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高油酸花生的研究进展与发展趋势

2020-09-14 来源:小侦探旅游网
2019年第32卷第9期 粮食与油脂

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高油酸花生的研究进展与发展趋势

赵志浩,石爱民,王 强

(中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工综合性重点实验室,北京 100193)摘 要:综述了高油酸花生的研究进展,探讨了目前我国高油酸花生产业发展存在的问题,并对今后的工作重点提出了建议,以期为高油酸花生产业发展提供参考。关键词:高油酸花生;品种选育;产品开发

Research progress and development trend of high-oleic acid peanuts

ZHAO Zhi-hao, SHI Ai-min, WANG Qiang

(Institute of Food Science And Technology, Chinese Academy of Agriculture Sciences, Key Laboratory of

Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Beijing 100193, China)

Abstract: The research progress of high-oleic acid peanuts were reviewed. In order to provide reference for the development of high-oleic acid peanuts research and industry, current problems and key works of high-oleic acid peanuts in the future industry in China were also discussed.Key words: high-oleic acid peanuts; variety breeding; product development

中图分类号:TS225.1+2 文献标识码:A 文章编号:1008-9578(2019)09-0001-04

脂肪酸根据是否含有不饱和双键分为饱和国居民亚油酸和PUFA的摄入均过量[2];此外,亚脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)和不饱和脂油酸等PUFA含量过高还会降低花生及其制品的贮肪酸(unsaturated fatty acid,UFA);UFA根藏稳定性。因此,近年来高亚油酸含量花生品种选据不饱和双键的数量可分为单不饱和脂肪酸育的重视程度逐渐降低,提高油酸含量和油酸/亚(monounsaturated fatty acid,MUFA)和多不饱和油酸比值成为主流研究方向。目前,高油酸花生的脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)。作为品种选育和推广种植备受关注,其加工特性与品质MUFA,油酸比PUFA的氧化稳定性更强,并且富评价、营养保健功效的研究以及产品开发正逐步开含油酸的膳食模式具有预防肥胖、调节血糖、调节展。

1.1 品种选育血脂和抗炎症等多种保健作用[1],提高油酸含量成

为油料作物品种选育的一个重要方向。花生是世界上重要的油料作物,种植范围遍及南极洲之外的六大洲。高油酸花生的研究和推广工作在世界范围内先后开展,前景广阔。1 研究现状

传统高油酸油料作物种类有限,主要有橄榄和山茶,提高油酸含量成为花生、大豆、油菜和向日葵等油料作物品种选育的重要方向之一。花生是全球范围内广泛种植的油料作物,高油酸花生新品种的选育从上世纪80年代开始,逐渐成为研究热点。此前,由于发现亚油酸作为必需脂肪酸,具有多种生理和保健功能,花生品质育种研究曾将提高亚油酸含量作为育种方向之一,也曾选育了一些高亚油酸花生品种。实际上,大豆、油菜籽、花生和葵花籽等传统大宗油料作物中亚油酸含量丰富,一般为40 %~50 %;膳食调查和食用油消费情况显示,中

普通花生的油酸含量占总脂肪酸含量的40 %~50 %,业内公认油酸含量高于70 %的品种为高油酸花生[3]。高油酸花生育种始于美国,NORDEN等[4]在研究不同基因型花生脂肪酸组分含量变异时,从494份材料中筛选出2份高油酸突变体,揭开花生高油酸育种的序幕。第一个高油酸花生品种于1995年在美国问世。

我国YU等[5]1990年从辐射突变体衍生后代中鉴定出4份油酸/亚油酸比值超过15的高油酸材料;WANG等[6]用0.39 %的叠氮化钠浸种处理花育22,从M5代中筛选出了油酸含量超过70 %的优异材料;FANG等[7]用0.1 %的EMS浸泡鲁丰2号,从M2代筛选出高油酸突变体E2-4-83-12。姜慧芳等[8]对5700份花生种质资源进行了鉴定,从中筛选出18份油酸含量达67 %以上的高油酸材料。WANG等[9]从4 000份花生栽培品种中筛

