澳洲堅果不同種質(zhì)果皮內(nèi)含物含量的研究

張漢周等

摘 要 對28份澳洲堅果種質(zhì)果皮的粗蛋白、可溶性總糖、單寧以及8種礦質(zhì)元素（P、K、Ca、Mg、Zn、Cu、Fe、Mn）等內(nèi)含物的含量進(jìn)行了測定與研究。結(jié)果表明：澳洲堅果果皮內(nèi)含物含量在不同種質(zhì)之間變化較大，變異系數(shù)在15.75%～48.33%之間，變異幅度以可溶性總糖含量最大、Ca含量最小；除Fe、Cu元素外，其它6種礦質(zhì)元素之間存在顯著的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系；聚類分析將28份種質(zhì)分成4個具不同內(nèi)含物含量特點的類群。

關(guān)鍵詞 澳洲堅果；果皮內(nèi)含物；變異；相關(guān)性；聚類分析

中圖分類號 S664.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Abstract The contents of crude protein，total soluble sugar，tannin and eight mineral elements（P，K，Ca，Mg，Zn，Cu，F(xiàn)e 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.1000-2561.2015.03.016

澳洲堅果（Macadamia spp.）原產(chǎn)澳大利亞，是山龍眼科（Proteaceae）澳洲堅果屬（Macadamia F. Mull）常綠喬木果樹，其種仁富含不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素以及多種維生素等，具有重要的營養(yǎng)價值和保健價值，被譽(yù)為世界“堅果之王”。 近年來，澳洲堅果在國際市場上供不應(yīng)求，價格倍增。作為一種新興的高檔堅果類果樹，澳洲堅果正在為越來越多的國家和地區(qū)所重視。而在的中國云南、廣西、廣東等?。▍^(qū)），澳洲堅果也已廣泛種植，其種植面積和產(chǎn)量迅速增加。

澳洲堅果果實主要是由果皮、種殼和種仁所組成，其初加工的主要副產(chǎn)物是果皮與種殼，其中果皮約占果實鮮重的1/2，種殼則約占帶殼果干重的2/3。近年來，國內(nèi)外對澳洲堅果種仁的營養(yǎng)成份[1-4]及其保健價值[5-6]和種殼的功能性組分[7-9]及其開發(fā)利用[10-12]等方面的研究報道較多。雖然張明楷[13]等人對6個澳洲堅果品種的果皮粗蛋白、可溶性糖及單寧含量的差異情況做了簡單報道，但涉及的種質(zhì)數(shù)量相對較少，分析形式也較單一。因此，有必要在擴(kuò)大種質(zhì)資源數(shù)量的前提下，對澳洲堅果種質(zhì)果皮內(nèi)含物含量進(jìn)行較詳細(xì)的分析，進(jìn)而了解各內(nèi)含物含量在不同種質(zhì)果皮間的差異與聯(lián)系，同時也為澳洲堅果果皮資源的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為2009～2010年采自廣東省湛江市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所澳洲堅果種質(zhì)資源圃內(nèi)28份種質(zhì)2 a的正常成熟果實的新鮮果皮。這28份澳洲堅果種質(zhì)包括引進(jìn)品種H2、O.C.、DAD、NG18、Yonik、Winks、Own Venture、B3/74、HAES246、HAES333、HAES344、HAES695、HAES783、HAES788、HAES814、HAES922、特殊種和自選品種南亞1號、南亞2號、南亞3號以及自選優(yōu)株A、B、D、10、24、74、114、116。將果皮殺青后于60 ℃烘干，再粉碎至80目以備測。

1.2 方法

1.2.1 粗蛋白含量測定 采用凱氏定氮法[14]測定粗蛋白含量。

1.2.2 可溶性糖含量測定 采用蒽酮比色法[15]測定可溶性糖含量。

1.2.3 單寧含量測定 采用Folin-Denis法[16]測定單寧含量。

1.2.4 礦質(zhì)元素含量測定 P含量采用鉬銻抗顯色法測定，K含量采用火焰光度法測定，Ca、Mg、Zn、Cu、Fe、Mn的含量應(yīng)用原子吸收光譜儀（型號：PE AA-700）進(jìn)行測定[14]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)均采用測定結(jié)果的平均值，采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果皮內(nèi)含物含量

對28份澳洲堅果種質(zhì)果皮的內(nèi)含物（粗蛋白、可溶性糖、單寧及礦質(zhì)元素）含量進(jìn)行了測定與分析，結(jié)果表明，各內(nèi)含物含量在供試種質(zhì)之間存在較大的差異（表1）。供試種質(zhì)中，粗蛋白含量最高的種質(zhì)是引進(jìn)品種‘B4/74，為10.01%，而自選優(yōu)株‘10的粗蛋白含量最低，為2.72%；與粗蛋白含量相反，引進(jìn)品種‘B4/74的可溶性糖含量最低，僅為0.41%，而自選優(yōu)株‘10的可溶性糖含量最高，為5.69%；單寧含量以自選品種‘南亞2號最高，為2.16%，自選優(yōu)株‘74含量最低，為1.06%。

