摘 要：为实现亚麻籽的分类加工，比较分析了我国亚麻籽16个品种的表型特征、元素含量、营养成分含量和生物活性物质含量。结果表明，亚麻籽的长度和宽度范围分别为3.53~4.38mm和1.88~2.29mm，硬度范围为0.48~0.72N。亚麻籽中元素含量均存在显著差异（p<0.05），其中钾、钠、锰和铁元素的含量范围跨度较大。此外，亚麻籽中营养成分物质也具有明显的品种差异。聚类分析结果显示，亚麻籽籽粒越大，纤维含量越高，但其元素、蛋白质、亚油酸和亚麻酸等营养物质含量越低。“中亚4号”、宁亚25号”和“陇亚12号”具有更高的蛋白质和α-亚麻酸含量，且生氰糖苷含量较低，因此在亚麻籽加工中表现出更优的应用潜力。
关键词：亚麻籽；表型特征；功能成分；相关性
亚麻籽（Linum usitatissimum L.）作为重要的油料作物，广泛种植于全球多个地区，主要集中在北美洲、欧洲和亚洲[1-3]。在中国，亚麻籽的种植主要集中在北方地区，尤其是内蒙古、宁夏、甘肃和山西[4]。α-亚麻酸作为亚麻籽富含n-3系列唯一必需脂肪酸，食用亚麻籽可降低患心血管疾病的风险，并有助于维持大脑健康[5]。此外，它还富含蛋白质、可溶性膳食纤维、木酚素等植物化学物质[6-7]，具有抗氧化、抗炎、增强免疫力和调控血糖等多种生理功能[8-10]。生氰糖苷是植物次生代谢物，广泛分布于亚麻科、豆科等多种植物[11]。它主要通过氰离子与人体细胞中的铁离子结合，从而干扰细胞内重要的酶系统，影响细胞内的能量产生和所化代谢，导致细胞功能受损[12]。当前，关于亚麻籽的研究报道多聚焦于加工工艺对其品质的影响。禹晓等对不同品种亚麻籽的物性学特性、脂代谢关键酶活性和抗营养因子进行了分析，发现甘肃的小黄籽系列3号和5号更适用于亚麻籽全籽化熟化加工[13]。张珊等通过水分调制耦合微波处理技术考察对亚麻籽乳食用品质的影响[14]。刘贵涛等通过不同工艺制备了亚麻籽粕蛋白多肽，并对其抗氧化性进行了分析[15]。谭霄等探讨了物理双场耦合酶解对亚麻籽植物乳酚类物质溶出及黏度的影响，为新型绿色植物乳加工技术提供了参考[16]。杨晨煜等考察了不同贮藏条件对亚麻饼中生氰糖苷含量的影响，发现热处理能有效减少生氰糖苷含量，但是高温易破坏营养成分[17]。
由于亚麻籽品质受品种、环境及加工等多重因素影响，加之其种植区域分布广泛，导致目前对亚麻籽品质评价尚无较统一的结论。本研究拟分析探讨不同品种亚麻籽主要营养成分、表型特征对各影响因素的响应及指标之间的相关性，以期为亚麻籽多样化、高值化加工利用的原料筛选标准提供数据参考，为高值化专用产品的研发和优良品种选育提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
于2025年在宁夏、甘肃、山西等亚麻籽主产区收集16个不同品种的亚麻籽，共计48个样本，密封保存，用以测定表型特征和营养成分含量。
α-亚麻酸（纯度≥98%）、亚油酸（纯度≥98%）、龙胆二糖丙酮氰醇（纯度≥97.8%）、龙胆二糖甲乙酮氰醇（纯度≥97.5%）、百脉根苷（纯度≥98.4%）、植酸（纯度≥90.1%），上海源叶生物科技有限公司；钙、镁、钾、钠、锌、锰、铜和铁（浓度均为1000mg/L），国家标准物质中心；甲醇、乙腈，色谱纯；石油醚、氢氧化钠、氯化钠、盐酸、氨水、冰乙酸，分析纯。
1.2 主要仪器
TPKZ-3智能考种分析仪，浙江托普云农科技有限公司；FOSS2050脂肪分析仪、FOSS2010纤维素分析仪、KjeltecTM 8400全自动定氮仪，丹麦FOSS公司；Agilent6980N气相色谱仪，安捷伦科技公司；220FS原子吸收分光光度计，美国瓦里安公司；TSQ Altis高效液相色谱—三重四极杆串联质谱仪，美国赛默飞世尔科技有限公司；DHG-9240A 电热鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 表型特征的测定
