10個(gè)核桃無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮苦澀味相關(guān)物質(zhì)及易剝性比較

王 芳，鄭先強(qiáng)，糜加軒，呂 健，朱 艷，時(shí)羽杰，萬(wàn)雪琴，楊漢波

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) a.長(zhǎng)江上游林業(yè)生態(tài)工程四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.長(zhǎng)江上游森林資源保育與生態(tài)安全國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；c.華西雨屏區(qū)人工林生態(tài)系統(tǒng)研究長(zhǎng)期科研基地；d.生態(tài)林業(yè)研究所，四川 成都 611130；2.達(dá)州市宣漢縣林業(yè)局，四川 達(dá)州 635017）

核桃Juglans regia是胡桃科Juglandaceae 胡桃屬Juglans所有種的統(tǒng)稱，是集營(yíng)養(yǎng)、藥用、材用等多種經(jīng)濟(jì)價(jià)值于一體的重要木本油料樹(shù)種和生態(tài)樹(shù)種[1-3]。核桃鮮果和干果的種仁外均有一層乳白色或者黃褐色的內(nèi)種皮。有研究結(jié)果表明，核桃內(nèi)種皮含有大量的多酚類物質(zhì)，有益于人體健康，但具有苦澀味，是導(dǎo)致核桃口感變差的原因之一[4]。因此，在核桃食用或工業(yè)生產(chǎn)中常將核桃內(nèi)種皮剝離，這極大地降低了核桃的市場(chǎng)價(jià)值。干果是最主要的核桃產(chǎn)品類型，然而隨著貯藏期的延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)逐漸損失，且核仁含有的大量油脂和不飽和脂肪酸[5]在長(zhǎng)期儲(chǔ)藏后會(huì)氧化酸敗、產(chǎn)生異味[6]。王文倩等[7]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，核桃干果貯藏6個(gè)月后，其油酸、亞油酸和亞麻酸含量分別降低了9.59%、10.58%和12.71%。尚艷姣等[8]研究了鮮食核桃和干食核桃種仁在低溫貯藏期間品質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)鮮食核桃種仁的總抗氧化能力、SOD 活性、總酚含量較高。孫媛等[9]經(jīng)研究指出，鮮食最大限度地減少了核桃營(yíng)養(yǎng)成分的流失，與干核桃相比，鮮食核桃作為新鮮果蔬在中國(guó)市場(chǎng)潛力較大。馬艷萍等[10]對(duì)鮮食核桃和干核桃種仁在冷藏條件下的貯藏生理及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)變化進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)鮮食核桃種仁的脂肪、必需氨基酸、其他氨基酸及總氨基酸含量均高于干核桃。因此，鮮食核桃在口感、營(yíng)養(yǎng)等方面均比核桃干果優(yōu)異。隨著核桃產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展及人們生活水平的不斷提高，市場(chǎng)對(duì)核桃加工產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的核桃產(chǎn)品類型已經(jīng)難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的消費(fèi)需求。鮮食核桃因口感香甜，富含大量蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸，抗氧化能力強(qiáng)，深受消費(fèi)者喜愛(ài)，成為消費(fèi)時(shí)尚[11]。鮮食核桃作為核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新方向，將極大拓展核桃產(chǎn)品的市場(chǎng)空間[12]。

在鮮食核桃品種選育方面，目前僅山西、河南、山東等地開(kāi)展了少量的新品種選育工作[13-14]，有關(guān)于四川省攀枝花地區(qū)鮮食核桃資源堅(jiān)果性狀的調(diào)查報(bào)道[15]，但關(guān)于選育適宜四川部分地區(qū)或全省栽培的鮮食核桃品種的研究鮮有報(bào)道。鑒于此，本研究中以核桃鮮果內(nèi)種皮作為試驗(yàn)材料，篩選鮮食優(yōu)良核桃無(wú)性系，以期為鮮食核桃專用品種的開(kāi)發(fā)和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2009—2010年，在四川省馬邊彝族孜州縣等地進(jìn)行鄉(xiāng)土核桃種質(zhì)資源調(diào)查，收集泡核桃J.sigllata優(yōu)良無(wú)性系185個(gè)。2011年3月，將所收集優(yōu)良無(wú)性系的1年生核桃嫁接苗栽植于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)崇州基地，作為無(wú)性系測(cè)定林，株行距4 m×5 m。在8年的抗病性、生長(zhǎng)狀況、產(chǎn)量、堅(jiān)果品質(zhì)等性狀綜合評(píng)測(cè)的基礎(chǔ)上，選出10個(gè)綜合表現(xiàn)優(yōu)良的無(wú)性系，編號(hào)分別為64、65、71、86、91、92、100、106、199 和301號(hào)。以這10個(gè)無(wú)性系的果實(shí)為試驗(yàn)材料。

