甜瓜種子性狀及甜瓜籽油中角鯊烯含量研究

張慧君， 朱秀秀， 袁于舒， 許潤哲， 李 虎， 呂世懂

(淮北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院1，淮北 235000) (昆明市糧油飼料產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心2，昆明 650118)

甜瓜(CucumismeloL.)是葫蘆科甜瓜屬一年生植物。在我國已經(jīng)有三千多年的種植歷史[1]。我國甜瓜資源充足，但人們大多只是食用甜瓜果肉，忽略了甜瓜籽及甜瓜籽油的資源使用。甜瓜籽油中存在多種營養(yǎng)物質(zhì)，如角鯊烯、硬脂酸、棕櫚酸、油酸和亞油酸等。角鯊烯(squalene)是一種高不飽和烴類化合物，為無色或黃色透明油狀，氣味使人愉悅[2,3]。研究表明，角鯊烯對肺癌等具有很強(qiáng)的抑制作用[4-6]。通過角鯊烯對小鼠脂代謝水平的影響研究發(fā)現(xiàn)，其具有降血脂和抗氧化作用[7]。目前，鯊魚油仍然是角鯊烯的主要來源，但是這樣提取角鯊烯的方法會造成大量鯊魚的死亡。所以從植物油中提取角鯊烯的研究具有重要意義。目前已有研究報道了多種植物油中角鯊烯含量，如橄欖油[8]、靈芝孢子油[9]、油茶籽油[10]、棕櫚油[11]等。

目前我國關(guān)于甜瓜籽的綜合利用研究較少。本實(shí)驗(yàn)采用相關(guān)分析、主成分分析和聚類分析等方法，研究30個品種的甜瓜的種子性狀，分析了不同品種間品質(zhì)性狀的差異，為甜瓜品種評價、材料改良、品種選育提供參考[12]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)材料為30個品種的甜瓜種子(括號內(nèi)為其原始編號)，甜瓜品種為林蜜25號(1)、野生馬泡瓜(2)、包瓜(3)、豐蜜1號(4)、白銀蜜2號(5)、MW(6)、23(7)、HM6(8)、15(9)、黃河蜜6號(10)、超甜小麥酥(11)、卡拉庫賽(12)、渠溝(13)、脆世界(14)、一窩蜂(15)、榜樣(16)、新密30號(17)、常見小綠瓜(18)、八棱脆(19)、黃色瓜(20)、花皮(21)、包瓜(22)、白銀蜜2號×M12(23)、WQ(24)、付全(25)、M4(26)、早花密(27)、舟山黃金瓜(28)、黃色馬泡瓜(29)、綠色馬泡瓜(30)，均栽種于淮北濉溪五鋪農(nóng)場。

角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品：純度≥98%；無水硫酸鈉、正己烷：分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

JZ - Vortex3000渦旋振蕩器，NG150-1B氮吹儀，GC 1310氣相色譜儀(配FID檢測器)。

1.3 方法

實(shí)驗(yàn)方法參照LS/T 6120—2017《糧油檢驗(yàn) 植物油中角鯊烯的測定 氣相色譜法》進(jìn)行。

1.3.1 樣品處理

稱量：精準(zhǔn)吸取300 μL角鯊?fù)閮?nèi)標(biāo)溶液于250 mL圓底燒瓶中，在氮吹儀上吹干后，稱取0.2 g左右的樣品于此燒瓶中。

皂化：在燒瓶中加入50 mL氫氧化鉀-乙醇溶液后，將其在80 ℃水浴鍋中皂化回流50 min，結(jié)束后從回流管頂部加入50 mL水，將燒瓶中溶液搖勻，直至冷卻至室溫。

提取：將皂化液轉(zhuǎn)至250 mL的分液漏斗中，用50 mL正己烷對燒瓶進(jìn)行3次洗滌，將洗滌液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，將分液漏斗用力搖晃2 min，小心打開旋塞，釋放壓力，靜置分層，將下層皂化液轉(zhuǎn)移至另一個250 mL分液漏斗中，再用相同的方法，分別用30、20 mL正己烷對皂化液再提取2次，將3次正己烷提取液置于同一分液漏斗中。

