∶1）、亞油酸（C18∶2）、亞麻酸（C18∶3）、順-11-二十碳稀酸（C20∶1） 和花生酸（C20∶0）。其中，飽和脂肪酸由棕櫚酸（C16：0）、硬脂酸（C18∶0）和花生酸（C20∶0）組成；不飽和脂肪酸根據(jù)雙鍵個(gè)數(shù)分為單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸，棕櫚烯酸（C16∶1）和油酸（C18∶1）為單不飽和脂肪酸，亞油酸（C18∶2）和亞麻酸（C18∶3）為多不飽和脂肪酸。圖2顯示，棕櫚酸在S2時(shí)為35.33%，至S3時(shí)下降了83.48%，而S3-S5時(shí)段變化幅度僅為0.15%。油酸呈“升高-降低”的趨勢(shì)，S2時(shí)為40.01%，至S3時(shí)達(dá)到最高值81.403 %，S3-S5時(shí)期略有下降，變幅為9.18%。亞油酸（C18∶2）和油酸（C18∶1）變化趨勢(shì)相反，亞油酸在S5時(shí)達(dá)到最高值，19.714%。C18∶1、C18∶2和C18∶3在四個(gè)時(shí)期脂肪酸含量的變化均呈差異顯著。

不飽和脂肪酸含量在S2時(shí)達(dá)到57.02 %，S3時(shí)迅速增加至91.97 %；S3-S5時(shí)期都維持在總量的90 %以上，變幅不大。飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸變化趨勢(shì)相反（圖3），S2時(shí)為42.98 %，S3時(shí)降低為8.03 %，降幅達(dá)到81.30 %；S3-S5時(shí)期變幅不大。單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸變化趨勢(shì)相反，各脂肪酸組分含量也在S2-S3時(shí)期變化最劇烈，S3-S5變化幅度最小。C16∶0和C18∶0是飽和脂肪酸的主要成分，二者均維持在較低水平。

2. 2. 2 薄殼山核桃胚中氨基酸組分的變化

薄殼山核桃胚脫脂后的粉末中富含17種氨基酸，氨基酸總含量在119.20～361.90 mg/g之間，其中包含7種必需氨基酸，在胚成熟時(shí)期占氨基酸總量的28.98%～30.31%。由表1可知，谷氨酸在各組分中含量最高，S5時(shí)達(dá)到61.80 mg/g；亮氨酸在必需氨基酸中含量最高，纈氨酸次之，在S5時(shí)分別為20.70 mg/g和14.30 mg/g。各時(shí)期氨基酸含量均呈“上升-下降”趨勢(shì)，在S3時(shí)含量最高（除了胱氨酸和蛋氨酸外），在S3時(shí)胚中谷氨酸含量最高，為73.8 mg/g。胱氨酸和蛋氨酸的含量都是在S5時(shí)達(dá)到最大值，蛋氨酸一直呈上升趨勢(shì)，而胱氨酸則是呈現(xiàn)“N”型變化。S2-S3時(shí)期，各組分氨基酸含量都有不同程度的提高，其中精氨酸的增長(zhǎng)幅度最大，其濃度在S3時(shí)是S2的6.93倍。S4-S5時(shí)期各組分氨基酸濃度含量基本無(wú)明顯變化。

2. 2. 3 胚中多酚和黃酮的變化

在胚發(fā)育過程中，多酚含量一直呈上升趨勢(shì)。由圖4可知，S2-S4時(shí)期，多酚和黃銅含量差異顯著，S2時(shí)多酚含量為14.52 mg/g，S3時(shí)上升為21.58 mg/g，并在S5時(shí)達(dá)到最高，為25.20 mg/g，其中，S2-S3時(shí)期多酚升高幅度最大。黃酮含量在S2時(shí)最低，為4.77 mg/g；S2-S4時(shí)期呈上升趨勢(shì)，在S4時(shí)達(dá)到最高，為5.10 mg/g；S4-S5時(shí)期黃酮含量略微下降，但趨勢(shì)不明顯，S5時(shí)為4.85 mg/g。

