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仿栗生物学特性及果实油脂含量分析



全 文 :湖南林业科技 2008年第 35卷第 2期 研究报告
收稿日期:2008— 01 — 05
修订日期:2008— 02 — 17
基金项目:国家林业局 948创新课题 ,林业生物质发电和生物柴
油制备关键技术引进与创新(编号:2006— 4—C05)。
仿栗生物学特性及果实油脂含量分析
李昌珠 1 , 张良波1 , 向祖恒 2 , 肖志红1 , 李培旺 1 , 刘汝宽1 , 许 琪 3
(1.湖南省林业科学院 , 湖南长沙  410004;  2.龙山县林业局 , 湖南 湘西自治州 416800; 3.岳阳市林科所 , 湖南 岳阳 414000)
摘 要:结合生物柴油原料油植物选择课题研究 , 通过近 10年对湖南龙山县 、慈利县和永定区仿栗次生林生物学特
性和生态适应性的调查 、观察和测定 , 描述了仿栗的形态特征。采用压榨法制油 ,分析测定了仿栗不同部位的油脂含
量及其理化性质 , GC法分析了油脂主要脂肪酸组成。结果表明:采用压榨法制油 , 提取率高达 90.91%;仿栗果实油
碘价低 , 属不干性油;油脂中月桂酸和肉豆蔻酸含量分别为 2.7%、12.5%, 油酸和亚油酸的含量总和为 69.3%, 不饱
和脂肪酸含量较高。提出了把仿栗作为生物柴油原料油树种的构想。
关键词:仿栗;生物学特性;油脂含量;生物柴油;能源树种
中图分类号:Q949.757.1  文献标识码:A   文章编号:1003— 5710(2008)02— 0005— 03
BiologicalcharacteristicsofSloaneahemsleyanaandanalysis
onoilcontentsofitsfruit
LIChangzhu1 , ZHANGLiangbo1 , XIANGZuheng2 , XIAOZhihong1 ,
LIPeiwang1 , LIURukuan1 , XUQi3
(1.HunanForestryAcademy, Changsha410004, China; 2.ForestryBereauof
LongshanCounty, AutonomousPrefectureofWesternHunanProvince416800, China;
3.ForestryScienceInstituteofYueyangCity, Yueyang414000, China)
Abstract:Theinvestigation, observationandtestingofbiologicalcharacteristicsandbiologicalsuitableabilityofSloaneahemsleyana
anditsmorphobogycharacteristicsweredescribed, throughresearchesonsecondaryforestofSloaneahemsleyanainthepast10 yearsin
LongshanCounty, CiliCountyandYongdingDistrict.Oilwasextractedbypress, andtheoilcontentandphysicochemicalpropertyof
differentpartsofSloaneahemseyanawereanalyzedandtested, andcompositionofthemajorFAofitwasstudiedbyGC.Theresults
wereshowthat:Theextractionrateofoilisashighas90.91%.ThefruitofSloaneahemslewaslowiodinevalue, belongstoundrying
oil.Sloaneahemsleyanoilisanon-dryingoilwith2.7%myristicand12.5%lauricinit.ContentofUFAwhichareoleicandlinoleic
canreachesto69.3%.ThesuggestionthattakingSloaneahemsleyanaasakindofbiodieselfueloilspecieswasproposed.
