平欧杂种榛榛果发育动态及营养成分变化规律

张丽 安文雅 贾志国

摘要：为明确榛果生长发育动态及营养价值，以生产上大范围推广的平欧杂种榛达维为试验材料，研究了平欧杂种榛果实发育动态及榛果营养成分的变化规律。结果表明，平欧杂种榛果实的纵径及侧径的生长发育显示为慢—快—慢的单“S”形的动态曲线;带苞鲜质量、单果干质量、鲜质量及榛仁干质量、鲜质量均随榛果发育呈现出“S”形的生长发育曲线;榛果随采收期的延后，其可溶性蛋白含量呈现先增加再减少的趋势，可溶性糖含量表现连续下降趋势，淀粉含量则出现持续增加的变化规律;常见的天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸及非必需氨基酸总量随榛果发育出现先增加后下降的趋势，17种氨基酸总量表现出一直增加的趋势;含量较高的非必需氨基酸为谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸和精氨酸;7月27日7种必需氨基酸含量从高到低依次为苯丙氨酸>缬氨酸>亮氨酸>赖氨酸>甲硫氨酸>异亮氨酸>苏氨酸;鲜味、甜味氨基酸含量随榛果发育呈现出先增加再下降的变化规律，转折点出现在7月27日至8月6日。结果表明，平欧杂种榛达维榛果生长发育规律为单“S”形动态曲线，榛果发育期内，在7月27日至8月6日期间，榛果可溶性蛋白含量较高，可溶性糖及淀粉含量适中，鲜味、甜味氨基酸含量最高，综合考虑此时期为鲜食榛果口感及营养价值最优的时期，正值榛子干果采收前15～20 d，因此，确定冀西北地区鲜食榛果最佳采摘时期为7月底至8月初，为平欧杂种榛在冀西北地区的栽培和鲜食榛子的开发利用奠定了理论基础。

关键词：平欧杂种榛;生长发育;动态曲线;营养成分;必需氨基酸

中图分类号： S664.401文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2022）05-0135-06

收稿日期：2021-06-08

基金项目：河北省重点研发计划（编号：18227502D）;河北省科技计划（编号：16236802D-8）;河北北方学院校级科研项目（2019）。

作者简介：张 丽（1979—），女，河北保定人，博士，讲师，从事经济林与药用植物栽培育种教学与研究。E-mail：yingrizl@126.com。

通信作者：贾志国，硕士，讲师，从事园艺植物栽培育种教学与研究。E-mail：yunshanjia@126.com。

我国是榛属（Corylus L.）植物的原产国之一[1]，20世纪80年代，梁维坚等利用原产我国的平榛与引进的欧洲榛进行种间杂交，选育出了一系列平欧杂种榛新品种[2]，兼具大果、抗寒、丰产的特点。目前，平欧杂种榛（C. heterophylla×C. avellana）是我国特有的、大力推广栽培的榛树品种，引种主要集中在东北、西北、华北等北方地区。据2017年不完全统计，我国平欧杂种榛栽培面积达 5 万 hm2 以上[3]。榛子被称为“世界四大坚果”之一，榛果蛋白质、油脂含量丰富，尤其是不饱和脂肪酸含量达到85% 以上[4]。鲜食榛果指脱去果苞后，不经晾晒，即可直接破壳食用，是近年来市场上新流行的榛子食用方法，因其榛仁含水量高，营养成分损失少，甜香适口，深受广大消费者的喜爱。平欧杂种榛果实的生长发育是一个动态的变化过程，其营养价值是一个不断积累、不断变化的过程，因此，榛果的生长发育不仅是产量变化的重要研究内容，也是提高榛果品质的研究内容之一，通过充分了解榛果发育规律，进一步提高其产量和品质。前人在榛仁营养成分方面的研究多是关于油脂及脂肪酸种类及含量的分析[5-7]，本试验系统研究平欧杂种榛榛果的生长发育动态及不同发育时期榛果主要营养成分的变化规律，尤其是鲜食榛果的可溶性糖含量，氨基酸组成及必需氨基酸的含量，明确鲜食榛果的营养价值，为平欧杂种榛栽培技术的推广、鲜食榛果的适时采收及进一步开发利用提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

