紫蘇種子性狀與主要營養(yǎng)成分相關(guān)性分析

李會珍 孫子文 李曉君 許萬樂 張志軍

(中北大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院生命科學(xué)系，太原 030051)

紫蘇(Perilla frutescens L.)別名紅蘇、香蘇、赤蘇，系唇形科紫蘇屬一年生草本植物，廣泛分布于東亞各國，是我國衛(wèi)生部首批頒布的既是食品又是藥品的60種中藥之一［1－3］。紫蘇全草可提芳香油，為食用和化妝品的香料，也可作為糕點的防腐劑，具有發(fā)表、散寒、理氣等功能［4］。紫蘇籽出油率45% ～55%［5］，其中α－亞麻酸含量高達55% ～65%，是優(yōu)良的保健食用油［6－7］，富含蛋白質(zhì)，是優(yōu)質(zhì)的動物飼料，特別是其賴氨酸和硫氨基酸含量高于玉米、小麥等常見能量飼料。紫蘇種籽中的纖維素不僅可用于制造人造絲、賽璐玢等紡織原料，還可用纖維素酶對處理后作為優(yōu)質(zhì)家畜飼料。另外，紫蘇屬于高纖維的草本植物［8］，紫蘇葉可以作為蔬菜食用，可為人體提供膳食纖維。近年來，隨著對紫蘇含有的多種營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)的深入研究，其開發(fā)利用研究也正日益成為世界性的熱點課題［9］。本研究調(diào)查了10個不同品種紫蘇的種子性狀，測定其粗脂肪、蛋白質(zhì)和纖維素等主要營養(yǎng)成分含量，并對籽粒性狀與各營養(yǎng)成分相關(guān)性進行分析，以期為紫蘇優(yōu)質(zhì)品種篩選及進一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

溫室中培育10個紫蘇品種幼苗，2011年5月20日移栽至中北大學(xué)試驗田，移栽后灌水1次。統(tǒng)一田間管理，除草3次，各品種按生育期不同分別收獲。收獲后種子經(jīng)自然晾曬、去雜后，干燥保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 儀器設(shè)備

RE－2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:上海亞榮生化儀器廠;SHZ－D循環(huán)水式真空泵:鞏義市英峪儀器廠;721E型可見分光光度計:上海光譜儀器有限公司;SZF－06粗脂肪提取儀:上海新嘉儀器廠;TDL5型高速離心機:上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 籽粒性狀調(diào)查

觀察記載不同品種種子的粒型，粒色，測定不同品種種子直徑(mm)、千粒重(g)。

1.3.2 種子營養(yǎng)成分測定

粗脂肪含量測定依據(jù)索氏抽提原理，SZF－06粗脂肪測定儀提取，重量法測定。

蛋白質(zhì)含量測定采用考馬斯亮藍G－250法。纖維素含量測定采用酸性洗滌法［10］，略有改進。

1.4 分析方法

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2007和SPSS.v16.0進行方差分析和相關(guān)分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫蘇種子籽粒性狀比較

10個品種紫蘇種子粒型、粒色、直徑及千粒重測定結(jié)果見表1。由表1可見，紫蘇種子粒型一般為扁圓或圓型，ZY－8和AZ－1顆粒較小，為圓型。種皮大多為灰色，ZB－1為深褐色，BZ－2為深灰色，BS－1為白色。不同品種間種子直徑差異極顯著，平均直徑為1.95 mm，變幅范圍為 1.58 ～2.15 mm，變異系數(shù)為8.35%，BS－1和ZB－1種子直徑2.10 mm以上，為大粒種子，ZY－8最小。10個品種紫蘇種子千粒重平均值為3.728 g，變幅范圍為2.36 ～5.12 g，變異系數(shù)高達20.18%，差異極顯著，其中BZ－2最大為 5.12 g，而野生型的 ZY －8 最小，僅為2.36 g。

