王彥花，張 云，王 容，梁 攀，劉 芳，吳立潮

（1.中南林業(yè)科技大學(xué) a.特醫(yī)食品加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.糧油深加工與品質(zhì)控制湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；c.食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.廣西壯族自治區(qū)國(guó)有三門江林場(chǎng)，廣西 柳州 545006）

茶油是我國(guó)特有的一種健康食用植物油，不飽和脂肪酸含量高，富含角鯊烯、維生素E、多酚等抗氧化活性成分，長(zhǎng)期食用有利于維持人體心血管功能、提高免疫力、降低膽固醇，預(yù)防高血壓[1-5]。隨著人們生活水平的提高以及對(duì)茶油認(rèn)識(shí)的逐步深入，尤其是近年來國(guó)家出臺(tái)了《全國(guó)茶油產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2009—2020年)》，各地也相繼出臺(tái)了相關(guān)的文件、政策，并采取了積極的補(bǔ)貼扶持等措施，油茶種植及茶油產(chǎn)業(yè)步入了發(fā)展的快車道[6]。但是，目前我國(guó)油茶產(chǎn)業(yè)存在高產(chǎn)高抗新品種較少、附加值低、尚未形成集約化規(guī)模化種植和經(jīng)營(yíng)等問題[7]，茶油在市場(chǎng)中的占有率很低，且目前市場(chǎng)上茶油品質(zhì)良莠不齊，價(jià)格差別很大，品牌效應(yīng)尚未形成，亟需建立一套茶油品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)方法。

立地又稱立地條件，是林業(yè)用地中體現(xiàn)土壤、地質(zhì)、氣候、水文、植被、地貌、生物等對(duì)林木的生存、生長(zhǎng)有重要意義的生態(tài)因子的綜合[8]。不同立地條件對(duì)植物的生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生不同影響，油茶也有類似的表現(xiàn)[9]。近年來有關(guān)油茶立地的研究集中在立地對(duì)土壤養(yǎng)分及油茶生長(zhǎng)、結(jié)實(shí)、出油率等方面[10-11]，茶油品質(zhì)的研究集中在提取方式等因素對(duì)茶油品質(zhì)的影響以及從脂肪酸組成、抗氧化活性成分、氧化穩(wěn)定性等方面進(jìn)行茶油品質(zhì)的分析[12-15]，但是關(guān)于不同立地茶油品質(zhì)的研究以及茶油品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)方法的研究鮮見報(bào)道。

本研究以廣西三門江林場(chǎng)有機(jī)山茶樹種植基地9 個(gè)不同立地的“湘林系列”霜降籽茶油為試材，通過對(duì)出油率、氣味滋味得分、透明度得分、顏色得分、碘值、過氧化值、酸值、皂化值、角鯊烯、維生素E、氧化誘導(dǎo)時(shí)間、折光指數(shù)、不飽和脂肪酸含量、總酚含量14 項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定，運(yùn)用主成分分析法簡(jiǎn)化茶油品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立適合茶油品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)主成分得分及綜合品質(zhì)得分進(jìn)行優(yōu)良度排序，旨在為油茶種植的立地選擇及茶油品牌建設(shè)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于廣西壯族自治區(qū)國(guó)有三門江林場(chǎng)有機(jī)山茶樹種植基地（109°44′E，25°45′N），中低山丘陵地帶，砂頁巖紅壤性土壤。該地區(qū)屬亞熱帶南嶺濕潤(rùn)氣候區(qū)，雨量充沛，年平均氣溫18.3 ℃，活動(dòng)積溫5 691.4，年平均日照總時(shí)數(shù)1 334.3 h，平均無霜期320 d。試驗(yàn)地相對(duì)高度311～384 m，坡度23°，北坡栽植有桉樹防風(fēng)林。試驗(yàn)地采用水平梯級(jí)整地法，栽種行距約2.2 m×3.0 m，油茶品種為7年生湘林系列霜降籽。

油茶果采摘自同一地區(qū)不同坡向（東坡、南坡、西坡）坡位（上坡、中坡、下坡）的9 個(gè)立地，采用蛇形采樣法多點(diǎn)取樣，每個(gè)樣地均勻分散采集成熟油茶果5～8 kg。茶油樣品是經(jīng)低溫壓榨、過濾后所得的毛油。

