平欧杂种榛不同品种（系）坚果品质的比较研究*

2021-12-08畅博奇张雅楠陈琦琦

中国果树 2021年11期

畅博奇，季兰，王帆，梁艳，张雅楠，陈琦琦

（山西农业大学园艺学院，太谷 030800）

榛树为桦木科（Betulaceae）榛属（Corylus）植物，是重要的木本粮油树种[1]。2020 年，国家林业和草原局将榛子作为重要的生态型经济林树种和精准扶贫、乡村振兴的先锋树种予以推广。到目前为止，平欧杂种榛的栽植面积达9.7 万hm2，具有良好的发展前景。榛仁风味佳美，含有大量的脂肪和蛋白质，且含有丰富的矿质元素及维生素，具有极高的营养价值和经济价值[2]。梁维坚等[3]于1999年选育出‘薄壳红’‘达维’‘平顶黄’‘金铃’‘玉坠’5个平欧杂种榛新品种。郑金利、解明等[4-5]先后选育出‘辽榛4 号’和‘辽榛8 号’等优良品种。自2001 年起，山西农业大学榛课题组在山西省太谷区先后引种试栽了58个平欧杂种榛（以下简称杂种榛）品种（系），22个欧榛品种（系），2个平榛品系等82 份种质[6-7]，进行了榛属不同种质资源的收集、整理和评价等研究[7-8]。马庆华等[9]分析了32个杂种榛品种（系）坚果的外观性状，筛选出加工性能较优的‘辽榛9 号’等5个品种（系）。田文瀚[10]测定了43个榛品种（系）有机营养物质的含量，发现欧洲榛所有营养物质含量均与平榛和平欧杂种榛有显著差异，平榛与平欧杂种榛在淀粉与总糖含量上有显著差异。罗青红等[11]以4个杂种榛品种为材料，对伊犁和沈阳2个产地的营养品质进行了比较，结果表明，同一品种（系）榛仁的不同营养物质在伊犁和沈阳两地存在差异性。

坚果性状是榛子最重要的农艺性状，研究者常把坚果特性作为重要的选优指标。蛋白质、脂肪和糖类是榛仁中有机营养物质，决定其品质和风味，通常被认为是评价榛品种优劣的重要指标。本研究测定了33个品种（系）坚果的外观性状、果仁的有机营养含量和矿质元素含量（其中有10个品系尚未见到相关的研究报道），旨在初步选出营养价值和加工性能相对优良的品种（系），为平欧杂种榛优良品种的选育和加工品质良好品种（系）的选出奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试榛品种（系）共33个，均来自山西农业大学榛种质资源圃（以下简称资源圃），其中平欧杂种榛32个，31个均引自梁维坚育种基地，其中82-7、82-32、83-81、84-1、84-12、84-14、84-224、84-232、84-328、85-73 等10个品系尚未见到相关的研究报道，实生品系是山西农业大学榛课题组从资源圃选育出的优良品系；平榛品系1个，作为对照[12]。

资源圃地处山西省晋中市太谷区，北纬37°25′，东经112°25′，海拔800 m。年平均气温9.8 ℃，极端最高气温38.2 ℃，极端最低气温-25.3 ℃，年降水量456 mm，无霜期176 d，年日照时数2 596 h。土壤为沙壤土，灌溉条件良好[13]，土壤pH 值为7.5。

1.2 试验方法

2018 年7—8 月从杂种榛树上采收成熟榛果，脱去果苞，置于网袋中，悬挂于山西农业大学农学院挂藏室中阴干，达到恒重后存放于-20 ℃冰柜中。每品种（系）随机选取坚果50 粒，调查单果重和纵径、横径、侧径；去壳，测量果壳腰部厚度和果仁重、纵径、横径、侧径。坚果重和果仁重用分析天平称量，坚果纵径、横径、侧径和壳腰厚度用游标卡尺测量，坚果纵径指顶部至基部的距离，横径指缝合线的直径，侧径指与横径垂直的距离。壳腰厚度的测量方法是测定垂直于坚果纵径的果壳腰部，每果测量3个数值，取其平均值。果仁三径的测量方法同坚果三径[14]。坚果和果仁的三径均值为纵径、横径、侧径的平均值。

可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，粗脂肪含量采用索氏抽提法测定，K、Ca、Mg、Fe、Zn 等含量采用原子分光光度计测定[15]。