在果實(shí)成熟期，分別在植株?yáng)|、西、南、北4個(gè)方位，樹(shù)高2/3 處采摘果實(shí)。以單株為1個(gè)重復(fù)，每個(gè)無(wú)性系設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)采摘40個(gè)果，不足40個(gè)的全部采摘，按單株分裝后帶回實(shí)驗(yàn)室，4 ℃條件下保存待用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 內(nèi)種皮厚度和去皮耗時(shí)的測(cè)定

將每個(gè)無(wú)性系的核桃果實(shí)全部混在一起。每個(gè)無(wú)性系隨機(jī)選取3個(gè)果實(shí)，將內(nèi)種皮完整取下，分別測(cè)量6個(gè)頂角（上端、下端及兩側(cè)頂角）內(nèi)種皮的厚度，取平均值。每個(gè)無(wú)性系隨機(jī)選取9個(gè)果實(shí)，記錄3 位測(cè)試者完整剝下內(nèi)種皮所耗費(fèi)的時(shí)長(zhǎng)，每位測(cè)試者每個(gè)無(wú)性系剝3個(gè)，計(jì)算剝?nèi)?nèi)種皮的平均耗時(shí)。

1.2.2 內(nèi)種皮化學(xué)物質(zhì)含量的測(cè)定

多酚含量的測(cè)定采用福林酚比色法[16]，單寧含量的測(cè)定采用鎢酸鈉比色法[17]，黃酮含量的測(cè)定采用紫外-分光光度計(jì)法[18]，多糖含量測(cè)定采用苯酚-硫酸法[19]。

1.2.3 優(yōu)良無(wú)性系的篩選

采用獨(dú)立選擇標(biāo)準(zhǔn)法對(duì)試驗(yàn)中10個(gè)無(wú)性系鮮食核桃內(nèi)種皮中的單寧、黃酮、多酚、多糖含量以及內(nèi)種皮厚度、去皮耗時(shí)進(jìn)行選擇，篩選出更加優(yōu)良的核桃品種。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)處理，使用SPSS 27 軟件對(duì)各性狀進(jìn)行方差分析和多重比較。方差分析采用一般線性模型，并利用方差分量估算遺傳變異系數(shù)（genetic coefficient of variation，GCV）。采用Spearman 相關(guān)分析法探討內(nèi)種皮性狀間的相關(guān)性。

參考林木無(wú)性系測(cè)試中的重復(fù)估算方法進(jìn)一步估算各性狀的重復(fù)力（h2）[20]。

h2=(SB?SE)/[SB+(k?1)SE]。

式中：SB為處理間均方，SE為處理內(nèi)均方，k為個(gè)體的度量次數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮厚度和去皮耗時(shí)

不同核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮厚度和去皮耗時(shí)如圖1所示，其方差分析結(jié)果見(jiàn)表1。

圖1 不同核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮厚度和去皮耗時(shí)Fig.1 Endotesta thickness and peeling time-consuming of different walnut clones

表1 不同核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮厚度與去皮耗時(shí)的方差分析結(jié)果?Table 1 Variance analysis of endotesta thickness and peeling time-consuming of different walnut clones

由表1 可知，10個(gè)無(wú)性系的內(nèi)種皮厚度和去皮耗時(shí)在無(wú)性系間存在極顯著差異（P＜0.01），在無(wú)性系內(nèi)差異不顯著（P＞0.05）。參試無(wú)性系的內(nèi)種皮厚度為0.10 ～0.25 mm，其中92號(hào)無(wú)性系的內(nèi)種皮最薄，199號(hào)無(wú)性系的內(nèi)種皮最厚，且兩者均與其他無(wú)性系之間存在顯著差異。10個(gè)核桃無(wú)性系的去除鮮果內(nèi)種皮耗時(shí)為1.53 ～2.82 min，其中72號(hào)內(nèi)種皮最易去除，65號(hào)無(wú)性系內(nèi)種皮最難去除。由表1 可知，內(nèi)種皮厚度和去皮耗時(shí)在10個(gè)無(wú)性系間差異均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。進(jìn)一步對(duì)無(wú)性系間內(nèi)種皮厚度和去皮耗時(shí)進(jìn)行多重比較分析（圖1），結(jié)果顯示72、86、91 和92號(hào)無(wú)性系鮮果的去除內(nèi)種皮耗時(shí)顯著低于其他6個(gè)無(wú)性系，92號(hào)無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮厚度顯著低于其他無(wú)性系。

2.2 不同核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮苦澀味相關(guān)物質(zhì)和多糖含量

