不同野生榛子果實(shí)特性及營養(yǎng)成分分析

劉亞娜 楊小紅 耿陽陽 王紀(jì)輝 胡伯凱 黃安香

(貴州省核桃研究所1，貴陽 550005) (貴州省林業(yè)科學(xué)研究院2，貴陽 550005)

榛子作為四大堅(jiān)果之一久負(fù)盛名，榛仁亦可采取多種深加工方式食用，是加工高端木本膳食油料、各種糕點(diǎn)及巧克力的重要原料，市場需求面廣、需要量大，供不應(yīng)求[1]。Gorji等[2]將榛子用于阿爾茲海默病神經(jīng)保護(hù)研究，證明長期食用榛子可保護(hù)大腦功能，逆轉(zhuǎn)大腦萎縮，對人體健康十分有益。榛子主要在土耳其、意大利、西班牙、美國、葡萄牙等國家盛產(chǎn)[3,4]，我國也是榛屬植物的原產(chǎn)國之一，分布于20多個(gè)省(直轄市、自治區(qū))[5]。貴州產(chǎn)榛屬(CorylusL.)植物有5種，分別為藏刺榛(C.feroxWall.var.thibetica(Batal.)Franch.)、滇榛(C.yunnanensisA.Camus)、川榛(C.kweichowensisHu)、華榛(C.chinensisFranch.)、披針葉榛(C.fargesiiSchneid.)，均為野生種[6-8]，彭琴等[9]2009—2010年對貴州喀斯特山區(qū)野生榛子資源的調(diào)查，貴州省榛子資源主要分布于西部、西南部地區(qū)，其中以黔西南州興仁縣、普安縣及畢節(jié)威寧縣分布最為廣泛。但在貴州喀斯特山區(qū)作為生態(tài)環(huán)保型經(jīng)濟(jì)樹種的野生榛資源并未得到合理開發(fā)利用。

果實(shí)特性的優(yōu)劣直接影響到果實(shí)的質(zhì)量，目前對榛子的科學(xué)研究主要集中在選育雜交榛優(yōu)良品系[10,11]，而關(guān)于野生榛子果實(shí)特性的研究鮮見報(bào)道。榛仁中豐富的營養(yǎng)成分可作為榛子質(zhì)量控制的依據(jù)，與榛子的品質(zhì)特征密切相關(guān)。因此，研究不同野生榛子的果實(shí)特性及營養(yǎng)成分含量，對確保榛子的品質(zhì)特征有著極其重要的意義。鐵嶺地區(qū)是我國榛子的重要主產(chǎn)區(qū)，鐵嶺榛子主要集中在開原市，質(zhì)優(yōu)且量大，成為鐵嶺經(jīng)濟(jì)和優(yōu)勢主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，鐵嶺榛亦為榛屬植物，為平榛(C.heterophyllaFisch.)[12]。

本研究以鐵嶺開原野生榛子為對照，對貴州喀斯特山區(qū)的野生榛子果實(shí)特性及主要營養(yǎng)成分等指標(biāo)進(jìn)行測定，并進(jìn)行相關(guān)性和因子分析，旨在為充分發(fā)掘與利用我國野生榛種質(zhì)資源優(yōu)勢提供理論基礎(chǔ)，也有助于實(shí)現(xiàn)榛樹種在貴州石漠化山區(qū)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 材料

榛子樣品：2019年9—10月分別于貴州省貴陽市及貴州省六盤水市采集自然成熟、野生狀態(tài)下的川榛及華榛；于同年10月購得東北鐵嶺開原市當(dāng)年采收的野生榛子。榛果實(shí)在晾曬后人工去殼得到榛仁，存放于-4 ℃冷庫中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 方法

1.2.1 果實(shí)特性測定[13]

每個(gè)品種樣品隨機(jī)選取堅(jiān)果30個(gè)，自然風(fēng)干后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測定果實(shí)特性。電子游標(biāo)卡尺(精密度0.01 mm)測定三徑、殼厚，計(jì)算其平均值。用1/100電子天平測量榛子堅(jiān)果單果質(zhì)量和核仁質(zhì)量，計(jì)算出仁率。

