不同椰棗種質資源果實糖酸組分和營養元素含量分析

李東霞，徐中亮，符海泉，李 靜，張 寧

(1.中國熱帶農業科學院椰子研究所，海南 文昌 571339；2.海南省熱帶油料作物生物學重點實驗室，海南 文昌 571339；3.國家熱帶棕櫚種質資源圃，海南 文昌 571339)

【研究意義】椰棗(PhoenixdactyliferaL.)屬于棕櫚科刺葵屬，多年生棕櫚科植物，雌雄異株，樹齡可長達百年，在干旱和半干旱地區具有非常重要的經濟和生態作用[1-2]。從營養、經濟和耐儲藏性的角度考慮，椰棗果實是撒哈拉沙漠阿爾及利亞人和巴基斯坦的重要糧食和水果，是他們的日常飲食中的重要組成部分[3-6]。巴基斯坦是世界上六個主要的椰棗國家之一，目前椰棗在我國的熱帶、亞熱帶、溫帶地區主要作為綠化樹種植，而且在我國的海南省三亞市和云南省玉溪市元江縣均發現了能夠開花結實的椰棗樹[2]。果實糖酸的種類、含量及其動態變化是果實品質形成的重要基礎，也是研究的熱點之一。糖酸含量作為影響果實品質的重要因素，不僅決定了果實風味的好壞，而且還參與果實的新陳代謝，在細胞信號轉導過程中起信號分子的作用，還是色素和芳香物質等合成的基礎原料[7-8]。不同品種椰棗礦質營養是果樹穩產優質栽培的物質基礎，與果實生理以及品質形成密切相關[9]。因此分析不同椰棗品種和椰棗種質資源果實的品質性狀中的果實性狀、糖酸含量、營養元素含量對了解生長于巴基斯坦和海南椰棗果實品質差異性具有重要指導作用。【前人研究進展】椰棗果含糖量較高，一些椰棗品種的含糖量高達88 %[10]，糖酸含量作為果實品質的重要因素，在很大程度上取決于果實內糖酸種類及含量變化[11]。Al-Shahib等[10]等通過對12個椰棗品種不同成熟期椰棗果肉的總糖含量測定發現，隨著椰棗果的逐漸成熟，其總糖含量逐漸增加，對椰棗果肉的營養元素含量測定發現鉀營養元素含量較高。Chaira等[4]對突尼斯的10個椰棗品種果肉中的糖和營養元素含量進行了測定，研究發現不同椰棗品種之間的鮮果中可溶性糖含量變幅較大，椰棗果肉中的鉀含量最高。Siddeeg等[12]對生長在伊拉克的Sukkari品種椰棗果實糖分的測定發現，每100 g椰棗干果中含有的葡萄糖和果糖含量較高，而蔗糖的含量低于葡萄糖和果糖的含量，椰棗果的營養元素：鈣、硫、鈉、鎂、鐵、銅、和鉀，研究發現，每100 g干果中含有的鉀營養元素含量最高。【本研究切入點】椰棗是重要的木本糧食作物之一，椰棗果也可以作為一種水果食用，在國內關于巴基斯坦和海南不同椰棗品種和資源果實品質性狀對比尚無報道。【擬解決的關鍵問題】本文從果實性狀、糖酸組分、營養元素分析比較巴基斯坦費薩拉巴德和中國海南三亞成熟期椰棗果實的品質性狀，為了解生長于巴基斯坦和海南椰棗果實品質差異和今后有目的的引種試種提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

以收集于巴基斯坦費薩拉巴德的D、H、M、A的4個品種和海南三亞不同果色的R、Y資源收獲期的新鮮果實為實驗材料，試劑：木糖、果糖、山梨糖、葡萄糖、甘露糖、蔗糖、煙酸、絲氨酸、蘋果酸試劑為阿拉丁公司生產，甲醇、鹽酸羥胺、六甲基二硅胺烷、三甲基氯硅烷均為分析純試劑。