1.3 数据分析

采用Excel 和SAS8e 软件对试验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 33个榛品种（系）坚果的外观性状

在选育榛新品种时，单果重、果形指数、壳腰厚度、出仁率是重要的指标。从表1 可以看出，84-14、84-402、83-62 和84-36 的单果重均超过了3 g；81-3、‘金铃’和82-32 的单果重也较高，在2.8 g 以上，这些均属大果种质。82-32、81-3、‘辽榛2 号’‘辽榛7 号’、84-14、‘金铃’和平榛的坚果形状指数在1.04～1.10，近圆形，圆形更易于脱壳，这些属易脱壳种质。84-232、82-15、B-24 和‘辽榛3 号’壳腰厚度略大于1 mm，这些属壳薄种质。82-15 的出仁率最高，达52.54%；84-232、84-12和81-3 出仁率均较高，在49%以上，这些均属出仁率高的种质。

表1 33个榛品种（系）坚果外观性状

2.2 33个榛品种（系）果仁的有机营养和矿质营养含量

2.2.1 有机营养含量

由表2 可知，榛果仁中，脂肪含量占到50%以上，是主要的营养物质。33个品种（系）果仁脂肪含量在53.87%～67.51%，杂种榛品系84-237、84-12、81-3、84-36 和84-232 脂肪含量分别为67.51%、67.40%、66.93%、66.31%和66.07%，明显高于‘魁香’等13个品种（系），属脂肪含量较高的种质。

表2 33个榛品种（系）果仁有机营养含量

33个榛品种（系）果仁可溶性蛋白含量在12.54%～25.64%，其中84-545、82-15、84-14、84-402 和84-232 可溶性蛋白含量在20%以上，明显高于‘辽榛2 号’等21个品种（系），这些属蛋白质含量较高的种质。33个种质间可溶性蛋白含量变异系数为20.73%，说明33个榛品种（系）果仁可溶性蛋白含量变异幅度较大（表2）。

可溶性糖是有机营养中重要的组成部分。33个榛品种（系）果仁可溶性糖含量在1.47%～8.57%。83-62、84-14、‘达维’、84-1、83-33、82-7、84-545可溶性糖含量在6%以上，明显高于‘金铃’等26个品种（系），这些属可溶性糖含量较高的种质。需特别指出的是，所有平欧杂种榛种质的含糖量均明显高于平榛。33个种质间可溶性糖含量变异系数为34.02%，变异幅度最大（表2）。

2.2.2 矿质营养含量

从表3 可以看出，33个榛品种（系）果仁K含量在0.204 4%～0.669 8%，其中，83-62、82-15和‘金铃’的K 含量较高，分别为0.669 8%、0.5783%和0.5478%，明显高于83-81 等13个品种（系）；Ca 含量在0.037 4%～0.610 3%，其中含量较高的是‘玉坠’和‘薄壳红’，为0.610 3%、0.593 8%，高于榛仁Ca 营养标准值[1]；Fe 含量在40.207 5～172.888 3 mg/kg，较高的品系有82-15 和B-11，分别为172.888 3、150.776 7 mg/kg，明显高于榛仁Fe营养标准值[1]。82-15 是K 和Fe 含量均较高的种质，84-14 是K 和Ca 含量均较高的种质。

表3 33个榛品种（系）坚果果仁矿质营养含量

2.3 33个榛品种（系）坚果品质的聚类分析

以33个品种（系）榛坚果外观性状、果仁有机营养含量和矿质营养含量等18个指标为依据进行聚类分析，获得聚类图（图1）。以类平均距离1.0 为标椎，可以将33个品种（系）分为4 大类，出仁率高的品系82-15、84-232 和84-12 等被聚类在第2 大类的第2 亚类，坚果大的84-402、84-14和83-62 等被聚类在第3 大类，特异种质81-3 被聚类在第4 大类。

图1 坚果品质聚类分析图

2.4 33个榛品种（系）坚果品质的相关性分析

从表4 可以看出，榛单果重与果仁重的相关系数为0.78，呈极显著正相关，表明单果重越大，果仁重也越大。单果重与出仁率的相关系数为-0.37，呈显著负相关，表明单果重越大，出仁率有下降的趋势。出仁率与壳腰厚度的相关系数为-0.77，呈极显著负相关，表明壳越薄，出仁率越高。壳仁间隙与果腔系数的相关系数为-0.99，果腔系数反映的是果仁的饱满程度，果腔系数越大，果仁越饱满，壳仁间隙越小。