1.2.2 營養(yǎng)成分測定

水分采用GB 5009.3—2016中的直接干燥法；蛋白質(zhì)采用GB 5009.5—2016中的凱氏定氮法；脂肪采用GB 5009.6—2016中的索氏抽提法；脂肪酸采用GB 5009.168—2016中的內(nèi)標(biāo)法；VE采用GB 5009.82—2016中正相高效液相色譜法；礦物質(zhì)參照林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1270進(jìn)行測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(Duncan法)、Pearson相關(guān)性分析及因子分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)特性分析

由表1可知，不同地區(qū)、不同品種的野生榛子果實(shí)特性各指標(biāo)均有顯著差異(P<0.05)。華榛果實(shí)大、殼厚、單果重大，但出仁率低；川榛果實(shí)小、殼薄、單果重小，出仁率介于華榛和鐵嶺開原榛子中間；鐵嶺開原榛子的堅(jiān)果大小、殼厚、單果重均處于華榛和川榛之間，果仁最重，故出仁率最高。較于雜交榛[11]，野生榛果小，對應(yīng)的單果重及仁重都較低，出仁率也較為遜色。

2.2 營養(yǎng)成分分析

2.2.1 主要營養(yǎng)成分

由表2可知，不同地區(qū)野生榛子的營養(yǎng)成分存在一定的差異性，同屬喀斯特山區(qū)不同品種榛子的營養(yǎng)成分也存在一定的差異性?？λ固厣絽^(qū)野生榛子脂肪含量顯著低于鐵嶺開原榛子，尤其以華榛脂肪含量最低，這與普遍認(rèn)為榛子中約60%的脂肪含量相差較大[14]；華榛蛋白質(zhì)含量顯著高于鐵嶺開原榛子，川榛蛋白質(zhì)含量與鐵嶺開原榛子無差異性，這與彭琴等[15]得出的喀斯特山區(qū)野生榛子蛋白質(zhì)變異系數(shù)較大的研究結(jié)果一致；榛子被認(rèn)為是VE的極好來源[16]，本研究中鐵嶺開原榛子VE含量為喀斯特山區(qū)野生榛子的4倍左右，與彭琴等[15]得出的喀斯特山區(qū)和東北鐵嶺野生榛子的VE含量無顯著性差異的結(jié)論相左，究其原因可能是品系間分布范圍較大，變異系數(shù)也較大。

表2 野生榛子主要營養(yǎng)成分結(jié)果表

2.2.2 礦物質(zhì)

由表3可知，榛子是礦物質(zhì)元素的豐富來源[3]，但由于生長環(huán)境及基因型等內(nèi)外條件的影響，榛子果仁中礦質(zhì)元素的含量也會各有差異[17]?？λ固厣絽^(qū)野生榛子氮、磷、鋅含量顯著低于鐵嶺開原榛子，而鎂、鐵含量顯著高于鐵嶺開原榛子(P<0.05)。華榛的氮、鈣、鎂、銅含量顯著高于川榛，而磷、鉀、錳、鐵、鋅含量兩者均無差異(P>0.05)，說明華榛的礦物質(zhì)含量優(yōu)于川榛。?zen?等[3]通過施鐵肥來改善榛子的某些堅(jiān)果性狀和礦物質(zhì)成分，發(fā)現(xiàn)鐵肥會使總油量、籽粒百分比和籽粒質(zhì)量增加，空果和干癟堅(jiān)果的數(shù)量減少，堅(jiān)果中的磷、鐵和硼含量也會顯著增加，這說明土壤的肥沃程度在很大程度上決定了榛子的品質(zhì)。喀斯特山區(qū)野生榛子鐵、鎂元素豐富，是其品質(zhì)優(yōu)勢，這可能與喀斯特山區(qū)土壤中鐵、鎂含量豐富息息相關(guān)。

