紫蘇籽粒粗脂肪、蛋白質(zhì)及可溶性糖含量的測(cè)定及評(píng)價(jià)

張以忠，鄧琳瓊，馮圖，曾娟，陳韋飛，陸薇靜

（貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院生態(tài)工程學(xué)院，貴州畢節(jié)551700）

紫蘇[Perilla frutescens（L.）Britton]是唇形科一年生草本植物，具有特異香氣，又名白蘇、赤蘇、香蘇等[1-3]。紫蘇在世界上種植較廣，但主要集中在中國、韓國、日本、印度等國家，我國是紫蘇的主要起源地，原產(chǎn)于喜馬拉雅山及我國中南部地區(qū)，主要分布在黑龍江、遼寧、山東、四川、浙江、江蘇、貴州、安徽等省[4-6]。紫蘇籽含油率在30%以上，遠(yuǎn)高于油菜籽、葵花籽等，且富含α-亞麻酸[7-10]，在抗菌、抗病毒、抗衰老、抗氧化、降血脂、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化、改善心血管疾病、天然美白及護(hù)膚等方面均具有較好的效果，且安全、無毒、無副作用[11-13]。同時(shí)又可作為蔬菜食用，是衛(wèi)生部第一批規(guī)定的既可作食品又可作藥品的60種原料之一[14-16]。紫蘇是一種集油、菜、藥、香料、保健于一體的多用途經(jīng)濟(jì)植物，具有巨大的開發(fā)應(yīng)用價(jià)值，隨著紫蘇產(chǎn)品需求不斷增加，其研究與應(yīng)用越來越受到人們的重視。

畢節(jié)市位于貴州西北部，地處川、滇、黔三省結(jié)合部，紫蘇資源豐富，其獨(dú)特的氣候資源使紫蘇產(chǎn)生了豐富的變異類型。因此本研究對(duì)來自畢節(jié)市不同產(chǎn)地紫蘇籽粒的粗脂肪、蛋白質(zhì)及可溶性糖含量進(jìn)行測(cè)定，統(tǒng)計(jì)分析粗脂肪、蛋白質(zhì)和可溶性糖性狀的總體特征、地區(qū)差異，并探討紫蘇籽粒粗脂肪、蛋白質(zhì)和可溶性糖含量的關(guān)系，以期為紫蘇的進(jìn)一步研究與開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試紫蘇材料由貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院生態(tài)工程學(xué)院提供，其序號(hào)、種名、材料編號(hào)、原產(chǎn)地及代號(hào)見表1。

表1 供試紫蘇材料Table 1 Materials of Perilla frutescens（L.）Britton used in this study

續(xù)表1 供試紫蘇材料Continue table 1 Materials of Perilla frutescens（L.）Britton used in this study

1.2 儀器與試劑

ZDDN-11型自動(dòng)凱氏定氮儀、KDN-20C型消化爐：浙江托普儀器有限公司；CP224C電子天平（精度：0.000 1 g）：奧豪斯儀器（上海）有限公司；BOMEX索氏抽提器：廣州市典銳化玻實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；HH.B11.420電熱恒溫培養(yǎng)箱：天津市實(shí)驗(yàn)儀器廠；HH-501型超恒溫水浴鍋：江蘇金壇市金城國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠。

硼酸：天津市北辰方正試劑廠；氫氧化鈉：重慶川江化學(xué)試劑廠；濃鹽酸：重慶川東化工集團(tuán)有限公司；甲基紅：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；溴甲酚綠：上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；石油醚、乙醇：天津市富宇精細(xì)化工有限公司；濃硫酸、硫酸銅及硫酸鉀：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；蒽酮：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；葡萄糖：成都金山化學(xué)試劑有限公司；以上試劑均為分析純。

1.3 方法

1.3.1 紫蘇籽粒粗脂肪含量測(cè)定

粗脂肪含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[17-18]，稍加改動(dòng)。稱取3.000 g干燥紫蘇粉末樣品，移入濾紙包內(nèi)，用棉線將其捆好，放入抽提筒中并安裝好索氏抽提器，連接已干燥恒重的接收瓶和冷凝管，加入石油醚至提取瓶容積1/2處，于70℃水浴中抽提7 h～9 h。提取完畢，將接收瓶中的乙醚回收，洗凈提取瓶外壁，于100℃烘干至恒重。按下式計(jì)算粗脂肪含量：

