澳洲堅果不同種質(zhì)果仁礦質(zhì)元素含量分析

楊為海 張明楷 鄒明宏 曾 輝 萬繼鋒 張漢周 陸超忠

(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所；農(nóng)業(yè)部熱帶果樹生物學重點實驗室；海南省熱帶作物營養(yǎng)重點實驗室1，湛江 524091)(海南大學園藝園林學院2，儋州 571737)

澳洲堅果不同種質(zhì)果仁礦質(zhì)元素含量分析

楊為海1張明楷2鄒明宏1曾 輝1萬繼鋒1張漢周1陸超忠1

(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所；農(nóng)業(yè)部熱帶果樹生物學重點實驗室；海南省熱帶作物營養(yǎng)重點實驗室1，湛江 524091)(海南大學園藝園林學院2，儋州 571737)

以28份澳洲堅果種質(zhì)為試材，研究不同種質(zhì)間果仁的8種礦質(zhì)元素(K、P、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu)含量的差異與特點。結(jié)果表明，澳洲堅果果仁的礦質(zhì)元素含量在供試種質(zhì)之間變化較大，各礦質(zhì)元素在果仁內(nèi)的平均含量由高到低依次為K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu，K(3.87 g/kg)與Mn (95.91 mg/kg)、Fe(90.58 mg/kg)元素分別為果仁內(nèi)較為主要的常量與微量元素；根據(jù)果仁礦質(zhì)元素含量對供試種質(zhì)進行了聚類分析，將28份澳洲堅果種質(zhì)劃分成3個具不同礦質(zhì)元素含量特點的類群，為評價澳洲堅果種質(zhì)的果仁礦質(zhì)營養(yǎng)特性奠定了基礎(chǔ)。

澳洲堅果 果仁 種質(zhì) 礦質(zhì)元素 聚類分析

澳洲堅果(Macadamiaspp.)原產(chǎn)于澳大利亞，屬山龍眼科(Proteaceae)澳洲堅果屬(MacadamiaF. Mull)，是熱帶地區(qū)新興的多年生木本油料樹種和高檔堅果類作物，其果仁粗脂肪含量高達72%以上，且富含多種不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素與維生素等，具有重要的營養(yǎng)價值與保健功效，在國際市場上供不應(yīng)求。近年來，中國澳洲堅果產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展，目前種植規(guī)模已達6.52 萬公頃，但年產(chǎn)量僅約9 700 t帶殼果[1]，遠未滿足國內(nèi)的消費需求。據(jù)報道，中國已成為世界第二大澳洲堅果消費國，2014年進口了約占澳大利亞70%的澳洲堅果果仁[2]。然而，澳洲堅果不同種質(zhì)及不同產(chǎn)地的果仁品質(zhì)性狀差異較大。因此，對我國現(xiàn)有澳洲堅果種質(zhì)果仁的品質(zhì)特性進行系統(tǒng)科學的綜合評價具有重要的意義。

礦質(zhì)營養(yǎng)是衡量澳洲堅果果仁品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標之一。目前，國內(nèi)外對澳洲堅果的果仁營養(yǎng)品質(zhì)研究主要集中在不飽和脂肪酸[3-5]、維生素[3,6]等營養(yǎng)成份及其保健價值[7-8]等方面，而對其礦質(zhì)元素的研究也僅局限于果仁產(chǎn)品的簡單測定與分析[4,9-10]，至今鮮見有針對不同澳洲堅果種質(zhì)的果仁礦質(zhì)元素含量研究的報道。本研究對我國湛江地區(qū)28 份澳洲堅果種質(zhì)的果仁礦質(zhì)元素含量進行測定與分析，并將澳洲堅果種質(zhì)按其礦質(zhì)營養(yǎng)特性進行聚類劃分，進而了解各礦質(zhì)元素在不同種質(zhì)間的含量差異與聯(lián)系，也為我國澳洲堅果種質(zhì)的果仁品質(zhì)特性評價提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 主要材料

澳洲堅果：采自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學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)2a的正常成熟果實；化學試劑均為分析純：國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器