表4 33个榛品种（系）坚果外观性状间及其与果仁性状的相关性分析

榛仁脂肪含量与可溶性蛋白含量的相关系数为0.10，相关性不显著。脂肪含量和可溶性糖含量的相关系数为-0.36，呈显著负相关，即脂肪含量较低时，可溶性糖含量有增高趋势。可溶性蛋白含量与可溶性糖含量的相关系数为0.14，相关性不显著。

从表5 可以看出，榛果仁K 含量与Ca 含量的相关系数为-0.44，呈极显著负相关，表明杂种榛果仁Ca 含量升高时，K 含量可能会下降，但是2个指标的决定系数为0.2，即K 含量的高低只有20%受Ca 含量的影响，反之亦然。

表5 33个榛品种（系）果仁矿质营养的相关性分析

2.5 33个榛品种（系）外观性状的主成分分析

从表6 可以看出，第1 主成分、第2 主成分和第3 主成分的累积贡献率达0.885 2，其解释坚果外观性状变异的能力达88.52%，超过常用阈值85%，故本研究主要以第1、第2 和第3 主成分为尺度比较各个品种（系）坚果外观性状的优良程度，其余可视作误差。

第1 主成分的权（特征向量）在X1、X3、X4、X7 和X9 上较大且为正数，即主成分得分值高的是单果重、坚果三径均值、果仁重、果仁三径均值和壳仁间隙均较高的品系，故第1 主成分可解释为“大果、仁不饱满”因子，得分值排名在前的品系有83-62、84-14、‘辽榛2 号’、81-3、‘金铃’和84-402（表6）。

表6 33个榛品种（系）坚果3个主成分特征根的特征向量、特征根、贡献率和累积贡献率

第2 主成分的权（特征向量）在X4、X5、X7和X10 上较大且为正数，在X6 上为绝对值较大的负数，即主成分得分高的是果仁重、出仁率、果仁三径均值和果腔系数均较高果仁形状指数较低的品系，故第2 主成分可看作“仁综合指标优良”因子，得分值排名在前的品系有81-3、84-12、84-237、84-36、84-232 和B-11（表6）。

第3 主成分的权（特征向量）在X2、X5 和X6上较大且为正数，在X8 上为绝对值较大的负数，即主成分得分高的是坚果形状指数、出仁率、果仁形状指数均较高和壳腰厚度较低的品系，故第3 主成分可解释为“薄壳、高出仁率”因子，得分值排名在前的品系有84-226、82-15、84-1、84-545、84-12、82-7、84-232 和81-3。比较表6 与表1 的内容，发现主成分分析筛选出的优良品系不仅与表1 的分析结果一致，而且所归纳的综合指标更为明确，所筛选出的优良品系更为具体。

3 讨论

本研究采用的平欧杂种榛种质有32个，其中，82-7、82-32、83-81、84-1、84-12、84-14、84-224、84-232、84-328、85-73 等10个品系尚未见到相关的研究报道，筛选出的坚果品质相对优良的品系为平欧杂种榛新品种选育的亲本选择和仁用加工型的原材料的选用提供了较充足的优良种质。

3.1 坚果外观性状

目前榛子坚果在国际市场上有带壳销售和种仁销售2 种，2 种类型的具体要求存在差异[14]，这就使得在生产上要注重带壳销售需求的坚果标准，例如果个大、果壳薄、果仁光洁等。仁用加工型的标准更注重果形指数（果形指数近1，即圆形）、出仁率、果腔系数（果腔系数近1，即果仁饱满）等。本研究经过对33个品种（系）坚果外观性状的综合分析，发现84-14、84-402、83-62、81-3 和‘金铃’的单果重超过2.9 g，果个大，这5个品种（系）适宜带壳烤制销售。81-3、84-12、85-73 和84-237的仁重超过1.1 g，仁综合指标优良，这4个品系适宜用于仁用型深加工。82-15、84-12、84-232 和81-3 的出仁率在49%以上，壳腰厚度在1.03～1.27 mm，为薄壳、高出仁率品系，这4个品系既可用于带壳炒制，又可用于仁用型深加工。