表1 不同品種紫蘇種子的籽粒性狀

2.2 紫蘇種子營養(yǎng)成分測定

10個不同品種紫蘇種子粗脂肪、粗蛋白和纖維素含量測定結(jié)果見表2。不同品種粗脂肪含量差異達極顯著水平，10個供試材料平均粗脂肪質(zhì)量分數(shù)38.28%，變幅范圍為 34.37% ～45.33%，變異系數(shù)為10.29%。其中BS－1種子粗脂肪含量最高，質(zhì)量分數(shù)達45.33%，ZB－1次之，為45%，而 ZY－4和ZY－8粗脂肪質(zhì)量分數(shù)最少，分別為34.67%和34.37%。供試材料種子蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)平均值為23.35%，變幅范圍為 19.65% ～28.65%，變異系數(shù)為10.63%，不同品種紫蘇種子間蛋白質(zhì)含量差異達極顯著水平。其中BS－1中蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)最高，為28.65%，ZY－1種子蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)最低，僅為19.65%。所有試驗品種紫蘇種子粗纖維質(zhì)量分數(shù)平均值為16.82%，變幅范圍為14.68% ～17.67%，變異系數(shù)為5.67%，不同品種紫蘇種子粗纖維含量差異達到極顯著水平，其中Z－2和ZY－4種子的粗纖維質(zhì)量分數(shù)最高，均為17.67%，BS－1種子中粗纖維質(zhì)量分數(shù)最低，為14.68%。

表2 不同品種紫蘇種子營養(yǎng)成分測定結(jié)果

2.3 種子性狀與營養(yǎng)成分相關(guān)性分析

2.3.1 種子直徑與千粒重相關(guān)性

以種子直徑為橫坐標，千粒重為縱坐標，繪制紫蘇種子直徑與千粒重的相關(guān)性回歸曲線，如圖1。紫蘇種子直徑與千粒重有極顯著正相關(guān)(r=0.846 7，P＜0.01)，表明紫蘇屬種子直徑的大小明顯影響千粒重大小，且種子直徑越大，種子的千粒重越大。

圖1 紫蘇種子直徑與千粒重相關(guān)性回歸曲線

2.3.2 種子性狀與粗脂肪含量相關(guān)性

分別以種子直徑和千粒重為橫坐標，粗脂肪含量為縱坐標繪圖，分別得到紫蘇種子直徑、千粒重與粗脂肪含量的相關(guān)性回歸曲線如圖2。紫蘇種子直徑與種子粗脂肪含量有顯著正相關(guān)(r=0.682 5，P＜0.05)，表明種子直徑大小顯著影響種子中粗脂肪的含量，隨種子直徑增大，種子中粗脂肪的含量也增大。但有些品種不符合這種相關(guān)性，如AZ－1種子直徑(1.82 mm)比BZ －1 直徑(1.94 mm)小，而其粗脂肪含量(37.67%)高于后者(35.67%)。紫蘇種子千粒重與種子粗脂肪的含量間的相關(guān)系數(shù)r=0.635 1*(P＜0.05)，表明供試紫蘇種子千粒重與粗脂肪含量間存在顯著正相關(guān)性，隨紫蘇種子的千粒重增大，種子中粗脂肪含量也增大。但這種相關(guān)性并不能完全適合所有紫蘇品種，如BZ－2的千粒重(5.12 g)顯著高于 BS－1(4.36 g)，而其粗脂肪的含量(39.67%)顯著低于 BS－1(45.33%)。

圖2 紫蘇種子粗脂肪質(zhì)量分數(shù)與直徑(a)及千粒重(b)相關(guān)性回歸曲線

2.3.3 種子性狀與蛋白質(zhì)含量相關(guān)性

圖3 紫蘇種子蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與直徑(a)及千粒重(b)相關(guān)性回歸曲線

分別以種子直徑和千粒重為橫坐標，蛋白質(zhì)含量為縱坐標，繪制得相關(guān)性回歸曲線如圖3。由圖3可知，紫蘇種子直徑與蛋白質(zhì)含量間的相關(guān)系數(shù)r=0.060 2，紫蘇種子千粒重與蛋白質(zhì)含量間的相關(guān)系數(shù)r=0.098 6，表明種子蛋白質(zhì)含量與種子直徑和千粒重間相關(guān)性小，各品種紫蘇種子直徑和千粒重大小不會明顯影響種子蛋白質(zhì)的含量。

2.3.4 種子性狀與粗纖維含量相關(guān)性

分別以種子直徑和千粒重為橫坐標，粗纖維含量為縱坐標，繪制得相關(guān)性回歸曲線見圖4?？梢钥闯?，紫蘇種子直徑與種子粗纖維的含量間的相關(guān)系數(shù)r=－0.291 3，千粒重與種子粗纖維含量間的相關(guān)系數(shù)r=－0.136 9，表明種子粗纖維含量與種子直徑及千粒重間均不存在顯著相關(guān)性，各品種紫蘇種子直徑大小和千粒重不會明顯影響種子粗纖維的含量。