原子吸收光譜儀AAnalyst 700：美國PE公司；火焰分光光度計：英國SHERWOOD公司；紫外可見分光光度計UV-1200：上海美譜達儀器有限公司；箱式電爐SX-4-10：滬越科學實驗儀器廠；高速粉碎機：溫嶺市百樂粉碎設(shè)備廠。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備

分別隨機選取2 kg澳洲堅果果實進行脫皮，將去皮后的帶殼果依次在38、45和60 ℃下鼓風干燥48 h，當果仁含水量降至(1.5±0.5)%時對帶殼果進行脫殼，再將果仁粉碎以備用。

1.2.2 礦質(zhì)元素測定

K含量采用火焰光度法測定，P含量采用鉬銻抗顯色法測定，Mg、Ca、Mn、Fe、Zn、Cu的含量應(yīng)用原子吸收分光光度法進行測定[11]。每份種質(zhì)樣品重復(fù)3 次測定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)均采用2年測定結(jié)果的平均值，采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果仁常量元素含量分析

澳洲堅果果仁富含多種礦質(zhì)元素，K、P、Mg、Ca是其含量較高的4種常量元素[4]。對28 份澳洲堅果種質(zhì)果仁的礦質(zhì)元素含量進行了測定與分析，結(jié)果表明各常量元素含量在供試種質(zhì)之間存在較大的差異，其平均含量由高到低依次為K>Mg>P>Ca(表1)。其中，K平均含量約高出Mg、P、Ca平均含量的2～4 倍，成為澳洲堅果果仁內(nèi)較為主要的常量元素。因此，經(jīng)常食用澳洲堅果果仁，及時補充K元素，對人體滲透壓失衡、生理活動失常的病人有積極幫助[12]。

如表1所示，果仁的K含量在28 份供試種質(zhì)中普遍較高，平均含量達3.87 g/kg，其中高于其平均含量的種質(zhì)有13 份；K含量最高的種質(zhì)是O.C.(4.82 g/kg)，而K含量最低的種質(zhì)則為特殊種(2.98 g/kg)。果仁中Mg、P的含量基本相當，其平均含量分別為1.85 g/kg和1.65 g/kg，高于其平均含量的種質(zhì)分別有14 份與13 份；Mg、P含量最高的種質(zhì)分別是南亞3號(2.55 g/kg)和南亞2號(2.07 g/kg)，而含量最低的種質(zhì)則各自為B、D(1.50 g/kg)與B3/74(1.25 g/kg)。果仁Ca含量高于其平均含量(0.99 g/kg)的種質(zhì)有17 份，含量最高的種質(zhì)是HAES922(1.21 g/kg)，而含量最低的種質(zhì)則為D(0.74 g/kg)?？傮w而言，4個常量元素含量最多的種質(zhì)分別約為含量最低者的1.6～1.7 倍。

表1 28份澳洲堅果種質(zhì)果仁的礦質(zhì)元素含量

2.2 果仁微量元素含量分析

Mn、Fe、Zn、Cu是澳洲堅果果仁中較為主要的4 種微量元素[4,9-10]。由表1可知，28份澳洲堅果種質(zhì)果仁的微量元素平均含量由高到低依次為Mn>Fe>Zn>Cu。其中，Mn、Fe的平均含量約高出Zn、Cu平均含量的3～5 倍，成為果仁內(nèi)含量較多的2種微量礦質(zhì)元素。研究證實，微量元素與健康的關(guān)系非常密切，Mn、Fe、Zn、Cu被公認為人體內(nèi)不可或缺的微量元素，有利于提升人體免疫功能、防治相關(guān)疾病的發(fā)生[13-14]。因此，澳洲堅果果仁不僅可以作為人體必需微量元素Mn、Fe的重要來源，還可以成為補充人體易缺乏微量元素Zn的良好食品。

