植物生長激素和營養元素對油茶籽油的影響

張念念,李羽翎,王 港,吳榮澤

(貴州省林業科學研究院,貴陽 550000)

油茶(CamelliaoleiferaAbel),屬于山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)的灌木或小喬木植物,是我國特有的木本食用油料作物,也是世界四大木本食用油料作物之一[1],在山區助力“脫貧攻堅”中發揮了重要作用[2]。油茶最有經濟價值的是油茶種子,油茶種子榨取的油茶籽油可以食用。油茶籽油是一種優質、健康食用油,營養豐富,易為人體消化吸收,脂肪酸組成多達10余種,不飽和脂肪酸含量高,還有多種活性營養成分,如角鯊烯、茶多酚、維生素E等。具有多種保健功能,如降低膽固醇、延緩動脈粥樣硬化、抗氧化及調節免疫功能、抗腫瘤、護肝作用及預防心血管疾病等[3]。

貴州省是油茶主產區之一,在銅仁市、黔東南州、黔西南州等地廣泛分布[4],油茶是貴州林業特色產業之一,具有重要的生態價值和經濟價值。但因油茶經營管理粗放,茶林長勢欠佳,單位面積油茶林產量、年均畝產茶油都非常低下,取得的經濟效益也不佳[5]。有研究表明適當噴施植物生長激素和營養元素可以減少油茶落花落果問題,增加油茶座果率,解決油茶產量低的問題[6-9],但是噴施植物生長激素和營養元素后對油茶籽油的影響研究鮮有報道?；诖?探究噴施植物生長激素和營養元素后對油茶籽油主要營養成分及品質的影響,對油茶產業高質量發展具有重要意義。

本研究以貴州省黔東南州黎平縣高屯鎮絞便村花果山油茶基地的“長林4號”普通油茶為對象,研究噴施不同種類和劑量的植物生長激素和營養元素對“長林4號”油茶果實出油率、角鯊烯、脂肪酸等指標的影響,并篩選出能夠提高油茶籽油品質的藥劑,旨在提高油茶籽油的品質,為貴州油茶產業發展提供科學支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于貴州省黔東南州黎平縣高屯鎮絞便村花果山油茶示范基地內,109°10′19″E、26°22′59″N,海拔426～433m,屬中亞熱帶季風濕潤氣候,年平均氣溫16℃左右。1月為最冷月,平均4.5℃,極端最低氣溫-9.8℃。全縣年平均降水量1325.9mm,最多年份1690.4mm,最少年份1093.1mm,年均蒸發量1255.9mm。土壤類型主要為黃壤,現有油茶林80hm2。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試植株 在黎平花果山油茶示范基地內,在同一片林區,選擇樹齡為8年生,生長發育正常,且生長勢、冠幅、樹形大體一致的“長林4號”普通油茶樹為供體樹。株行距為3m×4m,日常進行除草修剪等常規管理。

1.2.2 供試藥劑 通過查閱資料和文獻對比,初步確定了6種植物生長激素和營養元素為試驗藥劑。ABT活力素(氨基酸水溶肥,北京艾比蒂生物科技有限公司);雙吉爾-GGR6 (氨基酸水溶肥,北京艾比蒂生物科技有限公司);高美施(腐殖酸有機水溶肥,北海高美施活性液肥有限公司);蕓苔素(0.01%蕓苔素內酯,廣西安泰化工有限公司);愛多收(1.8%復硝酚鈉,旭化學工業(漳州)有限公司);保果素(微量元素水溶肥,鄭州中科化工產品有限公司);對照為附近河流的清水。不同的植物生長激素和營養元素分別設置了3種水平的濃度,清水作為對照。各藥劑及濃度見表1。

表1 供試藥劑及濃度

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設置 選擇342株“長林4號”普通油茶植株,以6株為一小區,不同小區間至少間隔2株樹。對不同處理進行隨機區組排列,按照排列結果噴灑不同種類及不同濃度的植物生長激素及營養元素,以噴灑清水為對照組。試驗設6個處理(每個處理3個濃度水平)、1個對照(表1),每個濃度水平進行3次重復。