通过对33个榛种质坚果外观性状的相关性分析发现，壳腰厚度与出仁率呈极显著负相关，这一结果与艾吉尔·阿不拉等[16]的试验结果一致。单果重与出仁率存在显著的负相关性，但其决定系数为0.14，说明单果重与出仁率存在负相关的程度只有14%，因此在选择优良品系时，有可能选到果大且出仁率高的品系，例如品系81-3 单果重为2.92 g，出仁率为51.29%，属果大、出仁率高的品系。研究者往往以大果、圆果、高出仁率为榛育种目标，81-3符合该育种目标，是今后研究应重视的品系。

3.2 果仁有机营养含量

本研究发现，84-237、84-12、81-3、84-36和84-232 果仁的脂肪含量在66%以上，属于脂肪含量较高的品系，上述品系可作为高脂肪含量的育种亲本，也是榨取榛子油的良好加工原料。平榛、杂种榛的风味存在差异，有可能与脂肪酸组成与含量不同有关[10]，所以对33个榛子种质油脂理化性质和组成的差异性分析有待深入研究。

33个种质榛仁中可溶性蛋白含量的均值为16.82%，明显高于同地域李秋煜等[17]测得的核桃仁可溶性蛋白含量[10]。本研究中，84-545、82-15、84-14、84-402 和84-232 可溶性蛋白含量在20%以上，可作为蛋白质含量较高的育种亲本，榛仁是制作榛子粉和榛子乳的良好原料。

可溶性糖含量的高低直接影响果仁的口感风味，平欧杂种榛的可溶性糖含量均明显高于平榛，可能是杂种榛的口感风味与平榛相比有较明显区别的原因之一。在测定的33个品种（系）中，83-62、84-14、‘达维’、82-7 和84-545 的可溶性糖含量较高，在6%以上，高于魏丽红[18]测定的榛仁可溶性糖含量，因此，83-62、84-14、‘达维’、82-7 和84-545是具有特殊加工品质的种质资源。

通过对33个榛种质果仁有机营养含量的相关性分析发现，杂种榛果仁的脂肪和可溶性蛋白含量不存在显著负相关性，可溶性蛋白和可溶性糖含量也不存在显著负相关性。因此，在榛新品种选育中，有可能选育出脂肪和蛋白质含量均较高的优良品系，也有可能选育出蛋白质和可溶性糖含量均较高的优良品系。例如 84-232 果仁的脂肪含量为66.07%，可溶性蛋白含量为20.85%，属脂肪和蛋白质含量均较高的品系。品系84-545 果仁的可溶性蛋白含量为25.64%，可溶性糖含量为6.07%，属蛋白质和可溶性糖含量均较高的品系。所以84-232果仁既可用于蛋白粉的制作，也可用于榛子油的加工。84-545 果仁可用于榛子乳和糕点的制作加工。

变异系数是性状遗传多样性的数量化体现，其大小反映了不同种质某一指标变异的幅度，变异系数越大，在资源选择方面的余地越大[19-20]。本研究中33个榛种质坚果外观性状、果仁有机营养含量和矿质元素含量等18个指标呈现不同的变异幅度，其中可溶性蛋白和可溶性糖含量的变异系数较大，分别为20.73%和34.02%，表明在平欧杂种榛品种选育时，这2个指标选择空间较大。

3.3 果仁矿质元素含量

本试验中，33个榛品种（系）果仁Ca 和Fe含量高于梁维坚等[1]给定的标准值。果仁Ca 含量较高的品种（系）有‘玉坠’和‘薄壳红’，分别为0.610 3%和0.593 8%。果仁Fe 含量较高的有82-15和B-11，分别为172.888 3、150.776 7 mg/kg。果仁K 含量较高的品种（系）有83-62、83-33、‘辽榛3 号’‘辽榛2 号’，分别为0.669 8%、0.625 9%、0.607 6%、0.605 1%。

通过对33个榛品种（系）果仁矿质元素含量相关性分析发现，杂种榛K 含量与Ca 含量的相关系数为-0.44，呈极显著负相关，即杂种榛果仁Ca含量升高时，K 含量呈下降趋势，这可能是33个榛品种（系）果仁K 含量偏低的原因。果仁K 含量与Ca 含量的负相关程度只有20%。在榛新品种选育中，有可能选育出果仁K 含量和Ca 含量均较高的优良品系。例如‘金铃’果仁K 含量为0.547 8%，Ca 含量为0.470 9%，属K 和Ca 含量均较高的品种。

综上所述，82-15 果仁K 和Fe 含量均较高，84-14 果仁K 和Ca 含量均较高，可作功能性食品开发，这也为高含量的营养元素品种的选育提供了良好的种质资源。