北京地區(qū)引種文冠果品質(zhì)分析

邸 璇，魏雨桐，王建文*，王宗義，張鐵強(qiáng)

(北京農(nóng)學(xué)院a.植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，b.食品科學(xué)與工程學(xué)院/農(nóng)產(chǎn)品有害微生物及農(nóng)殘安全檢測(cè)與控制北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京102206)

文冠果(XanthocerassorbifoliumBunge.)又名文官果，文登閣，為無(wú)患子科文冠果屬植物，樹(shù)高8 m，胸徑90 cm以上，花期4—5月，果熟期7—8月，種子近球形，顏色黑褐色[1-2]。是中國(guó)特有的木本油料樹(shù)種，具有廣泛的生態(tài)適應(yīng)性以及較高的藥用價(jià)值[3]。文冠果油色黃且透明，食用口感鮮美，不飽和脂肪酸含量較高，對(duì)高血壓等疾病起到一定效果[4]。文冠果橫跨中國(guó)溫帶和暖溫帶，遍及華北、華東及西北地區(qū)，適宜區(qū)集中于內(nèi)蒙古、河北、河南、山西、陜西以及甘肅，這部分地區(qū)位于黃土高原，屬于溫帶季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨[5-6]。

文冠果種子含油率較高，其中種子含油量高達(dá)30%～40%，而種仁的含油量約為50%～70%，不但可以作為潤(rùn)滑劑和生物柴油，而且還可以開(kāi)發(fā)為食物油[7]。人們對(duì)生產(chǎn)綠色、環(huán)保、可再生油的利用日益重視，文冠果的種子作為可利用資源，油量較高，發(fā)展前景可觀[8]。

文冠果是中國(guó)北方地區(qū)退耕還林、防風(fēng)固沙的優(yōu)良生態(tài)經(jīng)濟(jì)樹(shù)種，其根系發(fā)達(dá)，保水力強(qiáng)，耐干旱、耐貧瘠[9]。文冠果觀賞性較高，枝條柔軟均勻，果實(shí)圓潤(rùn)，花色艷麗，花期時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)其進(jìn)行修剪造型，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4]。

中國(guó)對(duì)文冠果的研究始于20世紀(jì)50年代中期，第一段發(fā)展時(shí)期在20世紀(jì)60—70年代，但中斷20年左右，“十一五”期間，文冠果被確定為中國(guó)北方首選的生物質(zhì)能源樹(shù)種，迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇[10]。

目前，對(duì)文冠果的研究集中在植物學(xué)特性、藥用價(jià)值[11]、油用價(jià)值、栽培技術(shù)等方面，而針對(duì)北京地區(qū)引種文冠果的種子品質(zhì)研究較少。本研究以北京昌平、北京懷柔和內(nèi)蒙古赤峰三個(gè)地區(qū)文冠果為試驗(yàn)材料，從種子形態(tài)特征和內(nèi)在營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行檢測(cè)分析，目的在于了解北京地區(qū)引種文冠果的種子品質(zhì)特性，為進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與采集

試驗(yàn)材料為2016年引種內(nèi)蒙古赤峰林西的文冠果實(shí)生苗，定植于北京昌平亭子莊、北京懷柔四道河。2018年8月下旬從30棵樹(shù)上隨機(jī)采收成熟種子1 kg放冰箱待測(cè)。對(duì)照為內(nèi)蒙古赤峰林西同批次文冠果實(shí)生苗成熟種子。三個(gè)地區(qū)環(huán)境條件不同(表1)，管理均較為粗放。三個(gè)地區(qū)每個(gè)地區(qū)內(nèi)管理方式基本一致。

表1 文冠果種子采集地環(huán)境條件Tab.1 Environmental conditions of seed collection sites of Xanthoceras sorbifolia

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子形態(tài)性狀 測(cè)定種子橫縱徑、果形指數(shù)、種殼厚度、種子單粒重、種仁重、出仁率。橫徑、縱徑、種殼厚度用游標(biāo)卡尺測(cè)量，果形指數(shù)=縱徑/橫徑。種子單粒重、種仁重用電子天平(精度0.01)檢測(cè)，出仁率=種仁重/種子單粒重。