噴施藥劑前,對供試植株和標準枝進行編號、標記、掛牌。分別于2020年11月3日、2021年3月11日、2021年7月28日進行噴灑,一共噴灑3次。選擇無風或微風的晴天或陰天,9:00～16:00進行噴施,采用背負式噴霧機噴灑,噴至葉片開始滴水為止,平均每株噴灑藥劑3 L。

1.3.2 指標測定 于2021年10月收果期,采集整株油茶,每個處理隨機取180個果實,剝籽去除蟲籽及空籽,將完整的油茶籽進行45℃烘干,烘至恒重后用于出油率、角鯊烯含量及脂肪酸含量的測定。

油茶出油率的測定參照《植物油料含油量測定》(GB/T 14488.1-2008)[10]的方法進行;角鯊烯含量的測定參照《植物油料中角鯊烯含量的測定》(NY/T 3673-2020)[11]中的方法進行;脂肪酸組成測定參照《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》(GB5009.168-2016)[12]中的方法進行。

1.3.3 數據分析 通過SPSS26.0對數據進行正態性及方差齊性檢驗,將不符合參數檢驗的數據進行轉換后再檢驗。不同濃度的植物生長激素和營養元素對油茶籽油各個指標之間作單因素方差分析(P<0.05),篩選出效果最佳的植物生長激素和營養元素濃度,再分析不同植物生長激素和營養元素對油茶籽油各指標的差異性(P<0.05)。采用Excel 2016進行作圖。

2 結果與分析

2.1 油茶籽油中的主要成分組成特征

本研究測得的油茶主要成分有生物活性成分角鯊烯和12種脂肪酸,其中包括棕櫚油酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生烯酸、芥酸、二十四碳一烯酸等7種不飽和脂肪酸,豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、二十四碳酸等5種飽和脂肪酸。干籽含油率在15.86%～29.21%,角鯊烯含量在50.78%～103.74%,棕櫚油酸的含量在0.09%～0.12%,油酸含量在72.92%～82.59%,亞油酸含量在4.49%～14.28%,亞麻酸含量在0.38%～0.56%,花生烯酸含量在0.52%～0.61%,芥酸含量在0.02%～0.04%,二十四碳酸一烯酸含量在0.06%～0.09%,豆蔻酸含量在0.05%～0.06%,棕櫚酸含量8.7%～9.8%,硬脂酸含量1.59%～2.07%,花生酸含量在0.02%～0.03%,二十四碳酸含量在0.02%～0.04%(表2)。以上指標均符合國家標準[13]。

表2 油茶籽油相關指標國家標準技術要求

2.2 濃度不同的植物生長激素和營養元素對油茶籽油的影響

2.2.1 不同濃度的ABT活力素對油茶籽油的影響 由表3可知,施用ABT活力素增加了油茶籽油的干籽含油率,其中稀釋濃度為200倍時的ABT活力素顯著高于對照組;角鯊烯含量也受ABT活力素的影響,稀釋濃度為200倍時顯著高于對照組,稀釋濃度為300倍、400倍時顯著低于對照組。ABT活力素稀釋濃度為300倍時棕櫚油酸含量顯著低于對照組;油酸含量隨著ABT活力素稀釋倍數的增大而顯著增加,且顯著高于對照組;亞麻酸則隨著ABT活力素稀釋倍數的增大而增加,且顯著低于對照組;施用ABT活力素后油茶的花生烯酸、芥酸、二十四碳一烯酸均顯著高于對照組,稀釋濃度為200倍時花生烯酸、芥酸的含量最高,稀釋濃度為300倍時二十四碳一烯酸的含量最高。不同稀釋濃度的ABT活力素對豆蔻酸含量的影響不顯著;棕櫚酸含量隨著ABT活力素稀釋濃度的增加而增大,稀釋濃度為400倍時顯著高于對照組;稀釋濃度為400倍時硬脂酸含量最高,顯著高于其他稀釋濃度,但與對照組相比不顯著;ABT活力素稀釋濃度為400倍時花生酸和二十四碳酸含量最高,且顯著高于對照組及其他兩個濃度。綜上所述,當ABT活力素稀釋濃度為200倍時,油茶的干籽含油率、角鯊烯及不飽和脂肪酸含量均有提高,飽和脂肪酸含量則減少。

