2023年澳洲坚果不同种质果皮内含物含量的研究.docx

天道酬勤 澳洲坚果不同种质果皮内含物含量的研究 翻开文本图片集 摘 要 对28份澳洲坚果种质果皮的粗蛋白、可溶性总糖、单宁以及8种矿质元素〔P、K、Ca、Mg、Zn、Cu、Fe、Mn〕等内含物的含量进行了测定与研究。结果说明：澳洲坚果果皮内含物含量在不同种质之间变化较大，变异系数在15.75%～48.33%之间，变异幅度以可溶性总糖含量最大、Ca含量最小；除Fe、Cu元素外，其它6种矿质元素之间存在显著的正相关或负相关关系；聚类分析将28份种质分成4个具不同内含物含量特点的类群。 关键词 澳洲坚果；果皮内含物；变异；相关性；聚类分析 中图分类号 S664.9 文献标识码 A Abstract The contents of crude protein，total soluble sugar，tannin and eight mineral elements〔P，K，Ca，Mg，Zn，Cu，Fe and Mn〕in husks of 28 macadamia germplasm resources were measured and investigated. The results showed that the substances contents in macadamia husk had a large variation among all tested germplasm resources with variation coefficient of 15.75%～48.33%. The variation range in the content of total soluble sugar was the widest，while that in Ca was the narrowest. Excluding Fe and Cu，there were significant positive or negative correlations between the other six mineral elements. Based on the hierarchical cluster analysis，28 macadamia germplasm resources were divided into four groups with different characteristics of the substances content. Key words Macadamia； Husk substances； Variation； Correlation； Hierarchical cluster analysis doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.03.016 澳洲坚果〔Macadamia spp.〕原产澳大利亚，是山龙眼科〔Proteaceae〕澳洲坚果属〔Macadamia F. Mull〕常绿乔木果树，其种仁富含不饱和脂肪酸、蛋白质、矿质元素以及多种维生素等，具有重要的营养价值和保健价值，被誉为世界“坚果之王〞。 近年来，澳洲坚果在国际市场上供不应求，价格倍增。作为一种新兴的高档坚果类果树，澳洲坚果正在为越来越多的国家和地区所重视。而在的中国云南、广西、广东等省〔区〕，澳洲坚果也已广泛种植，其种植面积和产量迅速增加。 澳洲坚果果实主要是由果皮、种壳和种仁所组成，其初加工的主要副产物是果皮与种壳，其中果皮约占果实鲜重的1/2，种壳那么约占带壳果干重的2/3。近年来，国内外对澳洲坚果种仁的营养成份[1-4]及其保健价值[5-6]和种壳的功能性组分[7-9]及其开发利用[10-12]等方面的研究报道较多。虽然张明楷[13]等人对6个澳洲坚果品种的果皮粗蛋白、可溶性糖及单宁含量的差异情况做了简单报道，但涉及的种质数量相对较少，分析形式也较单一。