黄瓜高丙醇二酸含量种质资源筛选

高洁秦智伟周秀艳辛明

（东北农业大学园艺学院，黑龙江哈尔滨 150030）

丙醇二酸（tartronic acid）是一种小分子有机酸，可以抑制碳水化合物在动物体内转化为脂肪（Iakusheva，1958）。现代药理学研究表明，黄瓜（Cucumis sativusL.）果实中含有丙醇二酸，可以阻止人体内脂肪堆积，有减肥的功效（印万芳和庄慧丽，1998）。但是丙醇二酸和唾液融合会产生发涩的口感，黄瓜发涩的口感主要来自其所含的丙醇二酸。本试验通过建立黄瓜果实中丙醇二酸含量的检测方法，并对黄瓜主要种质资源进行鉴定和评价，发掘黄瓜果实中丙醇二酸含量高和低的种质资源，以期为黄瓜种质资源创新、丙醇二酸含量遗传规律研究及高丙醇二酸含量专用黄瓜品种选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择不同生态类型的黄瓜种质资源 56份（表 1），均由东北农业大学园艺学院黄瓜课题组提供。于2011年5月种植在东北农业大学设施园艺中心塑料大棚内，株距35 cm，行距60 cm，顺序排列，3次重复，每品种每重复种植10株，统一标准田间管理。

1.2 试验方法

黄瓜果实中丙醇二酸含量检测采用高效液相色谱法（HPLC）（Wesson，1958；Veitch &Brierley，1962；Molnár-Perl & Morvai，1987）。Waters 1500液相色谱仪由美国 Waters公司生产；丙醇二酸标准品购自美国Alfa Aesar公司，纯度98%。

在黄瓜盛果期，每重复分别摘取嫩瓜（商品成熟黄瓜）1条，1 h内转移至实验室，用榨汁机榨成糊状，装入袋中，分别做好标记（或者-20 ℃冰柜保存）。检测时，取少量于研钵中研磨，然后装入1.5 mL离心管中，称质量，12000 r·min-1离心3 min，取上清液过0.45 µm滤膜，取滤液进行检测。每条瓜重复测3次，每个品种共测9次，取平均值，进行统计分析。

色谱条件为：紫外检测器；流动相为硫酸钠溶液；流速：1.0 mL·min-1；进样量：10 µL。

2 结果与分析

2.1 丙醇二酸标样及黄瓜果实样品溶液的HPLC图

丙醇二酸标准品的保留时间是3.438 min，出峰时间比较适宜，峰形也比较好（图1）。黄瓜果实样品中丙醇二酸的出峰时间为3.437 min（如图2箭头所指），随着浓度的变化，丙醇二酸标准品的峰面积呈现良好的线性关系，因此可以采用两点外标法计算黄瓜果实中丙醇二酸含量。在本试验条件下，黄瓜样品中的干扰峰很少。

图1 丙醇二酸标准品HPLC图

图2 黄瓜果实样品溶液HPLC图

2.2 黄瓜果实中丙醇二酸含量的检测

对供试的56份黄瓜材料果实中的丙醇二酸含量进行检测，结果见表1。由表1可以看出，C11-35的丙醇二酸含量最高，达到10.22 g·kg-1；含量最低的是D0708-2，为1.77 g·kg-1；前者是后者的5.8倍，材料间差异明显。从中筛选出丙醇二酸含量在8.00 g·kg-1以上的黄瓜种质资源共4份，占参试材料的7.1%；丙醇二酸含量在6.00 g·kg-1以上的种质资源12份，占21.4%；丙醇二酸含量在2.40 g·kg-1以下的种质资源3份，占5.4%。参试黄瓜材料果实中丙醇二酸平均含量为4.89 g·kg-1，其中29份材料在平均水平以上，占总试材的51.8%，说明高、低丙醇二酸含量的黄瓜材料分布是比较均匀的。

2.3 不同黄瓜类型果实中丙醇二酸含量的变化分析

本试验共检测分析了4种类型的黄瓜，分别为华南型、华北型、欧洲温室型、腌渍加工型（表1）。其中华南型14份，丙醇二酸平均含量为4.94 g·kg-1，变幅为1.77～9.95 g·kg-1，变异系数为0.48；华北型15份，丙醇二酸平均含量为5.05 g·kg-1，变幅为3.20～8.85 g·kg-1，变异系数为0.28；欧洲温室型20份，丙醇二酸平均含量为4.82 g·kg-1，变幅为2.46～7.54 g·kg-1，变异系数为0.33；腌渍加工型7份，丙醇二酸平均含量为4.64 g·kg-1，变幅为2.38～10.22 g·kg-1，变异系数为0.58。4种生态类型的黄瓜果实中丙醇二酸的平均含量相差不大，只是欧洲温室型和腌渍加工型的平均含量略低于另外两种类型；欧洲温室型中丙醇二酸的最高含量为7.54 g·kg-1，比腌渍加工型中的最高含量（10.22 g·kg-1）低26.2%；华南型和腌渍加工型的变异系数要高于华北型和欧洲温室型，变异系数越大表明材料之间的差异越大。

