紫苏种子性状与主要营养成分相关性分析

李会珍 孙子文 李晓君 许万乐 张志军

(中北大学化工与环境学院生命科学系，太原 030051)

紫苏(Perilla frutescens L.)别名红苏、香苏、赤苏，系唇形科紫苏属一年生草本植物，广泛分布于东亚各国，是我国卫生部首批颁布的既是食品又是药品的60种中药之一［1－3］。紫苏全草可提芳香油，为食用和化妆品的香料，也可作为糕点的防腐剂，具有发表、散寒、理气等功能［4］。紫苏籽出油率45% ～55%［5］，其中α－亚麻酸含量高达55% ～65%，是优良的保健食用油［6－7］，富含蛋白质，是优质的动物饲料，特别是其赖氨酸和硫氨基酸含量高于玉米、小麦等常见能量饲料。紫苏种籽中的纤维素不仅可用于制造人造丝、赛璐玢等纺织原料，还可用纤维素酶对处理后作为优质家畜饲料。另外，紫苏属于高纤维的草本植物［8］，紫苏叶可以作为蔬菜食用，可为人体提供膳食纤维。近年来，随着对紫苏含有的多种营养成分和活性物质的深入研究，其开发利用研究也正日益成为世界性的热点课题［9］。本研究调查了10个不同品种紫苏的种子性状，测定其粗脂肪、蛋白质和纤维素等主要营养成分含量，并对籽粒性状与各营养成分相关性进行分析，以期为紫苏优质品种筛选及进一步开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

温室中培育10个紫苏品种幼苗，2011年5月20日移栽至中北大学试验田，移栽后灌水1次。统一田间管理，除草3次，各品种按生育期不同分别收获。收获后种子经自然晾晒、去杂后，干燥保存备用。

1.2 仪器设备

RE－2000旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;SHZ－D循环水式真空泵:巩义市英峪仪器厂;721E型可见分光光度计:上海光谱仪器有限公司;SZF－06粗脂肪提取仪:上海新嘉仪器厂;TDL5型高速离心机:上海安亭科学仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 籽粒性状调查

观察记载不同品种种子的粒型，粒色，测定不同品种种子直径(mm)、千粒重(g)。

1.3.2 种子营养成分测定

粗脂肪含量测定依据索氏抽提原理，SZF－06粗脂肪测定仪提取，重量法测定。

蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝G－250法。纤维素含量测定采用酸性洗涤法［10］，略有改进。

1.4 分析方法

试验数据用Excel 2007和SPSS.v16.0进行方差分析和相关分析等。

2 结果与分析

2.1 紫苏种子籽粒性状比较

10个品种紫苏种子粒型、粒色、直径及千粒重测定结果见表1。由表1可见，紫苏种子粒型一般为扁圆或圆型，ZY－8和AZ－1颗粒较小，为圆型。种皮大多为灰色，ZB－1为深褐色，BZ－2为深灰色，BS－1为白色。不同品种间种子直径差异极显著，平均直径为1.95 mm，变幅范围为 1.58 ～2.15 mm，变异系数为8.35%，BS－1和ZB－1种子直径2.10 mm以上，为大粒种子，ZY－8最小。10个品种紫苏种子千粒重平均值为3.728 g，变幅范围为2.36 ～5.12 g，变异系数高达20.18%，差异极显著，其中BZ－2最大为 5.12 g，而野生型的 ZY －8 最小，仅为2.36 g。

表1 不同品种紫苏种子的籽粒性状

2.2 紫苏种子营养成分测定

10个不同品种紫苏种子粗脂肪、粗蛋白和纤维素含量测定结果见表2。不同品种粗脂肪含量差异达极显著水平，10个供试材料平均粗脂肪质量分数38.28%，变幅范围为 34.37% ～45.33%，变异系数为10.29%。其中BS－1种子粗脂肪含量最高，质量分数达45.33%，ZB－1次之，为45%，而 ZY－4和ZY－8粗脂肪质量分数最少，分别为34.67%和34.37%。供试材料种子蛋白质质量分数平均值为23.35%，变幅范围为 19.65% ～28.65%，变异系数为10.63%，不同品种紫苏种子间蛋白质含量差异达极显著水平。其中BS－1中蛋白质质量分数最高，为28.65%，ZY－1种子蛋白质质量分数最低，仅为19.65%。所有试验品种紫苏种子粗纤维质量分数平均值为16.82%，变幅范围为14.68% ～17.67%，变异系数为5.67%，不同品种紫苏种子粗纤维含量差异达到极显著水平，其中Z－2和ZY－4种子的粗纤维质量分数最高，均为17.67%，BS－1种子中粗纤维质量分数最低，为14.68%。

表2 不同品种紫苏种子营养成分测定结果

2.3 种子性状与营养成分相关性分析

2.3.1 种子直径与千粒重相关性

以种子直径为横坐标，千粒重为纵坐标，绘制紫苏种子直径与千粒重的相关性回归曲线，如图1。紫苏种子直径与千粒重有极显著正相关(r=0.846 7，P＜0.01)，表明紫苏属种子直径的大小明显影响千粒重大小，且种子直径越大，种子的千粒重越大。