洗滌：用25 mL乙醇溶液洗滌正己烷提取液3～4次，每次棄去下層的乙醇水溶液，直至使用pH試紙檢測所流出的溶液為中性。

濃縮：將正己烷提取液經(jīng)過約5 g無水硫酸鈉的濾紙濾進(jìn)與球形蒸發(fā)瓶(與旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀配套)中，分液漏斗及無水硫酸鈉用約20 mL的正己烷沖洗3次，一起放入蒸發(fā)瓶中，在40 ℃水浴鍋中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，等待瓶中正己烷還剩余2 mL時，取下蒸發(fā)瓶，立刻將其放入氮吹儀中吹干，然后使用正己烷溶解并將其定容至10 mL，待測。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

將含有30 μg/mL角鯊?fù)閮?nèi)標(biāo)的不同濃度角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)工作溶液注入氣相色譜儀中進(jìn)行分析，記錄角鯊烯和角鯊?fù)榈姆迕娣e。以二者峰面積比為橫坐標(biāo)，以二者質(zhì)量比為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率即為角鯊烯和角鯊?fù)榈男Ｕ蜃印?/p>

1.3.3 樣品測定

將樣品待測溶液注入氣相色譜儀中進(jìn)行分析，記錄樣品中角鯊烯和角鯊?fù)榉迕娣e。根據(jù)樣品測試溶液的角鯊烯和角鯊?fù)榈姆迕娣e比、內(nèi)標(biāo)的質(zhì)量及角鯊烯和角鯊?fù)榈男Ｕ蜃樱嬎愠鰳悠反郎y液角鯊烯的質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

甜瓜種子性狀進(jìn)行3次重復(fù)測定，角鯊烯指標(biāo)的測定均進(jìn)行2次重復(fù)，結(jié)果以平均值表示。利用Excel 2010和DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試種子形態(tài)特征

如表 1所示，參試籽粒品種質(zhì)量、百粒重和面積比等。甜瓜品種中質(zhì)量最大的是白銀蜜2號，最小的是WQ。百粒重最大的是MW，最小的是黃色馬泡瓜。面積比最大的是野生馬泡瓜，最小的是MW。長/寬均值最大的是新密30號，最小的是MW。含油量最大的是白銀蜜2號，最小的是WQ。MW的百粒重最大，其面積比和長/寬均值卻均為最小。30個甜瓜品種中，單個質(zhì)量在0.432～0.794 g之間，其中大于0.5 g的共25個品種，約占83.333%，在0.5 g左右的則是3個馬泡瓜品種，相對應(yīng)的其面積比較大，約為3，長/寬均值相對較大。MW品種的單個質(zhì)量排第2，百粒重最大，但是面積比和長/寬均值都為最小?？梢猿醪脚袛嘧蚜０倭Ｖ嘏c面積比和長/寬均值具有一定的負(fù)相關(guān)。參試籽粒的百粒重有很大差異，最大的為11.8 g，最小的為0.535 g，差值為11.265 g。

表1 參試籽粒品種質(zhì)量、百粒重、面積比、長/寬均值、含油量

2.2 籽粒外形性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

對50份樣品的4個表型指標(biāo)與2個品質(zhì)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表2，百粒重與面積比和角鯊烯含量均成極顯著相關(guān)水平，但百粒重與面積比的極顯著關(guān)系為負(fù)相關(guān)，即面積比越大，百粒重越小，而角鯊烯含量卻隨著百粒重的增加有所增加。除此之外，角鯊烯含量與質(zhì)量及長/寬均值呈顯著負(fù)相關(guān)，與面積比呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表2 籽粒外形性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

2.3 甜瓜籽油中角鯊烯含量的比較分析

2.3.1 甜瓜籽油中角鯊烯含量測定結(jié)果

由表3可以看出，不同甜瓜籽油中的角鯊烯含量變化較大。最低的為包瓜，含量為641.7 mg/kg。最高的品種為MW，含量為2 858.3 mg/kg。30個甜瓜品種中角鯊烯含量1 000～2 000 mg/kg的有14個品種，約占所測品種的46.667%，大于2 000 mg/kg的有3個品種，占所測品種的10%，由此可知，本研究中有一半以上的甜瓜品種角鯊烯含量大于1 000 mg/kg，甜瓜籽油中的角鯊烯含量相對較高，可選育的品種較多。對于不同含量的角鯊烯可能取決于提取后深加工的工藝不同，如楊學(xué)芳等[13]對不同產(chǎn)地的南瓜籽油進(jìn)行提取后進(jìn)行主要成分分析后發(fā)現(xiàn)其與加工工藝具有一定的聯(lián)系。對植物油中角鯊烯的不同加工工藝進(jìn)行查閱發(fā)現(xiàn)水酶法法制油角鯊烯含量會更高[14]。官波等[15]的文章表明橄欖油脫臭餾出物中的角鯊烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%～30%，甜瓜籽油中的角鯊烯含量雖然沒有鯊魚甘油中的含量高[16]，但甜瓜籽油中角鯊烯含量相對較高含量(641.7～3 858.3 mg/kg)，表明甜瓜籽油具有一定的營養(yǎng)和研究價值。