1.2.2 種仁維生素C、總糖、總酸含量 維生素C含量用2,6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定[12]，總糖含量用蒽酮比色法測(cè)定[13]，總酸含量用NaOH中和滴定法測(cè)定[14]，均重復(fù)3次。

1.2.3 種仁水分、灰分含量 依據(jù)GB/T 5497-1985測(cè)定種仁水分，依據(jù)GB/T 22510-2008測(cè)定種仁灰分。

1.2.4 種仁礦質(zhì)元素含量 種仁灰化樣品冷卻后，用1%鹽酸溶解，過(guò)濾到50 mL的容量瓶中，定容至刻度。用ICP光譜儀進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5 種仁含油量和脂肪酸組成含量 依據(jù)GB 2906-1982測(cè)定種仁的粗脂肪含量，以此表示含油量。依據(jù)GB 5009.168-2016測(cè)定種仁的脂肪酸組成含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子形態(tài)性狀

由表2可知，北京昌平、北京懷柔引種文冠果與引種地內(nèi)蒙古赤峰比較，種子的橫徑、縱徑、果形指數(shù)、種殼厚差異不明顯，大小形狀基本一致。種子單粒重以北京懷柔最重，三者比較北京懷柔>內(nèi)蒙古赤峰>北京昌平，北京懷柔與北京昌平差異顯著，種仁均為淺黃色，易取出；出仁率在47.45%～54.51%之間，北京懷柔出仁率最高，與北京昌平相比有顯著差異，北京昌平與內(nèi)蒙古赤峰相比出仁率差異不顯著，北京懷柔出仁率高則說(shuō)明其可利用率高。種殼外觀均為黑褐色，厚1.00 mm左右。

表2 文冠果種子形態(tài)性狀Tab.2 Physical indicators of Xanthoceras sorbifolia

注：同行后標(biāo)不同字母表示有顯著差異(P<0.05)。

Note: There are significant differences between different letters in the samerow (P<0.05).

圖1 文冠果種子外觀Fig.1 Seed appearance of Xanthoceras sorbifolia

2.2 種仁維生素C、總糖、總酸含量

由表3可知，三個(gè)地區(qū)文冠果種仁的維生素C含量范圍在1.62～2.89 mg/100 g之間，北京昌平與北京懷柔相比有顯著差異，北京昌平、北京懷柔與引種地內(nèi)蒙古赤峰相比均無(wú)顯著差異。總糖含量6.58%～9.20%，北京昌平顯著高于北京懷柔和內(nèi)蒙古赤峰，北京懷柔與內(nèi)蒙古赤峰間差異不顯著。三個(gè)地區(qū)文冠果種仁的總酸含量都較低，均為0.05%。

表3 文冠果種仁維生素C、總糖、總酸含量Tab.3 VC, total sugar content and total acid content of Xanthoceras sorbifolia

注：同列后標(biāo)不同字母表示有顯著差異(P<0.05)。

Note: There are significant differences between different letters in the same column (P<0.05).

2.3 種仁水分、灰分含量

種仁水分含量對(duì)文冠果加工運(yùn)輸及貯藏有重要作用。由表4可知，三個(gè)地區(qū)文冠果種仁的水分含量均不高，含量2.39%～3.03%，內(nèi)蒙古赤峰顯著高于北京懷柔和北京昌平；灰分含量2.13%～2.75%，北京懷柔顯著高于北京昌平和內(nèi)蒙古赤峰，北京昌平和內(nèi)蒙古赤峰兩個(gè)地區(qū)相比無(wú)顯著差異。種仁的水分、灰分情況受光照、溫度、降雨量、海拔、土壤等環(huán)境因素影響很大，不同產(chǎn)地種仁存在品質(zhì)差異是客觀現(xiàn)象。在牟洪香的研究中發(fā)現(xiàn)土壤的性質(zhì)會(huì)影響種子的灰分含量，成熟的時(shí)間則對(duì)種子的水分含量影響顯著[15]。

表4 文冠果種仁水分、灰分含量Tab.4 Contents of moisture and ash in Xanthoceras sorbifolia

注：同列后標(biāo)不同字母表示有顯著差異(P<0.05)。

Note: There are significant differences between different letters in the same column (P<0.05).

