不同石榴品種籽粒礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量綜合評(píng)價(jià)

楊雪梅，張錦超，鄧光華，王魏，馮立娟，尹燕雷

（1.山東省果樹研究所，山東 泰安 271000；2.淄博錦川河富硒農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，山東 淄博 255138；3.泰安市化馬灣鄉(xiāng)人民政府，山東 泰安 271042；4.泰安市徂汶景區(qū)機(jī)關(guān)黨委，山東 泰安 271000）

石榴（Punica granatum）屬千屈菜科落葉灌木或小喬木。果實(shí)中含有豐富的碳水化合物、氨基酸、維生素和人體所必需的營養(yǎng)元素，其中，維生素C含量是蘋果和梨的1～2倍，磷含量高達(dá)145 mg·kg－1，在各種水果中十分突出，是一種功能型水果［1］，具有生津、化食、平肝、補(bǔ)腎、健脾、益胃等功效。石榴除直接食用外，還可以加工成果汁、果酒、果凍、沙拉、布丁、果醋等多種產(chǎn)品，且其果皮、種子等也具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和保健功能［2－4］。研究表明石榴果實(shí)各部位的礦質(zhì)營養(yǎng)分布明顯不同，石榴汁和石榴皮中鉀的含量最高，而石榴籽中鐵的含量最高，不同石榴品種間礦質(zhì)營養(yǎng)也有顯著差異［5］。目前對(duì)石榴果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)雖有一定的研究，但分析的元素較少或品種較單一［6，7］。本試驗(yàn)選取我國五大石榴主產(chǎn)區(qū)較有代表性的21個(gè)主栽品種，分析籽粒中9種常見的營養(yǎng)元素，比較不同來源石榴品種礦質(zhì)營養(yǎng)差異，以期為石榴種質(zhì)資源研究奠定基礎(chǔ)，同時(shí)為人們?nèi)粘ｏ嬍炒钆涮峁﹨⒖肌?/p>

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)石榴果實(shí)均采自山東省果樹研究所石榴資源圃，所選樹種均于2009年引自各石榴主產(chǎn)區(qū)，樹體生長良好。2018年9月下旬統(tǒng)一采摘，每品種選擇果個(gè)均勻，成熟度和著生部位較一致的果實(shí)5～7個(gè)。將籽粒剝出，置搪瓷盤中烘干至恒重，粉碎后過60目篩備用。試驗(yàn)所選石榴品種如表1所示。

表1 供試石榴品種

1.2 試驗(yàn)儀器及試劑

海能K9860全自動(dòng)凱氏定氮儀（山東海能未來技術(shù)集團(tuán)股份有限公司）、原子吸收分光光度計(jì)TAS－990（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司），CEM Mars6高通量密閉微波消解系統(tǒng)（美國CEM公司），LCT理化分析型超純水機(jī)（濟(jì)南立純水處理設(shè)備有限公司），F(xiàn)W－100型高速萬能粉碎機(jī)（北京市永光明醫(yī)療儀器廠）。

鉀、鈣、鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液均為500 mg·L－1（上海阿拉丁生化科技股份有限公司），鐵、錳、銅、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度均為1000 mg·L－1（國家有色金屬及電子材料測(cè)試中心），濃硫酸、雙氧水、鉬酸銨、五氧化二磷、磷酸二氫鉀及抗壞血酸均為優(yōu)級(jí)純。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 鈣、鎂、鐵、銅、錳、鋅含量測(cè)定 用萬分之一天平準(zhǔn)確稱取過篩后的樣品0.2000 g，消解條件、測(cè)定方法及鈣、鎂、鐵、銅、錳、鋅標(biāo)準(zhǔn)工作曲線制作參考楊雪梅等［8］的方法。石榴籽粒中各營養(yǎng)元素含量可按式（1）計(jì)算：

式中C為從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線直接讀出的濃度（μg·mL－1）；D為稀釋倍數(shù)；V為定容體積；m為消解樣品質(zhì)量0.2000 g。