收稿日期:2018-11-26

基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFD0400200);中国农业科学院科技创新工程项目(CAAS-ASTIP-201X-IAPPST)作者简介:赵志浩(1991—),男,博士,研究方向为粮油加工与副产物综合利用。通信作者:王强(1965—),男,博士,研究员,研究方向为粮油加工与副产物综合利用。

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选出2份油酸含量高于80 %的高油酸自然突变材料。此外,近年来运用基因工程也筛选出了一些高油酸突变体。这些高油酸材料为研究花生高油酸性状的遗传规律、分子机理和培育高油酸花生新品种提供了基础。在分子遗传机理方面,Δ12脂肪酸脱氢酶(FAD2)能够催化油酸在碳12位上脱氢生成亚油酸,是控制花生油酸、亚油酸含量和油酸/亚油酸比值的关键酶,因此使编码FAD2的基因发生突变,降低脂肪酸脱氢酶活性是选育高油酸花生品种的主要途径[3]。目前,我国已育成50余个高油酸花生品种。1.2 推广种植

在世界范围内,美国、阿根廷和澳大利亚等国家已经实现高油酸花生的大面积推广和商业化种植。目前美国高油酸花生种植面积占总种植面积的30 %;阿根廷高油酸花生种植面积占总种植面积的80 %;澳大利亚已经完全转向高油酸花生生产。相比上述国家,我国高油酸花生的推广种植处于起步阶段,仅占总面积的2.6 %[10]。由高油酸花生相关的科研单位、推广机构、企业和组织共同组成的全国高油酸花生产业推进协作组于2016年成立,这是全国第一个包括高油酸花生育种、种植、推广、加工等在内的全产业链协作组织,旨在有效推进中国高油酸花生的品种选育、标准化生产和产销衔接,促进高油酸花生推广应用。近年来,部分地区正积极探索适合本地区气候环境的高油酸花生规范化栽培技术[11-12],将有助于高油酸花生的科学种植。1.3 品质评价

相比普通花生品种,高油酸花生品种油酸含量较高,可达到70 %~80 %,部分品种可超过80%,亚油酸含量较低,油酸/亚油酸比值大幅提高,其产品的稳定性更高,不易产生由脂质氧化反应引发的氧化酸败。此外,高油酸花生的风味也有一定改善。郑畅等[13]对高油酸花生油的脂肪酸组成、植物甾醇含量和氧化稳定性进行了研究。结果表明:与普通花生油相比,高油酸花生油的油酸含量提高了28.03 %,植物甾醇含量提高了1.04 倍,氧化诱导期和货架期分别延长了27. 27 h 和4. 09 年。RIVEROS等[14]研究发现在4、23、40 ℃下贮藏,高油酸花生货架期分别比普通花生长4、2、3倍。LIM等[15]对高油酸花生油(品种为K-Ol)的理化和感官性质进行了研究。结果表明:与普通花

生油相比,高油酸花生油的油酸/亚油酸比值达到43.12,远高于2个普通品种花生油的2.69和2.16;高油酸花生油的氧化稳定性显著提高,氧化诱导时间显著延长。较高的油酸含量和油酸/亚油酸比值在增强高油酸花生及其制品氧化稳定性的同时,也在一定程度上改善了其风味,高油酸花生油的芳香气味数值更高而不良气味数值更低,在感官评定中高油酸花生更加受品评者的喜爱[16-17]。1.4 营养保健功能