1.2 樣品制備

油茶果采后室內(nèi)堆放3～4 d，再翻開攤晾至自然開裂后取出油茶籽，經(jīng)55 ℃烘箱干燥后去殼，直接用榨油機(jī)壓榨，經(jīng)過濾后得到茶油毛油，裝入具塞錐形瓶中置于冰箱4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 測(cè)定方法

出油率(%)=茶油的質(zhì)量/油茶籽仁的質(zhì)量× 100；氣味滋味得分、透明度得分、顏色得分采用十分制打分法[16]；碘值采用中和滴定法（GB/T5532—2008）；過氧化值采用硫代硫酸鈉滴定法（GB/T 5538—2005）；酸值采用熱乙醇滴定法（GB/T 5530—2005）；皂化值采用中和滴定法（GB/T5534—2008）；折光指數(shù)采用2W 雙目阿貝折射儀；氧化誘導(dǎo)時(shí)間采用Rancimat 法[17]；總酚采用Folin-Ciocalten 法[18]，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品。

1.4 脂肪酸測(cè)定

脂肪酸測(cè)定：油樣經(jīng)KOH-甲醇溶液甲酯化、正庚烷提取后進(jìn)行氣相色譜分析。根據(jù)與各種脂肪酸標(biāo)樣保留時(shí)間的對(duì)比確定脂肪酸組成，根據(jù)峰面積以歸一化法計(jì)算各脂肪酸的相對(duì)含量[19]。氣相色譜條件：檢測(cè)器：FID；柱類型及規(guī)格：SP2340 色譜柱（60 m×0.25 mm×0.2 μm）；升溫程序：初始溫度50 ℃，保持2 min，以10 ℃/min升至170 ℃，保持10 min，然后以2 ℃/min 升至180 ℃，保持10 min，然后以4 ℃/min 升至220 ℃；進(jìn)樣量1 μL，進(jìn)樣口250 ℃，檢測(cè)器溫度300 ℃。

1.5 功能性成分測(cè)定方法

角鯊烯及維生素E 測(cè)定：油樣經(jīng)KOH-乙醇溶液皂化后，用石油醚提取不皂化物，濃縮后進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定，根據(jù)外標(biāo)法計(jì)算試樣中維生素E 和角鯊烯的含量。氣相色譜條件：色譜柱為DB-5（60 m×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度：300 ℃；柱流速：1 mL/min；載氣為He，分流不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣方式：8400 自動(dòng)進(jìn)樣器；升溫程序：柱溫50 ℃保持1 min，以20 ℃/min 的速度升到180 ℃保持2 min，再以5 ℃/min 的速度升到280 ℃保持15 min。質(zhì)譜條件：EI 源，電離條件70 eV，離子源溫度：250 ℃，質(zhì)譜范圍：45～400 Amu。

1.6 主成分分析法

主成分分析是多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中一種常見的分析方法，其基本思想是利用降維的方法將多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)（即主成分），且盡可能多地保留眾多指標(biāo)的信息從而使評(píng)價(jià)結(jié)果更加科學(xué)、客觀、準(zhǔn)確[20]。茶油品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性很強(qiáng)，采用主成分分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)時(shí)能消除過多的重疊信息，較準(zhǔn)確地反映茶油品質(zhì)的真實(shí)情況。

采用主成分分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的步驟如下：

原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，以消除變量在數(shù)量級(jí)或量綱上的影響。

根據(jù)主分量累積貢獻(xiàn)率確定主成分的個(gè)數(shù)。

為了更明確地解釋各主成分代表的實(shí)際意義，采用最常用的正交旋轉(zhuǎn)方法——方差最大旋轉(zhuǎn)對(duì)初始的因子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而對(duì)各主成分作出合理的解釋。

根據(jù)因子得分，利用式（1）計(jì)算出主成分得分（Fi）：

式中：bi為因子得分，X 為各主成分的特征值（表3）的算術(shù)平方根。

根據(jù)主成分得分，利用式（2）計(jì)算出不同坡向坡位的綜合得分：

式中：（Vi/P）為各主成分特征值的貢獻(xiàn)率，F(xiàn)i為各主成分得分。

根據(jù)主成分得分和綜合得分，對(duì)9 個(gè)樣地進(jìn)行排序。

1.7 統(tǒng)計(jì)方法

采用Excel 及SPSS 20.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。采用單因素方差分析（ANOVA）和Tukey后置檢驗(yàn)法進(jìn)行方差分析和差異顯著性檢驗(yàn)（a=0.05）；采用主成分分析計(jì)算因子得分；采用Excel 軟件計(jì)算主成分得分及綜合得分。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同立地茶油品質(zhì)指標(biāo)分析