因此，有必要在扩大种质资源数量的前提下，对澳洲坚果种质果皮内含物含量进行较详细的分析，进而了解各内含物含量在不同种质果皮间的差异与联系，同时也为澳洲坚果果皮资源的开发利用提供科学依据。 1 材料与方法 1.1 材料 供试材料为2023～2023年采自广东省湛江市中国热带农业科学院南亚热带作物研究所澳洲坚果种质资源圃内28份种质2 a的正常成熟果实的新鲜果皮。这28份澳洲坚果种质包括引进品种H2、O.C.、DAD、NG18、Yonik、Winks、Own Venture、B3/74、HAES246、HAES333、HAES344、HAES695、HAES783、HAES788、HAES814、HAES922、特殊种和自选品种南亚1号、南亚2号、南亚3号以及自选优株A、B、D、10、24、74、114、116。将果皮杀青后于60 ℃烘干，再粉碎至80目以备测。 1.2 方法 1.2.1 粗蛋白含量测定 采用凯氏定氮法[14]测定粗蛋白含量。 1.2.2 可溶性糖含量测定 采用蒽酮比色法[15]测定可溶性糖含量。 1.2.3 单宁含量测定 采用Folin-Denis法[16]测定单宁含量。 1.2.4 矿质元素含量测定 P含量采用钼锑抗显色法测定，K含量采用火焰光度法测定，Ca、Mg、Zn、Cu、Fe、Mn的含量应用原子吸收光谱仪〔型号：PE AA-700〕进行测定[14]。 1.3 数据统计分析 数据均采用测定结果的平均值，采用SPSS 16.0统计软件进行统计分析。 2 结果与分析 2.1 果皮内含物含量 对28份澳洲坚果种质果皮的内含物〔粗蛋白、可溶性糖、单宁及矿质元素〕含量进行了测定与分析，结果说明，各内含物含量在供试种质之间存在较大的差异〔表1〕。供试种质中，粗蛋白含量最高的种质是引进品种‘B4/74’，为10.01%，而自选优株‘10’的粗蛋白含量最低，为2.72%；与粗蛋白含量相反，引进品种‘B4/74’的可溶性糖含量最低，仅为0.41%，而自选优株‘10’的可溶性糖含量最高，为5.69%；单宁含量以自选品种‘南亚2号’最高，为2.16%，自选优株‘74’含量最低，为1.06%。 8种矿质元素中，P、K、Ca、Mg为常量元素，Fe、Mn、Cu、Zn那么为微量元素。按28份种质的平均含量由高到低排序，常量元素依次为K>Ca>Mg>P，微量元素依次为Mn>Fe>Cu>Zn〔表2〕。于供试种质中，引进品种‘B3/74’的P含量最高，为0.140%，而P含量最低的种质为自选优株‘D’〔0.035%〕，二者之间相差3倍；K含量在引进品种‘Winks’的果皮中最高，为2.469%，而K含量最低的是引进品种‘HAES333’〔1.406%〕；果皮中Ca、Mg、Fe含量最高的种质分别是自选优株‘10’〔0.169%〕、自选品种‘南亚2号’〔0.117%〕和引进品种‘O.C.’〔189.47 mg/kg〕，分别约是其含量最低的引进品种‘HAES783’〔0.089%〕、自选优株‘116’〔0.050%〕与引进品种‘HAES695’〔79.92 mg/kg〕的2倍；Mn、Cu、Zn含量最高者各自是自选优株‘10’〔199.22 mg/kg〕、引进品种‘Own Venture’〔58.63 mg/kg〕与‘Yonik’〔33.86 mg/kg〕，分别约是Mn含量最低的自选优株‘24’〔58.23 mg/kg〕与Cu、Zn含量均最低的自选优株‘A’的3倍〔表1〕。 2.2 果皮内含物含量的变异分析 澳洲坚果28份种质果皮的11种内含物含量的变异情况见表2。结果说明，果皮可溶性总糖含量的变异系数最大，为48.33%；P含量和粗蛋白含量的变异系数次之，分别为35.23%和29.06%；Ca含量的变异系数最小，为15.75%。这说明果皮内含物含量在种质间存在较丰富的差异。 2.3 果皮矿质元素含量的相关分析 对澳洲坚果28份种质果皮的矿质元素含量进行相关性分析，结果见表3。