表3 不同濃度的ABT活力素對油茶籽油的影響

2.2.2 不同濃度的GGR6對油茶籽油的影響 施用20mg/kg的GGR6藥劑后油茶的干籽含油率顯著高于10mg/kg、30mg/kg,但與對照組相比不顯著;施用GGR6藥劑后角鯊烯含量均顯著低于對照組。棕櫚油酸含量不受GGR6藥劑的影響;施用GGR6藥劑的油茶油酸含量、亞麻酸含量均低于對照組;GGR6的濃度為10mg/kg時的亞油酸含量、花生烯酸含量顯著高于其他兩個濃度及對照組;GGR6的濃度為20mg/kg時的芥酸含量和二十四碳一烯酸含量顯著高于對照組。施用20mg/kg的GGR6藥劑后,油茶的豆蔻酸含量、二十四碳酸含量顯著高于對照組;棕櫚酸不受GGR6藥劑的影響,結果均不顯著;施用GGR6藥劑后油茶的硬脂酸含量、花生酸含量顯著低于對照組(表4)。綜上,施用GGR6藥劑后對油茶的干籽含油率、角鯊烯、脂肪酸等含量的提高作用不明顯。

表4 不同濃度的GGR6對油茶籽油的影響

2.2.3 施用不同濃度的高美施對油茶籽油的影響 施用稀釋濃度為1200倍的高美施藥劑后,油茶的干籽含油率顯著高于對照組;角鯊烯則顯著低于對照組。高美施藥劑對油茶的棕櫚油酸含量的影響不顯著;施用稀釋濃度為1000倍的高美施藥劑后,油酸含量、花生烯酸含量及芥酸含量顯著高于其他2個濃度及對照組,亞油酸含量則顯著低于其他2個濃度及對照組;施用高美施藥劑后,亞麻酸含量顯著低于對照組,二十四碳一烯酸含量均顯著高于對照組,稀釋濃度為800倍時含量最高。豆蔻酸、棕櫚酸、花生酸含量不受高美施藥劑的影響,結果不顯著;施用稀釋濃度為1000倍的高美施藥劑后,油茶的硬脂酸含量和二十四碳酸含量顯著高于對照組(表5)。由此可得,當施用稀釋濃度為1000倍的高美施藥劑可以提高油茶的脂肪酸含量。

表5 不同濃度的高美施對油茶籽油的影響

2.2.4 施用不同濃度的蕓苔素對油茶籽油的影響 由表6可得,施用稀釋濃度為3500倍的蕓苔素后,油茶的干籽含油率顯著低于對照組,施用稀釋濃度為2500倍、3000倍的蕓苔素后,油茶的干籽含油率影響不顯著;對照組的角鯊烯含量顯著高于施用蕓苔素后的含量。施用蕓苔素后對油茶的棕櫚油酸含量影響結果不顯著;施用稀釋濃度為3000倍的蕓苔素后油酸含量和花生烯酸含量顯著高于對照組;施用稀釋濃度為2500倍的蕓苔素后亞油酸含量和亞麻酸含量顯著低于對照組,芥酸含量和二十四碳一烯酸含量顯著高于對照組。施用蕓苔素后豆蔻酸含量和花生酸含量均顯著低于對照;棕櫚酸含量、硬脂酸含量及二十四碳酸含量不受蕓苔素的影響。說明施用蕓苔素對油茶籽油的影響效果不明顯。

表6 不同濃度的蕓苔素對油茶籽油的影響

表7 不同濃度的愛多收對油茶籽油的影響

表8 不同濃度的保果素對油茶籽油的影響

2.2.5 施用不同濃度的愛多收對油茶籽油的影響 施用愛多收藥劑對油茶的干籽含油率、亞油酸含量及花生酸含量的影響不顯著;施用愛多收藥劑后角鯊烯含量、棕櫚油酸含量顯著低于對照。施用稀釋濃度為4000倍的愛多收藥劑后油酸含量顯著高于對照,亞麻酸含量則顯著低于對照;施用稀釋濃度