高油酸花生及其制品具有多种营养保健功能。潘丽娟等[18]研究发现,含有高油酸花生的饲料能够降低高脂模型大鼠的血液甘油三酯和胆固醇水平。VASSILIOU等[19]研究发现高油酸花生油能够逆转TNF-α对大鼠胰岛β细胞株INS-1胰岛素分泌的抑制作用,富含高油酸花生油的膳食可以降低2型糖尿病模型小鼠的血糖水平。YAMAKI等[20]研究发现,相比高亚油酸含量的葵花籽油,高油酸花生油的摄入有助于降低小鼠肺癌的发生率,其作用机制可能是抑制前列腺素E2的分泌,前列腺素E2能够促进多种癌症的发生。在花生过敏的研究中发现,高油酸花生的过敏阈值至少比普通花生高5倍,其引起食物过敏的风险低于普通花生[21]。BARBOUR等[22]研究发现,定期食用高油酸花生可改善健康超重成人的脑血管和认知功能。高油酸花生及其制品在营养价值和保健功效方面具有巨大潜力,但目前的研究很不充分。例如相比较橄榄油在糖尿病等疾病的防控方面涵盖动物实验、人群干预实验和流行病学调查等大量研究,高油酸花生油仅有个别的细胞和动物实验研究,研究类型和数量都很匮乏。事实上,虽然高油酸花生油在UFA和油酸含量方面和橄榄油接近,但其中的微量活性成分组成和含量差异较大,其防控慢性病的功效和机理不能以橄榄油推之。2 产品开发

2.1 高油酸花生油

中国作为花生油的生产和消费大国,50 %左右的花生用于榨油[23]。近年来高油酸食用油营养和经济价值不断凸显,国内花生油企业开始重视高油酸花生油的开发,目前已经有多款产品上市。金胜集团在2015年国内首次推出高油酸花生油产品,油酸含量超过60 %。鲁花集团最近2年研发出的高油酸花生油和双料高油酸食用调和油已经上市,高油酸花生油以高油酸花生品种为原料,油酸含量

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高于75 %;双料高油酸食用调和油由50 %高油酸花生油和50 %特级初榨橄榄油调和而成,油酸含量达75 %~85 %。香港南顺集团旗下“刀唛”品牌也推出了高油酸花生油产品,油酸含量超过60 %。河南省淇花食用油有限公司也有高油酸花生油产品上市,其油酸含量超过60 %。市场上的高油酸花生油产品正在逐步兴起,但产品数量仍然较少,相关标准尚未出台,多数产品的油酸含量低于学界75 %的高油酸食用油认定标准。

脂肪酸种类没有绝对的优劣之分,日常膳食在控制油脂摄入总量的同时,还应根据个人饮食习惯适当调控脂肪酸组成的均衡性。中国营养学会根据我国居民实际膳食脂肪酸摄入情况,在2013版《中国居民膳食营养素参考摄入量》中推荐的成人UFA可接受上限低于10 %,n-6系列PUFA可接受范围为2.5 %~9.0 %,亚油酸每日适宜摄入量为4 %,n-3系列PUFA可接受范围为0.5 %~2 %,α-亚麻酸每日适宜摄入量为0.6 %,但取消了之前对MUFA的摄入量限制[24];最新版WS/T 578.1—2017《中国居民膳食营养素参考摄入量》对成人膳食脂肪酸的推荐摄入量与2013版保持一致。高油酸食用油虽然在调节血脂、预防心血管疾病、提高产品稳定性等方面具有益处,但其PUFA含量较低,并不适宜所有人群和产品,比如婴幼儿食品对亚油酸和α-亚麻酸等PUFA含量要求较高,高油酸食用油不适宜作为此类产品的单一用油。在保证必需脂肪酸和PUFA的摄入满足需求的前提下,高油酸植物油是烹饪用油的优良选择。2.2 其他产品

高油酸花生除油用之外,其花生仁因其氧化稳定性强、产品货架期长、产品风味好等优点,也在花生食品的加工中受到青睐。AGIBERT等[25]通过添加高油酸花生油微胶囊对黑巧克力进行营养强化,该产品不饱和脂肪酸和天然抗氧化剂含量更高,物理特性优良,适宜工业化生产。玛氏集团的m&m豆和士力架产品为提高产品氧化稳定性、延长货架期,已经全部采用高油酸花生品种作为原料花生。部分厂家已经开始尝试推出高油酸烘烤花生和高油酸花生酱等产品,但由于原料基地建设滞后等原因尚未形成规模。3 问题与展望3.1 存在问题