式中：X為樣品中粗脂肪含量，%；m1為抽提瓶質(zhì)量，g；m2為抽提瓶和粗脂肪質(zhì)量，g；m 為樣品質(zhì)量，g。

1.3.2 紫蘇籽粒蛋白質(zhì)含量測(cè)定

蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[19-20]，稍加改動(dòng)。稱取干燥紫蘇粉末樣品0.300 g于干燥的消化管中，加0.2 g硫酸銅和6 g硫酸鉀，搖勻，加20 mL濃硫酸。開始溫度設(shè)置250℃，消化管內(nèi)泡沫停止時(shí)，將溫度調(diào)至420℃至藍(lán)綠色澄清液體后，調(diào)節(jié)溫度至450℃繼續(xù)加熱30 min，取下放冷，定容到100 mL即為樣品消化液。按上述方法，取與試驗(yàn)組相同量的硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸進(jìn)行消化，冷卻后定容至100 mL，為空白消化液。取10 mL樣品消化液于消化管中，置凱氏定氮儀蒸餾7 min后，取下錐形瓶滴定?？瞻紫喊创朔椒ú僮?。按下式計(jì)算蛋白質(zhì)含量：

式中：Y為樣品中蛋白質(zhì)含量，%；V1為樣品滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V2為空白滴定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；c為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度，mol/L；m為樣品的質(zhì)量，g；F為氮換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)，6.25。

1.3.3 紫蘇籽?？扇苄蕴呛繙y(cè)定

可溶性糖含量測(cè)定參照文獻(xiàn)[19]，并稍加改動(dòng)。

1.3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

取7支20 mL帶塞試管，按表2配制系列濃度的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液。然后分別在試管中加入5 mL蒽酮試劑，搖勻并蓋上塞子，沸水浴中煮沸10 min，取出立即用水冷卻到25℃，在625 nm波長下，用0號(hào)管調(diào)零，分別測(cè)量各管的OD（吸光度）值，以O(shè)D值為縱坐標(biāo)，葡萄糖含量為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表2 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液Table 2 Glucose standard solution

1.3.3.2 可溶性糖含量測(cè)定

稱取干燥紫蘇粉末樣品50 mg于10 mL刻度離心管中，加4 mL 80%乙醇，置80℃水浴中不斷攪拌40 min，離心，收集上清液，其殘?jiān)? mL 80%乙醇重復(fù)提2次，合并上清液，并加10 mg活性炭，80℃脫色30 min，80%乙醇定容至10 mL，過濾后取濾液1 mL于帶塞試管中，加入5 mL蒽酮試劑混合，混勻，蓋上塞子，在沸水浴中煮沸10 min，取出立即用水冷卻至25℃，在625 nm處測(cè)得OD值。按下式計(jì)算可溶性糖含量：

式中：Z為樣品中可溶性糖含量，%；C為樣品濃度，μg/mL；W 為樣品的質(zhì)量，g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理利用Excel2016和SPSS21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同紫蘇籽粒粗脂肪、蛋白質(zhì)和可溶性糖含量分析

不同紫蘇籽粒粗脂肪、蛋白質(zhì)和可溶性糖含量比較見表3。

表3 不同紫蘇籽粒粗脂肪、蛋白質(zhì)和可溶性糖含量比較Table 3 Comparison of crude fat，protein and soluble sugar content in different seeds of Perilla frutescens（L.） Britton

續(xù)表3 不同紫蘇籽粒粗脂肪、蛋白質(zhì)和可溶性糖含量比較Continue table 3 Comparison of crude fat，protein and soluble sugar content in different seeds of Perilla frutescens（L.） Britton

