1、木本油料作物种类及其区域分布
我国地域辽阔,经纬度跨度大、地形和气候多样,木本油料作物种类繁多、资源丰富,各地均有木本油料作物分布,仅贵州一省调查统计到的木本油料作物即有29科76种。不过大部分木本油料作物还未得到有效开发,除传统木本油料作物如油茶、核桃、文冠果、油橄榄、椰子、油桐之外,近年一批新木本油料作物如牡丹、星油藤和元宝枫等品种的开发得到了长足发展。我国境内可开发木本油料作物所属科属众多、且植株形态特征差异明显,呈现出显著的多样性:大部分木本油料作物植株寿命长且种子含油率高,这意味着栽培这些树种可获得更长的盛果期和更高的经济收益。值得注意的是,部分油料作物如元宝枫、翅果油、西康扁桃、榧树、接骨木、杜仲、青翅果等还是我国特有树种。实质上,除上述主要木本油料作物外,各省还存在一些地方特色木本油料植物资源,如新疆的碧根果、沙漠果、巴旦木和甜杏仁,四川的毛叶山桐子、广西的蝴蝶果、西北荒漠地区的长柄扁桃等。这些木本油脂资源的显著地域特色与不同地区气候、海拔、土壤等因素存在显著差异密切相关,因此各地可根据实际情况开发具自身优势的木本油脂。2、油脂的脂肪酸组成及综合品质脂肪酸成分及其占比是决定植物油脂品质的重要因素,不同植物油脂种类中所含有的脂肪酸组分及含量差异明显。与草本油脂类似,木本油脂中主要成分也是油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸,且除油棕和椰子等少数种类外,大部分木本油脂的不饱和脂肪酸总量均显著高于饱和脂肪酸,部分油脂的不饱和脂肪总占比甚至超过90%;但不同木本油脂的脂肪酸成分及其含量存在差异,这意味着不同木本油脂作物在油脂合成代谢途径和调控机制上存在不同程度的差异。木本油脂中的脂肪酸成分与含量决定其适用于食用油、工业、医药、保健的哪一领域。有意思的是,一些分布范围广的木本油料作物,其油脂成分及占比会随各产区地理经纬度的变化而改变。以*连木为例,其果实与种子油脂的质量分数随着地理经度和纬度的增加而降低,油脂中不同的脂肪酸成分如棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸和亚麻酸等随着地理经度和纬度的增加均表现出不同的变化规律。另外,不同的脂肪酸组成也会赋予木本油脂特殊的理化性质,如油桐油中高达73.19%的十八碳共轭三烯酸使其表现出干燥速度快的特性。除脂肪酸组成外,油脂中含有活性成分也是衡量其综合品质的重要指标,这些活性物质包括角鲨烯、甾醇、维生素E(生育酚)、多酚、类胡萝卜素、山嵛酸等,它们的存在赋予木本油脂特殊口感或味觉等感官体验以及抗氧化、提高免疫力、降低胆固醇等特殊生物学活性。这也是除不饱和脂肪酸含量高之外植物油脂相较动物油脂更有利于健康的另一个因素。随着经济社会的发展以及人们生活水平的提高这些活性物质在的存在与否及含量高低将在植物油脂中品质综合评价中占据越来越重要的权重。大部分木本油脂均含有角鲨烯、甾醇、生育酚等活性成分,但不同种类木本植物油脂中含活性成分也表现出了品种特色,如元宝枫种子油中就含有神经酸这类特殊活性物质,这与不同木本油料作物生存的气候环境、海拔高度、遗传背景、代谢途径等密切相关。不同产地的同一木本油脂所含生物活性物质的种类与含量也不尽相同。如浙江衢州油茶籽油总甾醇含量达.14mg/g,湖南邵阳油茶籽油的角鲨烯与总生育酚含量分别达29.27mg/g与.74mg/kg,较其他地区含量更高。
3、新木本油脂资源挖掘
全球木本油脂开发利用主要集中在椰子、油橄榄、油茶、棕榈四类,且所产木本油脂大都用作食用油,其中油茶是我国特有木本油料作物。我国油脂产量与需求间矛盾的日益加剧要求我们除进行传统木本油料作物栽培与管理技术的改进及其产业化升级外,还需进行新木本油脂资源的深度挖掘。《关于加快木本油料产业发展的意见》出台后,包括核桃、文冠果、牡丹、长柄扁桃、油橄榄、光皮木、元宝枫、翅果油树、杜仲、盐肤木等10余种发展基础较好的木本油料成为重点发展对象。近年来,毛叶山桐子、油用牡丹等新木本油料植物资源也被陆续发掘和报道,研究表明这些木本油料作物具有产量高、出油率高、油脂品质好、开发成本低等系列优点。部分学者则对特殊地形地貌、不同气候环境或某一行*区域的木本油料作物资源进行了系统的调研和统计。