嫩食南瓜主要礦質(zhì)元素、營(yíng)養(yǎng)成分含量及其相關(guān)性分析

王鵬偉，劉珍宇，白龍飛，劉振威*，孫 麗，李新崢

（1.河南科技學(xué)院園藝園林學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003；2.河南省園藝植物資源利用與種質(zhì)創(chuàng)新工程研究中心，河南新鄉(xiāng) 453003）

南瓜是葫蘆科南瓜屬一年生蔓生草本植物[1]。嫩食南瓜具有優(yōu)良的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和礦質(zhì)元素[2]，人們對(duì)其的需求量不斷增加[3]，對(duì)嫩食南瓜的研究也不斷加深[4]。關(guān)于不同礦質(zhì)元素含量對(duì)品質(zhì)的影響，已有學(xué)者在蘋果[5]、黃瓜[6]、南瓜[7]等植物中發(fā)現(xiàn)不同礦質(zhì)元素含量下，品質(zhì)會(huì)發(fā)生較大的變化，如果實(shí)色澤、含酸量、硬度、干物質(zhì)等。但目前對(duì)礦質(zhì)元素與南瓜果實(shí)品質(zhì)相關(guān)研究還較少。礦質(zhì)元素參與植物生長(zhǎng)過(guò)程中的一些重要調(diào)節(jié)，如直接參與一些重要化合物的合成，起到酶促作用和代謝調(diào)節(jié)作用，同時(shí)一些元素可以起到運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用，生理生化功能非常廣泛，對(duì)維持機(jī)體正常的生命活動(dòng)具有重要意義[8]。鈣（Ca）元素是植物體內(nèi)含量較高的礦質(zhì)元素，直接參與植物細(xì)胞壁的構(gòu)建與穩(wěn)定，起著穩(wěn)定結(jié)構(gòu)成分的作用，同時(shí)影響生長(zhǎng)受體內(nèi)產(chǎn)生的各種植物激素。鉀（K）元素在植物細(xì)胞中主要發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，如氣孔開(kāi)閉、根系吸水和根壓、滲透調(diào)節(jié)，在生物體中發(fā)揮重要的生理功能。鐵（Fe）可以調(diào)控葉綠體的片層結(jié)構(gòu)，還是各種酶的組成部分，在生長(zhǎng)生理中起著極為重要的作用。鎂（Mg）元素是植物生長(zhǎng)必不可少的物質(zhì)，能夠起到促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用，鎂元素參與蛋白質(zhì)的合成、葉綠素的合成，是各種酶的組成成分。鈉（Na）元素是植物體內(nèi)一種必需的礦質(zhì)元素，鈉元素具有刺激植物生長(zhǎng)、調(diào)劑滲透壓、影響植物水分平衡與細(xì)胞伸展的功能。錳（Mn）元素在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的重要，是參與葉綠素生物合成的關(guān)鍵因子，錳還作為部分酶的活化劑，如己糖激酶、脫氫酶。鎘（Cd）元素在植物體內(nèi)含量少，但是作用大，對(duì)植物生長(zhǎng)有刺激作用，主要表現(xiàn)是提高植物體內(nèi)一系列酶活性，使葉綠素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量增加。

以5 個(gè)嫩食南瓜材料為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)定不同嫩食南瓜中的礦質(zhì)元素和主要營(yíng)養(yǎng)成分含量，并采用隸屬函數(shù)法對(duì)其礦質(zhì)元素和主要營(yíng)養(yǎng)成分含量進(jìn)行綜合分析，探討不同嫩食南瓜礦質(zhì)元素和主要營(yíng)養(yǎng)成分含量及二者的相關(guān)性，以期為培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的嫩食南瓜新品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為安早、材料1、材料2、百蜜嫩南瓜1號(hào)和百蜜嫩南瓜2 號(hào)等5 個(gè)嫩食南瓜品種（系），均來(lái)源于河南科技學(xué)院南瓜課題組，分別編號(hào)為試驗(yàn)材料CK、M1、M2、M3和M4。

1.2 試驗(yàn)方法

從每種試驗(yàn)材料中各選擇3 個(gè)嫩食南瓜，從中間縱向切開(kāi)，選擇中間果肉切碎混勻，每處理3個(gè)重復(fù)，制好備用。VC含量采用熒光分光光度法[9]測(cè)定，蛋白質(zhì)采用凱氏定氮法[10]測(cè)定，β-胡蘿卜素采用浸提法[11]測(cè)定，干物質(zhì)采用烘干法[12]測(cè)定，游離氨基酸采用茚三酮溶液顯色法[13]測(cè)定，礦質(zhì)元素采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀法測(cè)定[14]。在對(duì)南瓜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)綜合分析時(shí)采用隸屬函數(shù)分析法[15]，隸屬函數(shù)的計(jì)算采用以下公式：