由表3可知，不同紫蘇籽粒粗脂肪含量在35.06%～53.28%之間，平均為45.09%。來自金沙縣龍壩鄉(xiāng)紫蘇（ZS069）含量最高，為53.28%，而來自七星關(guān)區(qū)鴨池鎮(zhèn)的紫蘇（ZS002）含量最低，僅有35.06%。根據(jù)籽粒中粗脂肪含量分布情況，可將52份紫蘇材料分為3種類型：低粗脂肪類型，粗脂肪含量低于40.00%，有7份材料，占13.46%；中粗脂肪類型，粗脂肪含量在40.00%～50.00%之間，有40份材料，占76.92%；高粗脂肪類型，粗脂肪含量在50.00%以上，有5份材料，占9.62%。不同紫蘇籽粒蛋白質(zhì)含量在17.44%～33.66%之間，平均為25.46%。來自大方縣八堡鄉(xiāng)紫蘇（ZS065）含量最高，為33.66%，而來自黔西縣紅林鄉(xiāng)紫蘇（ZS023）含量最低，僅有17.44%。根據(jù)籽粒中蛋白質(zhì)含量分布情況，可將52份紫蘇材料分為3種類型：低蛋白質(zhì)類型，蛋白質(zhì)含量低于25.00%，有23份材料，占44.23%；中蛋白質(zhì)類型，蛋白質(zhì)含量在25.00%～30.00%之間，有26份材料，占50.00%；高蛋白質(zhì)類型，蛋白質(zhì)含量在30.00%以上，有3份材料，占5.77%。不同紫蘇籽?？扇苄蕴呛吭?.79%～3.57%之間，平均為2.65%。來源于七星關(guān)區(qū)雙山新區(qū)紫蘇（ZS028）可溶性糖的含量最高，為3.57%；而來自大方縣黃泥塘鎮(zhèn)紫蘇（ZS120）最低，僅為1.79%。根據(jù)籽粒中可溶性糖含量分布情況，可將52份紫蘇材料分為3種類型：低可溶性糖類型，可溶性糖含量低于2.00%，有3份材料，占5.77%；中可溶性糖類型，可溶性糖含量在2.00%～3.00%之間，有39份材料，占75.00%；高可溶性糖類型，可溶性糖含量在3.00%以上，有10份材料，占19.23%。

變異性分析發(fā)現(xiàn)，紫蘇籽粒粗脂肪含量、蛋白質(zhì)含量和可溶性糖含量變異系數(shù)分別為8.87%、12.21%和15.18%，表明紫蘇籽粒的這3個(gè)品質(zhì)性狀在供試材料之間均存在一定的變異，且可溶性糖含量變異最大，蛋白質(zhì)含量變異次之，而粗脂肪含量變異最小。

2.2 不同產(chǎn)地紫蘇籽粒粗脂肪含量表現(xiàn)及變異分析

不同產(chǎn)地紫蘇籽粒粗脂肪含量比較見表4。

表4 不同產(chǎn)地紫蘇籽粒粗脂肪含量比較Table 4 Comparison of crude fat content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton from different production areas

從表4可知，不同產(chǎn)地紫蘇籽粒中粗脂肪含量存在一定的差異，來源于金沙縣的紫蘇籽粒中粗脂肪平均含量最高為51.04%，其后依次分別為納雍縣、黔西縣、大方縣、織金縣、赫章縣、七星關(guān)區(qū)和威寧縣的紫蘇材料。金沙縣紫蘇與七星關(guān)區(qū)和威寧縣紫蘇分別相差7.14%和7.66%，均達(dá)到極顯著差異，與黔西縣、大方縣、織金縣和赫章縣紫蘇分別相差5.65%、5.82%、5.90%和6.59%，均達(dá)到顯著水平，與納雍縣紫蘇僅相差2.44%，未達(dá)到顯著水平。納雍縣與黔西縣、大方縣、織金縣、赫章縣、七星關(guān)區(qū)紫蘇粗脂肪含量差異較小以及威寧縣與黔西縣、大方縣、織金縣、赫章縣和七星關(guān)區(qū)差異較小，均未達(dá)到顯著水平。

從表4還可看出，來自七星關(guān)區(qū)紫蘇粗脂肪含量標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)均最大，分別為5.67%和12.92%，變異范圍最寬，而來自金沙縣的紫蘇粗脂肪含量標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)均最小，分別為2.37%和4.64%，變異范圍最窄。不同原產(chǎn)地紫蘇粗脂肪含量變異系數(shù)大小排序?yàn)槠咝顷P(guān)區(qū)＞黔西縣＞大方縣＞納雍縣＞威寧縣＞赫章縣＞織金縣＞金沙縣。

2.3 不同產(chǎn)地紫蘇籽粒蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)及變異分析

不同產(chǎn)地紫蘇籽粒蛋白質(zhì)含量比較見表5。

表5 不同產(chǎn)地紫蘇籽粒蛋白質(zhì)含量比較Table 5 Comparison of protein content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton from different production areas