2.2.3 脂肪酸

由表4可知，榛子脂肪酸組成主要為油酸、亞油酸、硬脂酸，其中UFA占總脂肪酸的88%以上。華榛、川榛以及鐵嶺開原榛子中油酸、亞油酸、硬脂酸兩兩之間差異顯著；就花生酸而言，華榛與鐵嶺開原榛子無差異性，但均與川榛呈顯著性差異；就花生一烯酸而言，川榛與華榛之間無差異性，而與鐵嶺開原榛子呈顯著性差異；鐵嶺開原榛子中油酸、亞油酸含量顯著高于喀斯特山區(qū)野生榛子，硬脂酸含量反之(P<0.05)。

表1 野生榛子果實(shí)特性

表3 野生榛子礦物質(zhì)含量

表4 野生榛子脂肪酸組成及含量(g/100 g榛仁)

2.3 相關(guān)性分析

對所測野生榛子的果實(shí)特性、主要營養(yǎng)成分、礦物質(zhì)及UFA含量進(jìn)行相關(guān)性分析，衡量兩個(gè)變量之間的相關(guān)密切程度。

由表5可知，野生榛子21個(gè)測定指標(biāo)組成的231個(gè)相關(guān)關(guān)系中，有2個(gè)呈極顯著正相關(guān)，5個(gè)呈顯著正相關(guān)，2個(gè)呈極顯著負(fù)相關(guān)，5個(gè)呈顯著負(fù)相關(guān)。其中，出仁率與UFA含量呈極顯著正相關(guān)，VE含量與磷含量呈極顯著正相關(guān)，堅(jiān)果三徑兩兩之間呈顯著正相關(guān)，錳含量與鉀、鎂含量均呈顯著正相關(guān)，表明堅(jiān)果生長發(fā)育良好、果實(shí)飽滿能提高果實(shí)出仁率，促進(jìn)果實(shí)中不飽和脂肪酸積累，VE與磷、錳與鉀、鎂元素可相互促進(jìn)積累，具體影響機(jī)制有待進(jìn)一步研究；鎂含量與出仁率及UFA含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；水分與銅含量呈顯著負(fù)相關(guān)；出仁率與錳含量呈顯著負(fù)相關(guān)；脂肪含量與鉀、錳含量呈顯著負(fù)相關(guān)；鐵含量與鋅含量呈顯著負(fù)相關(guān)。其他測定指標(biāo)存在相關(guān)性但不顯著。

表5 相關(guān)性分析結(jié)果

2.4 因子分析

對野生榛子的果實(shí)特性及營養(yǎng)成分共計(jì)31個(gè)指標(biāo)進(jìn)行因子分析，將眾多變量濃縮成少數(shù)相互獨(dú)立的因子變量來反映試樣的絕大部分信息，消除信息重疊[18,19]。為避免量綱和數(shù)量級的影響，所有的指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行因子分析，公因子提取方法采用主成分分析法[20]。由表6可知，第一個(gè)公因子的特征值是16.451，方差貢獻(xiàn)率是51.074%，第二個(gè)公因子特征值是15.656，方差貢獻(xiàn)率是48.926%，前2個(gè)公因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到100%，已包含所測指標(biāo)的所有信息，可以代表最初的31個(gè)指標(biāo)來分析野生榛子營養(yǎng)成分的差異，因此選取前2個(gè)公因子作為數(shù)據(jù)分析的有效成分。