本研究以8年生平欧杂种榛达维榛果为试验材料，榛果均采自河北北方学院南校区榛子苗圃，其株行距为1.5 m×4.0 m，正常栽培管理水平。榛果形态、营养成分指标的测定均在河北北方学院南校区生理生化实验室完成。

选定长势基本一致的30株平欧杂种榛达维成年树作为采果树，于子房開始膨大时第1次采集榛果（06-07），以后每10 d取样1次，直到果实成熟，采样时间分别为2019年6月7日、6月17日、6月27日、7月7日、7月17日、7月27日、8月6日、8月16日。采集样品时，从苗圃不同区域，从榛树不同部位、方向的树冠随机选取20颗榛果，带果苞采摘，重复3次。将榛果迅速带回实验室，首先测定榛果及榛仁的纵径、横径和侧径，并对带苞榛果、榛果、榛仁分别称质量，计算平均单果鲜质量、榛仁鲜质量、带苞榛果鲜质量。其中，6月7日为第1次采样时间，平均单果鲜质量为0.35 g，且此时榛仁还未发育形成，直到6月27日榛仁开始发育，榛仁较小，因此，6月27日以后进行榛果营养成分指标的动态测定。具体处理如下：剥去果苞，去掉果壳，取出榛仁，用锡箔纸包好，标记，放于超低温冰箱，以备后期各项营养成分指标的测定。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 榛果大小及质量的测定

利用数显游标卡尺测量榛果的纵径、横径及侧径。自榛仁开始发育后，测定榛仁的纵径、横径及侧径，并计算其平均值。利用分析天平称带苞榛果鲜质量，除去果苞，去掉榛壳，分别对榛果和榛仁称鲜质量，并计算其平均值。

1.2.2 营养成分指标的测定

可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定;可溶性糖及淀粉含量采用蒽酮比色法测定[8];利用L-8900全自动氨基酸分析仪（日本，日立）测定不同采样时期榛果17种基本氨基酸的含量，详细步骤如下：去除新鲜榛果的榛壳，每个榛仁样品称质量0.5 g左右，置于消解罐中，首先加入5 mL的6 N盐酸，将榛仁置于微波消解仪中溶解，温度设为110 ℃，600 W功率条件下，爬升15 min，接着进行30 min的消解;过滤，用6 N盐酸定容样品液至5 mL，3 000 r/min、离心20 min，取上清液，用0.02 N盐酸稀释22.5倍，过0.45 μm针筒式滤器，上样，测定17种氨基酸的含量[9]。

1.3 数据处理

应用Microsoft Excel软件进行数据整理和绘图，SPSS16.0软件进行数据统计分析，用单因素方差分析（one-way ANOVA）和最小显著差异法（LSD）比较不同处理间的差异。

2 结果与分析

2.1 平欧杂种榛达维榛果三径生长发育动态

从图1可以看出，平欧杂种榛达维果实的纵径在6月7日至6月27日生长缓慢，6月27日至7月17日，迅速增长，7月27日至8月16日生长速度变慢，表现“慢—快—慢”的单“S”形变化过程;榛果的横径在生长发育过程内则呈现出“快—慢—快”的单“S”形的变化趋势，初期横径生长较快，6月27日以后生长速度变缓，7月27日以后生长速度有所增加。8月16日的横径值明显高于7月17日、7月7日、6月27日、6月17日、6月7日（P<0.05）;8月16日与8月6日、7月27日横径的值无明显差异;榛果侧径在6月7日至6月27日增长较慢，6月27日至7月7日较快，随后变慢，与榛果纵径变化基本一致，其生长过程亦显示为单“S”形的生长曲线。8月6日榛果侧径明显高于7月27日及之前采样日期的侧径（P<0.05），8月16日与8月6日相比，侧径增加差异不明显。此外，7月7日以前，达维榛果三径的生长规律为横径>纵径>侧径，7月中旬以后纵径、侧径生长加快，至采收前三径为纵径>横径>侧径。

2.2 平欧杂种榛达维榛果鲜质量发育动态

从图2可以看出，带苞鲜质量随采样时期出现了逐渐增长的变化趋势，且8月16日时带苞鲜质量值最大，明显高于7月17日、7月7日、6月27日、6月17日、6月7日（P<0.05）;8月16日与8月6日、7月27日的带苞鲜质量无明显差异;单果鲜质量在榛果发育期内表现出上升的趋势，6月17日至6月27日快速生长，6月27日至8月6日生长缓慢。8月16日的单果鲜质量明显高于其他采样日期，平均单果鲜质量为3.25 g;6月27日至8月6日的单果鲜质量均无明显差异。榛仁鲜质量随生育期的延长呈现出逐渐增加的趋势，榛仁在6月27日左右开始形成，前期明显增长，7月27日至8月16日缓慢增长，8月16日的鲜质量明显高于其他时期，单果榛仁鲜质量平均达到0.97 g。

