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芡欧鼠尾草脂肪酸成分分析



全 文 :2011 年 12 月
第 26 卷第 12 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol. 26,No. 12
Dec. 2011
芡欧鼠尾草脂肪酸成分分析
胡忠红1 易自力2 王红权2 艾 辛2 谭 昕1 陈智勇2
(湖南农业大学东方科技学院1,长沙 410128)
(湖南农业大学生物科学技术学院2,长沙 410128)
摘 要 2006 年引进芡欧鼠尾草作为新种质,组培脱毒后收种,通过连续 3 年的引种驯化,芡欧鼠尾草在
湖南地区能顺利完成其生育期。为了解引种对其种子和营养器官中脂肪酸成分及含量的影响,对芡欧鼠尾草
原种种子、引种第 1 代种子、引种第 2 代种子及各生长期茎叶干物质中脂肪酸按 GB /T 17377—1998 标准进行
了全面分析。结果表明引种到我国的芡欧鼠尾草种子中亚麻酸含量高达 195. 39 g /kg,占总脂质的 60%以上,
与原种相比没有显著差异,是一种极有潜力的绿色食品原料;检测还发现其茎叶干物质中含亚麻酸达 6. 38
g /kg,即该品种还可开发为新型动物饲料,以获得富含 DHA的动物制品。
关键词 芡欧鼠尾草 脂肪酸 DHA
中图分类号:Q547 文献标识码:A 文章编号:1003 - 0174(2011)12 - 0106 - 03
基金项目:湖南省财政厅科技专项(湘财农指[2010]23 号) ,湖
南农业大学东方科技学院大学生研究性学习与创新
性实验计划项目(DFXS201107)
收稿日期:2010 - 12 - 16
作者简介:胡忠红,男,1969 年出生,副教授,作物栽培育种与生
物信息学
通讯作者:陈智勇,女,1971 年出生,副教授,植物遗传工程
芡欧鼠尾草(Salvia hispanica L.)为唇形科鼠尾
草属,英文名为 chia,原产墨西哥到美洲的西南部海
拔 1 200 m下的地区。喜阳,但也能忍耐半阴,耐旱,
耐贫瘠。一年生草本,茎四棱形,密被短柔毛,茎高
可达 1. 5 ~ 2. 3 m,茎多分枝,多节,一般 15 节左右;
叶对生,长柄,叶片绿色长卵形,先端渐尖,缘有弧状
锯齿;轮伞花序组成顶生和腋生总状花序,每序小花
80 ~ 140 朵,苞片卵形,绿色;花萼钟状,3 唇,绿色;
子房 4 全裂,花期 9 月中旬至初霜;种子卵形,带深色
网纹,有琥珀色和白色两种颜色,成熟后不易脱落,
种子千粒重 1. 2 ~ 1. 4 g左右。
种子无色无味,富含亚麻酸(可在人体内转化为
DHA:二十二碳六烯酸,俗称脑黄金)。据中国植物
志记载,我国鼠尾草属的植物有 78 种,且分布广泛,
但目前还没有发现亚麻酸含量有芡欧鼠尾草这样高
的种和亚种。
DHA对大脑细胞有着极其重要的作用,是大脑
营养必不可少的高不饱和脂肪酸[1]。目前 DHA 主
要来源为深海鱼油和海藻[2],其提炼成本高,导致
DHA价格昂贵。本课题组 2006 年引进了芡欧鼠尾
草作为新种质,并对其脂肪酸成分进行了全面分析。
以期为我国 DHA提供新的来源,填补我国植物 DHA
提取的空白。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
本课题组 2006 年从墨西哥引进芡欧鼠尾草,并
进行组织培养,经过脱毒处理,选育出国内第 1 代组
培苗和国内第 1 代种子。2007 年,将国内第 1 代种
子在湖南长沙湖南农业大学耘园基地隔离试种。通
过进行单株产量评价,选取生长速度快、花期早、分
枝数多等对产量有重要影响的性状的优良单株进行
品种比较试验,得到第 2 代种子。
墨西哥引进的芡欧鼠尾草原种为对照(CK) ,耘
园基地 2006 年组培苗收获种编号 A1,耘园基地
2007 年种植收获种编号 A2。