不同核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮苦澀味相關(guān)物質(zhì)和多糖含量如圖2所示，其方差分析結(jié)果見(jiàn)表2。

圖2 不同核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮苦澀味相關(guān)物質(zhì)和多糖含量Fig.2 Contents of bitter and astringency related substances and polysaccharide content in seed coats of different walnut clones

由表2 可知，內(nèi)種皮單寧含量、多糖含量、黃酮含量和多酚含量在各無(wú)性系間均存在極顯著差異（P＜0.01），無(wú)性系內(nèi)差異不顯著（P＞0.05）。進(jìn)一步對(duì)無(wú)性系間的差異進(jìn)行多重比較，結(jié)果如圖2所示。由圖2 可見(jiàn)，內(nèi)種皮單寧含量為2.81 ～11.54 mg/g，91、92號(hào)無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的單寧含量最高，分別為10.58 和11.54 mg/g，顯著高于其他無(wú)性系，64號(hào)無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的單寧含量最低（2.81 mg/g）。10 種無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的多糖含量為2.41 ～5.77 mg/g，其中301號(hào)無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的多糖含量最高，為5.77 mg/g，且顯著高于其他9個(gè)無(wú)性系。91號(hào)無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的黃酮和多酚含量最高，分別為16.31、28.27 mg/g，且均顯著高于其他無(wú)性系，86號(hào)無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的黃酮含量最少（7.41 mg/g），72號(hào)無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的多糖含量最少（2.42 mg/g）。

表2 不同核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮苦澀味相關(guān)物質(zhì)和多糖含量的方差分析結(jié)果?Table 2 Variance analysis result of the content of bitterness and astringency related substances and polysaccharide content in the seed coats of different walnut clones

2.3 核桃無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮各性狀間的相關(guān)性和遺傳參數(shù)

核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮各性狀間的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表3。由表3 可知，單寧含量與去皮耗時(shí)存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，多酚含量與黃酮含量之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，其余性狀間均不存在顯著的相關(guān)關(guān)系。

表3 核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮各性狀間的相關(guān)系數(shù)?Table 3 Correlation coefficient between characters of seed coat in fresh fruit of walnut clones

核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮各性狀遺傳參數(shù)的估算結(jié)果見(jiàn)表4。由表4 可知，除去皮耗時(shí)的遺傳變異系數(shù)為0.195 外，其余性狀的遺傳變異系數(shù)均在0.200 以上，表明無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的易剝性和苦澀味物質(zhì)含量受中等強(qiáng)度的遺傳效應(yīng)作用。各性狀的重復(fù)力均在0.850 以上，表明無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的易剝性和苦澀味物質(zhì)含量受遺傳效應(yīng)和固定環(huán)境效應(yīng)的控制較強(qiáng)，受隨機(jī)環(huán)境因素的影響較弱，無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的易剝性和苦澀味物質(zhì)含量的性狀具有較高的遺傳穩(wěn)定性。

表4 核桃無(wú)性系的鮮果內(nèi)種皮各性狀的遺傳參數(shù)Table 4 Genetic parameters of various traits in endotesta of walnut clones

3 結(jié)論與討論

為了篩選出內(nèi)種皮苦澀味輕、易去內(nèi)種皮的優(yōu)良無(wú)性系，培育鮮食核桃品種，本研究中選取鮮食核桃內(nèi)種皮的單寧、黃酮、多酚、多糖含量以及內(nèi)種皮厚度和去皮耗時(shí)共6個(gè)指標(biāo)，運(yùn)用獨(dú)立選擇標(biāo)準(zhǔn)法，從10個(gè)優(yōu)良核桃無(wú)性系中初步篩選出1個(gè)符合選育目標(biāo)的優(yōu)良無(wú)性系（86號(hào)）。該無(wú)性系具有易去除內(nèi)種皮，且內(nèi)種皮中多酚、單寧等苦澀味相關(guān)物質(zhì)含量相對(duì)較低等優(yōu)良特性，適宜作為鮮食核桃專用品種進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。