我国高油酸花生的育种已取得一定成绩,但高

油酸花生的推广种植、高油酸花生油、高油酸花生食品等产业仍处于起步阶段。制约我国高油酸花生产业发展的因素:1)高油酸花生的推广尚处于起步阶段,种植面积不足导致原料多为进口,无法为下游加工业提供原料保障;2)适宜不同加工用途的专用型品种有限,尤其是具有耐低温、抗干旱、抗病害、高产等优良性状的加工专用型高油酸品种十分缺乏;3)高油酸花生加工特性与品质评价的研究不够充分,高油酸花生及其制品的营养健康和抗慢性疾病研究极其匮乏;4)高油酸花生产品的标准尚未出台,行业发展缺乏规范;5)高油酸花生产品的种类和数量不足,目前仅有少量花生油产品,高油酸花生食品和深加工产品仍处于空白;6)市场宣传和消费导向不足,消费者对高油酸花生产品的认知和接受程度有待提高。3.2 展望

油酸自身的化学结构决定了其氧化稳定性强,在延长产品货架期方面的优势毋庸置疑。从上世纪八十年代开始,地中海膳食模式的研究让油酸在促进人体健康、降低慢性疾病风险方面的益处逐步被证实。此外,相比普通花生,高油酸花生在改善产品风味、降低制品致敏性方面也具有一定的潜力。因此高油酸花生产业具有良好前景。

我国居民对膳食营养健康的需求不断提升,进口橄榄油的消费量逐年增加,从2006年起,中国橄榄油的进口量增长了6倍,2016年达到了45 425 t,同比增长17.6 %。我国食用油自给率不断下降,目前约为32.2 %,给食用油的供给安全带来风险。《国家粮食安全中长期规划纲要(2008—2020年)》提出食用油自给率不低于40 %。发展高油酸花生油不仅具有经济效益,还有助于保障我国食用油供给安全。相比橄榄油,高油酸花生油烟点高,适合多种烹饪方式,其特有的花生油香气也能够更好满足中国居民对风味的要求。此外,我国花生食品占花生总产量的比例逐年提高,高油酸花生在花生食品中的应用也具有广阔的前景。

目前,我国高油酸花生产业的工作重点:1)加快高油酸花生品种的大面积推广种植,做好良种繁育,采取示范种植、订单种植、企业基地种植等多种方式相结合,为高油酸花生产业做好原料保障;2)不断选育更多油酸含量高、具有多种优良性状的高油酸花生品种,同时也要注重加工专用型品种的选育,具有不同加工用途的高油酸花生专用

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品种是未来的发展方向;3)开展高油酸花生加工特性和品质评价研究,为下游产品开发提供依据,开展高油酸花生及其制品在营养和保健方面的研究,重点关注肥胖、代谢综合征和心血管疾病等慢性病的预防和管理;4)制定高油酸花生油、高油酸花生食品的相关标准,规范行业健康发展;5)开发更多高油酸花生产品,涵盖花生油、花生酱、花生休闲食品、花生辅料、花生保健食品和花生深加工产品等产品类型,丰富大类产品的细分品类,满足不同用途和不同目标群体的个性化需求;6)加强对高油酸花生产品的宣传导向。

〔参考文献〕

[1] SALES-CAMPOS H, REIS DE SOUZA P, CREMA PEGHINI B, et

al. An overview of the modulatory effects of oleic acid in health and disease[J]. Mini Reviews in Medicinal Chemistry, 2013, 13(2): 201-210.

[2] 邓泽元. 我国食用调和油存在的问题和对策探讨[J]. 中国食品

学报, 2014, 14(5): 1-12.

[3] 李拴柱, 宋江春, 王建玉,等. 高油酸花生遗传育种研究进展[J].

作物杂志, 2017(3): 6-12.

[4] NORDEN A J, GORBET D W, KNAUFT D A, et al. Variability

in oil quality among peanut genotypes in the florida breeding program[J]. Peanut Science, 1987, 14(1): 7-11.

[5] YU S L, PAN L J, YANG Q L, et al. Comparison of the Δ12

fatty

acid desaturase gene between high oleic and normal oleic peanut genotypes[J]. Journal of Genetics and Genomics, 2008, 35 (11): 679-685.