為5000倍、6000倍的愛多收藥劑后芥酸含量、二十四碳一烯酸含量均顯著高于對照。施用稀釋濃度為4000倍的愛多收藥劑后豆蔻酸含量顯著高于對照,二十四碳酸含量則顯著低于對照;施用愛多藥劑后棕櫚酸含量和硬脂酸含量與對照之間并無顯著變化。只有油酸含量、芥酸含量、二十四碳一烯酸含量及豆蔻酸含量在施用愛多收藥劑后有增加。

2.2.6 施用不同濃度的保果素對油茶籽油的影響 施用稀釋濃度為1200倍的保果素后干籽含油率、棕櫚油酸含量、亞油酸含量、亞麻酸含量、二十四碳一烯酸含量、棕櫚酸含量、顯著高于對照,硬脂酸含量、花生酸含量則顯著低于對照;施用稀釋濃度為1000倍的保果素后角鯊烯含量、油酸含量顯著高于對照,棕櫚油酸含量、花生烯酸含量則顯著低于對照;施用稀釋濃度為800倍的保果素藥劑后芥酸含量顯著高于對照;施用保果素藥劑后豆蔻酸含量與對照并無顯著變化;二十四碳酸含量不受保果素藥劑的影響。綜上,施用稀釋濃度為1200倍的保果素可以提高油茶干籽含油率及部分脂肪酸含量。

2.3 不同植物生長激素和營養元素對油茶籽油的影響

根據方差分析的結果,選擇的植物生長激素和營養元素的稀釋濃度為200倍的ABT活力素、20mg/kg的GGR6、1000倍的高美施、3000倍的蕓苔素、5000倍的愛多收、1200倍的保果素作為6個處理,清水作為對照處理,分析它們對油茶籽油主要成分的影響。

2.3.1 不同植物生長激素和營養元素對油茶出油率及角鯊烯含量的影響 7個處理對油茶干籽含油率的影響如圖1,處理6>處理1>處理5>處理4>處理2>處理7>處理3,其中僅處理3顯著低于對照,處理6顯著高于對照。說明保果素可以有效提高油茶的干籽含油率,提高幅度為38.18%。施用這些植物生長激素和營養元素后,油茶角鯊烯含量由低到高為:處理1>處理7>處理6>處理4>處理3>處理2>處理5,除了處理1顯著高于對照,高出24.97%,其余幾個處理都顯著低于對照。說明ABT活力素可以顯著提高油茶的角鯊烯含量。

圖1 不同植物生長激素和營養元素對油茶出油率及角鯊烯含量的影響

圖2 不同植物生長激素和營養元素對油茶脂肪酸的影響

2.3.2 不同植物生長激素和營養元素對油茶脂肪酸的影響 植物生長激素和營養元素對油茶籽油不飽和脂肪酸的影響如下。幾個處理的棕櫚油酸含量均達到國家標準(≤0.2%),由高到低為:處理6>處理1>處理2>處理7>處理4>處理3,其中僅有處理6顯著高于處理7,處理5顯著低于處理7,降低16.29%,其余幾個處理之間均無顯著差異,表明在給油茶噴灑愛多收藥劑后,油茶的棕櫚油酸含量降低,油茶的質量更好。油酸含量由高到低為處理3>處理1>處理5>處理7>處理4>處理2>處理6,處理3與處理1顯著高于處理7,分別提高了6.8%和1.1%,處理2與處理6顯著低于處理7,說明施用高美施藥劑和ABT活力素都可以顯著提高油茶的油酸含量。亞油酸含量變化為:處理6>處理2>處理4>處理7>處理5>處理1>處理3,處理1與處理3顯著低于處理7,處理6顯著高于處理7,國家標準規定的油茶亞油酸含量為3.8%～14.0%,說明施用保果素雖能顯著提高油茶亞油酸的含量,但含量高于國家標準。亞麻酸含量的變化為:處理6>處理5>處理7>處理4>處理3>處理2>處理1,

