甜瓜果實不同部位礦物元素含量分析

摘" " 要：以海南地區(qū)種植的9個甜瓜品種為試驗材料，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法在成熟期對果實4個部位（果皮、果肉、果心和種子）的礦物元素含量進行測定。結(jié)果表明，甜瓜果實不同部位礦物元素含量差異較大，17種元素中，K、Mg、P、Na、Fe、Zn含量較高，Cu、Mn、Al、Co、Ni、B、Se、Rb、Sr、Ba含量較低；4個部位中，Mn、Ba、Al、Ca、Sr元素在果皮和種子部位的含量高于果肉和果心部位，Co、Cu、Zn、Se、B、Rb、K、Mg元素在種子部位的含量高于其他3個部位；網(wǎng)紋瓜果皮的K、Mg、Na、P、Ca、Fe、Zn、Al、B含量高于薄皮瓜；光皮瓜果心的K、Mg、Na、Fe、Cu、Mn、Co、B含量高于薄皮瓜；薄皮瓜種子的P、Zn、B含量高于網(wǎng)紋瓜和光皮瓜。甜瓜果實的果皮和種子中礦物元素含量高，網(wǎng)紋瓜相比光皮瓜和薄皮瓜具有更高的礦物元素營養(yǎng)價值。研究結(jié)果為海南地區(qū)甜瓜的高效益農(nóng)業(yè)開發(fā)提供了新思路，也為甜瓜的綜合開發(fā)利用提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：甜瓜；礦物元素；含量分析

中圖分類號：S652 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）07-074-10

Analysis of mineral element content in different parts of muskmelon fruit

WEI Ying， LIU Dongni， KANG Rui， FU Yufu， WANG Liqiang， CHANG Hong

（Institute of Food Testing， Hainan Academy of Inspection and Testing/Key Laboratory of Tropical Fruits and Vegetables Quality and Safety for State Market Regulation， Haikou 570314， Hainan， China）

Abstract： Nine muskmelon varieties cultivated in Hainan were used as experimental materials to determine the mineral element content in four parts（peel， flesh， core， and seed）of the fruits at mature period using inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）. The results showed that there were significant differences in the mineral element content in different parts of the fruits. Among the 17 elements， K， Mg， P， Na， Fe， and Zn had higher content， while Cu， Mn， Al， Co， Ni， B， Se， Rb， Sr， and Ba had lower content. Among the four parts， Mn， Ba， Al， Ca， and Sr elements had higher content in the peel and seed than that in the flesh and core， while Co， Cu， Zn， Se， B， Rb， K， and Mg elements had higher content in the seed than that in the other three parts. The peel of muskmelon contained higher levels of K， Mg， Na， P， Ca， Fe， Zn， Al， and B than that of thin-skinned muskmelons. The core of smooth-skinned muskmelons exhibited higher concentration of K， Mg， Na， Fe， Cu， Mn， Co， and B than that of thin-skinned muskmelons. The seed of thin-skinned melons had higher P， Zn， and B concentration than that of muskmelon and smooth-skinned melons. The peel and seed of muskmelon fruits contained higher mineral element content， and muskmelon exhibited a higher nutritional value in terms of mineral elements compared to smooth-skinned and thin-skinned muskmelons. The results provide new insights for the high-efficiency agricultural development of muskmelons in Hainan and serve as a reference for the comprehensive development and utilization of muskmelons.

Key words： Muskmelon; Mineral element; Content analysis

甜瓜作為我國主要的經(jīng)濟作物，在西部、中部、東部等地區(qū)均有種植，其中產(chǎn)量較大的是新疆、山東和河南。據(jù)聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織統(tǒng)計，我國甜瓜生產(chǎn)面積與產(chǎn)量均居世界首位，種植面積占全球甜瓜生產(chǎn)面積的36.3%，產(chǎn)量占世界甜瓜總產(chǎn)量的48.71%[1]。海南作為新興崛起的種植地區(qū)，一年2～3次收獲已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的主要收入來源，更是海南農(nóng)業(yè)的主要經(jīng)濟作物。甜瓜不僅含有蛋白質(zhì)、有機酸、氨基酸等營養(yǎng)元素，還有大量的礦物元素。鉀、鎂、鈉、磷和鈣是人體所需的主要礦物質(zhì)，鐵、銅、鋅、錳等又是在人體內(nèi)具有特定功能的微量元素[2]。鉀和鈉可調(diào)節(jié)人體的酸堿平衡，對維持人體正常功能非常重要；鈣和磷是骨骼和牙齒的主要成分；鐵是人體血紅蛋白的主要成分，參與氧的運輸；銅是人體許多酶（含銅酶）的主要成分[3-7]；鎂幾乎參與人體所有的新陳代謝過程；錳是人體多種酶的成分及酶的激活劑，可調(diào)節(jié)內(nèi)分泌系統(tǒng)；硼可促進激素分泌，影響人體器官和骨骼的成分與功能[2]；鋅可促進生長發(fā)育；硒可抗氧化，提高免疫力[8-11]。由此可見，不同的礦物元素以不同的方式參與著人體的生命活動。

