全 文 ：林业 科学研 究 以拓 ,
‘
文章编号 一 《仪巧 闷 心峨巧
油茶果实生长特性和油脂含量变化的研究
陈永忠 , 肖志红 , 彭邵锋 , 杨小胡 , 李党训 ,
、
王湘南 , 段 玮
湖南省林业科学院 , 湖南 长沙 以兀阿
摘要 通过对油茶主要良种的标定植株进行果实生长和含油量分析研究 , 探索油茶果实油脂形成与转化的内在机
理 。 结果表明果实体积生长主要在 月中旬至 月下旬 。 油茶果实质量的增加主要在 月中旬至 月下旬和 月
中旬至 月下旬采收前两个高峰期 , 其质量增加值超过油茶果实总质量的 乃 。 油茶种仁含油率 、鲜籽含油率和鲜
果含油率均随果实生长逐渐增加 , 年周期内存在两个增长高峰期 , 为 月中旬至 月初与 月下旬至 月下旬采
收前 。 油茶鲜果含油率在 月 日至 月 日的高峰期的增幅达鲜果总含油量的 , 指出霜降籽油茶果实
不宜提前采收 , 否则会对产油量造成很大的损失 。
关挂词 油茶 果实 油脂含量 核磁共振
中图分类号 文献标识码
初 ·
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油茶 她 。 诉 是我国最主要 的
木本食用油料树种 , 主要分布于长江和珠江中 、 下
游 , 集中栽培于湖南 、江西和广西等南方 省 区 ,
全国面积约 ‘ , 〔‘ , 年产茶油约
茶油不饱和脂肪酸 以上 , 以油酸和亚油酸为
主 , 油酸含量高达 , 是优质保健食用油
以及高级天然化妆品用原材料 , 榨油后的茶枯和茶
壳也是提取茶皂素 、木糖醇 , 生产高蛋白饲料和高级
活性碳等综合利用产品的原料 。
油茶虽然列为经济林 , 但大多以生态型粗放经
营 , 生产上 中老 自然林为主体 , 大面积产量变化很
大 , 自从 世纪 年代开始油茶 良种选育等科学
收稿 日期 习 一
基金项目 国家自然科学基金“ 油茶微阵列构建和果实油脂转化功能基因表达的检测 ” 和林业局重点攻关项 目 刀 孤
和 只一 资助研究的内容
作者简介 陈永忠 一 , 男 , 研究员 , 博士 , 博士生导师 。 主要研究方向 经济林育种与栽培 , 电话 一 耐
山 必
林 业 科 学 研 究 第 卷
研究以 宋 , 先后选育出优 良农家品种 、优良家系 、 优
良无性 系和优良杂交组合等良种 余个 〔’一 , , 并
在生产 中应用 , 使油茶林单位面积产量提高到
· 。 ’以 。 与此同时 , 在油茶丰产栽培 「‘ 一旧
、
繁育技 科 ”
, ’吕〕和苗木生长特性〔” 〕上都有了一定的
研究 。 垃常认为油茶鲜果含油率为 , 但作
者在良种选育研究中发现 , 油茶品系间的含油量差
异较大 , 鲜果含油 率高 的可达 种仁含油率
。 如此大的差异必定与油茶果实生长
特性有 关系 , 但屹今为止 , 对油茶果实生长特性的研
究还停留在原始的直觉感观上 , 缺乏系统的描述报
道 。 因此 , 为了能从更深层次地 了解油茶果实生长
和油脂转化的特点 , 提高油茶的产油量 , 作者通过研
究油茶果实生长与发育过程中种子含油量的变化来
探索油
一
篆果实油脂形成与转化的机理 , 为油茶丰产
栽培技 术和良种选育提供科学依据 。
试脸材料与方法
以 当前油茶生产上使用较多的优良无性系湘林
去弓 号为模式品种 , 标定一行
株树 , 树体特征与生长条件基本一致的植株 , 自 月
中旬油 纂果实开始快速增长时期开始 , 每隔一个星
期定期在树上随机采取 个果实进行考果分析 , 测
定果实 大小 , 单果质量 , 然后测定其鲜出籽率和果实
含油量等主要经济指标 。
果实主要经济指标分析
果实质量与大小 研究果实生长发育过程 。
油茶果实称取每个单果质量 , 单位为 以游标
卡尺测 量每个单果的果高与果径 , 单位为 , 由此
计算出鲜 果数与果形指数 。
鲜果出籽率 研究种子的生长过程 , 并用以