表6 特征值與方差貢獻(xiàn)率

由表7可知，全部測定指標(biāo)都能夠被兩個(gè)公因子較好的解釋。用各指標(biāo)變量的主成分載荷(表7)除以因子相對應(yīng)的特征值開平方根，便得到2個(gè)公因子中每個(gè)指標(biāo)所對應(yīng)的系數(shù)即特征向量[21]，其中，第1個(gè)公因子F1=0.096X1+0.107X2+0.112X3+0.153X4+0.188X5-0.112X6-0.244X7-0.242X8-0.247X9+0.230X10-0.182X11-0.081X12-0.181X13+0.246X14+0.246X15-0.022X16+0.244X17+0.155X18+0.245X19-0.163X20+0.245X21+0.116X22+0.109X23-0.017X24+0.120X25-0.231X26+0.151X27+0.242X28+0.062X29+0.042X30-0.244X31，脂肪、鉀、錳、豆蔻酸、銅、出仁率、鎂、UFA、水分、亞麻酸、油酸、蛋白質(zhì)在F1上具有較大載荷；第2個(gè)公因子F2=0.233X1+0.227X2+0.225X3+0.198X4+0.164X5+0.225X6+0.036X7-0.047X8+0.004X9+0.091X10+0.171X11+0.239X12+0.171X13-0.013X14-0.020X15+0.252X16-0.036X17-0.196X18+0.032X19+0.190X20-0.031X21+0.223X22+0.227X23+0.252X24-0.221X25+0.087X26+0.200X27-0.047X28+0.245X29+0.249X30+0.040X31，鈣、十七碳一烯酸、花生一烯酸、花生酸、氮、縱徑、橫徑、側(cè)徑在F2上具有較大載荷。通過最大方差法進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn)，每個(gè)公因子上的載荷分配更加清晰，可以看出，第1個(gè)公因子主要代表出仁率、水分、脂肪、油酸、豆蔻酸、亞麻酸、UFA含量及鉀、錳、鎂、銅等礦物質(zhì)含量；第2個(gè)公因子主要代表堅(jiān)果三徑、單果重、鈣、棕櫚酸、棕櫚一烯酸、十七碳一烯酸、花生酸、花生一烯酸等指標(biāo)。通過因子分析將野生榛子31個(gè)品質(zhì)指標(biāo)簡化為2個(gè)公因子得分公式，每個(gè)公式都代表了野生榛子的一類品質(zhì)信息，可對分析不同野生榛子樣品提供有利幫助。

表7 因子載荷及特征向量

3 結(jié)論

以鐵嶺開原野生榛子為對照，對貴州喀斯特山區(qū)的野生榛子果實(shí)特性及主要營養(yǎng)成分等指標(biāo)進(jìn)行測定。結(jié)果表明：不同地區(qū)、不同品種的野生榛子果實(shí)特性、營養(yǎng)成分各有差異。鐵嶺開原榛子在果實(shí)特性方面具有明顯的優(yōu)勢；除水分外，貴州喀斯特山區(qū)野生榛子與鐵嶺開原榛子蛋白質(zhì)、脂肪、VE、礦物質(zhì)含量方面均存在顯著差異；UFA含量顯著低于鐵嶺開原榛子，且脂肪酸組成中硬脂酸、油酸、亞油酸含量差異顯著；貴州喀斯特山區(qū)的華榛礦物質(zhì)在量方面要優(yōu)于川榛。

相關(guān)性分析表明，出仁率與UFA含量呈極顯著正相關(guān)，VE與磷含量呈極顯著正相關(guān)；堅(jiān)果三徑之間呈顯著正相關(guān)，錳與鉀、鎂含量呈顯著正相關(guān)；鎂含量與出仁率及UFA含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；水分與銅含量呈顯著負(fù)相關(guān)，出仁率與錳含量呈顯著負(fù)相關(guān)，脂肪與鉀、錳含量呈顯著負(fù)相關(guān)，鐵與鋅含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

通過因子分析將野生榛子31個(gè)品質(zhì)指標(biāo)簡化為2個(gè)公因子，第1個(gè)公因子特征值是16.451，方差貢獻(xiàn)率是51.074%，主要代表出仁率、水分、脂肪、油酸、豆蔻酸、亞麻酸、UFA含量及鉀、錳、鎂、銅等礦物質(zhì)含量；第2個(gè)公因子特征值是15.656，方差貢獻(xiàn)率是48.926%，主要代表堅(jiān)果三徑、單果重、鈣、棕櫚酸、棕櫚一烯酸、十七碳一烯酸、花生酸、花生一烯酸等指標(biāo)。因子得分公式可對分析不同野生榛子樣品提供有利幫助。