摘要:" 元宝枫是我国特有木本油料树种,而乌旦塔拉元宝枫种仁脂肪酸和维生素等营养成分研究未开展系统测定。本研究在2020~2021,对乌旦塔拉自然保护区划定的元宝枫单株种仁进行取样,结合一系列室内抽提分析法,对其脂肪酸含量及种类、维生素和甾醇类含量进行测定。结果表明:乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁油脂平均含量为41.56%;在脂肪酸组成中,亚油酸平均含量为34.76%,油酸平均含量为24.09%,神经酸平均含量为5.94%;元宝枫种仁中维生素E总含量平均为87.12 mg/100 g、甾醇类物质总含量平均为867.42 mg/kg、角鲨烯平均含量为137.21 mg/kg。乌旦塔拉自然保护区元宝枫具有高含油、高神经酸、高维生素E、高植物甾醇、高角鲨烯等特征,具有较高开发利用价值。
关键词:" 乌旦塔拉;" 元宝枫;" 脂肪酸;" 维生素E;" 神经酸;" 甾醇类
中图分类号:" "S 722. 5" " " " " " " "文献标识码:" "A" " " " " " " " 文章编号:1001 - 9499(2025)02 - 0008 - 06
Seed Nutritional Composition and Content Characteristics of Acer truncatum Bunge in Wudantala
Bao Hasengaowa1 BAI Xuefeng2 WU Zhiping1 HAN Minghai1 ZHANG Chi1
YAN Ting3 LU Min3 SAI Fu4
(1." Tongliao Institute of Forestry and Grassland Sciences," Inner Mongolia Tongliao 028000;
2." Tongliao City Gaolintun Breeding Center," Inner Mongolia Tongliao 028000;" 3." Inner
Mongolia Academy of Forestry Sciences," Inner Mongolia Hohhot 010010;
4." Hunan Agricultural University," Hunan Changsha 410128)
Abstract Acer truncatum is a woody oil tree species unique to China. However, systematic determination of the nutritional components such as fatty acids and vitamins in the kernel of Acer truncatum from Wudan Tara has not been conducted. In this study, during the two years from 2020 to 2021, the kernels of individual Acer truncatum trees in the Wudan Tara Nature Reserve were collected. Combined with a series of indoor extraction and analysis methods, the contents and types of fatty acids, vitamins, and sterols were tested. The results indicated that the average oil content in the kernels of Acer truncatum in the Wudan Tara Nature Reserve is 41.56%. Among the fatty acid composition, the average content of linoleic acid, oleic acid, and nervonic acid is 34.76%, 24.09% and 5.94%, respectively. The average total content of vitamin E in the kernels of Acer truncatum was 87.12 mg/100g, the average total content of sterols is 867.42 mg/kg, and the average content of squalene is 137.21 mg/kg. Acer truncatum in the Wudan Tara Nature Reserve possesses features such as high oil content, high nervonic acid content, high vitamin E content, high phytosterol content, and high squalene content, thereby presenting a considerable value for exploitation and utilization.