1.3.2 總磷含量測(cè)定 采用鉬藍(lán)比色法，參考田春秋等［9］的方法。

1.3.3 總氮含量測(cè)定 采用凱氏定氮法，參考呂偉仙等［10］的方法測(cè)定。

1.3.4 鉀含量測(cè)定 采用火焰光度法。K元素含量按式（2）計(jì)算：

式中0.15為KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量百分濃度；C為從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線直接讀出的濃度（mg·mL－1）；D為稀釋倍數(shù)；V為樣品消解后的定容體積（mL）；m為消解樣品質(zhì)量0.2000 g。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用IBM SPSSStatistics 19進(jìn)行相關(guān)性、主成分分析，為消除不同指標(biāo)量綱和數(shù)量級(jí)的差異，主成分分析前采用隸屬函數(shù)法［11，12］對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同石榴品種籽粒中5種大量元素含量比較

圖1所示，石榴籽粒中鉀和氮元素含量豐富，而磷、鈣、鎂元素含量相對(duì)較低。21個(gè)石榴品種籽粒中全氮含量在5.70～12.28 mg·g－1之間，其中‘滿天紅’‘淮北薄皮’‘岱紅1號(hào)’‘岱紅2號(hào)’和‘魯青1號(hào)’含量較高，均在11.75 mg·g－1以上；‘皮亞曼’‘突尼斯軟籽’‘秋艷’較低，均不足7.00 mg·g－1。供試石榴籽粒中磷含量在0.71～1.23 mg·g－1之間，其中‘淮北薄皮’‘滿天紅’含量較高，‘淮北塔山紅’‘竹葉青’‘晉峪2號(hào)’含量較低。供試石榴籽粒中鉀含量在8.90～14.48 mg·g－1之間，其中‘淮北塔山紅’最高，‘三白酸’‘魯青1號(hào)’‘謝花甜’‘淮北薄皮’均在12.29 mg·g－1以上；‘大笨籽’‘牡丹’含量最低。

圖1 不同石榴品種籽粒中氮、磷、鉀、鈣和鎂元素含量比較

除‘大青皮酸’外，供試石榴鈣元素含量均低于鎂元素。供試石榴籽粒中鈣、鎂元素含量分別為0.07～2.12、0.93～2.62 mg·g－1。‘大青皮酸’‘大笨籽’‘泰山三白甜’鈣含量較高，均在1.559 mg·g－1以上；‘淮北薄皮’含量最低，不足0.10 mg·g－1。‘大笨籽’‘泰山三白甜’‘謝花甜’鎂元素含量較高，均在1.32 mg·g－1以上；‘突尼斯軟籽’含量最低。

2.2 不同石榴品種籽粒中4種微量元素含量比較

圖2所示，21個(gè)石榴品種籽粒中4種微量元素平均含量水平：鋅＞鐵＞錳＞銅。其中鋅元素含量在29.99～88.05μg·g－1之間，‘岱紅1號(hào)’‘大青皮酸’‘秋艷’含量較高，均在83.21μg·g－1以上；‘突尼斯軟籽’和‘泰山紅’含量較低，分別為33.21、29.99μg·g－1。鐵元素含量在20.03～59.72μg·g－1之間，‘牡丹’‘泰山三白甜’含量較高，均在50.00μg·g－1以上，‘豫石榴1號(hào)’和‘謝花甜’含量較低，均不足25.00μg·g－1。錳元素平均37.04μg·g－1，‘泰山三白甜’‘三白酸’含量較高，分別為65.17、51.48μg·g－1；其余品種均在50.00μg·g－1以下，‘突尼斯軟籽’含量最低，僅為18.62μg·g－1。銅元素含量在1.75～10.43μg·g－1之間，顯著低于鐵、鋅、錳元素，其中‘泰山紅’含量最高，‘突尼斯軟籽’最低，前者含量是后者6倍。

圖2 不同石榴品種籽粒中Fe、Cu、Zn、Mn元素含量比較

2.3 不同石榴品種籽粒中礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量的相關(guān)性分析

本研究采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析石榴9種元素含量之間的相關(guān)性。由表2可知，氮與磷、鉀含量，鈣與鎂含量，鐵與鋅含量均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；鉀與銅含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。

表2 不同石榴品種礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量相關(guān)性分析

2.4 不同石榴品種籽粒中礦質(zhì)營養(yǎng)元素的主成分分析

對(duì)21個(gè)石榴品種的9個(gè)元素指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，由表3可知，只有前4個(gè)主成分的特征值大于1，依次為2.571、1.910、1.306、1.045，方差貢獻(xiàn)率分別為28.568%、21.226%、14.508%和11.608%，前4個(gè)主成分累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到75.910%，基本反映了21個(gè)石榴品種籽粒中營養(yǎng)元素指標(biāo)的大部分初始信息，因此，選用前4個(gè)具有代表性的主成分對(duì)21個(gè)石榴品種籽粒營養(yǎng)元素含量進(jìn)行綜合性分析。