上述公式中：Xi為參與試驗(yàn)?zāi)瞎现衖物質(zhì)的測(cè)定值；Xmax為參加試驗(yàn)?zāi)瞎现衖物質(zhì)的最大值；Xmin為參加試驗(yàn)?zāi)瞎现衖物質(zhì)的最小值。（1）式和（2）式的使用取決于所測(cè)指標(biāo)與南瓜品質(zhì)是否成正相關(guān)，若是則用（1）式，反之用（2）式。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel、DPS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和相關(guān)分析[16]，采用隸屬函數(shù)分析法對(duì)5 種嫩食南瓜的主要營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行綜合評(píng)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 嫩食南瓜中主要礦質(zhì)元素含量

測(cè)定5個(gè)嫩食南瓜品種（系）試驗(yàn)材料中Ca、K、Fe、Mg、Na、Mn和Cd等7個(gè)主要礦質(zhì)元素含量結(jié)果如表1?？梢钥闯觯珻a含量M4最高，為3 001.05 μg·g-1；其次是M3（2 588.21 μg·g-1）；M2最低，為1 688.07 μg·g-1。K 含量M4 最高，為45 804.57 μg·g-1；而CK 最低，為26 476.14 μg·g-1。Fe 含量M1 最高，為579.03 μg·g-1；M2 最低，為139.20 μg·g-1。Mg 含量M4 最高，為2 263.57 μg·g-1；其次是M3，為2 260.23 μg·g-1；M2最低，為1 510.31 μg·g-1。Na 含量M1 最高，為1 325.83 μg·g-1；其次是M4，為1 239.42 μg·g-1；CK最低，為1 016.29 μg·g-1。Mn 含量M1 最高，為30.63 μg·g-1；M2 最低，為12.51 μg·g-1。Cd 含量M1最高，為11.49 μg·g-1；其次是M2，為10.65 μg·g-1；M4最低，為10.18 μg·g-1。

表1 嫩食南瓜中主要礦質(zhì)元素含量 單位：μg·g-1

2.2 嫩食南瓜中主要營(yíng)養(yǎng)成分含量

測(cè)定5 個(gè)嫩食南瓜材料的VC、蛋白質(zhì)、干物質(zhì)、β-胡蘿卜素和游離氨基酸等5 個(gè)營(yíng)養(yǎng)成分含量如表2。可以看出，VC含量M4最高，為6.12 mg·g-1；CK和M1最低，為2.38 mg·g-1，相差達(dá)到3.74 mg·g-1。蛋白質(zhì)含量M4最高，為3.84 g·(100 g)-1；M3最低，為2.50 g·(100 g)-1，相差達(dá)到1.34 g·(100 g)-1。干物質(zhì)含量M2 最高，為2.90 g；CK最低，為2.20 g·(100 g)-1，相差達(dá)到0.70 g。β-胡蘿卜素含量M2 最高，為4.07 mg·kg-1；M1 最低，為0.93 mg·kg-1，相差達(dá)到3.14 mg·kg-1。游離氨基酸含量M2 最高，為3.91 g·(100 g)-1；M4 最低，為1.1 g·(100 g)-1，相差達(dá)到2.81 g·(100 g)-1。

表2 嫩食南瓜中主要營(yíng)養(yǎng)成分含量

2.3 主要礦質(zhì)元素與營(yíng)養(yǎng)成分的隸屬函數(shù)分析

通過(guò)分析測(cè)定的嫩食南瓜中7個(gè)主要礦質(zhì)元素與5個(gè)主要營(yíng)養(yǎng)成分的含量，我們發(fā)現(xiàn)利用單一的指標(biāo)不能很好地對(duì)嫩食南瓜新品系品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[17]。因此需要對(duì)主要內(nèi)含物進(jìn)行綜合分析，對(duì)7種主要礦質(zhì)元素和5 種主要營(yíng)養(yǎng)成分含量采用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如表3。可以看出，綜合比較5 個(gè)嫩食南瓜材料的綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)（主要礦質(zhì)元素與營(yíng)養(yǎng)成分）從大到小依次為：M4＞M1＞M3＞M2＞CK。

表3 嫩食南瓜中主要礦質(zhì)元素與營(yíng)養(yǎng)成分的隸屬函數(shù)分析

2.4 主要礦質(zhì)元素與營(yíng)養(yǎng)成分的相關(guān)分析

對(duì)5個(gè)嫩食南瓜材料的7種主要礦質(zhì)元素和5種主要營(yíng)養(yǎng)成分含量進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如表4?？梢钥闯觯跔I(yíng)養(yǎng)成分與礦質(zhì)元素含量之間，VC與Ca、Fe、Mg 呈極顯著正相關(guān)，VC與Ca 的相關(guān)系數(shù)最高。在營(yíng)養(yǎng)成分含量之間，干物質(zhì)與β-胡蘿卜素呈顯著正相關(guān)；在礦質(zhì)元素含量之間，Ca與K、Mg呈極顯著正相關(guān)，Ca與Na呈顯著正相關(guān)，K與Mg呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)e與Na呈顯著正相關(guān)，F(xiàn)e與Mn呈極顯著正相關(guān)，Na與Mn 呈極顯著正相關(guān)。Ca 含量高的嫩食南瓜，與其呈極顯著正相關(guān)的VC含量應(yīng)該較高；K 含量高的嫩食南瓜，與其呈極顯著正相關(guān)的VC含量應(yīng)該較高；Mg含量高的嫩食南瓜，與其呈極顯著正相關(guān)的VC含量應(yīng)該較高。因此，嫩食南瓜中VC含量的增加可能與Ca、K、Mg含量有關(guān)。