用TPKZ-3智能考种分析仪进行测定，用智能教程分析软件得出长、宽、周长、面积等表型特征数据。
1.3.2 水分的测定
根据GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》的方法，对亚麻籽中的水分含量进行测定。
1.3.3 脂肪的测定
根据GB 5009.6-2016《食品中脂肪的测定》的方法，对亚麻籽中脂肪含量进行测定。
1.3.4 蛋白质的测定
根据GB 5009.5-2025《食品中蛋白质的测定》的方法，对亚麻籽中蛋白质含量进行测定。
1.3.5 总膳食纤维的测定
根据GB 5009.88-2023《食品中膳食纤维的测定》的方法，对亚麻籽中总膳食纤维含量进行测定。
1.3.6 元素的测定
根据GB 5009.13-2017《食品中铜的测定》，GB 5009.14-2016《食品中锌的测定》，GB 5009.90-2016《食品中铁的测定》，GB 5009.91-2017《食品中钾、钠的测定》，GB 5009.92-2016《食品中钙的测定》，GB 5009.241-2017《食品中镁的测定》和GB 5009.242-2017《食品中锰的测定》对亚麻籽中钙、镁、钾、钠等8种元素含量进行测定。
1.3.7 脂肪酸的测定
根据GB 5009.168-2016《食品中脂肪酸的测定》的方法，对亚麻籽中的亚油酸和α-亚麻酸等脂肪酸含量进行测定。
1.3.8 生氰糖苷的测定
根据NY/T 3607-2020《农产品中生氰糖苷的测定液相色谱-串联质谱法》的方法，对亚麻籽中生氰糖苷（龙胆二糖丙酮氰醇、龙胆二糖甲乙酮氰醇、百脉根苷）含量进行测定。
1.3.9 植酸的测定
按照GB 5009.153-2016《食品中植酸的测定》的方法，对亚麻籽中植酸含量进行测定。
1.4 数据分析
数据的相关性分析、聚类分析、描述性统计采用SPSS Statistics17.0 软件完成，作图采用Origin 2021软件完成。采用欧式距离进行聚类分析。
2 结果
2.1 不同品种亚麻籽表型特征及功能成分含量的描述性统计
不同品种亚麻籽表型特征及功能成分指标描述性统计如表1所示，基于整体变异系数分析，周长、长、宽、长/宽、水分、脂肪、亚油酸和α-亚麻酸的变异系数均小于10%，表明这些参数在不同品种间具有较高的稳定性与一致性。在功能成分指标中，蛋白质、纤维、钙、钾、铜、锌和镁的变异系数处于10%~30%之间，反映了品种间存在一定的自然变异。而植酸、龙胆二糖甲乙酮氰醇、钠、龙胆二糖丙酮氰醇和百脉根苷的变异系数介于30%~60%，说明上述性状在不同品种亚麻籽中差异较大，具有较明显的基因型特异性。值得注意的是，锰和铁2种元素变异系数均超过60%，这主要是由于“中亚2号”品种中这两种元素的含量显著高于其他品种，导致整体数据的均值与标准差被显著提升，属于典型的高离散度分布特征。
表1 不同品种亚麻籽表型特征及功能成分含量的描述性统计
2.2 不同品种亚麻籽的表型分析
不同品种亚麻籽的表型性状测定结果见图1。“中亚1号”的百粒重与千粒重均为各品种中最低，而“宁亚20号”在此两项指标上均表现最高，表明其单籽重量显著优于其他品种。籽粒尺寸参数（长度、宽度、周长及投影面积）从多维几何特征反映籽粒大小与形态，各指标间呈现高度正相关关系。其中，“中亚1号”在所有尺寸指标上均处于最小值，“宁亚20号”则均达到最大值，显示二者在籽粒体积上存在显著差异。在籽粒立体形态方面，“中亚2号”的样品高度最低，而“陇亚12号”在该性状上显著高于其余品种，表明其籽粒饱满度更为突出。力学特性分析显示，“陇亚17号”的籽粒硬度显著高于其他品种，与之相反，“晋亚7号”的硬度值为各品种中最低。该结果表明，籽粒硬度与种子大小之间不存在明确的线性关联，说明硬度性状可能受独立于籽粒尺寸的其他遗传或结构因素调控。