1. 2 试验方法
于 4 月中旬开沟做厢,每 667 m2 施有机肥 500
kg,于 5 月上旬播种,6 月上旬或中旬定植移栽,秋分
后进入花期,霜冻前种子成熟收获考种。种植过程
中随机选取 CK、A1、A2 生育期的苗期、定植期、营养
生长期、孕穗期 20 株植株的茎叶,将材料置于 60 ℃
的干燥箱中 48 h干燥处理[3],按 GB /T 17377—1998
标准进行测定。收种后,对种子进行同样处理。
2 结果与分析
试种的芡欧鼠尾草籽单产是 16. 69 kg /667 m2,
第 26 卷第 12 期 胡忠红等 芡欧鼠尾草脂肪酸成分分析
单株平均产量为 19. 00 g,单株最大产量为 37. 16 g。
种子的含油率为 28. 27%。
CK、A1、A2 植株茎叶干物质在苗期、定植期、营
养生长期、孕穗期的脂肪酸含量见表 1。
表 1 芡欧鼠尾草茎叶干物质在生育期不同阶段的
脂肪酸质量分数(平均值)
脂肪酸种类
脂肪酸质量分数 /%
苗期 定植期 营养生长期 花芽分化期
豆蔻酸 1. 4 ± 0. 01 1. 7 ± 0. 01 2. 3 ± 0. 01 2. 5 ± 0. 01
棕榈酸 21. 8 ± 0. 20 27. 0 ± 0. 30 30. 0 ± 0. 25 30. 3 ± 0. 20
棕榈一烯酸 2. 5 ± 0. 10 3. 2 ± 0. 10 3. 8 ± 0. 10 3. 2 ± 0. 10
十七碳烷酸 0. 2 ± 0. 01 0. 3 ± 0. 01 0. 3 ± 0. 01 0. 4 ± 0. 01
十七碳一烯酸 0. 1 ± 0. 01 0. 1 ± 0. 01 0. 2 ± 0. 01 0. 2 ± 0. 01
硬脂酸 2. 4 ± 0. 10 2. 5 ± 0. 10 3. 1 ± 0. 10 3. 3 ± 0. 10
油酸 7. 9 ± 0. 11 2. 9 ± 0. 12 3. 9 ± 0. 12 3. 7 ± 0. 12
亚油酸 14. 1 ± 0. 12 14. 4 ± 0. 12 16. 9 ± 0. 13 15. 8 ± 0. 12
亚麻酸 46. 6 ± 0. 21 45. 3 ± 0. 20 36. 6 ± 0. 21 36. 7 ± 0. 22
花生酸 1. 3 ± 0. 01 1. 2 ± 0. 01 1. 5 ± 0. 01 1. 9 ± 0. 01
花生一烯酸 0. 2 ± 0. 01 0. 1 ± 0. 01 0. 1 ± 0. 01 0. 1 ± 0. 01
花生二烯酸 0. 1 ± 0. 01 0. 1 ± 0. 01 0. 1 ± 0. 01 0. 1 ± 0. 01
山嵛酸 0. 8 ± 0. 01 0. 7 ± 0. 01 0. 8 ± 0. 01 1. 3 ± 0. 01
二十四碳烷酸 0. 7 ± 0. 01 0. 5 ± 0. 01 0. 4 ± 0. 01 0. 6 ± 0. 01
二十四碳一烯酸 0 0 0 0
从表 1 中可以发现芡欧鼠尾草生育期的各个主
要阶段茎叶干物质的脂肪酸主要包括这样的几大
类:(1)饱和脂肪酸:棕榈酸、硬脂酸等;(2)单不饱和
脂肪酸:油酸;(3)多不饱和脂肪酸:亚油酸、亚麻酸。
其中,饱和脂肪酸棕榈酸、硬脂酸的含量随着植
株的生长呈逐渐上升的趋势;棕榈酸由苗期的
21. 8%上升到 30. 3%,升高了 8. 5%;硬脂酸由苗期
的 2. 4%上升到 3. 3%,升高了 1. 1%。单不饱和脂
肪酸油酸的含量则随着植株的生长有起伏:由苗期
的7. 9%下降到定植期的 2. 9%,陡降了 5%;到营养
生长期又上升到 3. 9%,而花芽分化期下降到 3. 7%。
多不饱和脂肪酸的含量在脂肪酸中是最丰富的,亚
油酸≥14. 1%,营养生长期最高达到 16. 9%,最低为
苗期,只有 14. 1%;亚麻酸的含量高达 46. 6% (苗
期) ,随着植株生长逐渐下降,孕穗期虽降至 36. 7%,