1.2 分析測定方法

椰棗果實鮮重由百分之一天平稱取，果長和果寬用游標卡尺測量獲取，含水量=(鮮重重量-干重重量)/鮮重重量。采集的成熟椰棗果實保存于-80 ℃的超低溫冰箱中備用，使用80 %的甲醇提取椰棗果實可溶性糖和有機酸，3次重復，提取液中加入內標(甲基-α-D-葡糖糖苷溶液)，進行兩步衍生化后采用Agilent 6890N氣相色譜儀進行測定，具體提取與測定方法參見胡紅菊(2007)和許讓偉(2009)。氣相色譜(GC)的分析參數依據Bartolozzi(1997)設定，略有改動。椰棗果實營養元素含量測定前，120 ℃殺青20 min，60 ℃烘干至恒重，不銹鋼磨樣機磨成粉末，送往中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所土壤肥料測試中心測試。

1.3 統計分析方法

原始數據的分析采用Excel 2007版軟件處理，數據統計分析采用SAS 9.1，系統聚類分析采用Origin 9。

2 結果與分析

2.1 不同椰棗果實性狀差異

由表1 可知，巴基斯坦與海南椰棗鮮果的果實性狀差異較大。D、H、M、A 椰棗單果鮮重顯著大于R、Y椰棗單果鮮重。D、H、M椰棗果的果長顯著大于R椰棗果的果長， D、M、A椰棗果顯著寬于R、Y椰棗。椰棗鮮果果實的含水量均在50 %以上。

表1 不同椰棗果實性狀差異

2.2 不同椰棗果實中糖組分差異

由表2 可知，生長于巴基斯坦的H果實的木糖含量最高，并且顯著大于其他椰棗果實的木糖含量，H果實的果糖含量高，顯著高于D、M、R、Y的果糖含量，H和A果實中的山梨糖的含量顯著高于D和Y的山梨糖含量，D、H、A果實中的葡萄糖含量顯著高于M和Y的葡萄糖含量，H果實中甘露糖的含量最高，顯著高于M、R、Y果實中甘露糖的含量，H和M果實中蔗糖含量較高，顯著高于D、A、R、Y果實中的蔗糖含量。

表2 不同椰棗果實糖組分含量差異

2.3 不同椰棗果實中酸組分差異

由表3可知，生長于巴基斯坦椰棗果實中的煙酸含量顯著高于生長于海南三亞的椰棗，H的絲氨酸含量顯著高于其他椰棗的絲氨酸含量，H的蘋果酸含量最高，顯著高于M和Y的蘋果酸含量。

表3 不同椰棗果實酸組分含量差異

2.4 不同椰棗果實中營養元素含量差異

由表4可知，椰棗果實中含有的大量元素氮、磷、鉀中鉀的含量最多， R和Y果實中的氮含量顯著高于D、H、M、A果實中的氮含量，Y果實中磷的含量顯著高于其他椰棗果實中的磷含量， D果實中鉀的含量最高，顯著高于其他椰棗果實中鉀的含量，D和R果實中的鈣含量最高，R和Y果實中鎂的含量顯著高于D、H、M、A果實中鎂的含量，D果實中鐵的含量顯著高于其他果實中的鐵含量。Y果實中鋅的含量顯著高于其他果實中的鋅含量。

表4 不同椰棗果實營養元素含量差異

2.5 不同椰棗果實性狀、糖酸組分和營養元素含量變異分析

由表5可知，在椰棗果實性狀中，不同生長地椰棗單果鮮重變異系數最大，為37.84 %，鮮重含水量的變異系數最小，為9.3 %。果實中糖酸組分含量的變異系數均比較大，范圍在31.98 %～123.18 %，其中變異系數最大的為蔗糖含量，變異系數最小的為煙酸含量。椰棗果實中蔗糖和果糖的含量較高；山梨糖的含量較低；椰棗果實中蘋果酸的含量較高，變異幅度最大是絲氨酸含量。果實中營養元素含量的變異系數在16.42 %～30.93 %，其中變異系數最大的是果實中的氮含量，變異系數最小的為鉀含量。果實中微量元素中鐵含量較高，達到34.78 mg/kg，是果實中鋅含量的4.66倍。