僅有處理6的亞麻酸含量顯著高于處理7,處理1、處理2、處理3、處理4均顯著低于處理7,其中處理1最低,說明施用ABT活力素能顯著降低油茶的亞麻酸含量,使得油茶籽油達到更優品質。噴灑植物生長激素及清水的油茶花生烯酸含量均達到國家標準(≤0.7%),其含量由高到低為:處理1>處理3>處理5>處理7>處理2>處理6>處理4,處理1、處理3、處理5顯著高于處理7,處理4顯著低于處理7,蕓苔素可以顯著降低油茶內花生烯酸含量,降低了6.78%。芥酸(國家標準≤0.5)的含量由高到低為:處理1>處理3>處理5>處理2>處理4>處理7>處理6,其中處理1、處理2、處理3、處理5均顯著高于處理7,處理4與處理6與處理7之間無顯著差異,但噴灑保果素的油茶芥酸含量最低,因此保果素可以使油茶芥酸含量達到更優標準。二十四碳一烯酸的含量變化為:處理5>處理3>處理2>處理6>處理1>處理7>處理4,幾個處理的二十四碳一烯酸含量均達到國家標準(≤0.5),除處理4與處理7之間沒有顯著差異,其余幾個處理均顯著高于處理7,噴灑蕓苔素可以顯著降低油茶的二十四碳一烯酸含量。

植物生長激素對油茶籽油飽和脂肪酸的影響如下。豆蔻酸含量變化為:處理3>處理2>處理6>處理4>處理7>處理1>處理5,施用植物生長激素的處理均與處理7之間無顯著差異,但處理1與處理5低于處理7,說明ABT活力素與愛多收藥劑可以降低油茶的豆蔻酸含量。棕櫚酸含量由高到低為:處理6>處理3>處理1>處理4>處理2>處理5(>處理7,處理1、處理3、處理6均顯著高于處理7。硬脂酸含量的變化為:處理3>處理5>處理7>處理2>處理4>處理1>處理6,處理1與處理6顯著低于處理7,其余處理與處理7之間差異不顯著?；ㄉ岷康淖兓癁?處理5>處理7>處理1>處理3>處理2>處理4>處理6,除處理4,其余處理與處理7之間均存在顯著差異,且含量顯著高于處理7。二十四碳酸含量由高到低為:處理2>處理3>處理1>處理5>處理4與處理3顯著高于處理7。

3 討論

3.1 植物生長激素和營養元素對油茶出油率及角鯊烯含量的影響

馬力等[14]研究表明,干籽含油率是選育油茶新品種的主要指標之一,也是評價油茶籽油品質的關鍵指標。本研究中測得的油茶干籽含油率在15.86%～29.21%之間,噴施保果素后油茶的干籽含油率最高,說明提高油茶干籽含油率的最佳藥劑是保果素。角鯊烯作為油茶籽油的功能成分,具有抗氧化、改善心血管供血等功能,同樣是油茶籽油營養評價的關鍵指標[15]。本研究得到噴灑清水的油茶角鯊烯含量為83.01mg/kg,達到優級油茶籽油營養聲稱指標(≥50mg/kg)[16],6種不同植物生長激素和營養元素中,僅有噴灑ABT活力素200倍后油茶角鯊烯的含量顯著高于清水,為103.73mg/kg,達到特級油茶籽油營養聲稱指標(≥90mg/kg)[16],說明ABT活力素200倍可以顯著提高油茶角鯊烯的含量。

3.2 植物生長激素和營養元素對油茶籽油脂肪酸的影響

3.2.1 植物生長激素和營養元素對油茶籽油脂肪酸含量變化的影響 油茶中共檢出12種脂肪酸包括棕櫚油酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生烯酸、芥酸、二十四碳一烯酸7種不飽和脂肪酸,以及豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、二十四碳酸等5種飽和脂肪酸。有研究表明,油茶籽油中不飽和脂肪酸及油酸、亞油酸、角鯊烯含量、干籽含油率等指標含量,一定程度上數值越大,相應的油茶或油茶籽油的品質也就越高。油茶籽油中飽和脂肪酸含量及棕櫚酸含量、硬脂酸含量,一定程度上測定數值越小,油茶籽油的品質越高[17]。