2.4 種仁礦質(zhì)元素含量

由表5可知，北京昌平、北京懷柔、內(nèi)蒙古赤峰三個(gè)地區(qū)文冠果種仁中均含有豐富的有益人體健康的礦質(zhì)元素，試驗(yàn)測(cè)試的主要微量元素含量由高到低順序均是Mg>Ca>K>P>Na>Zn>Fe>Cu>Mn；北京昌平、北京懷柔除Cu、Zn顯著高于內(nèi)蒙古赤峰，其他均顯著低于內(nèi)蒙古赤峰；北京昌平與北京懷柔比較，Ca、Cu、Fe前者高于后者，K、Mg相當(dāng)，其他前者低于后者。

表5 文冠果種仁礦質(zhì)元素含量Tab.5 Content of mineral elements in Xanthoceras sorbifolia

注：同行后標(biāo)不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note: There are significant differences between different letters in the samerow (P<0.05).

文冠果種仁中K、P、Mg、Ca和Na含量：K為328.90～370.70 mg/kg，P為294.90～315.40 mg/kg，Mg為900.80～959.80 mg/kg，Ca為731.90～768.70 mg/kg，Na為51.14～62.33 mg/kg；微量元素Zn、Fe、Cu和Mn含量：Zn為22.49～30.06 mg/kg、Fe為17.83～22.36 mg/kg、Cu為4.75～5.65 mg/kg、Mn為3.98～4.63 mg/kg。

2.5 種仁含油量和脂肪酸組成含量

種仁的粗脂肪含量是油料植物的重要指標(biāo)，可以其含量表示種仁的含油量。三個(gè)地區(qū)文冠果種仁的含油量及其脂肪酸組成測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。北京昌平、北京懷柔文冠果種仁含油量均與引種地內(nèi)蒙古赤峰無(wú)顯著差異，而北京昌平含油量顯著高于北京懷柔。脂肪酸主要組成中，含量較多的是亞油酸和油酸以及亞麻酸，含量分別是19.88%～27.59%、17.90%～19.10%和7.23%～9.06%；棕櫚酸、硬脂酸含量在3.00%～4.00%之間。三個(gè)地區(qū)文冠果種仁中，幾種主要脂肪酸的含量高低不同，北京昌平、北京懷柔與引種地內(nèi)蒙古赤峰比較，北京昌平硬脂酸、亞油酸、亞麻酸和北京懷柔亞麻酸顯著高于內(nèi)蒙古赤峰，油酸、棕櫚酸含量等三個(gè)地區(qū)間均無(wú)顯著差異。

表6 文冠果種仁含油量和脂肪酸組成含量Tab.6 Fatty acid content in Xanthoceras sorbifolia

注：同列后標(biāo)不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note: There are significant differences between different letters in the same column (P<0.05).

3 討 論

本試驗(yàn)考查三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各種綜合環(huán)境因子對(duì)種子品質(zhì)的影響，由于試驗(yàn)選點(diǎn)只有三個(gè)，如果在本文中詳細(xì)考察緯度、年日照時(shí)間、年降雨量、海拔、年平均氣溫、土質(zhì)等單個(gè)因子與種子品質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系，是存在困難的。