表5 不同椰棗果實性狀、糖酸組分和營養元素含量變異分析

2.6 椰棗果實糖酸含量與營養元素含量之間的相關性

椰棗果實中的糖酸組分和營養元素之間存在一定的相關性，果糖與甘露糖、蘋果酸，葡萄糖與甘露糖，呈極顯著正相關，木糖與絲氨酸，葡萄糖與蘋果酸、鐵含量、果糖，甘露糖與蘋果酸，氮含量與磷含量、鎂含量呈顯著正相關， 鋅含量與果糖、蘋果酸，山梨糖與鉀含量呈極顯著負相關，甘露糖與鋅含量，煙酸與氮含量呈顯著負相關(表6)。

表6 不同椰棗果實的糖酸含量與營養元素含量的相關性分析

2.7 不同椰棗種質資源果實性狀的系統聚類分析

如圖1所示,通過歐式聚類來判斷遺傳距離進而分析各椰棗種質間的親緣關系，聚類分析結果顯示，巴基斯坦H和M親緣關系較近，而巴基斯坦D、A與海南R、Y親緣關系較近，而與H、M品種關系較遠。

圖1 參試6份椰棗種質資源果實性狀聚類分析Fig.1 Hierarchical cluster analysis of fruit characters of 6 date palm germplasms

3 討 論

果實的品質包括外觀品質和內在品質，外觀品質主要是指果實的大小、性狀、色澤等，內在品質主要是指果實香氣和風味，風味在很大程度上則取決于甜度與酸度，及可溶性糖和有機酸的組分、含量、比值[13]。果實品質的形成是一個復雜的生理代謝過程，在整個果實發育階段會受環境條件如光、溫、水、肥等影響，而營養元素含量及其比例在果實品質形成中的作用同樣非常重要[14]。在本研究中，生長于巴基斯坦的椰棗果實性狀與生長于海南的椰棗果實性狀表現出明顯的差異，D、H、M、A的單果鮮重顯著大于R、Y的單果鮮重，D、H、M、A的果長均顯著大于R的果長，D、H、M、A的果寬均顯著大于Y的果寬。造成果實性狀差異大的原因，一方面可能是由于不同椰棗種質資源的基因型不同，另一方面可能是由于生長地環境的差異，費薩拉巴德緯度高于海南三亞的緯度，光照、溫度、降雨量均不同。

可溶性糖是決定果實品質和風味的重要因子，主要由果糖、葡萄糖、山梨糖醇等組成，姚改芳等[15]研究發現不同品種的梨之間，果糖與葡萄糖的含量相對穩定，蔗糖與山梨醇含量變化幅度較大。本研究發現不同資源椰棗果實中蔗糖的含量差異較大，變異系數達到123.18 %(表5)，H和M果實中的蔗糖含量最高(表2)，與姚改芳的研究認為蔗糖含量變化幅度較大的結果一致。最終形成了不同果品糖酸風味的差別[15]。Chaira 等[16]對突尼斯的10個椰棗品種的糖進行了調查，研究發現不同椰棗品種之間的鮮果中可溶性糖含量變幅較大，本研究結果和Chaira 的研究結果都表明不同品種或資源椰棗鮮果中果糖和葡萄糖含量差異明顯。Siddeeg等[12]對生長在伊拉克的Sukkari椰棗糖分的測定發現，每100 g椰棗干果中含有的葡萄糖和果糖含量較高，而蔗糖的含量低于葡萄糖和果糖的含量，此研究結果與本文的研究結果有一定的差別，產生這個結果的原因可能是，測定椰棗果的時期不同，因為椰棗果實在成熟過程中，果皮顏色、香味及果實糖酸等發生顯著變化，其中糖類和酸類物質會發生轉化導致果實品質轉化。