仍然占有总脂肪酸的最大比例。
而对芡欧鼠尾草的种子所做的检测显示,其饱
和脂肪酸(棕榈酸、硬脂酸等)和单不饱和脂肪酸(油
酸)的含量不超过 16%,多不饱和脂肪酸(亚麻酸、亚
油酸)的含量则在 80%以上,其中亚麻酸的含量更是
高达 60%。与其原产地的种子成分检测相比,没有
很大差异[4 - 5]。
在对芡欧鼠尾草总脂肪酸成分及其分布比例进
行检测之后(表 1、表 2) ,为进一步了解芡欧鼠尾草
各种成分中脂肪酸所占的比例,本试验对其脂肪酸
含量绝对值进行了测定,其结果如表 3。从表 3 中可
见:种子中亚麻酸可达到 195. 39 g /kg,茎叶干物质中
亚麻酸达到 6. 38 g /kg。
表 2 芡欧鼠尾草种子的脂肪酸含量
脂肪酸种类
脂肪酸质量分数 /%
CK A1 A2
豆蔻酸 0 0 0
棕榈酸 6. 6 6. 7 6. 8
棕榈一烯酸 0. 2 0. 1 0. 1
十七碳烷酸 0. 1 0. 1 0. 1
十七碳一烯酸 0 0 0
硬脂酸 2. 6 2. 6 2. 5
油酸 6. 0 6. 0 6. 1
亚油酸 21. 0 21. 4 21. 3
亚麻酸 63. 5 60. 9 62. 4
花生酸 0. 4 0. 5 0. 3
花生一烯酸 0. 1 0. 1 0. 1
花生二烯酸 0 0 0
山嵛酸 0. 1 0. 1 0. 1
二十四碳烷酸 0. 1 0. 1 0. 1
二十四碳一烯酸 0. 1 0. 1 0. 1
表 3 芡欧鼠尾草(苗期)茎叶干物质及种子的脂肪酸绝对含量
脂肪酸种类
脂肪酸绝对含量 /mg /kg
CK种子 A1 种子 A2 种子 茎叶干物质
(平均值)
棕榈酸 19 972. 8 21 777. 9 23 805. 5 3 687. 4
硬脂酸 6 041. 4 10 043. 9 12 561. 8 373. 0
油酸 14 394. 1 21 774. 6 30 162. 9 367. 4
亚油酸 63 583. 5 59 849. 9 71 132. 8 2 064. 4
亚麻酸 184 831. 5 176 413. 2 195 390. 4 6 377. 0
3 讨论与结论
3. 1 人体必需脂肪酸
人类可食用的脂肪有饱和脂肪酸、单不饱和脂
肪酸(油酸)和多不饱和脂肪酸三大类。对于饱和脂
肪酸和单不饱和脂肪酸,人和动物一样,可以利用自
身吸收的糖和蛋白质来制造,但人体不能制造亚油
酸和 α -亚麻酸,这两种脂肪酸必须从食物中摄取。
其中饱和脂肪酸过量,能引起人体血脂增高,引发动
脉硬化等心脑血管病变[6]。
多不饱和脂肪酸中 ω - 6 系列脂肪酸在普通
食物中都含有,一般不需要补充,摄入过多反而会
产生“亚油酸过食综合症”,增加患心脑血管疾病
的几率[7]。相比之下,人们的膳食中普遍缺乏
ω - 3 系列脂肪酸(α -亚麻酸、EPA、DHA)。这种
饮食结构的重大缺陷是导致肥胖、糖尿病、高血
压、高血脂、心脑血管疾病的重要因素,所以亟待
加以改进[8]。
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中国粮油学报 2011 年第 12 期
3. 2 芡欧鼠尾草的脂肪酸成分
芡欧鼠尾草种子中含有丰富的多不饱和脂肪
酸,而且主要为普通食物中稀少的 ω - 3 脂肪酸(高
达 195. 39 g /kg) ,占总脂质的 60%以上。此外从检
测结果中还显示,芡欧鼠尾草的茎叶干物质中同样
含有亚麻酸,其含量随着植物的生长而逐渐下降,到
孕穗期降至最低点。由此推断,当植物进入孕穗期
后,ω - 3 脂肪酸可能由茎叶向种子转移。
3. 3 芡欧鼠尾草的应用前景
3. 3. 1 营养强化剂及食品添加剂
鉴于芡欧鼠尾草种子中含有高比例的 ω - 3 脂
肪酸,而且从脂肪酸结构中显示其亚麻酸含量为亚
油酸含量的 3 ~ 3. 5 倍。种子经过处理后,首先可作
为营养强化剂、乳化剂,添加到饼干、冰淇淋等食品