2.3 平欧杂种榛达维榛果干质量发育动态

从图3可以看出，平欧杂种榛达维榛果的单果干质量、榛仁干质量均随采样时期逐渐增加。单果干质量6月17日前增长较慢，在6月17日至7月7日出现第1次生长高峰，8月6日出现第2次生长高峰，总体呈现出“慢—快—慢—快”的双“S”形动态曲线;榛仁自6月27日左右显现，其干质量至7月中旬迅速增长，即榛仁快速膨大期，7月中旬至8月中旬榛仁干质量缓慢增加，并趋于稳定，即处于榛果的硬核期。

2.4 平欧杂种榛达维榛果发育期间营养成分的变化规律

2.4.1 平欧杂种榛榛果发育期可溶性蛋白、可溶性糖及淀粉含量的变化

从图4可以看出，整个榛果发育期可溶性蛋白含量呈现先增加再减少的趋势，前期可溶性蛋白积累较快，后期有所下降，果实发育期间7月7日、7月17日之间的可溶性蛋白含量无显著性差异，7月27日、8月6日、8月26日3个时期之间差异不显著，但极显著高于前面2个时期（P<0.01），且8月6日达到最大值，可溶性蛋白含量为 49.48 mg/g。之后又有所降低（图4-A）。

随着榛果生长发育进程，可溶性糖含量整体呈现持续下降趋势。7月7日、7月17日的可溶性糖含量没有显著差异，8月6日、8月16日的可溶性糖含量也没有显著性差异。7月27日的可溶性糖含量较高，之后可溶性糖含量迅速降低。在5个采摘时期中，榛果可溶性糖含量最高的是7月7日，为0033%，8月16日最后1次采样时降到0.016%（图4-B）。

整个榛果发育期从采摘开始起淀粉含量呈现不断增加的趋势。8月16日淀粉含量极显著高于7月27日之前，从图4-C可以看出，7月27日为一个转折点，在此之前淀粉含量上升的斜率比较陡，至此往后的淀粉含量值上升则较缓慢，逐渐趋于稳定。7月7日采摘榛果的淀粉含量为0.432%，随着榛果发育淀粉含量逐渐增加，8月16日为1.796%，与7月7日相比，增加了3.16倍。

2.4.2 平欧杂种榛榛果发育期间17种基本氨基酸含量的变化

从表1可以看出，随着榛果发育期的延长，4种非必需氨基酸天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸的含量及非必需氨基酸的总量呈现出先增加后减少的趋势，17种氨基酸总量表现出逐渐增加的规律;必需氨基酸赖氨酸亦大致呈现出了先升后降的规律;丙氨酸和必需氨基酸苯丙氨酸表现出了逐渐增加的规律;其他非必需氨基酸和5种必需氨基酸随着榛果的发育未发现明显的变化规律，但在不同的发育时期，各氨基酸的含量也存在明显的差异。值得一提的是，必需氨基酸中亮氨酸、苯丙氨酸，赖氨酸及必需氨基酸总量在榛果采收的后3个时期，即7月27日、8月6日、8月16日明显高于前面3个时期，且亮氨酸、苯丙氨酸及必需氨基酸含量均在8月16日达到最大值，必需氨基酸总量所占比也达到最高，为32.8%;在榛果发育的各个时期均未检测到半胱氨酸的存在，7月27日以前未检测到丝氨酸，酪氨酸在榛果发育前期存在，7月27日以后未检测到，脯氨酸仅在7月27日检测到少量（0195 mg/g），苏氨酸也是含量较少的氨基酸，仅在7月17日、8月16日检测到少量。所有时期的检测结果均表明，不管在任何一个发育阶段，17种氨基酸中谷氨酸含量最高，排在第1位，8月6日最高，达5.097 mg/g，7月17日以前非必需氨基酸含量排在前3位的是谷氨酸>精氨酸>丙氨酸;而7月27日、8月6日非必需氨基酸含量排在前3位的是谷氨酸>天冬氨酸>甘氨酸，精氨酸、丙氨酸紧随其后，8月16日甘氨酸有所下降，排第5位。7種必需氨基酸中含量最高的是苯丙氨酸，8月16日含量最高，为3.125 mg/g，7月27日必需氨基酸含量从高到低依次为苯丙氨酸 >缬氨酸>亮氨酸>赖氨酸>甲硫氨酸>异亮氨酸>苏氨酸，7月27日以后采摘的榛果，必需氨基酸排在前3的是苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸。综合比较17种氨基酸的组成比例，可以看出，7月27日至8月6日是一个转折点，7月27日含量最高的是谷氨酸>天冬氨酸>甘氨酸，之后甘氨酸开始下降，苯丙氨酸明显增加;8月6日前3名是谷氨酸>天冬氨酸>苯丙氨酸。总之，榛果的不同发育时期，17种基本氨基酸含量不同，各种氨基酸的组成和比例也随之变化，新鲜榛果17种氨基酸含量可达21.0 mg/g左右，必需氨基酸大约是6.9 mg/g。