衡量最 大可利用部份比率 。 将已称过单果质量的鲜
果剥出鲜籽 , 以单位质量的鲜果所得到的鲜籽质量
为鲜果出籽率 。
每 鲜籽数 用以衡量种子大小与饱满
程度 。 以单位质量的鲜籽数换算为每 鲜籽数 。
种子含油 , 分析
油茶果实用于测定主要经济性状指标后 , 除去
外壳得 鲜籽 , 以鲜籽烘干后进行含油率测定 , 以核
磁共振 方法测定 , 同时采用传统的索氏抽提进行
平行比较分析 。
核磁共振法测 定种子含油量 」 参照中华
人民共 和国国家标准《油籽含油量核磁共振测定法
一 》。
标样的准备 取相应的精炼油在真空下烘
至衡质量 , 取约 克精确称质量做为标样备用 。
样品的准备 均匀选取小于一定体积的样
品 样品体积应在测定管的刻度线位置 以下 , 在
℃烘至恒质量 , 备测 。
样品测定 采用武汉中航生产的 一 核
磁共振仪分析 。
索氏抽提法分析种子含油量
油茶籽剥壳出仁 。 出仁率 巩 矶
, 其中 俄 为剥出种壳后的仁质量 , 矶 为样品
的种子总质量
种仁水分 的测定 仁壳分别测定 , 以
减量法测定 。 取干净的铝盒 , ℃烘至恒质量 , 记
下铝盒的质量 巩 , 取试样 左右 , 精确称取样品和
试样的质量 巩 , 将铝盒盖套在盒底上 , 放人烘箱内
烘至恒质量 , 记下铝盒和试样的质量 巩 , 水分含量
二 巩 一 讯 巩 一 矶 , 总的水分含量为
总 一 仁
仁烘干粉碎 。 以刀 片切成薄片后再以泰斯
特 粉碎机粉碎成小颗粒
抽提样品准备 。 先将浸提瓶洗净烘干至恒
质量 , 编号 , 并记下质量 风 。 称取 左右的试样
巩 转人研钵中 , 加人脱醋细砂研磨至出油状态 , 用
铜匙将其转至滤纸上 , 并以脱脂棉揩尽研钵 , 并人滤
纸内 , 包扎好
索氏提油 , 采用成都科析仪器成套有限公
司 扬 型脂肪测定仪
。 将称好质量的试样放人
已称质量的浸提瓶中 , 加人约 乙醚 , 提取
左右 , 回收乙醚 , 将浸提瓶于 ℃烘至恒质量 , 并
记下其质量 毯
含油量计算 。
粗脂肪 湿基 磷 一 矶 巩
粗脂肪 干基 磷 一 巩 巩 一 总
结果与分析
油茶果实大小与质 生长变化
果实质量和体积增长的过程就是油茶果实物质
积累的过程 , 所以通过油茶果实质量与体积的变化
趋势从侧面反映油茶果实内含物质的变化趋势 。
油茶大小 生长过程 在年周期内 , 油茶果实
生长是与新梢生长交替进行的 。 油茶从秋季开花受
第 期 陈永忠等 油茶果实生长特性和油脂含量变化的研究
精座果后 , 受精果进人冬季休眠期 , 翌年 月 , 当果
实开始膨大进人生长期 , 但这时正是春梢生长最旺
盛的季节 , 所以果实生长缓慢 , 月底春梢停止生长
后果实开始快速增长 , 特别是从 月 中旬至 月下
旬 , 正是油茶果实大小增长最快时期 图 , 期间油
茶果径与果高的增长值分别占整个果实果径与果高
总值的 与 。 月份至 月中旬 , 果实
大小增长基本停止 , 这时气温较高 , 有时也是油茶夏
梢生长的主要季节 , 所以抑制了果实的生长 。 月
下旬后又有一个相对稍缓的增长时期 , 这时高温天
气逐步缓和 , 夏梢生长停止 , 秋梢尚未开始生长 , 成
为油茶果实在成熟前的最后生长机会 。
图 油茶果实大小变化趋势
果形指数在 月上旬前都小于 , 中旬以后在
左右波动 。 说明前期油茶果实是以果高生长大于果
径生长 , 随着果实生长进程 , 果径生长逐渐赶上或超
过果高生长 。
从图 中可见 , 油茶果实在 月 中旬前主要是
果皮快速增厚 , 胚珠才刚刚萌动 , 直到 月下旬才发
育成为完全的种子 , 但胚乳等内含物不够紧密 , 相对
比较疏松 , 所以这时期的果实体积已基本成形 , 但种
子和果实的质量还较轻 。
油茶果 实质量增长过程 油茶果实质量增
加与体积增加趋势大致相似 图 , 果实质量增加