黃酮具有抗氧化[21]、抗病毒、抗菌、健腦等功效，其數(shù)量較多，在天然酚類化合物中居于首位[22]，是藥用成分的主要活性物質(zhì)之一[23]。大量植物中有黃酮類物質(zhì)存在。盛幼珍等[24]對(duì)桂花、甘草、竹葉、松葉中的黃酮類物質(zhì)進(jìn)行了提取和比較，發(fā)現(xiàn)桂花黃酮具有較強(qiáng)的抗氧化性能。多酚也是天然植物性原料的有效成分[25]，具有抗炎、抗癌等功效，葡萄、高粱、大麥中含有豐富的多酚類化合物[26]。單寧是植物體中普遍存在的一類高相對(duì)分子質(zhì)量的水溶性多酚類化合物的總稱[27]，具有抗氧化、抑菌等功效。大量研究結(jié)果表明，黃酮、多酚、單寧等是導(dǎo)致食品澀味重的主要因子[28]。程福建等[29]認(rèn)為，茶葉的苦味成分主要包括生物堿、氨基酸、茶皂素、多酚類物質(zhì)。李輝等[30]通過(guò)對(duì)黑龍江省大豆品種的大豆異黃酮含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)異黃酮是引起大豆食品苦澀味的主要因子。章志遠(yuǎn)等[31]采用感官評(píng)定方法研究麻竹筍苦澀味物質(zhì)含量與口感的關(guān)系，結(jié)果表明引起麻竹筍苦澀味的主要物質(zhì)是可溶性單寧。

有研究結(jié)果表明，鮮核桃具有苦澀味主要是因?yàn)閮?nèi)種皮含有大量單寧、黃酮、多酚等物質(zhì)[32-33]。本研究中對(duì)不同核桃無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的苦澀味相關(guān)物質(zhì)（單寧、黃酮等）的含量進(jìn)行了比較分析，發(fā)現(xiàn)苦澀味相關(guān)物質(zhì)含量在無(wú)性系間存在顯著差異。鮮食核桃品質(zhì)包括營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和口感風(fēng)味品質(zhì)?？诟衅焚|(zhì)是鮮食核桃仁品質(zhì)的重要組成部分，其相關(guān)物質(zhì)含量是衡量鮮食核桃仁品質(zhì)的重要指標(biāo)。內(nèi)種皮單寧、黃酮、多酚等苦澀味物質(zhì)的含量越少，鮮核桃仁的口感就越好。

冀愛(ài)青等[34]以7 種早實(shí)核桃品種為材料，研究青皮中總酚和黃酮含量的動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果表明，爛果率與總酚含量顯著正相關(guān)，與黃酮含量顯著負(fù)相關(guān)，保持青皮中較低的總酚含量和較高的黃酮含量可延長(zhǎng)核桃鮮果的保存期。本研究中，10個(gè)無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮的單寧含量為2.81 ～11.54 mg/g，整體低于北方8個(gè)主栽品種內(nèi)種皮的單寧含量（11.11 ～34.54 mg/g）[35]，但高于新疆核桃（0.80 ～5.62 mg/g）[36]，表明品種或無(wú)性系及栽培環(huán)境對(duì)核桃內(nèi)種皮的單寧含量均有較大影響，同時(shí)本研究中內(nèi)種皮單寧含量在10個(gè)無(wú)性系間的差異達(dá)極顯著水平，表明以內(nèi)種皮單寧含量為目標(biāo)的選育基礎(chǔ)較好且改良潛力較大，并且宜選擇受環(huán)境因素影響相對(duì)較小的優(yōu)良鮮食核桃無(wú)性系。

多糖是植物體中廣泛存在的重要生物大分子[37]，是維持生命活動(dòng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本物質(zhì)之一。多糖具有提高機(jī)體免疫力、抗菌、防衰老[38]及抗氧化[39]等功效。王少武等[40]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，核桃仁種皮多糖對(duì)霉菌具有一定的抑制作用。多糖含量越高，鮮食核桃的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高，抗氧化能力越強(qiáng)。本研究結(jié)果表明，核桃無(wú)性系鮮果內(nèi)種皮中多糖物質(zhì)含量為2.41 ～5.77 mg/g，說(shuō)明核桃內(nèi)種皮具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

鮮食核桃內(nèi)種皮苦味較重，在食用過(guò)程中基本會(huì)將其剝除。多數(shù)研究報(bào)道集中在篩選去除核桃內(nèi)種皮的簡(jiǎn)便機(jī)械方法等方面[41-43]。本研究結(jié)果表明，內(nèi)種皮厚度與去皮耗時(shí)在無(wú)性系間存在顯著差異，說(shuō)明選育易剝皮鮮食核桃無(wú)性系具有一定的選擇基礎(chǔ)和改良潛力，此類鮮食核桃適宜機(jī)械加工，可用于開(kāi)發(fā)休閑零食。但是本研究中參試無(wú)性系偏少，代表性不足，而且采用的是單年單點(diǎn)數(shù)據(jù)，難以確保性狀的穩(wěn)定性。下一步將會(huì)增加研究材料，擴(kuò)大評(píng)價(jià)范圍，同時(shí)設(shè)置區(qū)域試驗(yàn)，開(kāi)展多年多點(diǎn)試驗(yàn)。