礦物元素雖然含量很低，但在人體內(nèi)不可自我合成，只能從體外攝取。而一旦攝取不足或者過量，都可能引起生理上的變化，導(dǎo)致疾病發(fā)生，所以從日常膳食中攝取礦物元素就顯得尤為重要[12]。國內(nèi)目前針對甜瓜的研究大多集中在新疆、河北、東北等地區(qū)[13-17]，主要包括栽培技術(shù)、育種、病原菌及致病性、營養(yǎng)成分分析等方面[18-22]，其中關(guān)于營養(yǎng)方面的研究主要集中在甜瓜果肉部位，缺少對海南甜瓜果實不同部位營養(yǎng)成分之間的比較研究。

在日常食用過程中，果皮和種子都是當(dāng)作生活垃圾處理。但事實上除了果肉部位，其余部位的營養(yǎng)價值并不比果肉部位差。筆者采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定甜瓜果實不同部位礦物元素含量，填補海南甜瓜果實不同部位的研究空白，以期為甜瓜果實的綜合開發(fā)及進一步推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以3種不同類型的9個甜瓜品種為試驗材料（表1），其中網(wǎng)紋瓜、光皮瓜為厚皮甜瓜，薄皮瓜為薄皮甜瓜。各品種隨機抽取5個成熟瓜進行試驗。將甜瓜洗凈晾干后，分成4個部分，包括果皮、果肉、果心和種子，每部分混合粉碎后置于樣品瓶中，貯存于-20 ℃冰箱中待測。

1.2 方法

參考GB 5009.268－2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》測定甜瓜果實不同部位的礦物元素含量[23]。甜瓜的種子用清水清洗后，在60 ℃下烘干，其余部位以鮮樣測定。稱取約1 g的樣品，加入6 mL濃硝酸，100 ℃預(yù)消解30 min，放涼后置于微波消解儀中消解，消解完全后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，超純水定容至刻度。經(jīng)電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS/MS）上機測定甜瓜果實不同部位中礦物元素含量。鈣、鎂、鐵等高含量礦物元素稀釋后經(jīng)ICP上機測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理，采用Origin 2021繪圖。

2 結(jié)果與分析

經(jīng)ICP-MS/MS和ICP上機測定（包含K、Ca、Fe、Mn、Mg、Na等43種元素），共檢出17種元素。由表2可知，甜瓜果實含有豐富的礦物元素，但不同品種甜瓜果實不同部位的礦物元素含量差異較大。網(wǎng)紋瓜（西州密25號、王五、脆甜、牛三）果皮部位的Mg、Na、P、Ca、Fe、Zn、Al、B含量高于薄皮瓜，光皮瓜（香妃蜜、月露、玉菇）果心部位的K、Mg、Na、P、Fe、Zn、Cu、Mn、Co、B、Rb含量高于薄皮瓜，薄皮瓜（羊角蜜61號和羊角蜜91號）種子部位的P、Zn、Ni、B含量高于其他品種類型。

2.1 甜瓜果實不同部位Ca、Fe、Zn、Cu含量分析

由圖1可知，果皮和種子部位的Ca元素含量較高，其中牛三的果皮和果肉部位Ca含量最高，西州密25號果心部位Ca含量最高，羊角蜜61號種子部位Ca含量最高；果肉和果心的Fe元素含量都不高，果皮中含量最高的是西州密25號，除了玉菇外，其余8個品種種子的Fe元素含量均大于1000 μg·100 g-1，其中含量最高的是羊角蜜61號；果皮、果肉和果心部位的Zn元素含量都低于種子部位，其中羊角蜜61號種子的含量達到8000 μg·100 g-1，其余品種也都在1000 μg·100 g-1以上；除玉菇外，果皮、果肉和果心部位的Cu元素含量都低于種子部位，含量最高的是香妃蜜，是玉菇的34倍。