由表3可知，Mn元素与K元素呈显著负相关，与P元素那么呈极显著负相关，但与Ca、Mg元素分别呈极显著正相关；P元素与K元素呈极显著正相关，Zn元素与K元素那么呈显著正相关，但Fe、Cu元素与其它矿质元素之间无显著性相关性。 2.4 果皮内含物含量的聚类分析 由上述结果可知，果皮各内含物在不同种质间存在较为明显的异质性，故将果皮的11种内含物含量经过Z分数标准化处理后，采用Pearson相关系数和类间平均连锁法对28份澳洲坚果种质进行系统聚类分析，结果见图1。如图1所示，供试种质在阈值为17时可被划分为4个类群，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类。结合4类种质果皮的内含物平均含量〔表4〕可知，I类包括Yonik等7份种质，主要表现为P、K、Zn的含量高，分别达0.086%、2.118%和22.25 mg/kg，而Ca、Mg、Mn、Fe的含量低；II类包括自选优株‘A’等5份种质，其特点主要是可溶性总糖与单宁的含量高，分别为3.21%和2.04%，而Ca、Cu的含量低；III类包括‘HAES246’等8份种质，主要表现为粗蛋白与Fe的含量高，分别是7.47%与148.86 mg/kg，而可溶性总糖、单宁与Mg 的含量低；IV类包括‘NG18’等8份种质，主要特点是Ca、Mg、Mn、Cu的含量高，分别为0.130%、0.084%、167.00 mg/kg与43.13 mg/kg、而粗蛋白、P、K、Zn的含量低。 3 讨论与结论 澳洲坚果果皮是澳洲坚果初加工后遗留的副产物，几乎未能得到有效利用。前人研究说明，澳洲坚果果皮含有丰富的蛋白质、可溶性总糖与单宁[13]，但其仅对少量种质进行了简单测定与分析，尚未有更深入的系统分析。本研究对在同一种质圃内选取的28份澳洲坚果种质正常成熟果实的新鲜果皮进行分析，结果发现，各种质果皮内含物含量差异较大。就果皮中粗蛋白、可溶性总糖和单宁的含量而言，大局部种质果皮的粗蛋白含量介于5.00%～7.00%、可溶性总糖含量介于1.00%～3.00%、单宁含量介于1.80%～2.20%。供试种质中，以自选品种‘南亚 2号’的综合表现最好，其粗蛋白、可溶性总糖与单宁含量分别为9.21%、3.70%与2.16%，明显高于其它大多数种质的含量，这与张明楷[13]等人的研究结果较为一致。通过变异分析说明，澳洲坚果果皮内11种内含物含量的变异系数间存在较大的差异，其中以可溶性总糖与P元素的变异系数较大，说明这两种内含物含量在澳洲坚果种质内存在较为丰富的遗传多样性，可为筛选种质果皮进行开发利用提供依据。 矿质元素是果实生长发育、产量形成和品质提高的物质根底。因此，无论是大量元素还是微量元素，它们对果皮生长发育都起到极其重要的作用。本研究结果说明，4种常量元素与4种微量元素在供试种质果皮内的平均含量由高到低依次分别为K>Ca>Mg>P与Mn>Fe>Cu>Zn，其中K含量高出Ca、Mg、P含量达15～26倍，Mn、Fe含量那么高出Cu、Zn含量达3～5倍，分别成为果皮内较为主要的常量与微量矿质元素。与前人所报道的成熟澳洲坚果的种壳[8]及果仁[17-18]矿质营养相比拟，本研究中的果皮K、Mn及Fe含量均明显高于种壳及果仁。对其它坚果类树种核桃的果皮矿质元素含量分析也指出，成熟期果皮中的K含量显著高于其它矿质元素的含量，也显著高于种仁和种壳中的K含量[19]。这与本研究结果较为一致，同时也说明K元素可能是木本坚果果皮内积累最丰富的矿质元素。然而，有些矿质元素在个别种质果皮中表现较为突出，如‘B3/74’的P、K、Fe、Zn含量均较高，自选优株‘A’的Mg、Cu、Zn含量均较低。本研究通过分析各种质果皮矿质元素含量的差异，有助于了解各种质果皮矿质元素的吸收特性，对各种质果皮的合理开发利用具有重要的指导作用。 果皮矿质元素的吸收与积累状况受到各矿质元素间相互作用的影响。通过运用相关性分析，得出澳洲坚果果皮各矿质元素之间的相关性，可为澳洲坚果果皮矿质元素的利用提供理论依据。本研究结果显示，Fe、Cu元素含量与其它矿