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大叶小檗种子和果实的形态观察与营养物质组分测定

2022-07-06王京鹏林其娟赵盼盼徐宁伟王文颇

河北科技师范学院学报 2022年1期
关键词:单粒大叶小檗

周 浩,王京鹏,姚 楠,林其娟,赵盼盼,徐宁伟,3,#,王文颇,#

(1 河北科技师范学院a农学与生物科技学院,b园艺科技学院,c海洋资源与环境学院,河北 秦皇岛,066600;2 温州城市大学;3 河北农业大学园林与旅游学院)

大叶小檗(BerberisamurensisRupr.)为小檗科(Berberidaceae)小檗属(BerberisL.)落叶灌木,生山坡、山沟、丛林、山林,分布于我国东北、山西、内蒙古、河南西部、陕西、甘肃、山东等地[1]。大叶小檗全株含有生物碱,其根、根皮、茎、茎皮均可入药,治疗细菌性痢疾、胃肠炎、消化不良、风湿性关节炎等疾病[2~4];同时大叶小檗适应能力强,耐修剪,枝叶、花、果等具有独特性,可广泛应用于花坛、花境、花丛中或用作花篱、绿篱等,也可搭配其它乔木树种造景,具有独特的园林观赏价值[5]。

目前有关大叶小檗的相关研究较少,范东旭[6]对大叶小檗原植物进行了生药学鉴定,测定了大叶小檗根、茎、叶中总生物碱的含量(含量由高到低顺序为根、茎、叶),同时证实大叶小檗具有良好的抑菌效果;朴惠顺等[7]采用二甲苯、巴豆油致小鼠耳廓炎症、扭体法和热板法制作疼痛模型研究大叶小檗的药用价值,结果表明,大叶小檗根的水、乙醇提取物均具有较好的抗炎镇痛作用;武永进等[2]分析了大叶小檗根的化学成分,从大叶小檗根的石油醚、二氯甲烷、醋酸乙酯萃取物中分离鉴定了11个单体化合物;李贵生等[8]探讨了大叶小檗嫩枝全光雾扦插繁殖技术,试验结果表明最适合大叶小檗嫩枝扦插的处理组合为ABT 1号100 mg/L,处理时间为30 min;吴东旭[5]利用大叶小檗的生物学特性和种子繁育技术,总结了批量生产大叶小檗的方法,强调了大叶小檗在辽西地区园林应用、荒山绿化和生物多样性保护上的重要应用价值。以上研究主要集中在大叶小檗的药用及观赏等方面,对其果实及种子营养物质的研究未见报道。为此,笔者测定大叶小檗种子和果实中营养物质的组分,旨在为大叶小檗的开发利用提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 供试材料

大叶小檗果实测定试验于2020年10月进行。果实原产地为河北省青龙县祖山地区,2020年9月收集果实装入密封袋中,于4 ℃温度下储存备用。

大叶小檗种子测定试验于2021年3月进行。将采集的大叶小檗果实用水搓洗,去除果皮及果肉,留下饱满的种子,在实验室中自然风干后去杂,保存在广口瓶中备用。

1.2 试验方法

1.2.1大叶小檗种子的形态观察与组分测定 种子外部形态观察:观察种子的形状、颜色等[9]。

种子大小及单粒质量的测定:随机抽取50粒种子,用游标卡尺和分析天平准确测定种子的大小(包括长、宽、厚)和质量,3次重复[10]。

种子中水的质量分数测定:根据样品烘干后失去水分的质量,以种子干质量为基础计算水分的质量分数[11]。

种子可溶性糖质量分数测定:蒽酮比色法[11]。

种子蛋白质质量分数的测定:考马斯亮蓝法[12]。

种子游离氨基酸质量分数的测定:茚三酮显色法[12]。

种子总糖质量分数的测定:3,5-二硝基水杨酸法[12]。

种子粗脂肪质量分数的测定:残余法[12]。

种子灰分质量分数测定:采用马福炉灰化法,以样品干质量为基础计算样品中灰分质量分数[13]。

1.2.2大叶小檗果实果肉的组分

果肉中蛋白质质量分数的测定:考马斯亮蓝法[12]。

果肉中游离氨基酸质量分数的测定:茚三酮显色法[12]。

果肉中色氨酸质量分数的测定:二羟基乙酸盐法[11]。

果肉中赖氨酸质量分数的测定:茚三酮溶液显色法[11]。

果肉中总糖质量分数的测定:3,5-二硝基水杨酸法[12]。

果肉中单宁质量分数的测定:Folin-Denis法[14]。

果肉中SOD活性的测定:氮蓝四唑(NBT)还原法[11]。

果肉中有机酸质量分数的测定:用水将果肉中的有机酸浸提出来,然后用碱滴定[14]。

果肉中花色素质量分数的测定:比色法[11]。

果肉中Vc质量分数的测定:2,6-二氯酚靛酚滴定法[11]。

果肉中可溶性固形物质量分数的测定:利用阿贝折射仪测定折射率,根据折射率于可溶性固形物换算表得出可溶性固形物百分质量分数。

1.2.3大叶小檗果实果肉矿质组分 大叶小檗种子样品用高氯酸消化,矿质元素质量分数用原子吸收法测定[15,16]。

2 结果与分析

2.1 大叶小檗果实及种子形态特征

大叶小檗果实为红色浆果,呈椭圆形,表面有白粉,内含1~2粒种子,种子外部有一层透明薄膜包裹(图1)。种子近似楔形,一端圆钝,一端尖锐,尖端有一圆形凹陷为种脐;种皮棕褐色,角质,色泽较暗淡(图2)。