2.2 甜瓜果實不同部位Co、Ni、Se、Ba含量分析

由圖2可知，香妃蜜果皮、果心和種子3個果實部位的Co元素含量都高于其他品種，其中種子中的含量是牛三的28倍；果皮、果肉和果心的Ni元素含量都較低，羊角蜜61號和羊角蜜91號種子部位的含量都在350 μg·100 g-1以上；西州密25號4個果實部位的Se元素含量都高于其他8個甜瓜品種；果肉和果心的Ba元素含量均低于果皮和種子，其中種子中含量最高，是羊角蜜61號，是王五的12倍。

2.3 甜瓜果實不同部位K、Mg、Na、P含量分析

由圖3可知，9個甜瓜品種的果皮和果肉部位的K元素含量差異不大，種子部位的含量高于其他3個果實部位，其中王五、脆甜、牛三種子中的K元素含量超過900 mg·100 g-1，羊角蜜91號達到1448 mg·100 g-1，是9個品種中最高的。除了羊角蜜91號的果肉外，其他8個品種的果肉和果心部位的Mg元素含量均比果皮和種子低，西州密25號、牛三、香妃蜜的果皮部位的Mg元素含量高于玉菇、羊角蜜61號和羊角蜜91號，羊角蜜61號種子的Mg元素含量最高。香妃蜜、玉菇、羊角蜜61號和羊角蜜91號4個品種果實部位的Na元素含量都比較低，牛三和王五4個部位的含量都較高。果肉部位的P元素含量較少，果皮、果心和種子部位較高，其中牛三、羊角蜜61號和羊角蜜91號種子中的含量都在300 mg·100 g-1以上，是月露的3倍以上。

2.4 甜瓜果實不同部位Mn、Al、B、Rb、Sr含量分析

由圖4可知，果肉和果心部位的Mn元素含量較低，果皮中王五的含量最高，與種子中含量最高的羊角蜜61號接近，在1300 μg·100 g-1以上。果肉和果心部位的Al元素含量低于果皮和種子，其中玉菇種子中的含量最高，是牛三的10倍。種子部位的B元素含量高于其他3個果實部位，羊角蜜61號、羊角蜜91號和玉菇都均在600 μg·100 g-1以上。羊角蜜91號種子的Rb元素含量最高，但果皮、果肉和果心部位的含量并不突出。果肉和果心部位的Sr元素含量均比果皮和種子部位低，種子中含量最高的是羊角蜜61號，是香妃蜜的10倍。

2.5 與其他甜瓜類果實礦物元素含量的比較

將本研究中測定的甜瓜果肉部位礦物元素含量平均值與中國營養(yǎng)成分表[24]其他甜瓜果肉的礦物元素含量進行比較，結(jié)果如表3所示，在P含量上，海南種植的9個甜瓜品種均高于中國營養(yǎng)成分表所列的4種甜瓜，羊角蜜91號的含量是哈密瓜的6倍。在K含量上，除了羊角蜜91號外，其他8個甜瓜品種均高于哈密瓜。在Na含量上，牛三和王五比哈密瓜含量高。在Mg含量上，西州密25號、王五、牛三、脆甜、香妃蜜、月露和羊角蜜91號均比哈密瓜高。在Fe含量方面，僅有羊角蜜91號比甜瓜（香瓜）含量略高。在Zn含量方面，王五和羊角蜜91號比白金瓜高。在Se含量方面，西州密25號、羊角蜜91號比甜瓜（香瓜）高，其中西州密25號的含量是甜瓜（香瓜）的5倍。在Cu含量方面，王五、香妃蜜和羊角蜜91號均比白金瓜等4種甜瓜高。在Mn含量方面，牛三、脆甜、月露和羊角蜜61號與甜瓜（香瓜）含量差異較小，其他5個品種均比甜瓜（香瓜）高。在Ca含量上，海南種植的9個甜瓜品種均低于中國營養(yǎng)成分表所列的4種甜瓜。

由表3的K/Na可知，中國營養(yǎng)成分表中所列4種甜瓜都有著高鉀低鈉的特征，鉀鈉含量比值越大，說明其高鉀低鈉的特征越明顯。海南種植的9個甜瓜品種也都符合高鉀低鈉的特征，其中羊角蜜61號和羊角蜜91號的K/Na遠超白金瓜。