Keywords:Sloaneahemsleyana;biologicalcharacteristics;oilcontentbiodiesel;energyspecies
  仿栗(Sloaneahemsleyana)属杜英科(Elaeocarpace-
ae), 猴欢喜属 (Sloanea),同属种有猴欢喜 (Sloanea
sinensis),为常绿乔木 ,生长在海拔 500 ~ 1 400 m的山谷
林中 。国内主要分布于南亚热带至中亚热带湖南 、湖
北 、四川、云南 、贵州及广西 ,越南有分布 [ 1] 。湖南省湘
南 、湘西地区分布有大面积的混交林和散生林 。仿栗果
实产量高 、含油率高 ,作为工业油脂具有规模开发利用
前景 。目前 ,湖南已开展了优良单株选择和优良单株选
择无性繁殖的研究 ,建立了一定规模的仿栗人工林基
地 ,结合我国正在全面实施的退耕还林生态工程 ,大面
积营造仿栗生物柴油原料林 ,为我国开发利用生物柴油
提供原料基地保证 。
自 20世纪 90代末以来 ,森林资源调查课题组结合
和野生植物油油料树种选择进行了仿栗生物学特性、生
态适应性和优良单株选择研究工作 。我们根据多年的
调查、观察和数据测定 ,总结了仿栗的形态特征 ,测定了
仿栗果实不同部位油脂的主要理化指标 ,分析了油脂脂
肪酸组成 ,为仿栗作为生物柴油原料树种的开发利用奠
定基础 。
李昌珠 ,等:仿栗生物学特性及果实油脂含量分析
1 材料与方法
1.1 材料和仪器
材料与试剂:果实(带果皮)采自湖南龙山县 、慈利
县和永定区 ,颜色转为深褐色时采取 。所用化学试剂均
为分析纯 。
仪器:GC— 14B(日本岛津),分析天平(梅特勒),核
磁共振仪 HCY— 10(武汉中航),榨油机(德国)
1.2 实验方法
1.2.1 仿栗物候期观察 [ 2-4]  1999— 2001年分别对龙
山县 、慈利县 、永定区 3个地区的仿栗次生林进行开花
结果物候期的观察记载 ,每个点固定观察 8 ~ 10株 。每
株选定树冠的不同方位的中型健康枝 ,观察每株树冠上
部与树冠外缘枝条部上第 1、2、3芽的萌发 、展叶、花序
生长发育、果实成熟和换叶期的起始 、盛期 、末期 ,每
10 d左右调查观察 1次 ,记录物候期。
1.2.2 仿栗含油率及出油率  仿栗油采用压榨法制
取 ,称前后重量变化 ,计算油脂提取率。含油量采用
HCY— 10核磁共振含油量测量仪进行测定 。
1.2.3 油脂脂肪酸成分分析 [ 5]  快速甲酯化法:取油
样 0.05 ~ 0.1 g,加入 1∶1苯 —石油醚 2 mL,浸提 15 min
后 ,再加入 0.5 mol/LNaOH—CH3OH溶液 2 mL,振摇后
置于 50 ℃水浴约 15 min,取出后沿管壁加入蒸馏水使
有机层上升至试管上部 ,静置分层后 ,取上层清液 1 μL
作气相色谱分析 。气相色谱法条件:Wax-1(30 m×
0.25 mm×0.25 μm);载气N2:81 kPa;分流比 100∶1;燃
气 H2:30 mL/min;Air: 400 mL/min;进 样口 温 度
250 ℃;检测器温度 250 ℃;程序升温:180 ℃(1 min)
~ 230 ℃(4 min),升温速率 6 ℃/ min。
1.2.4 油脂理化常数的测定 酸价:参照 GB5530 —
1985;碘价:参照 GB/T5532 — 1985;皂化值:参照
GB/T5533 -1985;油脂颜色:目测 。
2 结果与分析
2.1 仿栗生物学特性及不同产地物候期观察
2.1.1 仿栗生物学特性 仿栗树干高达 20 m,胸径达
50 cm。叶坚纸质 ,无毛 ,狭卵形或矩圆状狭卵形 ,长 9 ~
22 cm,宽 3 ~ 7.4 cm,顶端渐尖 ,基部钝或宽楔形 ,边缘
自基部至顶端生小牙齿 ,侧脉 8 ~ 9对 ,斜向上方弧状弯