8種礦質(zhì)元素中，P、K、Ca、Mg為常量元素，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn則為微量元素。按28份種質(zhì)的平均含量由高到低排序，常量元素依次為K>Ca>Mg>P，微量元素依次為Mn>Fe>Cu>Zn（表2）。于供試種質(zhì)中，引進(jìn)品種‘B3/74的P含量最高，為0.140%，而P含量最低的種質(zhì)為自選優(yōu)株‘D（0.035%），二者之間相差3倍；K含量在引進(jìn)品種‘Winks的果皮中最高，為2.469%，而K含量最低的是引進(jìn)品種‘HAES333（1.406%）；果皮中Ca、Mg、Fe含量最高的種質(zhì)分別是自選優(yōu)株‘10（0.169%）、自選品種‘南亞2號（0.117%）和引進(jìn)品種‘O.C.（189.47 mg/kg），分別約是其含量最低的引進(jìn)品種‘HAES783（0.089%）、自選優(yōu)株‘116（0.050%）與引進(jìn)品種‘HAES695（79.92 mg/kg）的2倍；Mn、Cu、Zn含量最高者各自是自選優(yōu)株‘10（199.22 mg/kg）、引進(jìn)品種‘Own

Venture（58.63 mg/kg）與‘Yonik（33.86 mg/kg），分別約是Mn含量最低的自選優(yōu)株‘24（58.23 mg/kg）與Cu、Zn含量均最低的自選優(yōu)株‘A的3倍（表1）。

2.2 果皮內(nèi)含物含量的變異分析

澳洲堅果28份種質(zhì)果皮的11種內(nèi)含物含量的變異情況見表2。結(jié)果表明，果皮可溶性總糖含量的變異系數(shù)最大，為48.33%；P含量和粗蛋白含量的變異系數(shù)次之，分別為35.23%和29.06%；Ca含量的變異系數(shù)最小，為15.75%。這說明果皮內(nèi)含物含量在種質(zhì)間存在較豐富的差異。

2.3 果皮礦質(zhì)元素含量的相關(guān)分析

對澳洲堅果28份種質(zhì)果皮的礦質(zhì)元素含量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。由表3可知，Mn元素與K元素呈顯著負(fù)相關(guān)，與P元素則呈極顯著負(fù)相關(guān)，但與Ca、Mg元素分別呈極顯著正相關(guān)；P元素與K元素呈極顯著正相關(guān)，Zn元素與K元素則呈顯著正相關(guān)，但Fe、Cu元素與其它礦質(zhì)元素之間無顯著性相關(guān)性。

2.4 果皮內(nèi)含物含量的聚類分析

由上述結(jié)果可知，果皮各內(nèi)含物在不同種質(zhì)間存在較為明顯的異質(zhì)性，故將果皮的11種內(nèi)含物含量經(jīng)過Z分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，采用Pearson相關(guān)系數(shù)和類間平均連鎖法對28份澳洲堅果種質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果見圖1。如圖1所示，供試種質(zhì)在閾值為17時可被劃分為4個類群，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ類。結(jié)合4類種質(zhì)果皮的內(nèi)含物平均含量（表4）可知，I類包括Yonik等7份種質(zhì)，主要表現(xiàn)為P、K、Zn的含量高，分別達(dá)0.086%、2.118%和22.25 mg/kg，而Ca、Mg、Mn、Fe的含量低；II類包括自選優(yōu)株‘A等5份種質(zhì)，其特點主要是可溶性總糖與單寧的含量高，分別為3.21%和2.04%，而Ca、Cu的含量低；III類包括‘HAES246等8份種質(zhì)，主要表現(xiàn)為粗蛋白與Fe的含量高，分別是7.47%與148.86 mg/kg，而可溶性總糖、單寧與Mg 的含量低；IV類包括‘NG18等8份種質(zhì)，主要特點是Ca、Mg、Mn、Cu的含量高，分別為0.130%、0.084%、167.00 mg/kg與43.13 mg/kg、而粗蛋白、P、K、Zn的含量低。