由表5可知：不同產(chǎn)地紫蘇蛋白質(zhì)平均含量在23.44%～27.94%之間，其中來自赫章縣的紫蘇蛋白質(zhì)平均含量最高，為27.94%，分別比七星關(guān)區(qū)、納雍縣、大方縣、黔西縣、織金縣、威寧縣、金沙縣高1.45%、1.87%、1.88%、2.24%、2.84%、3.26%、4.5%。來自七星關(guān)區(qū)紫蘇蛋白質(zhì)平均含量次之，為26.49%。而來自金沙縣紫蘇蛋白質(zhì)平均含量最低，僅為23.44%。不同產(chǎn)地紫蘇蛋白質(zhì)含量排序?yàn)楹照驴h＞七星關(guān)區(qū)＞納雍縣＞大方縣＞黔西縣＞織金縣＞威寧縣＞金沙縣，但相互間的差異未達(dá)到顯著水平。

另外，來自大方縣紫蘇蛋白質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)均最大，分別為3.91%和12.66%，變異范圍最寬，而來自納雍縣的紫蘇蛋白質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)均最小，分別為0.93%和1.75%，變異范圍最窄。不同產(chǎn)地紫蘇蛋白質(zhì)含量變異系數(shù)大小排序?yàn)榇蠓娇h＞黔西縣＞七星關(guān)區(qū)＞威寧縣＞織金縣＞赫章縣＞金沙縣＞納雍縣。

2.4 不同產(chǎn)地紫蘇籽粒可溶性糖含量表現(xiàn)及變異分析

不同產(chǎn)地紫蘇籽?？扇苄蕴呛勘容^見表6。

表6 不同產(chǎn)地紫蘇籽?？扇苄蕴呛勘容^Table 6 Comparison of soluble sugar content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton from different production areas

由表6可知：不同產(chǎn)地紫蘇可溶性糖平均含量在2.35%～2.94%之間，其中來自七星關(guān)區(qū)的紫蘇可溶性糖平均含量最高，為2.94%，分別比赫章縣、金沙縣、大方縣、威寧縣、黔西縣、織金縣和納雍縣高0.05%、0.10%、0.23%、0.26%、0.44%、0.48%和 0.59%，且與黔西縣、織金縣和納雍縣紫蘇間的差異達(dá)到顯著水平。來自赫章縣紫蘇可溶性糖平均含量次之，為2.89%，與金沙縣、大方縣、威寧縣、黔西縣、織金縣和納雍縣的紫蘇間均無顯著差異。而來自納雍縣紫蘇可溶性糖平均含量最低，僅為2.35%。

另外，來自七星關(guān)區(qū)紫蘇可溶性糖含量標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)均最大，分別為0.66%和22.45%，變異范圍最寬，而來自納雍縣的紫蘇可溶性糖含量標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)均最小，僅分別為0.21%和8.94%，變異范圍最窄。不同產(chǎn)地紫蘇可溶性糖含量變異系數(shù)大小排序?yàn)槠咝顷P(guān)區(qū)＞金沙縣＞大方縣＞黔西縣＞織金縣＞赫章縣＞威寧縣＞納雍縣。

2.5 紫蘇籽粒粗脂肪含量和蛋白質(zhì)含量相關(guān)性分析

紫蘇籽粒粗脂肪含量和蛋白質(zhì)含量相關(guān)性見圖1。

圖1 紫蘇籽粒粗脂肪含量和蛋白質(zhì)含量相關(guān)性Fig.1 Correlation of crude fat content and protein content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton

由圖1可知：紫蘇籽粒粗脂肪和蛋白質(zhì)含量相關(guān)系數(shù)為0.98，為高度正相關(guān)，達(dá)到極顯著水平，表明本研究中紫蘇籽粒的這兩個(gè)品質(zhì)性狀存在非常可靠的正相關(guān)。從圖1還可看出，無論低含量分布區(qū)、中含量分布區(qū)，還是高含量分布區(qū)，粗脂肪含量和蛋白質(zhì)含量的分布均趨于一致。