最快的时期也在 月中旬至 月下旬 , 此期间质量
增加值超过油茶果实总质量 的一半 , 达 。
月上旬至 月中旬 , 果实质量增长减缓至基本停止 。
月下旬至采收前期 , 又 出现一个质量增加的小高
峰期 , 该 时期 质 量 增 加 值 达 到 果 实 总 质 量 的
。
图 油茶果实种子发育时期
左图为 月 日 右图为 月 日
林 业 科 学 研 咒 第 卷
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图 油茶果实质量变化趋势
图 中可见 , 油茶果鲜出籽率是随着果实发育
进程逐步增加的趋势 , 月中旬以前增加相对较缓
慢 , 月下旬至 月下旬成熟前是快速增加阶段 。
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从图 的趋势线也可看出年周期具有两个增长
高峰期限 , 根据果实的生长特性可认为 , 第一个高峰
期为随果实生长 、体积增大而所有总物质的快速扩
增 , 第三个小高峰期时 , 果实体积生长已相当缓慢 ,
因而质量增加的小高峰则是增加果实内种子及其它
内含物的积累高峰期 , 所以该时期的增加值对含油
量的增加具有极为重要的意义 。
油茶果实油脂含 , 变化趋势
油茶果实生长首先是果实体积与质量快速增
加 , 果皮增厚 , 但胚珠的发育就是从 月中旬开始 ,
至 月下旬基本发育完全 见图 。 所以 , 对果实
出籽率和含油量测定的研究是从 月上旬开始 。
油茶果实鲜 出籽率和单位质量鲜籽数 变化
油茶主要是采收种子榨取食用油 , 果实中种子的
得率和种子的大小已成为油茶果实的主要经济指标
之一 , 所以通过对果实生长发育过程中其种子 比率
的变化 , 来分析种子的生长与发育过程 图 、 。
,
。
图 油茶果单位质量鲜籽变化
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日期
从图 中可见 , 每 籽数则是随果实生长进
程逐步减少 , 自 月初至 月下旬基本上变化不大 ,
大致在 粒间波动 , 而至 月下旬到 月
、成熟前后 , 则快速降低到 粒 , 从图 中又
可见到 月中旬时种子已基本充满了果皮内 , 这表
明种子内含物积累更快 。
油 茶果 实种籽含 油 变化 种仁含油
量 、鲜籽含油率和鲜果含油率在年周期内均分别
存在两个增长高峰期 , 第一个在 月中 、下旬至
月上旬 , 第二个在 月下旬至 月下旬采收前 。
其中 , 种仁含油率在 月 日至 月 日 , 月
至 月 日两个阶段中增幅分别达种仁总
含油量的 和
, 。 鲜籽含油率在 月
日至 月 日 , 月 至 月 日两个阶段
中增 幅 分 别 达 鲜 籽 总 含 油 量 的 和
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图 油茶果实鲜出籽率变化
第 期 陈永忠等 油茶果实生长特性和油脂含量变化的研究
。 鲜果含油率在 月 日至 月 日 ,
月 至 月 日两个阶段 中增幅分别达鲜果
总含油量的 和 表 。
表 油茶果实含油 , 主要经济指标
日期 干仁含油率 鲜籽含油率 鲜出籽率 鲜果含油率
一
一
一
一
一
一
一
一
一
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月
油茶鲜果含油率随果实生长逐渐增加 , 按趋势
线均拟合于 次方的二项式 图 。 图中可见 , 油
茶果实鲜果含油量增加也同样存在两个高峰期 , 其
一是在 月下旬到 月上旬有一个小高峰 , 主要原
因是这时是油茶果实质量增加较快时期 , 果实种籽
和种仁质量增加较快 , 种子内积累的淀粉正在逐步
转化成油脂贮存起来 , 从而产生了一个小高峰 其二
是在 月下旬至 月底采收前 , 那时果实物质积累
达到高峰 , 也是油脂转化的高峰期 。