曲;叶柄长 1.5 ~ 3 cm,顶端稍变粗;花数朵生小枝顶端
或小枝上部叶腋 ,绿白色 ,稍下垂;花梗长 3.2 ~ 5.5cm,
图 1 仿栗花序图
图 2 仿栗果实图
生短柔毛;萼片 4个 ,卵形 ,长约 6 mm,外面生短绒毛;
花瓣与萼片近等长 ,顶部齿状浅裂 ,外面生微柔毛;雄蕊
多数 ,生疏柔毛;花期 7月 ,果熟期次年 9月 ,一树当年
花与先年未成熟果 、当年幼果与先年成熟果同期持续时
间较长 。蒴果 ,厚革质或木质 ,近球形 ,淡黄色 ,通常粗
壮 ,果室背开裂 , 4 ~ 5瓣裂 ,稀为 3片或 6片 。果实长
2.5 ~ 5 cm,厚 3 ~ 5 mm;果柄长 2.5 ~ 6 cm;内果皮紫红
色或黄褐色;外部具软针剌 ,脱落 ,成熟时淡红色 ,刺长 1
~ 2 cm;平均含籽 2.6粒 /果 ,一般 2 ~ 3粒 /果 ,最多 5
粒 /果 。蒴果开裂后种子悬垂 ,种子形状椭圆形 ,长 1 cm
左右 ,黑色 ,有红色假种皮 。种子千粒重为 302 g左右 ,
出籽率 6.8%。
2.1.2 不同产地仿栗物候期观察 对湘西龙山 、慈利及
永定 3个地区的仿栗次生林的物候观察结果见表 1。结
果表明:3个地区的仿栗物候期基本维持在 7个月;龙山
地区的仿栗各物候期比其他 2个地方的要稍晚些 ,这主
要是受海拔高度不同的影响 。慈利、永定两地生长的仿
栗比龙山的海拔低 ,气温相对高 ,仿栗的萌芽期、花期和
果实成熟期相对晚些。
表 1 仿栗主要物候指标观察结果(1999— 2001年)
观察地点 萌芽期 展叶期 花 期盛期 末期 果实成熟期
换叶期
始期 盛期
龙山 3月中旬 3月下旬 7月中旬 7月下旬 9月下旬 3月下旬 4月初
慈利 3月上旬 3月中旬 7月上旬 7月上旬 9月中旬 3月中旬 3月下旬
永定 3月初 3月中旬 7月中旬 7月下旬 9月中旬 3月中旬 3月下旬
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研究报告   
2.2 果实油提取 、理化指标测定及脂肪酸组成分析
2.2.1 仿栗油脂提取方法 采用压榨法制油 ,计算得
到出油率为 46.5%,油脂提取率为 90.91%。结果表明
该法制油提取率高 ,利用效果好 。饼粕中残余的油可以
采用溶剂法提取 ,一定程度上降低了能耗 ,节约了成本。
2.2.2 仿栗果实不同部位理化指标 把仿栗分为假种
皮和种子 2个主要部分 ,分别测定其含油率、含水率及
油脂理化指标 。结果表明(表 2),假种皮含油率较高 ,
含水率低;不同部位的油碘值均较低 ,属不干性油。假
种皮中含有色泽较深的色素 ,因此制取的油脂色泽较
深 。
2.2.3 油脂脂肪酸组成分析  由表 3数据分析得出 ,
仿栗油中月桂酸和肉豆蔻酸含量分别为 2.7%、12.5%,
比其他油的含量高 ,脂油酸和亚油酸的含量总和为
69.3%。与其他油脂对照发现 ,仿栗油中低碳链的高级
脂肪酸含量远高于其他类型的油脂。
表 2 仿栗种皮与种子油脂的主要理化性质
来源 含油率(%) 含水率(%) 酸价(mgKOH/g油)碘值(gI2 /100g油)皂化值(mgKOH/g油) 色泽(目测)
假种皮 70.93 7.40 1.73 68.50 198.55 深
种子 53.94 23.21 1.96 80.11 190.61 浅
表 3 不同植物脂肪酸成分及含油率比较
植物种类 脂肪酸成分(%)月桂酸 肉豆蔻酸 棕榈酸 硬脂酸 花生酸 十六碳烯酸 油酸 亚油酸 亚麻酸 其他
含油率
(%)
仿栗 2.700 12.500 15.500 0.000 0.000 0.000 45.700 23.600 0.000 — 51.15
油茶 0.000 0.800 10.600 1.700 0.000 0.000 77.333 9.167 0.267 — 36.60