2.4.3 平欧杂种榛榛果发育期间呈味氨基酸含量的变化 坚果中氨基酸的组成和含量是衡量其营养价值和感官风味的重要指标，且与呈味氨基酸组成有一定的关系[10]。呈味氨基酸一般分为鲜味、甜味、苦味及芳香族氨基酸，其中鲜味氨基酸包括天冬氨酸和谷氨酸，属于甜味氨基酸的有甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、脯氨酸及苏氨酸，苦味氨基酸侧链较长，如亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸、赖氨酸和精氨酸，芳香族氨基酸主要包括酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸[11]。从表2可以看出，鲜味、甜味氨基酸的含量随榛果发育呈现出先增加再下降的变化规律，8月6日鲜味氨基酸含量及比例含量最高，占40.1%，甜味氨基酸在7月27日含量最高，占25.9%;苦味、及芳香族氨基酸含量基本是随榛果成熟度的增加而提高，7月27日、8月6日苦味氨基酸所占比例显著低于其他4个时期，8月16日苦味及芳香族氨基酸含量最高，分别为8.870、3.125 mg/g。综合分析可知，7月27日至8月6日是鲜味、和甜味氨基酸含量最高的时期，苦味氨基酸的相对含量在这2个时期反而较低，甜味、鲜味氨基酸的含量与食品的味感存在正相关关系[12]，从鲜食的角度，确定冀西北地区鲜食榛果的采收时期为7月底至8月初，正值榛子干果采收前15d左右。

3 讨论与结论

榛果作为四大坚果之首，与核桃、杏仁、腰果一样，其可食用部分是包含在坚硬的外果皮以内的成熟种子，榛果生长初期主要是果皮的生长发育，中后期才是包含榛仁的果实生长发育过程。本研究中平欧杂种榛达维果实的纵径及侧径的生长发育均呈现出“慢—快—慢”的单“S”形的动态曲线，而横径虽然也表现出单“S”形的生长发育规律，但却是“快—慢—快”的生长趋势，表明榛果横径的生长早于纵径、侧径，榛果发育过程中先增加的是宽度，后增加的是长度和厚度。榛果和榛仁鲜质量与榛果纵径、侧径变化规律一致，综合榛果大小和鲜质量指标的变化，平欧杂种榛果实生长发育符合“慢—快—慢”的单“S”形的生长曲线。这与王琦等5个平欧杂种榛果实生长动态研究中的结论[13]一致，刘娇等在研究核桃果实生长规律Logistic模型时也得出了类似的结论[14]，许梦洋等研究表明，6个薄壳山核桃品种的果实质量呈“缓慢—快速—缓慢”的生长规律[15]。本研究中榛果干质量“慢—快—慢—快”的变化规律表明，平欧杂种榛达维生长发育过程中有2个生长高峰，一是榛果快速膨大期，另一个是榛仁营养物质积累期，这2个高峰期是影响榛果产量和品质的关键时期，而榛仁发育后期，营养物质不断积累，但其鲜质量后期增加不显著，主要是由于发育后期榛仁含水量下降与营养物质积累相抵消的缘故。董敏等研究板栗的结论为果实体积和质量的动态变化曲线均呈双“S”形，存在2 个明显的生长高峰[16]，与本研究结果一致。

