近日，国家燕麦荞麦产业技术体系燕麦加工岗位、陕西师范大学食品工程与营养科学学院胡新中教授团队在中文权威期刊《中国农业科学》上发表了《燕麦品种间脂肪酶活性差异及低脂肪酶优质品种的预测》的研究论文。
燕麦作为非油料作物，裸燕麦脂肪平均含量可达6.3%，不饱和脂肪酸含量占80%以上，为消费者提供软化血管、降低胆固醇的健康功能同时，也使燕麦籽粒在贮藏或加工过程中极易发生脂肪酸败，导致产品营养损失、风味劣变。因此，如何控制脂肪酶活性成为制约燕麦产品加工的重要问题。
燕麦的脂肪酶分子量约为40 kD，在弱碱性（pH=7.5左右）环境中活性最强，其与丝氨酸蛋白水解酶的作用机理相同，具有特殊的三元体活性中心和α螺旋盖子结构，但因植物脂肪酶的提取和纯化较为困难，燕麦脂肪酶的三维结构仍未有报道。与其他谷物相比，燕麦具有较高的脂肪酶活性（以释放的油酸量表示脂肪酶活性（mg·g-1），玉米为4—5，小麦为2—4.5，糙米为11—13，燕麦为20—23，稻谷麸皮为20—30。裸燕麦因其种植区域范围广（华北、西北、西南），各区域栽培品种多，导致不同品种间差异大。其中，基因型差异包括各品种的营养、物理、农艺指标，脂肪酶本质是蛋白质，籽粒越大的燕麦品种，脂肪酶活性越低。燕麦脂肪酶主要分布在籽粒皮层，在种子萌发和生长过程中大量合成，分解内源脂肪，为种子生长提供能量。环境型差异包括种植区域的气象、地理环境等因素，海拔、经纬度、气温、降雨量都会显著影响植株的生长情况与物质积累，脂肪酶水解产物的氢过氧化物作为与燕麦植株抗逆性相关的过氧化物酶、过氧化酶的部分底物，有助于燕麦生长于高寒地域。贮藏过程中，温度、湿度、氧气等因素都会影响脂肪酶活性，阴凉、干燥、密封的环境可以有效延长燕麦的保存时间。加工过程中，如果灭酶温度不够、时间不够，脂肪酶会出现假死现象，短暂休眠后又恢复活性，导致脂肪快速分解，产生哈败味、苦味等异味，严重影响产品口感和品质。
该研究选取了国内3个燕麦主产区（山西朔州右玉县、甘肃定西通渭县、河北张家口张北县）的 6个主栽品种（迪燕1号、魏都莜5号、晋燕17号、张莜9号、坝莜18号和白燕18号），测定其脂肪酶活性、营养指标、物理性状及农艺指标。通过相关性分析筛选与燕麦脂肪酶密切相关的指标，通过聚类分析将多个燕麦样品按脂肪酶活性分类，通过主成分分析将具有相关性的数据组转化为便于统计分析的综合变量，考察燕麦品种间的脂肪酶活性差异；结合灰色关联度与多元逐步回归的分析方法，得出各品种与理想品种的关联度，并以脂肪酶活性为因变量，拟合得出脂肪酶活性预测模型，筛选低脂肪酶活性优质品种。
研究结果表明，脂肪酶活性与粗脂肪含量呈显著正相关（r=0.32，p<0.05），且脂肪含量、不饱和脂肪酸含量、脂肪酶活性、酸值4个指标的变化趋势一致；脂肪酶活性与粗蛋白含量呈极显著正相关（r=0.46，p<0.01），且脂肪酶活性越高的品种，其位于31—43 kD的电泳条带所占百分比越大；脂肪酶活性与籽粒容重呈极显著负相关（r=-0.71，p<0.01）；脂肪酶活性与生育期呈极显著正相关（r=0.37，p<0.01）；经灰色关联度分析知白燕18号、迪燕1号与理想品种X0关联度较高，分别为0.951和0.883，属于低脂肪酶且高营养品种；经多元逐步回归，仅保留影响显著的容重与蛋白质含量作为自变量，建立脂肪酶活性预测模型Y（脂肪酶活性）=720.274－2.255×容重（g·L-1）+75.761×蛋白质含量（%），p<0.01，R2为0.658。
总的来说，不同品种间燕麦脂肪酶活性差异显著，脂肪含量、蛋白质含量、容重、生育期是燕麦脂肪酶活性的主要影响因素，建立优质品种筛选与脂肪酶活性预测模型，可以有效地对燕麦品种进行综合评价，提高后续灭酶效率、减少能耗。
本研究受到农业农村部现代产业技术体系（CARS-07-E1）、陕西省创新团队（2020TD-049）、陕西省谷物科学国际联合研究中心（2019GHJD-15）项目支持。
论文信息：相玉婷，王晓龙，胡新中*，任长忠，郭来春，李璐. 燕麦品种间脂肪酶活性差异研究及低脂肪酶优质品种预测.中国农业科学, 2022,55(21): 4104-4117.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.21.00