2. 3 粗脂肪和其他內(nèi)含物的相關(guān)性

胚中粗脂肪含量和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果（表2）表明，粗脂肪含量的變化和多酚在胚中的變化呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.961。粗脂肪含量的變化和黃酮含量在胚中的變化為顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.964。薄殼山核桃胚中的棕櫚酸和硬脂酸呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.998；與亞麻酸呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.983；而與油酸呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.974。硬脂酸和亞麻酸呈極顯著正相關(guān)，與油酸呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.991和-0.974。油酸和亞麻酸之間呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.988。

3 討 論

3. 1 對(duì)薄殼山核桃胚發(fā)育及各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化規(guī)律研究的結(jié)果表明，薄殼山核桃胚的狀態(tài)在S2-S5時(shí)期發(fā)生了“溶膠狀→凝膠狀→固體狀”的變化，顏色呈現(xiàn)“透明→白色→棕褐色→金黃色”的變化。根據(jù)胚的狀態(tài)特征，可將胚的發(fā)育期劃分為四個(gè)時(shí)期：凝膠狀胚形成期（S1-S2）、固體胚形成期（S2- S3）、固體胚緩慢發(fā)育期（S3-S4）和胚完全成熟期（S4- S5）。胚中粗脂肪含量在S2時(shí)所占比重只有11.61%；隨后胚開始迅速積累粗脂肪，S2-S3時(shí)期粗脂肪含量迅速增加，S3-S5時(shí)期胚中粗脂肪含量變化不大，S5時(shí)達(dá)到最高的81.89%。因此，薄殼山核桃粗脂肪的形成在發(fā)育進(jìn)程中是一個(gè)積累的過程，且S2-S3時(shí)期，胚從溶膠狀迅速增大充滿果實(shí)并最終變?yōu)楣腆w狀，粗脂肪積累迅速，故該時(shí)段為胚發(fā)育中最關(guān)鍵的時(shí)期。

3. 2 薄殼山核桃胚在發(fā)育成熟時(shí)，不飽和脂肪酸含量達(dá)92.06%，其中，油酸、亞油酸為脂肪酸的主要組成部分。油酸在S2-S3時(shí)期迅速增長(zhǎng)，S3-S5時(shí)期含量降低；亞油酸和亞麻酸含量呈升高趨勢(shì)。Bates， P. D.等[ 19 ]研究顯示，油脂積累過程中，油酸在SAD酶的催化作用下，碳鏈上的雙鍵會(huì)增加。因此在胚成熟期油脂積累過程中，油酸不斷轉(zhuǎn)化為亞油酸和亞麻酸。薄殼山核桃成熟胚中含有17種氨基酸，7種為人體必需氨基酸[ 20 ]。在S2-S3的固體胚形成期[ 21 ]，各組分氨基酸含量大幅度升高，在S3時(shí)達(dá)到最高（除了胱氨酸和蛋氨酸外）；S3-S5時(shí)期各組分氨基酸呈降低趨勢(shì)，但變化幅度不大。這與張琦等[ 22 ]檢測(cè)出的核桃中的氨基酸種類結(jié)果相同，且各組分氨基酸含量高于核桃。薄殼山核桃胚中含有豐富的多酚和黃酮，胚中多酚含量和粗脂肪變化趨勢(shì)相同，都是不斷積累的過程[ 23 - 25 ]。

3. 3 薄殼山核桃胚中內(nèi)含物間相關(guān)關(guān)系顯示，多酚和黃酮在胚中含量的變化，與粗脂肪在胚中的含量變化呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.961和0.964。多酚和黃酮之間也呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.988。胚在S2-S5時(shí)期，主要油脂脂肪酸之間存在著轉(zhuǎn)化關(guān)系，棕櫚酸和油酸呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)關(guān)系為-0.974；油酸和亞麻酸呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)關(guān)系為-0.988。這說明在S2-S5時(shí)期，由于碳鏈的增加和雙鍵斷裂，發(fā)生了“棕櫚酸-油酸-亞麻酸”的轉(zhuǎn)化。

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第1作者簡(jiǎn)介： 盧翔（1978-）， 男， 碩士， 工程師， 主要從事森林培育和森林生態(tài)學(xué)的研究。

通訊作者： 王金旺， 副研究員， 主要從事森林培育和森林生態(tài)學(xué)的研究。

收稿日期： 2018 - 03 - 16

（責(zé)任編輯： 潘啟英）