想要了解植物生長發育需要什么養分，首先是要知道植物體的養分組成。植物必需營養元素是代謝過程的主要參與者，對果樹的生理代謝和果實的營養品質有著重要作用。大量元素或微量元素的缺失或過多都將影響果樹的生長發育、果實品質和產量[17-18]。植物體內礦質營養元素含量的高低及它們相互作用都將影響其產量和品質。大量營養元素中氮元素是細胞的組成成分，氮對可溶性固形物含量、果肉硬度的負直接作用相對最大[19]，果實中氮含量高時則硬度低[20]，在本研究中，海南生長的R和Y果實中的氮含量均顯著高于生長在巴基斯坦的D、H、M、A的氮含量。徐慧等[19]研究表明，磷對蘋果果實單果質量、可溶性固形物含量和果肉硬度的正直接作用相對最大。鉀被稱為品質元素和抗逆元素，椰棗的抗逆性極強，在本研究中，6份椰棗種質資源果實中的鉀含量最高，Al-Shahib等[10]測定發現多個椰棗品種果肉的鉀營養元素含量較高，Chaira[16]等同樣測定發現10個不同椰棗品種中椰棗果肉中的鉀含量最高，Siddeeg等[12]測定生長于伊拉克的椰棗果的營養元素：鈣、硫、鈉、鎂、鐵、銅、和鉀，研究發現，每100 g干果中，所含有的鉀營養元素含量最高，本研究結果也符合這一規律。本研究中鈣和鎂的含量接近，與Siddeeg研究結果相同。中量元素鈣和鎂含量的缺乏會使果實變小及果實可溶性固形物降低[21]。鎂對果實單果質量的負直接作用相對最大[22]，在本研究中生長在海南2份椰棗果中的鎂含量均顯著高于4份生長在巴基斯坦的椰棗果中的鎂含量，而單果鮮重恰恰相反。

果實是果樹的栽培目的和最終利用器官，了解果實的糖酸分配和對礦質營養元素的吸收和利用特性對調節果樹的營養需求至關重要[23]。閆忠業等[22]研究認為蘋果果實的生長發育和品質形成受到各種礦質元素的協同調控。在本研究中，椰棗果實中的氮含量與磷和鎂含量呈顯著正相關，楊莉等[23]研究認為馬家柚及變異品系果實中的磷、鉀、鈣、鎂的積累呈均上升趨勢。吳本宏等[24]對桃果實內的糖酸組分和含量研究發現，葡萄糖和果糖呈極顯著直線正相關，果實內的部分酸含量之間呈顯著直線正相關，本研究中同樣也發現椰棗果實中的一些糖與糖以及糖與酸之間呈極顯著或顯著正相關。楊莉等[23]研究發現馬家柚果實中的總糖含量與果皮中的氮含量呈負相關，可滴定酸與果肉中的鈣含量呈負相關，而糖酸比與果肉中的鈣含量呈正相關。在本研究中研究發現椰棗果實中的葡萄糖含量與鐵含量呈顯著正相關，鋅含量與果糖、蘋果酸，山梨糖與鉀含量呈極顯著負相關，甘露糖與鋅含量，煙酸與氮含量呈顯著負相關，可見進一步證明了礦質營養水平是果樹品質形成的物質基礎，果實的糖酸受礦質營養元素含量的影響。

4 結 論

巴基斯坦的4個椰棗品種與海南的2份椰棗種質資源在果實性狀、糖酸組分、營養元素均具有明顯的差異性，D、H、M、A椰棗果實的鮮重顯著大于R、Y； H和M果實中的蔗糖含量最高；R、Y果實中的鎂含量顯著大于D、H、M、A椰棗果實中的鎂含量，但是果實中鉀含量均最高。通過本研究了解了生長于巴基斯坦和海南椰棗果實品質差異性，為今后有目的引種試種提供了參考依據。