表4 嫩食南瓜中礦質(zhì)元素與主要營(yíng)養(yǎng)成分的相關(guān)分析

3 小結(jié)與討論

3.1 小結(jié)

對(duì)嫩食南瓜礦質(zhì)元素含量的測(cè)定結(jié)果表明，百蜜嫩南瓜2 號(hào)的Ca、K 含量最高。礦質(zhì)元素含量相關(guān)性分析中，Ca 與K 含量呈極顯著正相關(guān)，相較于對(duì)照安早，大量元素含量都比較高，而微量元素含量較低。材料1 的Fe、Na、Mn 和Cd 含量最高，礦質(zhì)元素含量相關(guān)性分析中Fe 和Na 呈顯著正相關(guān)，相較于對(duì)照安早，微量元素含量較高。百蜜嫩南瓜1號(hào)的Mg含量最高，但Fe含量較低。對(duì)主要營(yíng)養(yǎng)成分含量的測(cè)定結(jié)果表明，百蜜嫩南瓜2 號(hào)的VC和蛋白質(zhì)含量最高，材料2 的干物質(zhì)、β-胡蘿卜素、游離氨基酸含量最高。營(yíng)養(yǎng)成分含量在相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)嫩食南瓜的干物質(zhì)和β-胡蘿卜素呈顯著正相關(guān)。VC與Ca、K、Mg 呈極顯著正相關(guān)。Ca 與K、Mg，K 與Mg，F(xiàn)e 與Mn，Na 與Zn，Ca 與Na，F(xiàn)e 與Na 之間均達(dá)到顯著或極顯著正相關(guān)。利用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)5個(gè)品種（系）7種主要礦質(zhì)元素和5 種主要營(yíng)養(yǎng)成分等進(jìn)行綜合分析，結(jié)果表明百蜜嫩南瓜2號(hào)、材料1、百蜜嫩南瓜1號(hào)、材料2的綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)表現(xiàn)優(yōu)良。

3.2 討論

馮愛(ài)青等在控制南瓜發(fā)育中的營(yíng)養(yǎng)因子的分析中得出嫩食南瓜中VC含量最高，蛋白質(zhì)含量最低，而到南瓜成熟時(shí)期，氨基酸的含量增加，VC的含量逐漸減少[18]，與本試驗(yàn)中蛋白質(zhì)含量低、VC含量高相符合，原因可能是由于早期南瓜葉綠素發(fā)育不完善，不能合成較多的蛋白質(zhì)有關(guān)。郭言言等在印度南瓜果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分分析中得出礦質(zhì)元素含量與本試驗(yàn)結(jié)果K＞Ca＞Mg＞Na＞Fe＞Mn 的結(jié)論一致，但礦質(zhì)元素含量相關(guān)性分析時(shí)Fe 與Mn、Mg 之間、Na 與Mn 之間的相關(guān)性結(jié)論不一致，有可能是由于試驗(yàn)材料不同所導(dǎo)致，具體原因還需通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證[19]。楊鵬鳴等在研究南瓜礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性分析中得出K 與Mg，Ga與Mg 之間呈極顯著正相關(guān)[20]，所得數(shù)據(jù)與本試驗(yàn)結(jié)果有相似之處。李新崢等在南瓜礦質(zhì)元素及其他品質(zhì)性狀的相關(guān)分析中得出的數(shù)據(jù)表明蛋白質(zhì)與Ca、Mg呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.528、0.465[21]，與本試驗(yàn)所得結(jié)論不同，可能是南瓜主要礦質(zhì)元素含量和營(yíng)養(yǎng)成分含量取決于生態(tài)環(huán)境及相關(guān)元素在果實(shí)體內(nèi)的分布及運(yùn)轉(zhuǎn)狀況不同導(dǎo)致，而導(dǎo)致主要礦質(zhì)元素本身之間和主要營(yíng)養(yǎng)成分含量之間協(xié)同或拮抗作用的原因復(fù)雜，還有待于進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)?zāi)瞎喜牧纤鶞y(cè)的K 含量較其他礦質(zhì)元素含量高出許多。而K 含量偏高，對(duì)南瓜主要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)是否有一定的影響，以及K 含量增加與南瓜主要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的相關(guān)性也需要進(jìn)一步研究。