吕仕洪等对广西境内的茶条木、狗骨木、蒜头果、石栗、东京桐和蝴蝶果等6个树种的分布范围、生境类型、现存规模等进行了全面的野外调查,并通过育苗造林试验比较了各树种的场圃发芽率、病虫害发生率、苗木生长速度、植苗造林率,综合分析确定茶条木和狗骨木适合在广西岩溶山区重点开发。符籍锋等从生态系统植被修复与重建,扭转农村产业结构、实现地区扶贫开发、维护国家粮油安全等方面出发,对我国西南喀斯特地区具有产业化开发潜力的岩生木本食用油料资源的地理分布、生理生态习性、开发利用价值进行了分析和阐述。地处热带的海南岛油脂植物种质资源也十分丰富且分布集中,主要含油部位含油量超过30%的油脂植物达50科属种,且它们中的多数是木本油料树种。可见,我国新木本油料作物资源开发潜力大,尤其是地域特色木本油料作物还有待深入发掘。
4、遗传资源多样性及油脂合成调控
植物油脂在细胞中通过特定合成途径产生,因此不同木本油料作物油脂产量、油脂成分及占比、油脂合成季节及其积累规律等主要决定于其遗传基因。目前关于木本油料作物栽培技术、生理生化、油脂利用等方面的研究较多,但在其分子遗传方面的研究还较少见。
已有研究一部分集中在木本油料作物的转录组和基于转录组数据的遗传多样性或特定基因的表达调控研究,如戚华沙等优化得到了海南油茶SRAP-PCR的 反应体系,并获得了32对多态性好且条带清晰的有效引物,为海南油茶遗传多样性分析和种质资源鉴定等研究提供了参考。基于木本油料作物转录组数据,人们还开展了参与植物基因表达调控的重要转录因子的生物信息学研究。AP2转录因子是植物 的转录因子家族之一,主要参与植物花、果实和种子等器官生长发育的调控。刘晓辉等基于文冠果的转录组数据得到了其AP2基因的全长cDNA序列,并通过生物信息学方法得到了文冠果AP2转录因子的 酸序列为个 酸,其 酸序列与其他植物这一转录因子高度同源,空间结构主要由无规则卷曲、α-螺旋、β-转角和延伸链组成。另有研究团队开展了*连木分子标记遗传连锁图谱的构建,完成了*连木cDNA文库构建及质量鉴定,进行了部分与油脂形成密切相关的关键酶基因如硬脂酰- 载体蛋白脱饱和酶(stearov1-ACPdesat-urase,SAD)基因的克隆和分析。油茶脱落酸不敏感蛋白5(abscisicacid-insensitive5,ABI5)的cDNA序列全长也被克隆成功,其基因的亚细胞定位在细胞核,不同器官间表达量差异显著,其中花粉总表达量 ,但在授粉后的不同时间,花柱、子房等器官的表达量在自交和异交植株的花柱或子房等器官中的表达量差异显著,如自交24h花柱中的表达量大于异交,而48h异交子房中的表达量大于自交:研究结果为进一步挖掘该基因在油茶后期自交不亲和过程中发挥的作用提供研究基础,对油茶自交不亲和分子机制解析具有重要的意义。
5、油脂提取工艺及保存
植物油脂的提取方法多样,同一植物油脂采取不同提取方法可收获不同的出油率,且所得油脂理化性质也会存在不同程度差异。如提取文冠果油时,超声波辅助提取法就明显比压榨提取法和索式提取法更高。李光辉等比较了湿磨加工、干法加工、热处理和酶解法等提取方法所得原生态椰子油中的理化性质,发现不同提取方法所得油脂中的饱和与不饱和脂肪酸比例、油脂的氧化稳定性之间存在较大差异,酶解法提取的原生态椰子油中饱和脂肪酸含量更高且油脂的氧化稳定性 ,而干法加工下提取的椰子油则不饱和脂肪酸较高甚至即使都采取压榨法,但压榨方式不同(古法压榨、螺旋压榨、液压压榨)也会影响油茶籽油的感观品质、特征指标、理化指标、营养功能成分。近年,国内学者致力新木本油脂提取方法与工艺的探索,张东阳建立了绿色、环保、高效的空化微波法,利用此法提取文冠果种仁油并确定了 工艺参数为提取溶剂%乙醇、微波功率W、提取温度63℃、液固比35:1mL/g、负压强度-0.07MPa、提取时间25min,在此提取条件下提取率可达52%。与其他动植物油脂一样,如何长时间保存木本油脂且维持品质不变是重要研究领域。油脂氧化是影响其保存过程中品质变化的最重要因素,微生物、物理、化学等因素均会影响油脂的氧化。人们发现,文冠果油的 化值和酸价随时间延长呈上升趋势,低温和避光有利于文冠果油更好地贮存和保持品质,且温度比光照影响更明显。近年人们越来越