9 個(gè)立地的茶油品質(zhì)測(cè)定（表1）表明不同立地茶油品質(zhì)指標(biāo)間存在顯著性差異（P ＜ 0.05）。盡管茶油皂化值、折光指數(shù)、不飽和脂肪酸含量差別較小，變異系數(shù)分別為0.01、0.00 和0.01，但過氧化值、角鯊烯、維生素E 及總酚含量差異相對(duì)較大，變異系數(shù)分別為0.43、0.29、0.27 和0.24。由表1可知，不同立地茶油品質(zhì)指標(biāo)普遍具有顯著性差異，說明立地條件對(duì)茶油品質(zhì)具有重要影響。

表1 茶油主要品質(zhì)性狀測(cè)定結(jié)果?Table 1 Characters of camellia oil quality

續(xù)表1Continuation of table 1

2.2 不同立地茶油品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

9 個(gè)立地茶油的14 項(xiàng)指標(biāo)間的相關(guān)性表明各品質(zhì)指標(biāo)間存在著密切關(guān)聯(lián)，直接利用這些指標(biāo)進(jìn)行茶油品質(zhì)評(píng)價(jià)會(huì)產(chǎn)生信息的重疊。由表2可知，9 個(gè)立地茶油的14 項(xiàng)指標(biāo)間均表現(xiàn)有復(fù)雜重疊的相關(guān)性。其中，出油率與氣味滋味得分、角鯊烯及維生素E 含量呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05），與總酚含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P ＜0.05）；氣味滋味得分與皂化值、不飽和脂肪酸呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05），與酸值、過氧化值呈顯著負(fù)相關(guān)（P ＜0.05）；透明度得分與碘值、過氧化值、角鯊烯含量呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05），與皂化值、不飽和脂肪酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P ＜0.05）；茶油顏色得分與氧化誘導(dǎo)時(shí)間呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05），與過氧化值、角鯊烯、維生素E 及總酚含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P ＜0.05）；碘值與過氧化值呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05），與皂化值、氧化誘導(dǎo)時(shí)間呈顯著負(fù)相關(guān)（P ＜0.05）；過氧化值與總酚含量呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05），與皂化值、不飽和脂肪酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P ＜0.05）；皂化值與不飽和脂肪酸含量呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05），與角鯊烯含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P ＜0.05）；角鯊烯含量與維生素E 含量呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05）。由此可見，這些品質(zhì)指標(biāo)間存在著密切關(guān)系，直接利用這些指標(biāo)進(jìn)行茶油品質(zhì)評(píng)價(jià)會(huì)產(chǎn)生信息的重疊，因此需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的降維分析。

2.3 不同立地茶油品質(zhì)性狀的主成分分析

主成分分析時(shí)，對(duì)各指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)化法轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，再采用主成分分析提取4 個(gè)特征值＞1 的主成分（表3）。由表3可知，前4 個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率為85.065%，說明在變量不丟失的前提下，這4 個(gè)主成分可以包含原始數(shù)據(jù)85.065%的信息，可以用這4 個(gè)主成分代表原來的14 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行茶油品質(zhì)的分析和評(píng)價(jià)。其中第1主成分的代表指標(biāo)為氣味滋味得分、透明度得分、過氧化值、皂化值、氧化誘導(dǎo)時(shí)間、不飽和脂肪酸及總酚含量，特征值為5.272，貢獻(xiàn)率為37.656%，是最重要的主成分，反映了茶油感官品質(zhì)、氧化穩(wěn)定性及脂肪酸不飽和度；第2 主成分的代表指標(biāo)為出油率、角鯊烯及維生素E，特征值為2.877，貢獻(xiàn)率為20.547%，反映了出油率及茶油功能性成分含量；第3 主成分的代表指標(biāo)為碘值、酸值及折光指數(shù)，特征值為2.390，貢獻(xiàn)率為17.073%，反映了油脂的理化品質(zhì)；第4 主成分的代表指標(biāo)為顏色得分、氧化誘導(dǎo)時(shí)間及總酚含量，特征值為1.371，貢獻(xiàn)率為9.789%，反映了茶油的色澤；其中氧化誘導(dǎo)時(shí)間和總酚均在第1、4 主成分中出現(xiàn)。