圖4 紫蘇種子纖維素質(zhì)量分數(shù)與直徑(a)及千粒重(b)相關(guān)性回歸曲線

2.3.5 種子粗脂肪、蛋白質(zhì)和纖維素含量相關(guān)性

將紫蘇3個營養(yǎng)品質(zhì)性狀兩兩進行回歸分析，結(jié)果見圖5。紫蘇種子粗脂肪和蛋白質(zhì)含量呈正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)僅為0.262 5，相關(guān)程度不高。蛋白質(zhì)和粗纖維含量呈負相關(guān)，r=－0.515 3，相關(guān)程度不高。而粗脂肪與粗纖維含量呈顯著負相關(guān)(r=－0.811 2，P≤0.05)，表明籽粒中粗纖維含量對粗脂肪的影響高于對蛋白質(zhì)含量的影響，隨籽粒中粗纖維含量的增高，粗脂肪含量會隨著下降。

圖5 種子粗脂肪、蛋白質(zhì)和纖維素質(zhì)量分數(shù)相關(guān)性回歸曲線

3 討論與結(jié)論

紫蘇種子多為扁圓或圓型，粒色多為灰色或灰褐色;種子直徑在1.58～2.15 mm之間，千粒重在2.36～5.12 g之間。通過分析比較發(fā)現(xiàn)，10個不同品種紫蘇種子粒型與粒色存在一定差異，種子直徑在不同紫蘇品種間差異顯著，BS－1最大，ZY－8最小。種子千粒重大小存在極顯著差異，BZ－2千粒重最大，達5.12 g，ZY －8 千粒重最小，僅為2.36 g。蔡乾蓉等［5］研究的紫蘇種子直徑變幅范圍為1.05～1.56 mm，普遍低于本試驗結(jié)果，這可能是受供試品種、氣候資源及水肥條件等多種因素影響的結(jié)果.

研究結(jié)果表明，10個不同品種紫蘇種子粗脂肪、粗蛋白和纖維素含量均呈現(xiàn)極顯著差異。紫蘇種子粗脂肪質(zhì)量分數(shù)變幅為34.37% ～45.33%，BS－1種子粗脂肪含量最高，ZY－8含量最低;蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變幅為19.65% ～28.65%，BS－1蛋白質(zhì)含量最大，ZY－1蛋白質(zhì)含量最低。粗纖維質(zhì)量分數(shù)變幅為14.68% ～17.67%，BZ－2粗纖維含量最高，為17.67%，BS－1種子含量最低。張衛(wèi)明等［11］測定的紫蘇種子粗纖維質(zhì)量分數(shù)為16.0%，本試驗測得質(zhì)量分數(shù)在14.68% ～17.67%之間，與文獻相符，本試驗測得的粗脂肪、粗蛋白及粗纖維的含量與張洪等［12］研究結(jié)果基本相近。BS－1種子粗脂肪和粗蛋白含量在10個品種中均最大，是高脂肪高蛋白品種選育的良好材料，應(yīng)結(jié)合抗逆能力和產(chǎn)量等多種因素進行進一步篩選。

種子籽粒性狀與各營養(yǎng)成分相關(guān)性分析結(jié)果表明，種子直徑與千粒重大小呈極顯著正相關(guān)，種子粗脂肪質(zhì)量分數(shù)與種子直徑和千粒重均呈顯著正相關(guān)，而蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、粗纖維質(zhì)量分數(shù)與種子直徑、千粒重間相關(guān)性不顯著。3種營養(yǎng)成分之間，粗脂肪質(zhì)量分數(shù)和蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)呈正相關(guān)，與粗纖維質(zhì)量分數(shù)呈顯著負相關(guān)。蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與粗纖維質(zhì)量分數(shù)呈一定程度負相關(guān)，表明籽粒中粗纖維質(zhì)量分數(shù)高的品種不利于脂肪酸及蛋白質(zhì)的累積。紫蘇中粗脂肪累積規(guī)律已有前人研究［3，13］，而其蛋白質(zhì)和纖維素累積以及三者間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系仍需進一步深入研究。

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