黄连木 0.000 0.013 20.867 1.500 0.567 1.200 46.400 29.367 0.007 — 34.38
木本 麻疯树 0.000 0.000 18.200 1.800 0.000 0.000 47.300 32.700 0.000 — 52.25
光皮树 0.007 0.067 16.533 1.767 0.000 0.973 30.500 48.500 1.600 — 36.60
白檀 0.000 0.000 20.733 0.873 0.000 0.000 48.233 30.167 0.000 — 32.41
油桐 0.167 0.007 5.733 2.567 0.000 0.007 16.400 22.067 0.300 桐酸 52 50.18
草本
(对照)
油菜籽 0.000 0.040 3.567 1.133 0.007 0.140 14.500 15.467 13.600 芥酸 48 35.4
大豆 0.000 0.000 13.000 2.900 0.000 0.000 19.350 58.050 6.700 — 22.1
续随子 0.010 0.000 5.800 1.900 0.300 1.100 70.250 16.200 2.000 — 47.05
3 结论与建议
3.1 结论
(1)采用压榨法制油 ,工艺简单 ,油脂提取率高达
90.91%。饼粕中的残余油脂可采用溶剂法提取 ,降低
了油脂加工能耗 ,有利于节约能源 。
(2)仿栗假种皮和种子含油量不同 , 分别高达
70.93%、53.94%,假种皮含油量较种子高。由假种皮
和种子制取的油脂色泽不同 ,前者色泽较深;不同部位
来源的油脂碘值均较低 ,属不干性油 。
(3)仿栗油脂中不饱和脂肪酸含量较高 ,油酸和亚
油酸的含量总和为 69.3%;低碳链脂肪酸含量远高于其
他油脂 ,月桂酸和肉豆蔻酸含量分别为 2.7%、12.5%,
这种特性有利于仿栗油脂的进一步开发利用 。
3.2 建议
(1)仿栗蒴果产量高 ,但蒴果占果实器官比例大 ,
种子出籽率仅 6.8%,必须考虑假种皮和种子一起利用
的问题 ,以利提高油脂产量 。
(2)仿栗是一种野生油料树种 ,应开展群落、地理
种源生物学特性和生态学适应性基础研究 ,加强野生种
质资源保护与收集 ,通过选择育种和生物技术育种结合
的方式进一步开展遗传改良研究 。
(3)我国的丘陵山地资源丰富 ,木本油料植物具有
野生性 ,耐旱、耐贫瘠 ,结合我国正在全面实施的退耕还
林生态工程 ,大面积营造生物柴油原料林 ,可以变荒山
劣势为优势。
(4)仿栗适应性强 ,单株产量高 ,果实含油量高 ,油
脂提取率高 ,且不和粮棉争地 ,因此 ,它是一种较为理想
的木本新生物柴油原料油源(工业用油)。仿栗又是很
好的用材和绿化树种 ,可以结合荒山造林和路旁、宅边、
市区、庭园等地的绿化而大量引种栽培 。
参考文献:
[ 1] 中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴(第 2册)[ M].北
京:科学出版社 , 1980.
[ 2] 陈章和 , 罗洁源 , 周云龙.几个气候区木本植物的开花结果物
候 [ J] .热带亚热带植物学报 , 1999, 7(2):102-108.
[ 3] 李云祥 , 甄占萱 , 那淑芝 , 等.野罂粟种子形态 、品质与萌发规
律的研究 [ J] .种子 , 2005, 24(6):4- 6.
[ 4] 章文才 , 束怀瑞.果树研究法 [ M] .北京:农业出版社 , 1979:
36-40.
[ 5] 黄志斌.快速制备甲酯化用于气相色谱分析 [ J] .水产学报 ,
1990, 14(1):40-43.
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