表1 不同类型黄瓜种质资源果实中丙醇二酸含量

续表

2.4 黄瓜果实中高丙醇二酸含量的优异种质资源

对供试材料按照10%的入选率，筛选出丙醇二酸含量在7.54 g·kg-1以上的黄瓜种质资源5份，依次是C11-35（腌渍加工型），为10.22 g·kg-1；D0709（华南型），为9.95 g·kg-1；C11-119（华北型），为8.85 g·kg-1；HT649-46-2-7（华南型），为8.66 g·kg-1；B1109（欧洲温室型），为 7.54 g·kg-1。

腌渍加工型黄瓜C11-35的丙醇二酸含量最高，为10.22 g·kg-1。该品种植株长势中等，果皮白绿色，大刺瘤，单瓜质量120 g左右，瓜长15 cm，横径4 cm，抗病性强，优质丰产，鲜食口感脆嫩，气味清香。

华南型黄瓜D0709的丙醇二酸含量也很高，为9.95 g·kg-1。该品种植株长势中等，叶片小，叶长25 cm、叶宽22 cm、叶柄长21 cm，瓜皮翠绿色，单瓜质量120 g左右，瓜长13 cm，横径3.5 cm。

同样对供试材料按照 10%的入选率筛选出低丙醇二酸含量的黄瓜种质资源 5份，依次是D0708-2（华南型），为 1.77 g·kg-1；C11-103（华南型），为 2.08 g·kg-1；D0401（腌渍加工型），2.38 g·kg-1；C11-36（欧洲温室型），2.46 g·kg-1；B1102（腌渍加工型），2.55 g·kg-1。

3 结论与讨论

在黄瓜果实丙醇二酸含量检测方法上，由于丙醇二酸在高温条件下分解，所以气相色谱法和气质联用法均不适合。基于对丙醇二酸理化性状、稳定性等方面的综合考虑，本试验选用高效液相色谱法对黄瓜果实中丙醇二酸含量进行分析，可以准确地检测出不同黄瓜材料果实中丙醇二酸含量。

黄瓜果实中丙醇二酸的提取直接影响丙醇二酸含量的检测结果。因为丙醇二酸溶于水，而黄瓜果实中大部分都是水，因此采取了直接离心提取的方法，有效地保证了提取效果。

洗脱方式分为等度洗脱和梯度洗脱，前者主要针对单个或少数化合物的分离，后者主要针对不同种类多个化合物的分离。因为本试验要分离的物质比较单一，所以采用了等度洗脱的方式。

欧洲温室型黄瓜果实中丙醇二酸平均含量略低于华南型和华北型；欧洲温室型黄瓜果实中丙醇二酸含量最高的为7.54 g·kg-1，比腌渍加工型黄瓜中的最高含量（10.22 g·kg-1）低26.2%。欧洲温室型黄瓜多用于生食，而丙醇二酸使黄瓜有发涩的口感，在选育的过程中是否为了避免这种口感而慢慢形成了丙醇二酸含量低的趋势，有待于加大检测样本数量进一步研究。

按照统计学原理，将 56份供试材料的丙醇二酸含量按照正态分布处理，确定 10%作为筛选高、低丙醇二酸含量黄瓜种质资源时的入选率，筛选出高丙醇二酸含量和低丙醇二酸含量的黄瓜种质资源各5份，这10份材料可以作为亲本配制杂交组合，进行黄瓜丙醇二酸遗传规律研究，为选育出高丙醇二酸含量的黄瓜专用品种奠定基础。

丙醇二酸在黄瓜中的代谢机理目前还不是很清楚（Savitha et al.，1997；Savitha，2000）。黄瓜植株的根、茎、叶等部位以及种子中是否含有这种物质，与果实中丙醇二酸的含量是否相关；在黄瓜植株的生长过程中，丙醇二酸是怎样产生、运输及发挥作用等，还都有待于研究。并且栽培土壤和营养条件、生态环境是否会影响黄瓜果实中丙醇二酸的含量也值得探讨。

印万芳，庄慧丽．1998．减肥食品——黄瓜和冬瓜．植物杂志，（2）：14．

Iakusheva T S．1958．The effect of sodium tartronate on the body weight and on the fat and glycogen content of mouse and rat livers．Bulletin of Experimental Biology and Medicine，115：52-53．

Molnár-Perl I，Morvai M．1987．Esterification of aliphatic hydroxy acids ton-propylesters in aqueous solutions for their gas chromatographic analysis．Chromatographia，23：760-763．

Savitha J，Wynn J P，Ratledge C．1997．Malic enzyme：its purification and characterization fromMucor circinelloidesand occurrence in other oleaginous fungi．World Journal of Microbiology & Biotechnology，13（1）：7-9．

Savitha J．2000．Identification of morin and other compounds as inhibitors of the malic enzyme ofMucor circinelloidesin vitrobut notin vivo．World Journal of Microbiology & Biotechnology，16：513-518．

Veitch F P，Brierley G P．1962．The quantitative determination of tartronic acid（hydroxymalonic acid）in urine and tissues．Biochim Biophys，58：467-473.

Wesson L G．1958．Estimation of tartronate in tissues．Analytical Chemistry，30（6）：1080-1083．