[6] WANG C T, TANG Y Y, WANG X Z, et al. Sodium azide

mutagenesis resulted in a peanut plant with elevated oleate content[J]. Electronic Journal of Biotechnology, 2011, 14(2): 1-7. [7] FANG C Q, WANG C T, WANG P W, et al. Identification of a novel

mutation in FAD2B from a peanut EMS mutant with elevated oleate content[J]. Journal of Oleo Science, 2012, 61(3): 143-148. [8] 姜慧芳, 段乃雄. 花生种质资源的综合评价[J]. 中国油料作物学

报, 1998, 20(3): 31-35.

[9] WANG M L, TONNIS B, AN Y Q C, et al. Newly identified natural

high oleate mutant from Arachis hypogaea L. subsp. hypogaea[J]. Molecular Breeding, 2015, 35(9): 1-9.

[10] 刘芳, 王积军, 汤松. 我国高油酸花生品种选育与推广应用[J].

中国农技推广, 2017, 33(1): 14-15.

[11] 宋朝阳. 豫东夏播高油酸花生规范化栽培技术[J]. 现代农业科

技, 2018(4): 29, 35.

[12] 张明威, 于国庆, 于树涛, 等. 辽宁高油酸花生种植技术[J]. 农

业工程技术, 2018, 38(8):53.

[13] 郑畅, 杨湄, 周琦, 等. 高油酸花生油与普通油酸花生油的脂肪

酸、微量成分含量和氧化稳定性[J]. 中国油脂, 2014, 39(11): 40-43.

[14] RIVEROS C G, MESTRALLET M G, GAYOL M F, et al. Effect of

storage on chemical and sensory profiles of peanut pastes prepared with high-oleic and normal peanuts[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2010, 90(15): 2694–2699.

[15] LIM H J, KIM D S, PAN J H, et al. Characterization of

physicochemical and sensory attributes of a novel high-oleic peanut oil cultivar ( Arachis hypogaea, ssp. Fastigiata, L.)[J]. Applied Biological Chemistry, 2017, 60(6): 653-657.

[16] DERBYSHIRE E J. A review of the nutritional composition,

organoleptic characteristics and biological effects of the high oleic peanut[J]. International Journal of Nutrition and Food Sciences, 2014, 65(7): 781-790.

[17] MARTÍN M P, GROSSO A L, NEPOTE V, et al. Sensory and

chemical stabilities of high-oleic and normal-oleic peanuts in shell during long-term storage[J]. Journal of Food Science, 2018, 83(9): 2362-2368.

[18] 潘丽娟, 杨庆利, 闵平, 等. 高油酸花生对大白鼠血脂水平影响

的研究[J]. 花生学报, 2009, 38(3): 6-9.

[19] VASSILIOU E K, GONZALEZ A, GARCIA C, et al. Oleic acid

and peanut oil high in oleic acid reverse the inhibitory effect of insulin production of the inflammatory cytokine TNF-alpha both in vitro and in vivo systems[J]. Lipids in Health and Disease, 2009, 8(1): 25.

[20] YAMAKI T, YANO T, SATOH H, et al. High oleic acid oil

suppresses lung tumorigenesis in mice through the modulation of extracellular signalregulated cascade[J]. Lipids, 2002, 37(8): 783–788.

[21] NGUYEN T T H, SAKURAI H, MIYAHARA M, et al.

Comparative study on allergenic properties of high-oleic and conventional peanuts[J]. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 2003, 12(S2): 88-95.

[22] BARBOUR J A, HOWE P R C, BUCKLEY J D, et al.

Cerebrovascular and cognitive benefits of high-oleic peanut consumption in healthy overweight middle-aged adults[J]. Nutritional neuroscience, 2017, 20(10): 555-562.

[23] WANG Q. Peanut processing characteristics and quality

evaluation[M]. Singapore: Spinger, 2017.

[24] 中国营养学会. 中国居民膳食营养素参考摄入量(2013版)[M].

北京: 科学出版社, 2014.

[25] AGIBERT S A C, LANNES S C S. Dark chocolate added with high

oleic peanut oil microcapsule[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2018, 98: 5591–5597.

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