图1 紫苏种子直径与千粒重相关性回归曲线

2.3.2 种子性状与粗脂肪含量相关性

分别以种子直径和千粒重为横坐标，粗脂肪含量为纵坐标绘图，分别得到紫苏种子直径、千粒重与粗脂肪含量的相关性回归曲线如图2。紫苏种子直径与种子粗脂肪含量有显著正相关(r=0.682 5，P＜0.05)，表明种子直径大小显著影响种子中粗脂肪的含量，随种子直径增大，种子中粗脂肪的含量也增大。但有些品种不符合这种相关性，如AZ－1种子直径(1.82 mm)比BZ －1 直径(1.94 mm)小，而其粗脂肪含量(37.67%)高于后者(35.67%)。紫苏种子千粒重与种子粗脂肪的含量间的相关系数r=0.635 1*(P＜0.05)，表明供试紫苏种子千粒重与粗脂肪含量间存在显著正相关性，随紫苏种子的千粒重增大，种子中粗脂肪含量也增大。但这种相关性并不能完全适合所有紫苏品种，如BZ－2的千粒重(5.12 g)显著高于 BS－1(4.36 g)，而其粗脂肪的含量(39.67%)显著低于 BS－1(45.33%)。

图2 紫苏种子粗脂肪质量分数与直径(a)及千粒重(b)相关性回归曲线

2.3.3 种子性状与蛋白质含量相关性

图3 紫苏种子蛋白质质量分数与直径(a)及千粒重(b)相关性回归曲线

分别以种子直径和千粒重为横坐标，蛋白质含量为纵坐标，绘制得相关性回归曲线如图3。由图3可知，紫苏种子直径与蛋白质含量间的相关系数r=0.060 2，紫苏种子千粒重与蛋白质含量间的相关系数r=0.098 6，表明种子蛋白质含量与种子直径和千粒重间相关性小，各品种紫苏种子直径和千粒重大小不会明显影响种子蛋白质的含量。

2.3.4 种子性状与粗纤维含量相关性

分别以种子直径和千粒重为横坐标，粗纤维含量为纵坐标，绘制得相关性回归曲线见图4。可以看出，紫苏种子直径与种子粗纤维的含量间的相关系数r=－0.291 3，千粒重与种子粗纤维含量间的相关系数r=－0.136 9，表明种子粗纤维含量与种子直径及千粒重间均不存在显著相关性，各品种紫苏种子直径大小和千粒重不会明显影响种子粗纤维的含量。

图4 紫苏种子纤维素质量分数与直径(a)及千粒重(b)相关性回归曲线

2.3.5 种子粗脂肪、蛋白质和纤维素含量相关性

将紫苏3个营养品质性状两两进行回归分析，结果见图5。紫苏种子粗脂肪和蛋白质含量呈正相关，但相关系数仅为0.262 5，相关程度不高。蛋白质和粗纤维含量呈负相关，r=－0.515 3，相关程度不高。而粗脂肪与粗纤维含量呈显著负相关(r=－0.811 2，P≤0.05)，表明籽粒中粗纤维含量对粗脂肪的影响高于对蛋白质含量的影响，随籽粒中粗纤维含量的增高，粗脂肪含量会随着下降。

图5 种子粗脂肪、蛋白质和纤维素质量分数相关性回归曲线

3 讨论与结论

紫苏种子多为扁圆或圆型，粒色多为灰色或灰褐色;种子直径在1.58～2.15 mm之间，千粒重在2.36～5.12 g之间。通过分析比较发现，10个不同品种紫苏种子粒型与粒色存在一定差异，种子直径在不同紫苏品种间差异显著，BS－1最大，ZY－8最小。种子千粒重大小存在极显著差异，BZ－2千粒重最大，达5.12 g，ZY －8 千粒重最小，仅为2.36 g。蔡乾蓉等［5］研究的紫苏种子直径变幅范围为1.05～1.56 mm，普遍低于本试验结果，这可能是受供试品种、气候资源及水肥条件等多种因素影响的结果.

研究结果表明，10个不同品种紫苏种子粗脂肪、粗蛋白和纤维素含量均呈现极显著差异。紫苏种子粗脂肪质量分数变幅为34.37% ～45.33%，BS－1种子粗脂肪含量最高，ZY－8含量最低;蛋白质质量分数变幅为19.65% ～28.65%，BS－1蛋白质含量最大，ZY－1蛋白质含量最低。粗纤维质量分数变幅为14.68% ～17.67%，BZ－2粗纤维含量最高，为17.67%，BS－1种子含量最低。张卫明等［11］测定的紫苏种子粗纤维质量分数为16.0%，本试验测得质量分数在14.68% ～17.67%之间，与文献相符，本试验测得的粗脂肪、粗蛋白及粗纤维的含量与张洪等［12］研究结果基本相近。BS－1种子粗脂肪和粗蛋白含量在10个品种中均最大，是高脂肪高蛋白品种选育的良好材料，应结合抗逆能力和产量等多种因素进行进一步筛选。

种子籽粒性状与各营养成分相关性分析结果表明，种子直径与千粒重大小呈极显著正相关，种子粗脂肪质量分数与种子直径和千粒重均呈显著正相关，而蛋白质质量分数、粗纤维质量分数与种子直径、千粒重间相关性不显著。3种营养成分之间，粗脂肪质量分数和蛋白质质量分数呈正相关，与粗纤维质量分数呈显著负相关。蛋白质质量分数与粗纤维质量分数呈一定程度负相关，表明籽粒中粗纤维质量分数高的品种不利于脂肪酸及蛋白质的累积。紫苏中粗脂肪累积规律已有前人研究［3，13］，而其蛋白质和纤维素累积以及三者间的相互转化关系仍需进一步深入研究。

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