3 討論與結(jié)論

本研究海南種植的9個甜瓜品種包括4個網(wǎng)紋瓜（西州密25號、王五、脆甜、牛三）、3個光皮瓜（香妃蜜、月露、玉菇）和2個薄皮瓜（羊角蜜61號和羊角蜜91號），不同甜瓜品種果實不同部位礦物元素含量差異較大。17種元素中，K含量最高，P和Mg含量次之。4個部位中，Mn、Ba、Al、Ca、Sr元素在果皮和種子部位的含量高于果肉和果心部位，Co、Cu、Zn、Se、B、Rb、K、Mg元素在種子部位的含量高于其他3個部位。胡艷平等[25]在海南省澄邁永發(fā)試驗基地針對裂果果皮和不裂果果皮的礦物元素含量進行分析，網(wǎng)紋瓜果皮中的Ca含量遠高于本研究中的9個甜瓜品種，但K、Mg和P含量均低于本試驗研究結(jié)果。新疆烏魯木齊市售的10個甜瓜品種和海南種植的9個甜瓜品種果皮的K含量差異較小，在Mg含量方面，海南種植的網(wǎng)紋瓜略高，而海南種植的王五和牛三的Na含量比新疆烏魯木齊的甜瓜高[26]。

針對果肉部分礦物元素含量的研究相對較多[14，26-27]，在K含量上，海南種植的網(wǎng)紋瓜與新疆甜瓜差異不大，光皮瓜和薄皮瓜含量略低；在Na含量上，薄皮瓜含量略低于新疆甜瓜；在Fe含量上，海南種植的網(wǎng)紋瓜和光皮瓜含量低于新疆甜瓜；在P和Zn含量上，海南種植的網(wǎng)紋瓜含量高于新疆甜瓜；在Ca、Ni、Rb、Sr含量上，海南種植的甜瓜含量低于新疆甜瓜。

陳志慧等[28]采集了武漢、鄭州、河北和新疆等地的甜瓜種子進行礦物元素含量的測定，與筆者的研究結(jié)果相比，海南種植的9個甜瓜品種的種子部位中Mg、P、Ca、Fe、Zn、Cu、Mn、Ni、Se含量整體上低于其他地區(qū)。

由此可見，在礦物元素含量方面，海南種植的網(wǎng)紋瓜4個果實部位相比光皮瓜、薄皮瓜具有更高的營養(yǎng)價值。與全國其他地區(qū)種植的甜瓜進行比較，網(wǎng)紋瓜也具有一定的優(yōu)勢。從果肉部位的K/Na可知，9個甜瓜品種果肉部位均具有高鉀低鈉的特征，而我國居民的飲食結(jié)構(gòu)是高鈉低鉀，高鈉低鉀是高血壓和腦卒中發(fā)病的重要環(huán)境因素[29]，王崇琴[30]、王青[31]佐證了高血壓患者的飲食習(xí)慣為高鈉低鉀，適當(dāng)增加鉀含量的攝入可以加速鈉的排除，從而可使血壓下降。

甜瓜除了果肉部位具有食用價值外，其他舍棄的部位也有一定的營養(yǎng)價值，可加工用于其他生產(chǎn)。林章利等[32]發(fā)明的鮮食瓜果類資源化聯(lián)用配制方法，就是利用哈密瓜制成果粉、飼料、有機肥等，可滿足動物或植物的多種營養(yǎng)需求，提高了果皮等廢棄物的回收利用率。梁玉峰等[33]發(fā)明了用哈密瓜果皮制備清除亞甲基藍印染物質(zhì)生物吸附劑的方法，可有效地解決現(xiàn)有吸附劑處理印染污水效果差、易產(chǎn)生二次污染的問題。

綜上所述，不同類型甜瓜果實不同部位的礦物元素含量有較大差異，果皮、果肉、果心和種子均具有較高的食用價值和經(jīng)濟利用價值，研究結(jié)果可為加工食品、藥食兩用以及廢物利用等綜合開發(fā)提供參考依據(jù)。

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收稿日期：2023-12-19；修回日期：2024-02-26

基金項目：國家市場監(jiān)管重點實驗室（熱帶果蔬質(zhì)量與安全）自主研究課題（ZZ2022016，ZZ2023003）

作者簡介：韋 盈，女，工程師，研究方向為食品檢驗檢測和食品安全。E-mail：165084600@qq.com

通信作者：常 虹，女，高級工程師，研究方向為食品安全和質(zhì)量管理。E-mail：375552783@qq.com