据油茶种子成熟度分析 , 月中 、下旬的油茶种
子很不饱满 , 考察其鲜出籽率时尽管是较低的水平
但也达到了 以上 , 据油茶生物学特性分析 , 应
是由于种子正在快速生长与物质积累时期 , 种壳尚
未完全木质化 , 种子中水分含量较高 , 干物质含量相
对较少 , 所以风干后会出现脱水皱缩的现象 。
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由此可见 , 油茶果实油脂含量增加主要来 自
月中下旬至采收前的时期 。 提前采收会大幅度降低
果实含油量 , 对产油是个极大的损失 。
油茶籽含油 测定的两种方法比较
油料植物含油量的测定 , 传统上均采用索氏抽
提法来测定其种子的含油量 , 但由于索氏抽提法操
作繁锁 , 需时较长 , 一批样品通常在 以上 ,
而且抽提溶剂乙醚有毒 、易燃 、易爆 , 抽提过程中还
需消耗大量的水电 。 为此引人了核磁共振测定技
术 , 采用武汉中航生产的 一 核磁共振仪 , 参照
中华人民共和国国家标准《油籽含油量核磁共振测
定法 一 》, 对油茶果含油量进行了
分析测定 。 该方法简便易行 , 每个样品只需
, 适于大批量油料种子的测定工作 。
核磁共振法测定油籽含油量在油菜
、 花 生 ” 邵 、 大 豆
等农作物油料上较
为普遍 , 但在油 茶籽上还未见报道 , 为 了 比较其
与传统索 氏抽提法 的差 异 , 进行 了平行 比较试
验 。 分别取一定量的烘干茶籽 份 , 其中 份直
接用烘干种子来分析 , 份烘干后剥出种仁来分
析 , 每个样品先用核磁共振法测得每份种子 的含
油量后 , 再用索氏抽提法测定 同一批样品 , 得到
实验结果见表 。
林 业 科 学 研 究 第 卷
衰 油茶种子核磁共振法与索氏抽提
法侧定含油率比较
样品
种仁 号
种仁
种仁 三
种子
·
种子 弓
种子
种子 号
样品
质量
索氏抽
提法
核磁共
振法
差异
相对
误差
肠
一 一
一 一
核磁共振法是测定油茶种子含油率的一个
简便易行的方法 , 所取得的测定结果与索氏抽提法
存在相关性与可比性 索氏抽提法测定时 , 种子样品
必须粉碎后测定才能取得较理想的结果 。
从表 可以看出 , 同一个样品的相对误差均小
于 , 说明两种方法具有较好的对照性 。 其中种
仁样品的含油量 , 核磁共振法测定结果均比索氏抽
提法的结果稍高一些 , 主要原因应是核磁共振法所
依据的 是种子中所含氢原子的总量 , 包括了部分街
醇和多帖类长经链脂肪酸 , 但这些对索氏抽提法而
言是不 可能完全抽提干净的 。 但种子样品则存在或
高或低的个体差异 , 这与种子的大小 、饱满度有关 。
一般情况下 , 种子含油量较高时 , 两种方法的结果比
较接近 , 而且通常情况下当种子含油量较低时 , 两种
方法结 果会存在相对较大的差异 , 此时则应以索氏
抽提法 比较合理 。
小结
油茶果实体积增长主要在 月中旬至 月
下旬这 个阶段 , 果径与果高增长分别 占整个果实生
长总量的 与 。
油茶果实质量的增加主要有两个高峰期 ,
分别为 月中旬至 月下旬和 月中旬至 月下
旬采收前 , 其质量增加总值超过油茶果实总质量的
, 分别达到 和 。
油茶种仁含油率 、鲜籽含油率和鲜果含油
率均随果实生长而逐渐增加 , 但其年生长周期内均
出现两个增长高峰期 , 第一个生长高峰出现在 月
中
、下旬至 月初 , 第二个生长高峰出现在 月下旬
至 下旬采收前 。 其中 , 在 月 至 月
日的生长高峰期内 , 鲜果含油率的增幅最为明显 , 达
到鲜果总含油量的 , 因此 , 霜降籽油茶果实
采收应在 月下旬果实完成成熟后进行 , 否则提前
采收会对产油量造成很大的的影响 。
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