注：图中不同小写字母表示差异显著（P<0.05），相同字母表示差异不显著（P>0.05）
图1 不同品种亚麻籽的表型分布图
2.3 不同品种亚麻籽的元素分析
不同品种亚麻籽矿质元素含量分析结果如表2所示。品种间各元素含量均存在显著差异（p<0.05），其中钾、钠、锰和铁元素的含量范围跨度较大，表明其基因型变异较为丰富。从品种系列来看，“中亚”系列表现出较高的微量元素富集能力，尤其以“中亚2号”最为突出，其在铁、锰、锌和铜含量上均显著高于其他品种；“中亚4号”的钾含量最高，而“中亚1号”各元素含量多处于中上水平。“宁亚”系列则呈现高钠、高镁的特征，但铁、锌等微量元素含量普遍偏低。“陇亚”系列各元素含量相对均衡，未出现极端高值或低值。此外，“晋亚7号”在钙含量上具有显著优势，为所有品种中最高。
注：图中不同小写字母表示差异显著（P<0.05），相同字母表示差异不显著（P>0.05）
图2 不同品种亚麻籽的元素分布图
2.4 不同品种亚麻籽的营养成分分析
不同品种亚麻籽的基本营养成分及脂肪酸组成如图3所示。方差分析结果表明，各品种间上述指标均存在显著差异（p<0.05）。在基本营养成分方面，“陇亚12号”与“宁亚26号”的脂肪含量最高，分别为39.58%与39.59%；“中亚1号”与“中亚4号”的蛋白质含量最高，分别为28.15%和29.40%。多数品种的脂肪含量分布于33%~39%之间，蛋白质含量介于20%~29%之间，体现亚麻籽具有高脂肪、高蛋白的原料特性。在脂肪酸组成上，所有品种的α-亚麻酸含量均超过总脂肪酸的40%，显著高于常规食用油[18-19]。其中“宁亚25号”、“陇亚12号”及“陇亚15号”的α-亚麻酸含量居于前列。
注：图中不同小写字母表示差异显著（P<0.05），相同字母表示差异不显著（P>0.05）
图3 不同品种亚麻籽营养成分图
2.5 不同品种亚麻籽的生物活性物质分析
不同品种亚麻籽的生物活性物质含量的分析结果如图4所示，统计检验表明，不同品种亚麻籽间各生物活性物质存在显著差异（p<0.05）。植酸含量在不同品种间呈现较大差异，其分布范围自“宁亚23号”的41.02%至“宁亚26号”的226.3%，极差达5倍以上，表明品种对该成分积累具有显著影响。三种主要生氰糖苷（龙胆二糖丙酮氰醇、龙胆二糖甲乙酮氰醇、百脉根苷）的总量在品种间也表现出显著差异，其中“宁亚22号”、“宁亚23号”和“宁亚24号”的生氰糖苷含量显著高于其余品种，揭示该类物质在亚麻籽中的代谢与积累存在显著的基因型依赖性[20-21]。
注：图中不同小写字母表示差异显著（P<0.05），相同字母表示差异不显著（P>0.05）
图4 不同品种亚麻籽生物活性物质分布图
2.6 不同品种亚麻籽各参数间的相关性分析
如图5聚类分析结果所示，基于所有测定指标的层次聚类分析将16个品种的亚麻籽总体划分为三组，各组在表型特征、营养成分及次生代谢物含量上存在显著差异模式。具体而言，第一组的元素和α-亚麻酸含量较高，但其表型特征指标相对较低；第二组的表型特征和纤维含量较高，而其元素和其余有效成分含量较低；第三组的生氰糖苷和亚油酸含量较高，其表型特征、营养成分和元素含量较低。
聚类分析将16个亚麻籽品种划分为三个类群，该分类结果与品种的谱系来源（陇亚系列、宁亚系列、中亚系列）基本吻合。这一结果表明，基于多性状指标的聚类能有效区分具有不同遗传背景的亚麻籽品种。
图5 不同品种亚麻籽表型特征与有效成分聚类热图