中,有助于提升食品的营养,强化产品质量。其次通
过冷榨,形成功能性突出、脂肪酸配比合理、营养价
值高的营养调和油系列产品,以满足人们对食用油
营养健康的需求。因此,从芡欧鼠尾草种子中提取
的脂类作为食品添加原料将可替代甚至优于海澡油
和深海鱼油。
3. 3. 2 饲料添加剂
芡欧鼠尾草茎叶干物质中同样含有高比例的
ω - 3脂肪酸,而且其总生物产量高(植株可高达
1. 8 ~ 2. 3 m) ,可作为富含 DHA 的生物原料添加剂
加入到饲料中,以获得富含 DHA的动物制品[9]。
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Oil Content and Fatty Acid Composition of Salvia hispanica L.
Hu Zhonghong1 Yi Zili2 Wang Hongquan2 Ai Xin2 Tan Xin1 Chen Zhiyong2
(Orient Science & Technology College of Hunan Agricultural University1,Changsha 410128)
(College of Bioscience & Biotechnology,Hunan Agricultural University2,Changsha 410128)
Abstract As a new germplasm,Salvia hispanica L. was introduced to Hunan for the first time in 2006. After de-
toxification by tissue culture,the nontoxic seeds were harvested. Salvia hispanica L. could pass whole growth period in
Hunan by continuous acclimatization from 2007 to 2009. Compositions and contents of Fatty Acid from seeds and veg-
etative organs were tested as per GB /T 17377—1998. The results showed:Salvia hispanica L. seeds harvested in 2008
and 2009,contained 195. 39 g /kg linolenic acid in average,which occupied more than 60% in the content of total lip-
ids. Compared with original seeds,it was obvious that there was no significant difference. Meanwhile,it appeared that
this new germplasm could be thought as one potential green - food in future. In addition,studies presented that dry
matter of vegetative organs contained 6. 38 g /kg linolenic acid. In other words,this variety also could be cultivated as
one new - type animal food in order to obtain abundant DHA.
Key words salvia hispanica L.,fatty acid,DHA
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