Key words Wudantara; Acer truncatum; fatty acid; vitamin E; nervonic acid; sterols
元宝枫(Acer truncatum),又名元宝槭,属于槭树科槭树属落叶乔木树种,因其翅果形状象中国古代“金锭元宝”而得名,被《中国物种红色名录》列为“近危种”,是中国特有乡土树种[ 1 - 4 ]。具有耐寒、耐旱、耐瘠薄、适生能力强等特性,天然分布在东北、华北和宁夏、甘肃、陕西等地。在内蒙古科尔沁沙地科左后旗乌旦塔拉自然保护区集中分布有元宝枫天然林0.35万hm2[ 5 ],对科尔沁沙地防风固沙、生物多样性保护及经济社会发展起到十分重要的作用。元宝枫是集生态、观赏和经济效益为一身的木本油料植物,其种仁油脂含量40%~50%,不饱和脂肪酸和亚油酸含量丰富,其中不饱和脂肪酸含量高于花生油、豆油和菜籽油[ 16 ]。元宝枫油脂中特有珍稀成分神经酸含量为5%~7%[ 6 ],不仅是食用油[ 7 ]中不可多得的保健原料,还可用于治疗和预防神经受损[ 17 ],促进胎儿大脑发育,提高记忆能力,对治疗各种脑部疾病具有重要作用,医用价值巨大[ 18 - 19 ]。
相关研究表明[ 9 - 12 ],元宝枫受种群分化及环境因素的共同作用,不同种群间及种群内的果实、叶色、种仁、种仁油脂及成分含量、其他器官的有效成分含量等方面存在着广泛的变异。乔谦等[ 8 ]从泰安野生元宝枫资源中筛选出高含油率优良单株2个,高神经酸含量优良单株2个。王雨晴等[ 15 ]研究表明乌旦塔拉和松树山地区的元宝枫种子中神经酸含量分别为5.39%和5.22%。闫婷等[ 14 ]研究了科尔沁沙地元宝枫古树种仁脂肪酸含量,表明乌旦塔拉元宝枫古树种仁神经酸含量高于赤峰松树山自然保护区和兴安盟代钦塔拉自然保护区古树。
在元宝枫产业发展方面,优良元宝枫资源开发利用价值逐渐被能源开发利用部门所关注[ 13 , 21 ]。何旭丽等[ 20 ]研究表明元宝枫生姜调味油(YS)对抗阿尔兹海默症(AD)有着积极的作用,具有重要的开发应用潜力。王琨等[ 13 ]认为培育稳产高含油的元宝枫优质种源和研发元宝枫神经酸等具有高附加值的产品是元宝枫未来的研究方向。此外,元宝枫种仁在食品、化工、医疗保健等多个领域都具有巨大的开发应用潜力,使其成为一个多用途经济树种。因此,本文依托内蒙古科尔沁沙地科左后旗乌旦塔拉自然保护区集中分布的天然元宝枫资源,结合元宝枫良种推广和产业对油料品种开发的需求,于2020~2021年,对乌旦塔拉自然保护区划定的元宝枫优良种源区内单株种仁进行脂肪酸和维生素等营养成分及其含量特征研究,以期为通辽地区元宝枫多用途开发利用,实现经济效益最大化,助力乡村振兴提供科学依据。
1 研究地概况
乌旦塔拉自然保护区位于科尔沁沙地南部、科左后旗乌旦塔拉林场,保护区面积为23 471 hm2,主要保护对象为科尔沁沙地原生植被的森林草原植物群落,既是科尔沁沙地中保存面积较大的原生温带阔叶落叶林,又是科尔沁沙地生物多样性较丰富的区域,共有维管束植物333种,隶属于56科191属。乌旦塔拉自然保护区地理坐标122°40′50″~
122°49′00″E,43°02′30″~42°57′20″N,保护区属于温带半干旱大陆性气候。年平均气温5.6 ℃,年平均无霜期145 d,年平均降水量为450 mm。年蒸发量900~2 000 mm,大风日数在50~70天,春秋两季气候干燥,雨量集中在7~9月份。平均海拔高度90 m,土壤为固定风沙土。
2 材料与方法
2. 1 样品采集
2020年和2021年10月,在乌旦塔拉自然保护区划定的优良种源区内选择树龄50~70年、结实量高、生长健壮、无病虫害的采种母树60株,采集其带果翅的种子,带回室内自然风干,每株选择3份重复种仁各20 g,常温保存、备用,进行含量及组成测定。
2. 2 测定方法
将风干后带果翅的元宝枫种子人工去除果翅及种皮,采用国标(GB5009.168-2016)第一法(索氏抽提法)进行种仁中脂肪含量,采用第三法(碱水解提取法)进行脂肪酸组成成分测定。采用GB5009.82-2016测定维生素组分,采用NY/T 3111-2017测定甾醇类物质,采用LS/T6120-2017测定角鲨烯含量。每个测定样品3次重复,其总平均值作为分析统计指标。