如图6相关性分析结果所示，不同品种亚麻籽的表型特征与营养成分含量存在多重相关性。1）亚麻籽籽粒的长、宽、周长和面积与钙、钾、钠和铁含量均呈显著负相关，表明籽粒越小、越细长，其钙、钾、钠和铁含量反而越高，可能反映小粒种质中矿质元素的浓缩效应；2）营养成分指标中纤维与百粒重、长、宽、周长和面积均呈显著正相关，蛋白质和亚油酸的含量与百粒重、长、宽、周长和面积均呈显著负相关，说明大粒种子虽具有更高的纤维含量，但其蛋白质和亚油酸含量相对较低；3）生氰糖苷中百脉根苷与长、宽、周长和面积呈显著负相关，而龙胆二糖丙酮氰醇和龙胆二糖甲乙酮氰醇与表型特征相关性极弱，说明百脉根苷在小粒种子中的含量更高，而龙胆二糖丙酮氰醇和龙胆二糖甲乙酮氰醇的含量与籽粒形态几乎没有关联。该结果表明不同生氰糖苷的合成积累可能受不同遗传或生理机制调控，为定向降低特定毒性成分的育种策略提供了依据。
图6 不同品种亚麻籽表型特征与有效成分含量的相关性分析热图
3 讨论
3.1 品种对亚麻籽表型特征与有效成分含量影响
目前，宁夏、甘肃、内蒙古、山西等主产区的亚麻籽良种选育与推广主要围绕优质、多抗、高产等综合性状展开。不同品种因其基因型及生物合成酶系统的差异，导致生理生化过程与次生代谢途径发生分异，进而影响次生代谢产物的组成与积累。然而，现有研究对品种间品质的系统分析仍较为有限[4,22-24]，本研究选取16个品种进行分析。结果表明：整体表现为籽粒形态较小的品种具有更高的矿质元素、蛋白质及亚油酸含量。生氰糖苷含量则主要受品种特异性调控，与籽粒形态无显著关联，这为进一步开展品质导向的亚麻籽品种选育提供了重要依据。
3.2 亚麻籽各指标间的相关性分析
生长-分化平衡假说认为，次生代谢物是植物细胞在特化与成熟过程中形成的代谢产物，其含量随植物生长发育进程而动态变化。在资源充裕条件下，植物倾向于以生长为主要代谢方向；而在资源受限时，则转向细胞分化，并伴随次生代谢产物的显著合成与积累[25-26]。亚麻籽籽粒越大，纤维含量越高，但其元素、蛋白质、亚油酸和亚麻酸等营养物质含量越低。不同品种亚麻籽的营养成分存在差异，其具体成因仍有待深入探究。
4 结论
不同品种亚麻籽表型特征、元素含量、营养成分含量和生物活性物质含量。结果表明，亚麻籽的长度和宽度范围分别为3.53~4.38mm和1.88~2.29mm，硬度范围为0.48~0.72N。亚麻籽中元素含量均存在显著差异（p<0.05），其中钾、钠、锰和铁元素的含量范围跨度较大。此外，亚麻籽中营养成分物质也具有明显的品种差异。亚麻籽中脂肪、蛋白质、纤维、亚油酸和α-亚麻酸含量范围分别为28.29%~40.87%、20.60%~29.50%、27.66%~51.36%、12.03%~18.57%和42.44%~58.23%。“中亚4号”、宁亚25号”和“陇亚12号”具有更高的蛋白质和α-亚麻酸含量，且生氰糖苷含量较低，因此在亚麻籽加工中表现出更优的应用潜力。
通过系统分析亚麻籽中营养成分含量与表型特征的相关性，旨在建立基于品质-表型关联性的质量评价体系。研究结果表明，亚麻籽的表型特征值和营养成分含量均呈较大的离散程度，说明影响亚麻籽品质的因素较多；总体而言，低纤维含量的亚麻籽整体呈籽粒较小、更高亚麻酸、蛋白质等营养成分含量趋势。研究结果为特定加工目的选择合适的亚麻籽品种及优良品种选育提供一定的理论依据。
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文章摘自：杨静，马小龙，魏新举，王彩艳，牛艳．不同品种亚麻籽的表观性状与主要功能成分含量的相关性分析[J/OL]．中国油脂.https://doi.org/10.19902/j.cnki.zgyz.1003-7969.260019