2.4 不同立地茶油品質(zhì)性狀的綜合評(píng)價(jià)

將主成分分析的因子得分代入式（1）計(jì)算出各主成分得分，進(jìn)而以各主成分的貢獻(xiàn)率為權(quán)重，將主成分得分代入式（2）建立茶油綜合品質(zhì)得分的數(shù)學(xué)模型為f=(5.272×F1＋2.877×F2＋2.390×F3＋1.371×F4)/11.910，利用該模型計(jì)算9 個(gè)立地的茶油綜合品質(zhì)得分，并根據(jù)各主成分得分及綜合品質(zhì)得分從高到低進(jìn)行茶油品質(zhì)優(yōu)良度排序（表4）。

由表4可知，9 個(gè)立地茶油的各主成分得分排序與綜合品質(zhì)得分排序間存在差異。第1 主成分的優(yōu)良度排序依次為：西坡中坡＞西坡下坡＞西坡上坡＞南坡下坡＞南坡中坡＞南坡上坡＞東坡中坡＞東坡下坡＞東坡上坡。西坡茶油的第1 主成分得分最高，而東坡茶油的第1主成分得分最低，說明西坡茶油在感官品質(zhì)、氧化穩(wěn)定性及脂肪酸不飽和度方面最優(yōu)，南坡次之，東坡較差，與綜合得分規(guī)律相同。第2主成分的優(yōu)良度排序依次為：東坡下坡＞南坡下坡＞西坡上坡＞西坡中坡＞東坡中坡＞西坡下坡＞東坡上坡＞南坡中坡＞南坡上坡。不同坡位的第2 主成分得分總體表現(xiàn)為下坡優(yōu)于中坡優(yōu)于上坡，說明在出油率及茶油抗氧化活性成分的積累方面，土壤水分及肥力因素具有重要作用。第3 主成分的優(yōu)良度排序依次為：南坡下坡＞南坡中坡＞東坡中坡＞西坡下坡＞南坡上坡＞東坡下坡＞西坡中坡＞東坡上坡＞西坡上坡，未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。第4 主成分的優(yōu)良度排序依次為：南坡上坡＞東坡下坡＞西坡下坡＞西坡中坡＞南坡下坡＞東坡上坡＞南坡中坡＞西坡上坡＞東坡中坡，未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。

表2 茶油品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析?Table 2 Correlation analysis of camellia oil quality index

表3 主成分分析結(jié)果Table 3 Principal component analysis results of the indices

表4 茶油品質(zhì)的各主成分得分、綜合得分及優(yōu)良度排序Table 4 Scores of PCAs,general scores and excellent sort of camellia oil

由表4可知，9 個(gè)立地茶油的綜合品質(zhì)得分從高到低依次為：西坡中坡＞南坡下坡＞西坡下坡＞西坡上坡＞南坡中坡＞東坡下坡＞南坡上坡＞東坡中坡＞東坡上坡。其中，西坡茶油的綜合品質(zhì)得分最高，南坡其次，東坡最低，說明茶油綜合品質(zhì)表現(xiàn)為西坡優(yōu)于南坡優(yōu)于東坡，下坡優(yōu)于中坡優(yōu)于上坡。這是因?yàn)槲髌鹿庹諒?qiáng)度大、時(shí)間長(zhǎng)，積累的有機(jī)物多，但是花芽少、座果率低，而東坡花芽多、落果少，平均光照時(shí)間及強(qiáng)度小[21]，從而西坡所得茶油中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更豐富，品質(zhì)更好；而同一坡向的油茶林從上坡到下坡光照強(qiáng)度、風(fēng)力逐漸減小，但是土層逐漸增厚，土壤水分和肥力逐步增加[22]，因此茶油品質(zhì)表現(xiàn)為下坡優(yōu)于中坡優(yōu)于上坡。