2. 3 数据处理
采用Microsoft Excel和SPSS 23.0对数据进行整理分析。
3 结果与分析
3. 1 不同年度乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁油脂含量
从表1可以看出,2020~2021年乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁平均油脂含量为41.56%,其中最高的可达48.42%,最低含量为30.68%,变异幅度57.82%。2020年度和2021年度元宝枫种仁平均油脂含量分别为41.93%和41.22%,不同年份间其油脂平均含量差异不显著。
3. 2 乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁脂肪酸组成含量
2020~2021年测定结果的平均值见表2,乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁油中检测出脂肪酸13种,其中包括5种饱和脂肪酸(棕榈酸、硬脂酸、花生酸、二十二碳酸、二十四酸)和9种不饱和脂肪酸(棕榈烯酸、油酸、亚油酸、γ-亚麻酸、α-亚麻酸、顺-11-二十碳烯酸、11,14-二十碳烯酸、13-二十二碳烯酸、二十四碳烯酸)。
元宝枫种仁饱和脂肪酸含量为7.42%,不饱和脂肪酸含量92.58%。其中,在种仁脂肪酸组成中,亚油酸含量为34.76%、油酸含量为24.09%、13-二十二碳烯酸为16.48%、顺-11-二十碳烯酸为8.21%、二十四碳烯酸(神经酸)为5.94%,其他脂肪酸组成含量均小于4%。在不饱和脂肪酸中,单不饱和脂肪酸含量为54.79%,多不饱和脂肪酸含量为37.79%。对元宝枫种仁油中具有重要经济价值的神经酸成分进行了分析(表2),神经酸(二十四碳烯酸C24∶1)在两个年度内的平均含量为5.94%,最高含量达7.14%,最低含量4.88%,变异幅度为46.31%。
3. 3 元宝枫种仁维生素E组分及其含量
由表3可知,乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁中维生素E总含量平均值为87.12 mg/100 g。元宝枫种仁油中可检测出4种维生素E成分,包括γ-维生素E平均含量为47.66 mg/100 g、δ-维生素平均含量为25.17 mg/100 g、α-维生素E平均含量为12.37 mg/100 g、β-维生素E平均含量为1.92 mg/100 g。对采集的60株元宝枫优良种源区内单株种仁分析显示,维生素E最高含量可达128.02 mg/100 g,约为最低含量(54.98 mg/100 g)的2倍。
3. 4 元宝枫种仁不皂化物含量
2020~2021年,元宝枫种仁不皂化物组分及其含量测定结果的平均值见表4。乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁含有4种不皂化物,分别为β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇3种甾醇类物质和角鲨烯。其中,β-谷甾醇平均含量为579.68 mg/kg,豆甾醇平均含量为246.35 mg/kg,菜油甾醇平均含量为41.39 mg/kg。角鲨烯平均含量为137.21 mg/kg。
4 讨 论
元宝枫种仁油脂含量在不同种源区存在差异。刘祥义等[ 30 ]测得云南元宝枫种仁油脂平均含量为42.60%,李娟娟等[ 21 ]分析发现元宝枫种仁平均含油量为43.86%,魏明等[ 31 ]测得了绵阳元宝枫种仁油脂平均含量为44.3%。魏伊楚等[ 22 ]测定不同产地元宝枫种仁油脂平均含量为43.30%,与本研究结果平均油脂平均含量41.56%(其中最高含量达48.42%)相近,均在40%以上。但是,魏伊楚等[ 22 ]在科尔沁左翼后旗乌旦塔拉林场元宝枫种仁油脂含量(52.23%)明显高于本研究结果,这可能与采样母株差异、采集种子成熟度、饱满度不一致或与样本数量有关。但值得注意的是,本研究发现在取样的两个年度内,不同年份间元宝枫油脂含量变化差异并不显著,含量保持在41.93%~41.22%之内,这和闫婷等[ 14 ]2022年在该研究区域测定元宝枫古树种仁油脂平均含量为42.86%的结果基本吻合。