2.6 紫蘇籽粒粗脂肪含量和可溶性糖含量相關(guān)性分析

紫蘇籽粒粗脂肪含量和可溶性糖含量相關(guān)性見圖2。

圖2 紫蘇籽粒粗脂肪含量和可溶性糖含量相關(guān)性Fig.2 Correlation of crude fat content and soluble sugar content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton

由圖2可知：紫蘇籽粒粗脂肪和可溶性糖含量相關(guān)系數(shù)為0.99，為高度正相關(guān)，達(dá)到極顯著水平，表明本研究中紫蘇籽粒的這兩個(gè)品質(zhì)性狀存在非?？煽康恼嚓P(guān)。同時(shí)，這兩個(gè)品質(zhì)性狀的低含量分布區(qū)、中含量分布區(qū)及高含量分布區(qū)均趨于一致。

2.7 紫蘇籽粒蛋白質(zhì)含量和可溶性糖含量相關(guān)性分析

紫蘇籽粒蛋白質(zhì)含量和可溶性糖含量相關(guān)性見圖3。

由圖3可知：紫蘇籽粒蛋白質(zhì)和可溶性糖含量高度正相關(guān)，達(dá)到極顯著水平（R=0.98**）。同時(shí)，這兩個(gè)品質(zhì)性狀的低含量分布區(qū)、中含量分布區(qū)及高含量分布區(qū)均趨于一致。

圖3 紫蘇籽粒蛋白質(zhì)含量和可溶性糖含量相關(guān)性Fig.3 Correlation of protein content and soluble sugar content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton

3 討論

目前，對(duì)紫蘇籽粒粗脂肪和蛋白質(zhì)含量的研究有一些報(bào)道，代春華等[21]分析我國兩個(gè)紫蘇品種籽粒的粗脂肪和總蛋白含量，結(jié)果表明，兩個(gè)紫蘇品種籽粒中粗脂肪含量分別為27.49%和31.25%；蛋白質(zhì)含量分別為17.82%和14.57%。趙曉玲[22]對(duì)5個(gè)紫蘇籽粒主要營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紫蘇籽粒中粗脂肪含量平均為38.80%，蛋白質(zhì)含量平均為26.38%。張志軍等[23]對(duì)我國10個(gè)紫蘇籽粒粗脂肪和蛋白質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇籽粒粗脂肪的變幅34.0%～45.2%，平均值39.48%；蛋白質(zhì)變幅18.5%～21.8%，平均值20.45%。張?zhí)絒24]對(duì)貴州黔南山區(qū)的37份紫蘇材料的粗脂肪和蛋白質(zhì)含量研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇籽粒粗脂肪和蛋白質(zhì)含量變幅分別為34.95%～45.51%、19.26%～29.26%，平均分別為39.47%、23.50%。本研究首次對(duì)來自畢節(jié)市不同產(chǎn)地的52份紫蘇籽粒粗脂肪和蛋白質(zhì)含量進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇籽粒中的粗脂肪變幅35.06%～53.28%，平均含量45.09%，蛋白質(zhì)變幅17.44%～33.66%，平均含量25.46%。無論是粗脂肪還是蛋白質(zhì)，其變幅和平均含量均大于張志軍等[23]、張?zhí)絒24]的研究，同時(shí)粗脂肪和蛋白質(zhì)含量均高于代春華等[21]、趙曉玲[22]的研究。可能與所考察紫蘇材料本身的遺傳特性、氣候環(huán)境條件、樣本數(shù)量等差異有關(guān)。而有關(guān)紫蘇籽?？扇苄蕴呛康难芯课从邢嚓P(guān)報(bào)道，本研究發(fā)現(xiàn)畢節(jié)市不同區(qū)縣紫蘇籽粒中可溶性糖含量變化范圍為1.79%～3.57%，平均值為2.65%。

4 結(jié)論

紫蘇籽粒蛋白質(zhì)含量與粗脂肪及與可溶性糖含量相關(guān)系數(shù)均為0.98，粗脂肪和可溶性糖含量相關(guān)系數(shù)為0.99，均為高度正相關(guān)，且均達(dá)到極顯著水平，表明紫蘇的這3個(gè)品質(zhì)性狀存在非?？煽康恼嚓P(guān)。進(jìn)一步對(duì)紫蘇資源的這些性狀開展諸如遺傳研究、營養(yǎng)功能研究、保健評(píng)價(jià)等方面的研究十分重要。