平欧杂种榛达维榛果在生长发育过程中，体积和质量在不断增加，榛仁的各项营养成分也在随之不断变化。随着榛果的发育，可溶性蛋白含量先是以较快的速率累积，此时，可溶性糖含量也维持在较高的水平，说明榛果是当时的生长中心，大量的光合产物以可溶性状态流入榛仁，如葡萄糖、蔗糖、游离氨基酸等，用于榛仁的进一步充实和发育。7月27日可以看成榛仁营养物质积累的转折点，可溶性蛋白积累速度下降，其含量趋于稳定，后期甚至有所降低，而可溶性糖含量显著减少，相反，淀粉含量不断增加，此时是榛仁营养物质积累和转化旺盛的阶段，呈现可溶性糖含量与淀粉含量减少的变化趋势，存在着可溶性糖向淀粉转化的可能性，可通过研究此时期淀粉合成酶活性的变化进一步验证。榛仁发育后期脂肪酸大量合成，脂肪合成的原料来自糖类物质，糖类转化成脂肪也是可溶性糖含量下降的另一原因。冯亚莉关于杂交榛果实发育的研究证实，乙酰辅酶 A 羧化酶在榛仁成熟期含量最高，该酶是脂肪酸合成代谢过程的关键酶，葡萄糖含量与不饱和脂肪酸含量呈显著负相关[17]。板栗[16]、核桃[18]果实成熟后期也有可溶性糖含量下降的报道。榛仁成熟后期具有自然脱水干燥特性，一些大分子酶类蛋白质失活解体，推测榛仁成熟后期蛋白质含量降低可能与酶分子减少有关。

榛果富含脂肪，属于油脂种子，前人关于榛果营养价值的研究主要针对采收后的干果，对榛果油脂组成及价值的分析较多[19-20]，关于榛果蛋白质及氨基酸的组成研究较少。本研究中平歐杂种榛达维榛果17种氨基酸总量达到了21 mg/g左右，其中必需氨基酸含量在榛果发育后期占22.8%～328%，常君等研究了核桃[21]、杏仁[22]的氨基酸组成，核桃必需氨基酸占30.4%，与这2种干果相比，必需氨基酸的比例不相上下，但榛果的氨基酸含量看似并没有优势，主要原因是由于本试验的样品是新鲜榛果，不同时期榛果含水量在50%～70%之间，而核桃、杏仁的研究均采用的烘干样品，应该排除含水量的影响。此外，非必需氨基酸的总量及含量排在前几位的氨基酸动态变化规律与可溶性蛋白含量基本相符，如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等，均表现先升后降的规律，7月27日至8月6日这一阶段不仅可溶性蛋白质的积累速率变慢，甚至含量下降，而且氨基酸的组成也发生了转变，尤其是对榛果口感风味有一定影响的呈味氨基酸的比例，这一阶段，以苯丙氨酸为首的苦味氨基酸所占比例最低，而以甘氨酸为首的甜味氨基酸和鲜味氨基酸分别在7月27日、8月6日积累到最高值，因此，相比炒熟的榛子，榛果鲜食的口感更甜更香。前人在干果[21-22]、百合[23]、竹笋[24]、黄花菜[25]上均有关于呈味氨基酸的报道。河北张家口地区榛子采收季节在8月中旬以后，而7月底8月初鲜食榛果就可以采收了，且不需晾晒，炒熟，可使榛子提前上市 20 d 以上，极大促进了榛子产业的发展。

本试验研究了平欧杂种榛达维榛果的生长发育动态及发育期营养成分的变化规律，由榛果纵径、侧径及鲜质量的变化规律可知，平欧杂种榛果实生长发育符合“慢—快—慢”的单“S”形的生长曲线;随着榛果采收时期的延后，可溶性糖含量不断减少，淀粉含量则呈现不断上升的趋势，可溶性蛋白含量，天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、精氨酸及非必需氨基酸的含量都呈现先上升再下降的趋势，必需氨基酸和17种氨基酸总量则持续增加;7月27日至8月6日是可溶性蛋白和主要氨基酸积累的转折点，甜味、鲜味氨基酸含量最高，此时，鲜食榛果风味最佳且榛果的综合营养价值最高。

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