本研究对样品采集区内60株元宝枫母树单株种仁进行测定,共检测出5种饱和脂肪酸和9种不饱和脂肪酸,其中不饱和脂肪酸平均含量为92.58%。相关研究表明,魏明等[ 31 ]在绵阳元宝枫种仁油脂中检测出了16种脂肪酸。魏伊楚等[ 22 ]在对不同产地元宝枫种仁油脂中检测出了13种脂肪酸。刘祥义等[ 30 ]在云南元宝枫种仁油脂中检测出了12种脂肪酸,不饱和脂肪酸含量为92.31%。乔谦等[ 23 , 32 ]研究了14个不同种源的元宝枫种仁脂肪酸组分,共检测出15种脂肪酸成分,其中不饱和脂肪酸含量为92.12%。王性炎等[ 33 - 34 ]在元宝枫种仁油中检测出不饱和脂肪酸含量为92.91%。诸多研究表明,元宝枫油不饱和脂肪酸含量高达92%以上,普遍高于芝麻油(83.70%)、大豆油(86.20%)和花生油(86.76%),而本研究区域内元宝枫资源将为油用型元宝枫进一步开发利用提供资源保障[ 35 ]。
神经酸是大脑神经纤维和神经细胞的核心天然成分,也是唯一的一个能修复疏通受损大脑神经纤维并促进神经细胞再生的双效神奇物质[ 33 ]。刘祥义等[ 30 ]在云南元宝枫种仁油中检测出神经酸含量为5.52%。魏明等[ 31 ]在绵阳元宝枫种仁油脂中检测出神经酸含量为5.21%。在本研究中,2020~2021年测定元宝枫种仁神经酸平均含量为5.94%,最高单株测定含量高达7.14%。相比之下,乌旦塔拉自然保护区划定的优良种源区内采种果油神经酸含量(5.94%)明显偏高,这为高神经酸元宝枫单株选育和开发利用提供了科学依据。
维生素E具有预防心脑血管疾病、提高人体免疫力、抵抗自由基、保护肝脏、抗衰老和预防皮肤角质化的作用[ 24 ]。有研究表明元宝枫油中还含有维生素E、植物甾醇、生育酚等,具有提高人体免疫力、抗肿瘤等作用[ 25 - 26 ]。王性炎等[ 33 - 34 ]在元宝枫种仁油中检测出维生素E含量为125.23 mg/100 g,然而本研究结果表明,乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁油的维生素E总含量为87.12 mg/100 g,二者研究结果差异可能是由于采集区域的自然条件不同、采种母树差异、采集年份及种子成熟程度不同。但即便如此,本研究测定的元宝枫种仁油维生素E总含量的检测结果仍高于油茶籽油(13.36 mg/100 g)、核桃油(55.46 mg/100 g)和文冠果油(51.25 mg/100 g)[ 35 ]。
甾醇是一种重要的天然活性物质,植物性甾醇具有抑制肿瘤形成[ 28 ]、降血脂、抗溃疡、降胆固醇[ 27 ]等作用,也是生产甾体药物的重要原料。角鲨烯又名三十碳六烯,是一种高度不饱和烃,抗缺氧和疲劳,还具有提高人体免疫力的作用,具有药用价值且无毒。在橄榄油中的角鲨烯含量在植物来源中最高[ 29 ]为136~708 mg/100 g。目前,关于角鲨烯的研究较少,尤其是元宝枫或文冠果等木本油料作物中鲜有报道。在油料作物中也有相应的研究表明,金青哲等[ 36 ]在木本油料油脂和饼粕产品开发中检测出油茶种仁油中含有100.09~130.64 mg/kg角鲨烯和一定含量的甾醇。朱献标等[ 37 ]在牡丹种仁油化学成分及功能研究进展中发现,牡丹种仁油中含有维生素E、植物甾醇、角鲨烯、微量元素等多种对人体有益的营养成分。本研究首次测定乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁油角鲨烯含量为137.21 mg/kg,略高于油茶,但近似芝麻油角鲨烯含量(72.9 mg/kg)的2倍,此外,甾醇类营养物质平均含量为867.42 mg/kg,说明元宝枫种仁油对增强人体免疫力、抗衰老能力更强。因此元宝枫种仁油作为一种优质保健食用油,具有广阔的开发利用前景。
5 结 论
(1)2020~2021年度乌旦塔拉自然保护区划定的优良种源区内元宝枫种仁油脂平均含量为41.56%,且不同年份间油脂含量变化差异不显著;乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁油中检测出脂肪酸13种,其中包括5种饱和脂肪酸和9种不饱和脂肪酸,平均含量分别为7.42%和92.58%。在脂肪酸组成中,亚油酸平均含量为34.76%、油酸平均含量为24.09%、13-二十二碳烯酸为16.48%、顺-11-二十碳烯酸为8.21%、神经酸为5.94%。
(2)2020~2021年度乌旦塔拉自然保护区划定的优良种源区内元宝枫种仁油中维生素E总含量平均值为87.12 mg/100 g,包括γ-维生素E、δ-维生素、α-维生素E、β-维生素E 4种维生素E成分。乌旦塔拉自然保护区元宝枫种仁含有4种不皂化物分别为β-谷甾醇,豆甾醇,菜油甾醇3种甾醇类物质和角鲨烯。其中,β-谷甾醇平均含量为579.68 mg/kg,豆甾醇平均含量为246.35 mg/kg,菜油甾醇平均含量为41.39 mg/kg。角鲨烯平均含量为137.21 mg/kg。
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