3 結(jié)論與討論

茶油品質(zhì)主要體現(xiàn)在感官品質(zhì)、脂肪酸組成、氧化穩(wěn)定性及角鯊烯、維生素E、多酚等抗氧化活性成分等方面，本研究測(cè)定了茶油的感官指標(biāo)、理化指標(biāo)、脂肪酸組成、氧化誘導(dǎo)時(shí)間、角鯊烯等活性成分，共計(jì)14 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)，基本反映了茶油品質(zhì)的各個(gè)方面。立地對(duì)茶油品質(zhì)的影響主要是通過造成水肥條件和光照條件的差異引起的，溫度、水分、日照、土壤肥力等因子影響油茶果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育及油脂轉(zhuǎn)化，本研究主要從立地角度對(duì)茶油品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)模型的建立及優(yōu)良度排序，有利于對(duì)不同立地的茶油進(jìn)行有針對(duì)性的選擇和利用，并為油茶的集約化規(guī)?；N植提供理論依據(jù)。

研究表明，茶油品質(zhì)的綜合得分從高到低依次為：西坡中坡＞南坡下坡＞西坡下坡＞西坡上坡＞南坡中坡＞東坡下坡＞南坡上坡＞東坡中坡＞東坡上坡。整體表現(xiàn)為西坡優(yōu)于南坡優(yōu)于東坡，下坡優(yōu)于中坡優(yōu)于上坡。這可能是因?yàn)橛筒栊韵矞嘏L(zhǎng)過程中需要充足的日照和水分，雖然人工撫育油茶林可盡量避免干旱對(duì)油茶產(chǎn)量及茶油品質(zhì)的影響，但東坡日照充足，溫度適宜，花芽多、坐果率高，油茶產(chǎn)量最高；而西坡日照時(shí)間短，結(jié)果少，產(chǎn)量不高[23]。韋祖明等[21]研究表明，油茶產(chǎn)量東坡高于南坡高于西坡，而土壤肥力條件西坡優(yōu)于東坡和南坡，因此西坡可能更有利于茶油營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累，在茶油品質(zhì)方面則表現(xiàn)為西坡茶油品質(zhì)較好，南坡次之，東坡較差。上坡土壤因長(zhǎng)期遭受沖刷，土層淺薄，肥力較低；下坡承受上坡流失的土壤和養(yǎng)分，土層厚度和土壤肥力明顯增加，因此下坡油茶植株生長(zhǎng)旺盛，單株產(chǎn)量高[24]。曾愛平等[22]研究表明，同一坡向的油茶林，從上坡到下坡光照強(qiáng)度、風(fēng)力逐漸減小，土層逐漸增厚，土壤水分和肥力逐步增加，因此下坡可能更有利于油脂轉(zhuǎn)化及茶油營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累，在茶油品質(zhì)方面表現(xiàn)為下坡品質(zhì)較好，中坡次之，上坡較差。

各主成分得分排序與綜合得分排序間存在差異，茶油的感官品質(zhì)、氧化穩(wěn)定性及脂肪酸不飽和度方面大體上與綜合品質(zhì)得分排序一致，茶油出油率及功能性成分含量總體表現(xiàn)為下坡優(yōu)于中坡優(yōu)于上坡，而茶油的理化品質(zhì)及色澤沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。從茶油品質(zhì)角度來看，坡向中的西坡及坡位中的下坡在綜合品質(zhì)得分及茶油感官品質(zhì)、氧化穩(wěn)定性及脂肪酸不飽和度方面表現(xiàn)較好，因此在進(jìn)行茶油選優(yōu)時(shí)可優(yōu)先選擇西坡及下坡的茶油。從出油率及茶油抗氧化活性成分方面來看，東坡下坡及南坡下坡表現(xiàn)較好，因此在綜合考慮出油率及茶油抗氧化活性成分含量時(shí)可優(yōu)先選擇東坡下坡及南坡下坡進(jìn)行油茶種植。

本研究的試驗(yàn)地位于成熟油茶種植區(qū)，北坡栽植有桉樹防風(fēng)林，因此對(duì)于不同立地茶油品質(zhì)的研究在坡向因子方面不夠完善，若是增加北坡茶油品質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析，預(yù)計(jì)得到的茶油品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)分析會(huì)更合理、更科學(xué)，對(duì)指導(dǎo)油茶種植更有意義。由于不同油茶品種特性及不同地區(qū)氣候條件存在差異，在今后的研究中可著重對(duì)不同油茶品種在不同地區(qū)氣候條件下的茶油品質(zhì)展開系統(tǒng)性研究，為油茶種植及茶油品牌建設(shè)提供理論依據(jù)。