Vol18中国北方文冠



一、学术背景

迄今为止，关于中国北方文冠果种质资源收集和生物柴油性能评价的工作很少。阐明不同种质间含油量和化学性质的变异性对于确定其作为生物柴油原料的可行性具有重要意义。为了实现这一目标，在本研究中，选择并比较了来自不同种源的26个文冠果种子。本研究旨在评估来自中国北方的文冠果的种子油含量、脂肪酸谱和生物柴油特性的种源之间的变化，进一步选择优质种源以优化生物柴油生产。这些将为改进和选择文冠果种源以生产更多优质生物柴油提供必要的数据。

二、科学问题

探究中国北方文冠果种仁油含量、脂肪酸谱和生物柴油特性的种源变化

三、材料与方法

1.植物材料

年秋季，26个不同地点从30棵成年树中采集了文冠果种子（图1）。

2.油的提取和酯交换

将种仁粉碎成粉末，然后通过索氏提取法在六个平行的提取管中于85℃提取8小时。之后，在旋转仪中通过真空蒸发分离油和提取溶剂的混合物，并在通风干燥箱中在℃下干燥。每个样品提取三次，取平均值。计算每次加入的含油量，并借助方程式表示为干种子的百分比(w/w)。

含油量百分比=[Wo/Ws]×

其中，Wo是油分的重量，Ws是样品的重量。

用Fu等人的转酯化方法对文冠果油进行了甲基化，并进行了轻微的修饰。

3.脂肪酸甲酯分析

用配有火焰离子化检测器(FID)的Agilent气相色谱仪(GC)对脂肪酸甲酯(FAME)进行了描述和分析。在本研究中，生物柴油产量由以下公式确定：生物柴油产量(wt%)=[Af/Ao]×%。其中，Af是FAME量(g)，Ao是用油量(g)。

4.生物柴油特性

考虑到FAME的油成分，采用不同的方程计算文冠果油的质量指标。皂化值(SN)、碘值(IV)、十六烷值(CN)、密度(D)和运动粘度(v)、氧化稳定性(OS)和冷滤器堵塞点(CFPP)由经验方程获得：

四、结果与讨论

1.含油率

含油率的正态检验结果如图2所示，油分含量很高，平均值为64.32(±4.)%。含油率变化范围为50.00%~80.00%。5份不同种源的种质含油率低于60%，2份不同种源的种质含油率高于70%。在含油量上发现的这种差异证实了种源是物种内重要的遗传实体。种源的分化可以由进化力量和环境条件形成的基因决定。种子含油率高于35%的树可被认为是良好的种质。在本研究中，所有材料的含油率都在50%以上。高于向日葵(19.1-35.9%)、麻疯树(34.1-35.8%)和胡桃树(54.2-72.2%)。文冠果油在生物柴油生产中显示出良好的潜力。

2.脂肪酸组成与生物柴油产率

作物油的脂肪酸谱和烷基酯等衍生物是影响化学和物理性质的主要因素。因此，脂肪酸分布强烈影响油脂在生理和工业用途（如润滑剂和生物柴油）中的应用。种子来源的脂肪酸谱分析结果见表2。文冠果的生物柴油产量也如表3所示。文冠果油主要由7种脂肪酸组成，即棕榈酸(C16：0)、硬脂酸(C18：0)、油酸(C18：1)、亚油酸(C18：2)、顺-11-二十碳烯酸(C20：1)、芥酸(C22：1)、神经酸(C24：1)。最具代表性的是亚油酸(C18：2)(39.83-46.05%)，其最高值是P1、P2和P3。其次是油酸(C18：1)，含量范围为26.02%~33.04%(平均28.83%)，其次是芥酸(C22：1)(7.71%~8.99%)。P9和P10分别是油酸(C18：1)含量最高和最低的种群。23份芥酸(C22：1)含量在8~9%之间，其余均在8%以下。

3.生物柴油特性

本工作计算了文冠果种子中生物柴油的性能指标值，包括碘值、十六烷值、密度、运动粘度、氧化稳定性和冷滤点（表4）。26份种质中碘值范围为.28（P9）至.22（P1）。P2等7份种质小于规定的EN-最大限值()，其余均高于此标准。十六烷值除P1（46.7）、P2（46.7）、P3（46.9）、P22（47.0）、P26（46.9）外，其余均符合ASTMD-标准。所有种源的密度范围为.07～.94kg/m3，符合EN--kg/m3和GB/T--kg/m3、-kg/m3的标准。40℃运动粘度值从4.62mm2s-1到4.71mm2s-1，平均值为4.67mm2s-1。与密度参数类似，运动粘度参数也达到了ASTMD-、EN、GB/T-的标准。氧化稳定性方面，获得的所有生物柴油均未达到EN-08（6h）和GB/T-07（6h）标准。

4.相关系数

分析了地球物理因素、纬度、经度和海拔、含油量和脂肪酸之间的相关性(表5)。纬度、年平均温度和经度是影响文冠果油脂肪酸组成的三个关键环境因子。相关研究认为，对影响脂肪酸积累的环境因素的了解可能有助于种质选择和新基因型的开发。

5.聚类分析

利用Ward的系统聚类法，根据以下细节对籽粒含油量、脂肪酸组成和生物柴油特性方面的相似群体进行了分组。种源聚为三类(图3)。

五、结论

在本研究中，在中国9个省的广泛分布范围内共采集到26个种群。通过对不同种源的含油量、脂肪酸组成和生物学特性的比较，认为P9种源在生产生物柴油方面表现最好，其次是P18。脂肪酸组成与环境和气候因素之间存在一定的相关性，结果表明，纬度、年平均温度和经度是影响植物种子生物柴油脂肪酸组成的三个关键环境因素，也有力地验证了外部生长环境对植物种子生物柴油性能的影响。

六、参考文献

MaY,BiQ,LiG,etal.Provenancevariationsinkerneloilcontent,fattyacidprofileandbiodieselpropertiesofXanthocerassorbifoliumBungeinnorthernChina[J].IndustrialCropsandProducts,,:.

文本：郑玉琳

审定：赵国春

编辑：范嘉霖

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