供試種質(zhì)中， Mn、Fe平均含量分別為95.91 mg/kg和90.58 mg/kg，高于其平均含量的種質(zhì)各有14 份與10 份；Mn、Fe含量最多的種質(zhì)分別為H2(162.12 mg/kg)與南亞2號(160.98 mg/kg)，而含量最少的種質(zhì)各自為南亞2號(48.14 mg/kg)與NG18(75.68 mg/kg)，二者之間相差各約3.4 倍與2.0倍。果仁中Zn、Cu的平均含量分別為29.46 mg/kg 與18.55 mg/kg，各有12 份與13 份供試種質(zhì)高于其平均含量；Zn、Cu含量最高者各自是HAES922(41.72 mg/kg)與A(28.30 mg/kg)，分別約是相應(yīng)元素含量最低者HAES333(21.06 mg/kg)與HAES695(14.50 mg/kg)的2.0 倍(表1)。

2.3 種質(zhì)聚類分析

果仁各礦質(zhì)元素含量在不同種質(zhì)間存在較為明顯的異質(zhì)性，故將果仁的8種礦質(zhì)元素含量經(jīng)過Z分數(shù)標準化處理后，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)進行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果見圖1。供試種質(zhì)在閾值為22時可被劃分為3 個類群，即Ⅰ、Ⅱ、和Ⅲ類。結(jié)合這3 類種質(zhì)果仁的礦質(zhì)元素平均含量(表2)可知， I類包括H2等10 份種質(zhì)，主要表現(xiàn)為Mn、Zn、Cu的含量高，分別達109.90、33.00和19.66 mg/kg，而K、Mg的含量低；II類包括O.C.等7 份種質(zhì)，其特點主要是K、Ca的含量高，分別為4.40和1.07 g/kg，而P、Fe、Zn及Cu的含量低；III類包括HAES344等11 份種質(zhì)，主要表現(xiàn)為P、Mg與Fe的含量高，分別是1.76 g/kg、1.95 g/kg與96.29 mg/kg，而Ca、Mn 的含量低。

表2 各類種質(zhì)果仁礦質(zhì)元素的平均含量

圖1 澳洲堅果28份種質(zhì)的聚類分析樹形圖

3 結(jié)論

澳洲堅果果仁的礦質(zhì)元素含量在不同種質(zhì)之間差異較大，4 種常量元素與4 種微量元素在28 份澳洲堅果種質(zhì)果仁內(nèi)的平均含量由高到低依次分別為K>Mg>P>Ca與Mn>Fe>Cu>Zn，其中K平均含量高達3.87 g/kg，Mn、Fe平均含量分別為95.91和90.58 mg/kg，分別成為果仁內(nèi)較為主要的常量與微量礦質(zhì)元素。通過聚類分析，可將28 份澳洲堅果種質(zhì)分成3 類具不同礦質(zhì)元素含量特點的類群，Ⅰ類以Mn、Zn、Cu元素含量高，Ⅱ類主要是K、Ca的含量高，Ⅲ類的P、Mg、Fe元素含量高。

[1]中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院. 中國熱帶作物產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[M]. 北京：科學出版社，2014：147-152

Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences. Research on sustainable development of Chinese tropical crops industry [M]. Beijing: Science Press, 2014: 147-152

[2]黃艷. 澳大利亞澳洲堅果產(chǎn)業(yè)改變商業(yè)模式以滿足中國顧客的特別需求[J]. 世界熱帶農(nóng)業(yè)信息，2014，(5)：10-11

Huang Yan.Australian macadamia industry change the business model to meet the special demand of China customer[J]. World Tropical Agriculture Information, 2014, (5): 10-11

[3]Maguire L S, O’Sullivan S M, Galvin K, et al. Fatty acid profile, tocopherol, squalene and phytosterol content of walnuts, almonds, peanuts, hazelnuts and the macadamia nut [J]. International iournal of food science and nutrition, 2004, 55(3): 171-178

[4]杜麗清，鄒明宏，曾輝，等. 澳洲堅果果仁營養(yǎng)成分分析[J]. 營養(yǎng)學報，2010，32(1) ：95-96

Du Liqing,Zou Minghong, Zeng Hui, et al. Analysis of the nutritional components of Macadamia integrifolia kernel [J]. Acta Nutrimenta Sinica, 2010, 32 (l): 95-96

[5]楊為海，張明楷，鄒明宏，等. 澳洲堅果不同種質(zhì)果仁粗脂肪及脂肪酸成分的研究[J]. 熱帶作物學報，2012，33(7)，1297-1302.