就年日照時(shí)間、年降雨量、海拔、年平均氣溫、土質(zhì)與種子單粒重、出仁率關(guān)系來(lái)看，年日照時(shí)間順序?yàn)閮?nèi)蒙古赤峰(2 900 h)>北京懷柔(2 800 h)>北京昌平(2 684 h)；年降雨量順序?yàn)楸本讶?600 mm)>北京昌平(550 mm)>內(nèi)蒙古赤峰(380 mm)；海拔順序?yàn)閮?nèi)蒙古赤峰(800 m)、北京懷柔(800 m)>北京昌平(70 m)；年平均氣溫順序?yàn)楸本┎?12 ℃)>北京懷柔(9 ℃)>內(nèi)蒙古赤峰(5 ℃)；土質(zhì)(黏性強(qiáng)弱)順序?yàn)閮?nèi)蒙古赤峰(栗鈣土)>北京懷柔(沙壤土)>北京昌平(沙土)；種子單粒重順序?yàn)楸本讶?1.03 g)>內(nèi)蒙古赤峰(0.96 g)>北京昌平(0.81 g)；出仁率順序?yàn)楸本讶?48.50%)>內(nèi)蒙古赤峰(54.51%)>北京昌平(47.45%)。以上結(jié)果并不能反映年日照時(shí)間、年降雨量、海拔、年平均氣溫、土質(zhì)與種子單粒重、出仁率關(guān)系。

今后需要在不同地區(qū)增加試驗(yàn)點(diǎn)，進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)，才有可能找到不同環(huán)境因素與品質(zhì)指標(biāo)之間符合實(shí)際的規(guī)律。

北京昌平、北京懷柔引種的文冠果與引種地內(nèi)蒙古赤峰比較，種子外觀性狀基本一致，沒(méi)有顯著差異，這與三個(gè)地區(qū)種苗的同源性有關(guān)。種子單粒重以北京懷柔最重，三者比較北京懷柔>內(nèi)蒙古赤峰>北京昌平；北京懷柔出仁率最高，與北京昌平和內(nèi)蒙古赤峰相比差異顯著，可能是因?yàn)楸本讶嵴w的生態(tài)條件最優(yōu)，種子發(fā)育最好，也可能與年降水量有關(guān)，北京懷柔的降水量高于其他兩個(gè)地區(qū)，三個(gè)地區(qū)年平均氣溫與年日照時(shí)間等因素不相同，這些因素對(duì)種子性狀都可能有所影響。

三個(gè)地區(qū)文冠果種仁的維生素C含量1.62～2.89 mg/100 g，北京昌平、北京懷柔與引種地內(nèi)蒙古赤峰相比均無(wú)顯著差異；總糖含量6.58%～9.20%，北京昌平顯著高于北京懷柔和內(nèi)蒙古赤峰，北京懷柔與內(nèi)蒙古赤峰間差異不顯著；總酸含量都較低，均為0.05%，可能是因?yàn)榉N源相同，另外與緯度、年降雨量以及其他因素的綜合作用有關(guān)。

灰分含量表示種仁中礦質(zhì)元素總量，三個(gè)地區(qū)文冠果種仁灰分含量2.13%～2.75%，北京懷柔顯著高于北京昌平和內(nèi)蒙古赤峰，可能是因?yàn)楸本讶嵬寥乐锌晌盏V質(zhì)元素比另外兩個(gè)地區(qū)豐富所致；北京昌平和內(nèi)蒙古赤峰兩個(gè)地區(qū)相比無(wú)顯著差異，可能與種源相同以及多種環(huán)境因素綜合作用有關(guān)。

北京懷柔引種的文冠果種子單粒重顯著高于引種地內(nèi)蒙古赤峰，北京昌平文冠果種仁含油量顯著高于引種地內(nèi)蒙古赤峰，亞油酸和亞麻酸是不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸具有調(diào)節(jié)血脂、清理血栓、調(diào)節(jié)免疫、補(bǔ)腦健腦等作用，對(duì)人體有益，北京昌平亞油酸、亞麻酸顯著高于內(nèi)蒙古赤峰。從種子單果重、出仁率高的方面考慮，可在北京懷柔地區(qū)種植生產(chǎn)相應(yīng)的文冠果產(chǎn)品；從含油量以及不飽和脂肪酸含量等油用價(jià)值方面考慮，可在北京昌平地區(qū)種植生產(chǎn)相應(yīng)的文冠果。