表3 主成分分析解釋總變量

由表4可知，在第1主成分中錳、鎂、鐵含量載荷較高，其 載 荷 值 分 別 為0.741、0.703、0.656，與第1主成分呈高度正相關(guān)，鉀元素含量載荷呈負(fù)向影響，即第1主成分越大時(shí)，錳、鎂、鐵含量越高；第2主成分中鉀、氮、磷含量載荷較高且有正向影響，載荷值分別為0.757、0.751和0.545，載荷較高且有負(fù)向影響的指標(biāo)為銅和鈣含量，載荷值分別為－0.404和－0.300，可判定影響第2主成分的主要指標(biāo)為鉀、氮、磷含量；第3主成分中鈣含量載荷較高且呈正相關(guān)，載荷值為0.680，載荷較高且有負(fù)向影響的為銅和磷含量；第4主成分中氮和鎂含量載荷較高且呈正相關(guān)，載荷值為0.477和0.472，載荷較高且有負(fù)向影響的是鋅、鐵含量。

表4 主成分分析旋轉(zhuǎn)后的載荷矩陣

2.5 不同石榴品種籽粒中營養(yǎng)元素含量綜合評(píng)價(jià)

由表5可知，21個(gè)石榴品種營養(yǎng)元素含量排在前6位的分別是‘大笨籽’‘謝花甜’‘岱紅2號(hào)’‘滿天紅’‘竹葉青’‘泰山三白甜’；排在后6位的是‘秋艷’‘皮亞曼’‘牡丹’‘魯青1號(hào)’‘突尼斯軟籽’‘超青’。

表5 不同石榴品種營養(yǎng)元素含量綜合評(píng)價(jià)指數(shù)值

3 討論與結(jié)論

水果品質(zhì)一般包括外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，外觀品質(zhì)包括果形、色澤、大小、新鮮度和單果質(zhì)量等，內(nèi)在品質(zhì)包括糖酸比、風(fēng)味、營養(yǎng)成分等，其中可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比是影響水果風(fēng)味品質(zhì)和消費(fèi)者選購的重要指標(biāo)［13－16］。目前石榴品質(zhì)方面的比較研究多以其外觀品質(zhì)及一些內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)為主，如可溶性糖、總酸、可溶性固形物、VC、籽粒硬度、果皮厚度、百粒重、可食率、出汁率、色澤［17，18］等，鮮有對(duì)不同石榴品種籽粒中營養(yǎng)元素的比較研究。

本研究結(jié)果表明，石榴籽粒中所測(cè)元素平均含量鉀＞氮＞鎂＞磷＞鈣＞鋅＞鐵＞錳＞銅，且不同品種間元素含量存在差異。馬小衛(wèi)等在杧果中研究也表明同一種營養(yǎng)元素在不同樹種間含量差異較大［19］。這可能與不同來源品種生長地的土壤養(yǎng)分及自身營養(yǎng)吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)、分配等因素相關(guān)。與蘋果、葡萄、梨和桃相比，石榴中的鉀、磷、鎂、鐵、鋅含量是這些大宗水果數(shù)倍［20］。而這些元素尤其微量元素是維持人體正常新陳代謝和生命活動(dòng)的重要物質(zhì)，人體必需微量元素的過度消耗可引起代謝平衡失調(diào)［21］。石榴中微量元素含量豐富，尤其鋅和鐵含量相對(duì)較高，有益于人體健康，對(duì)一些微量元素缺乏癥患者尤為重要。

本研究結(jié)果表明，一般籽粒較大及軟籽石榴品種的礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量相對(duì)較低，如‘秋艷’‘突尼斯軟籽’‘魯青1號(hào)’等；籽粒較小的品種其礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量在主成分分析中排名靠前，如‘大笨籽’‘謝花甜’等；酸石榴中營養(yǎng)元素含量可能較甜石榴低，如‘牡丹’石榴，雖然籽粒小，但其元素含量在主成分分析中仍排名靠后。通過主成分分析可大體從石榴的籽粒情況判斷其營養(yǎng)元素含量水平，這在今后石榴品質(zhì)評(píng)價(jià)中可發(fā)揮一定作用。