Yang Weihai, Zhang Mingkai, Zou Minghong,et al. Crude fat and fatty acid composition of various macadamia germplasms kernel [J]. Journal of Tropical Crops, 2012, 33(7): 1297-1302

[6]Wall M M. Functional lipid characteristics, oxidative stability, and antioxidant activity of macadamia nut (Macadamiaintegrifolia) cultivars [J]. Food Chemistry, 2010, 121: 1103-1108

[7]Curb J D, Wergowske G, Dobbs J C, et al. Serum lipid effects of high-monounsaturated fat diet based on macadamia nuts [J]. Archives of Internal Medicine, 2000, 160(8): 1154-1158

[8]Garg M L, Blake R J, Wills R B H. Macadamia nut consumption lowers plasma total and LDL cholesterol levels in hypercholesterolemic men [J]. The Journal of Nutrition, 2003, 133(4):1060-1063

[9]Moodley R, Kindness A, Jonnalagadda S B. Elemental composition and chemical characteristics of edible nuts (almond,brazil, pecan, macadamia and walnut) consumed in Southern Africa [J]. Journal of Environmental Science and Health Part B, 2007, 42: 585-591

[10]敖茂宏，宋智琴，羅曉青，等. 澳洲堅果中微量元素的測定[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學，2009，37(7)：162-163

Ao Maohong, Song Zhiqin, Luo Xiaoqin, et al.Determination of seven trace elements in macadamia nuts by FAAS [J]. Guizhou Agricuhural Sciences, 2009, 37(7): 162-163

[11]魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2000

Lu Rukun. Analysis method of soil agricultural chemistry [M].Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2000

[12]李艷，王萍，陳思婷，等. 4個品種椰子嫩果椰肉主要礦質(zhì)元素含量分析[J]. 熱帶作物學報，2012，33(1)：46-49

Li Yan, Wang Ping, Chen Siting,et al. Mineral elements of tender coconut meat in four coconut cultivars[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2012, 33(1):46-49

[13]Roberts H R. Food safety[M]. New York: Wiley, 1981

[14]Rengel Z, Batten G D, Crowley D E. Agronomic approaches for improving the micronutrient density in edible portions of field crops[J]. Field Crops Research, 1999, 60: 27-40.

Analysis of Mineral Elements Contents in Various Germplasms Kernel of Macadamia

Yang Weihai1Zhang Mingkai2Zou Minghong1Zeng Hui1Wan Jifeng1Zhang Hanzhou1Lu Chaozhong1

(South Subtropical Crops Research Institute of CATAS， Key Laboratory of Tropical Fruit Biology, Ministry of Agriculture，Hainan Tropical Crops Nutrition Key Laboratory1, Zhanjiang 524091) (College of Horticulture and Landscape Architecture Hainan University2, Danzhou 571737)

This study was to investigate the difference between contents of eight mineral elements (K, P, Mg, Ca, Fe, Mn, Zn, Cu) in the kernels of 28 macadamia germplasm resources as the experimental materials and their characteristics. The results showed that the contents of mineral elements of macadamia kernel had a large variation among all the tested germplasm resources. In the kernel, the average levels of the elements were in the decreasing order, i.e. K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu, and K (3.87 g/kg), Mn (95.91 mg/kg) and Fe (90.58 mg/kg) were considered as the main constant and trace elements. Based on the hierarchical cluster analysis of the mineral elements contents, 28 macadamia germplasm resources were divided into 3 groups with different characteristics of the mineral elements contents, which established a foundation for evaluating these germplasms in the characteristics of kernel mineral nutrition.

macadamia，kernel，germplasm，mineral element，hierarchical cluster analysis

S664.9

A

1003-0174(2016)12-0158-05

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項(16300 62014012)

2015-05-08

楊為海，男，1978年出生，博士，果樹栽培與生理

陸超忠，男，1962年出生，研究員，熱作栽培