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

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。