表3 參試甜瓜籽油中角鯊烯含量分析

2.3.2 主成分分析

主成分分析可以將原來眾多具有一定相關(guān)性的指標(biāo)，考察多個變量之間的相關(guān)性。對30種甜瓜籽油的7個品種性狀進(jìn)行主成分分析(表4、表5)。結(jié)果表明前4個主成分的累計貢獻(xiàn)率為93.929%。其中第1主成分的特征值3.113 8，貢獻(xiàn)率44.483%，其中第1成分得分較高的為MW、WQ和新密30號；第2主成分的特征值1.676 8，貢獻(xiàn)率23.955%，得分最高的為MW，為5.301 3；第3主成分的特征值為1.152 1，貢獻(xiàn)率16.458%，得分較高的為WQ、新密30號、卡拉庫賽。第4主成分的特征值為0.632 3，貢獻(xiàn)率為9.033%，得分較高的為林蜜25號、WQ、超甜小麥酥。根據(jù)主成分分析可知主要因子有4類，第1主成分的貢獻(xiàn)率最大，可以稱作為質(zhì)量因子，第2主成分次之，稱之為百粒重因子，第3主成分可稱為面積比因子，第4成分可稱為長/寬均值因子，這4個因子中質(zhì)量對甜瓜品種的影響最大。

表4 7個品種性狀的特征值和貢獻(xiàn)率

表5 主成分得分值

2.3.3 聚類分析

在主成分分析的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量、百粒重、面積比、長/寬均值、含油量、角鯊烯含量這6個主成分因子為綜合指標(biāo)，依據(jù)歐氏距離，采用可變類平均距離法進(jìn)行圖 1聚類分析，在遺傳距離為7.63的水平上把30個品種分為4類。以本實(shí)驗(yàn)結(jié)果為對照，其中第1類群包括1、4、8、10、17、24號，共 6個品種，第2類群僅有6號1個品種，第3類群包括 2、3、29、18、22、30、7、15、14、27、9、25、11、28、21、13、19、26、20、16、23、5號，共22 個品種，第4類群僅有12號1個品種。綜合分析可知，第1類群中的質(zhì)量、百粒重、面積比等處于中間值偏小的位置，但是8號MW的角鯊烯含量最高。第2類群中的質(zhì)量、面積比均偏小，但是角鯊烯含量較高(1 768.7 mg/kg)。第3類群占種類的絕大部分，角鯊烯含量有所增大、面積比和長/寬均值中間值偏大，第4類群中的長/寬均值較大，角鯊烯含量較高(1 171.2 mg/kg)。通過系統(tǒng)聚類可知，把30份甜瓜品種劃分為代表不同品質(zhì)性狀的4大類，第1類特點(diǎn)是其中面積比和單個質(zhì)量較小，但角鯊烯含量較高，第3、4類群則長/寬均值較大，角鯊烯含量較高。

圖1 聚類分析結(jié)果圖

3 結(jié)論

本研究以30個不同品種甜瓜籽為實(shí)驗(yàn)對象，對其相關(guān)性狀與角鯊烯含量進(jìn)行分析。得出甜瓜MW的角鯊烯含量最高，屬于第1類群，在主成分分析中第1主成分和第2主成分得分較高，相關(guān)性狀如面積比和長/寬均值最小。30個甜瓜籽性狀相關(guān)性分析，得知角鯊烯含量與質(zhì)量呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.37，與百粒重和面積比呈極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.69、-0.61。參試種子的百粒重與面積呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.80。籽粒面積比的減小有助于籽粒百粒重的增加。提高甜瓜籽油中角鯊烯含量，可以在甜瓜品種選育中選擇籽粒面積比和長/寬均值較小的品種進(jìn)行。