棕櫚油酸(POA)是一種功能性脂肪酸[18]。棕櫚油酸可以調節機體相關基因表達和胰島素敏感性,加快體內脂肪的代謝消耗,并通過調控脂肪細胞的分化,抑制機體炎癥反應,減少肝臟等組織器官的脂肪堆積,調節代謝酶的活性,從而有效控制肥胖[19]。但在油茶籽油中,棕櫚油酸的含量較低,本研究中棕櫚油酸含量變化在0.09%～0.12%之間,結果表明植物生長激素和營養元素可以調節油茶籽油中棕櫚油酸的含量,其中愛多收藥劑的效果最好。油酸為單不飽和脂肪酸,被營養界稱為“安全脂肪酸”,而亞油酸和亞麻酸是多不飽和脂肪酸,是人體不能自身合成,需要靠外界攝取的脂肪酸[20]。亞油酸具有抗癌、抗氧化,抑制脂肪積累等功效,亞麻酸具有降血脂、降血壓及抗癌等作用[21]。油酸含量的高低是評定食用油品質的重要標志。世界衛生組織僅對食用油的單不飽和脂肪酸沒有規定最高限量,而對飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸都有推薦的安全限量[22]。此外,油脂的穩定性由油酸含量多少來決定,本研究測定的油酸含量變化在76%～83%之間,均符合標準[13],ABT活力素和高美施能顯著提高油茶籽油中油酸的含量。通常植物油脂中油酸含量越高,亞油酸和亞麻酸含量就越低,其油脂氧化穩定性也越好[23]。油茶內的低亞麻酸含量能夠提高其穩定性,使其更容易貯存[24]。本研究結果與這一致,噴灑ABT活力素和高美施的油茶籽油中油酸含量相對較高,分別為82.59%和78.21%,亞油酸和亞麻酸的含量就相對較低,分別為4.49%、9.33%和0.47%、0.39%。油茶籽油中含有少量的花生烯酸和二十四碳一烯酸,噴施蕓苔素可以顯著降低油茶籽油中花生烯酸和二十四碳一烯酸在油茶籽油中的含量,提高油茶的穩定性。芥酸是對人體有害的,芥酸含量越低,油茶籽油的品質越高。本研究中測得油茶籽油中的芥酸含量極低,平均含量為0.03%,與黃安香等[15]研究結果一致,但噴灑保果素后,油茶籽油的芥酸含量可降低至0.02%,說明保果素可以有效降低芥酸含量。有研究表明,人體不能攝入過多的飽和脂肪酸,否則會阻礙人體的消化吸收,引起肥胖和心血管疾病[25]。油茶中主要的飽和脂肪酸是棕櫚酸和硬脂酸,噴灑保果素后油茶籽油的棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、二十四碳酸含量均有降低,表明保果素對油茶飽和脂肪酸含量的有明顯的控制作用。

3.2.2 植物生長激素和營養元素對油茶籽油脂肪酸組成特征的影響 根據世界衛生組織、世界糧農組織和中國營養學會三大權威機構的研究成果,膳食結構中三種脂肪酸比例達到1:1:1時,能確保人體營養的最佳均衡狀態[26]。本研究中噴施ABT活力素、GGR6、高美施、蕓苔素、愛多收、保果素及清水后,油茶籽油中飽和脂肪酸:單不飽和脂肪酸:多不飽和脂肪酸的比例分別為1:8:1、1:7:1、1:7.5:0.4、1:7:0.9、1:7:0.9、1:6.6:1.2、1:7:0.9,由此可得,噴施保果素后的油茶籽油比例更接近1:1:1。表明噴施稀釋濃度為1200倍的保果素后,油茶籽油的品質更好。