3 討論與結(jié)論

澳洲堅果果皮是澳洲堅果初加工后遺留的副產(chǎn)物，幾乎未能得到有效利用。前人研究表明，澳洲堅果果皮含有豐富的蛋白質(zhì)、可溶性總糖與單寧[13]，但其僅對少量種質(zhì)進(jìn)行了簡單測定與分析，尚未有更深入的系統(tǒng)分析。本研究對在同一種質(zhì)圃內(nèi)選取的28份澳洲堅果種質(zhì)正常成熟果實的新鮮果皮進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各種質(zhì)果皮內(nèi)含物含量差異較大。就果皮中粗蛋白、可溶性總糖和單寧的含量而言，大部分種質(zhì)果皮的粗蛋白含量介于5.00%～7.00%、可溶性總糖含量介于1.00%～3.00%、單寧含量介于1.80%～2.20%。供試種質(zhì)中，以自選品種‘南亞 2號的綜合表現(xiàn)最好，其粗蛋白、可溶性總糖與單寧含量分別為9.21%、3.70%與2.16%，明顯高于其它大多數(shù)種質(zhì)的含量，這與張明楷[13]等人的研究結(jié)果較為一致。通過變異分析表明，澳洲堅果果皮內(nèi)11種內(nèi)含物含量的變異系數(shù)間存在較大的差異，其中以可溶性總糖與P元素的變異系數(shù)較大，說明這兩種內(nèi)含物含量在澳洲堅果種質(zhì)內(nèi)存在較為豐富的遺傳多樣性，可為篩選種質(zhì)果皮進(jìn)行開發(fā)利用提供依據(jù)。

礦質(zhì)元素是果實生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)提高的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，無論是大量元素還是微量元素，它們對果皮生長發(fā)育都起到極其重要的作用。本研究結(jié)果表明，4種常量元素與4種微量元素在供試種質(zhì)果皮內(nèi)的平均含量由高到低依次分別為K>Ca>Mg>P與Mn>Fe>Cu>Zn，其中K含量高出Ca、Mg、P含量達(dá)15～26倍，Mn、Fe含量則高出Cu、Zn含量達(dá)3～5倍，分別成為果皮內(nèi)較為主要的常量與微量礦質(zhì)元素。與前人所報道的成熟澳洲堅果的種殼[8]及果仁[17-18]礦質(zhì)營養(yǎng)相比較，本研究中的果皮K、Mn及Fe含量均明顯高于種殼及果仁。對其它堅果類樹種核桃的果皮礦質(zhì)元素含量分析也指出，成熟期果皮中的K含量顯著高于其它礦質(zhì)元素的含量，也顯著高于種仁和種殼中的K含量[19]。這與本研究結(jié)果較為一致，同時也說明K元素可能是木本堅果果皮內(nèi)積累最豐富的礦質(zhì)元素。然而，有些礦質(zhì)元素在個別種質(zhì)果皮中表現(xiàn)較為突出，如‘B3/74的P、K、Fe、Zn含量均較高，自選優(yōu)株‘A的Mg、Cu、Zn含量均較低。本研究通過分析各種質(zhì)果皮礦質(zhì)元素含量的差異，有助于了解各種質(zhì)果皮礦質(zhì)元素的吸收特性，對各種質(zhì)果皮的合理開發(fā)利用具有重要的指導(dǎo)作用。

果皮礦質(zhì)元素的吸收與積累狀況受到各礦質(zhì)元素間相互作用的影響。通過運(yùn)用相關(guān)性分析，得出澳洲堅果果皮各礦質(zhì)元素之間的相關(guān)性，可為澳洲堅果果皮礦質(zhì)元素的利用提供理論依據(jù)。本研究結(jié)果顯示，F(xiàn)e、Cu元素含量與其它礦質(zhì)元素之間不存在明顯的相關(guān)性，但其它6種礦質(zhì)元素之間卻存在顯著的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系，這表明除Fe、Cu元素外澳洲堅果果皮的其它礦質(zhì)元素之間存在明顯的相互促進(jìn)或者相互消長的關(guān)系，也從側(cè)面說明果皮Fe、Cu元素含量不受其它6種礦質(zhì)元素的影響。

根據(jù)果皮內(nèi)含物含量對供試澳洲堅果種質(zhì)進(jìn)行聚類分析，可明確澳洲堅果種質(zhì)資源類型。本研究中，聚類分析結(jié)果將28份澳洲堅果種質(zhì)分成了4類，并對每類種質(zhì)果皮的內(nèi)含物含量進(jìn)行統(tǒng)計分析，明確了每類種質(zhì)果皮的內(nèi)含物含量特點。因此，在開發(fā)澳洲堅果果皮資源時，應(yīng)根據(jù)利用目標(biāo)來篩選相應(yīng)的澳洲堅果種質(zhì)類型。另外，還應(yīng)該對澳洲堅果果皮的內(nèi)含物進(jìn)行更深入的探索，研究諸如纖維素、抗氧化活性物質(zhì)等，為澳洲堅果果皮的開發(fā)利用提供更好的理論依據(jù)。

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