图1 大叶小檗的果实 图2 大叶小檗的种子

2.2 大叶小檗种子大小及单粒质量

大叶小檗种子长5.48~6.98 mm,宽2.16~3.12 mm,厚1.40~2.24 mm,大约有92 %的种子长度分布在5.48~6.65 mm范围之内;94%的种子宽度分布在2.34~3.06 mm范围之内;82%的种子厚度分布在1.51~1.93 mm范围之内;大叶小檗种子单粒质量大部分分布在13~19 mg范围之内,约占测定种子总数的90%(表1);种子平均长宽厚分别为6.12 mm,2.73 mm和1.78 mm,平均单粒质量为17.7 mg。

表1 大叶小檗种子大小与单粒质量及其分布

对所测大叶小檗种子大小及单粒质量做相关性分析(表2)。可以看出大叶小檗种子长、宽、厚及单粒质量各性状之间均呈极显著正相关,尤其是单粒质量与宽度相关性较大,接近于0.9。因此,在筛选分级时可按宽度对大叶小檗种子进行分离。

表2 大叶小檗种子大小、单粒质量之间的相关性

2.3 大叶小檗种子的营养物质含量

大叶小檗种子中粗脂肪的质量分数较高,其营养物质的质量分数从高到低的排序为粗脂肪(166.9 mg/g),总糖(26.4 mg/g),可溶性糖(23.7 mg/g),蛋白质(1.2 mg/g)和游离氨基酸(0.6 mg/g),其中粗脂肪的质量分数最高,是主要的贮藏物质;种子灰分的质量分数为27.1 mg/g;水分的质量分数为88.2 mg/g(表3)。

表3 大叶小檗种子营养物质含量 mg·g-1

2.4 大叶小檗果实果肉中营养物质含量

大叶小檗果实果肉中营养物质种类及含量丰富。营养物质的质量分数从高到低的排序为酒石酸(25.3 mg/g),苹果酸(22.6 mg/g),总糖(17.0 mg/g),单宁(3.2 mg/g),赖氨酸(1.7 mg/g),色氨酸(0.3 mg/g),游离氨基酸(0.3 mg/g),蛋白质(0.2 mg/g),其中有机酸的质量分数最高;果肉中维生素C的质量分数为0.04 mg/g,超氧化物歧化酶(SOD)的活性为610.6 U/g,可溶性固形物的质量分数为154.6 mg/g,花色素的质量分数为4.7 U/g。

2.5 大叶小檗种子和果肉中中矿质元素含量

大叶小檗种子中的矿质元素中Mg的质量分数最高,为0.220 mg/g,明显高于Zn,Mn,Cu等的质量分数;果实果肉中矿质元素Ca和Mg的质量分数最高,分别为3.206 mg/g和0.417 mg/g,明显高于Fe,Mn,Zn等的质量分数(表5)。

表4 大叶小檗果实果肉中营养物质的质量分数

表5 大叶小檗种子和果肉中矿质元素的质量分数 mg·g-1

3 结论与讨论

3.1 大叶小檗种子属于中型种子

大叶小檗种子平均长、宽、厚分别为6.12,2.73,1.78 mm,平均单粒质量为17.7 mg,属中型种子。种子的长、宽、厚在种子清选上有特殊重要意义,且在农业生产上,往往用其质量作为衡量种子品质的主要指标之一[17]。大叶小檗种子长、宽、厚及单粒质量各性状之间均呈极显著正相关。因此,在筛选分级时可按种子大小对大叶小檗种子进行分离。

3.2 大叶小檗种子富含油脂、易于储存

据研究绝大多数植物的种子含有油脂,在自然界中油脂种子植物特别是油料作物的种子含油脂成分很高,大豆含170~200 mg/g[17]。大叶小檗种子脂肪质量分数较高,达166.9 mg/g,接近于大豆的含油量,属于油脂种子。大叶小檗具有作为新型油料植物的潜力,能否在此方面开发利用尚需进一步试验研究。

脂肪作为疏水性物质,其含量的增加会导致种子的水分含量下降,而种子水分是种子质量的重要指标,是种子安全贮藏的重要因素。有研究表明,一般成熟种子中水的质量分数在80~140 mg/g范围内,各部分组织比较坚实紧密,细胞内含物呈干燥的凝胶状态容易贮藏保存[18]。大叶小檗种子以脂肪作为主要贮藏物质,采摘后于室内风干自然保存了6个月,水的质量分数达88.2 mg/g,在容易贮藏保存范围内。

3.3 大叶小檗果实属酸性果实

大叶小檗果肉中有机酸质量分数较高,其中酒石酸质量分数达25.3 mg/g,苹果酸质量分数达22.6 mg/g,而总糖的质量分数较低(17.0 mg/g),属于酸性果实。其可溶性固形物质量分数较高(154.6 mg/g),维生素C的质量分数为0.04 mg/g,略高于苹果(0.01 mg/g)[19]。

3.4 大叶小檗果实果肉中SOD活性较高

一直以来,刺梨被认为其Vc质量分数和SOD活性居所有蔬菜水果之冠,其SOD活性最高为546.9 U/g[20]。经研究分析,发现大叶小檗果肉的SOD活性为610.6 U/g,是刺梨的1.12倍。大叶小檗果肉中高活性的SOD有利于清除活性氧危害,从而提高果实的抗氧化能力[21],其延缓衰老的应用潜力有待进一步试验研究。

3.5 大叶小檗果实果肉中Ca质量分数丰富

大叶小檗果实果肉中含有Ca,Mg,Fe,Mn,Zn等矿质元素,其中Ca质量分数最高,达3.206 mg/g,比白花刺蔷薇果肉中的Ca(3.372 mg/g)略低[10],但远高于山楂(0.424~1.060 mg/g)[22]和木瓜(0.169~0.433 mg/g)[23]的含量。

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