甜瓜种子性状及甜瓜籽油中角鲨烯含量研究

张慧君， 朱秀秀， 袁于舒， 许润哲， 李 虎， 吕世懂

(淮北师范大学生命科学学院1，淮北 235000) (昆明市粮油饲料产品质量检验中心2，昆明 650118)

甜瓜(CucumismeloL.)是葫芦科甜瓜属一年生植物。在我国已经有三千多年的种植历史[1]。我国甜瓜资源充足，但人们大多只是食用甜瓜果肉，忽略了甜瓜籽及甜瓜籽油的资源使用。甜瓜籽油中存在多种营养物质，如角鲨烯、硬脂酸、棕榈酸、油酸和亚油酸等。角鲨烯(squalene)是一种高不饱和烃类化合物，为无色或黄色透明油状，气味使人愉悦[2,3]。研究表明，角鲨烯对肺癌等具有很强的抑制作用[4-6]。通过角鲨烯对小鼠脂代谢水平的影响研究发现，其具有降血脂和抗氧化作用[7]。目前，鲨鱼油仍然是角鲨烯的主要来源，但是这样提取角鲨烯的方法会造成大量鲨鱼的死亡。所以从植物油中提取角鲨烯的研究具有重要意义。目前已有研究报道了多种植物油中角鲨烯含量，如橄榄油[8]、灵芝孢子油[9]、油茶籽油[10]、棕榈油[11]等。

目前我国关于甜瓜籽的综合利用研究较少。本实验采用相关分析、主成分分析和聚类分析等方法，研究30个品种的甜瓜的种子性状，分析了不同品种间品质性状的差异，为甜瓜品种评价、材料改良、品种选育提供参考[12]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验材料为30个品种的甜瓜种子(括号内为其原始编号)，甜瓜品种为林蜜25号(1)、野生马泡瓜(2)、包瓜(3)、丰蜜1号(4)、白银蜜2号(5)、MW(6)、23(7)、HM6(8)、15(9)、黄河蜜6号(10)、超甜小麦酥(11)、卡拉库赛(12)、渠沟(13)、脆世界(14)、一窝蜂(15)、榜样(16)、新密30号(17)、常见小绿瓜(18)、八棱脆(19)、黄色瓜(20)、花皮(21)、包瓜(22)、白银蜜2号×M12(23)、WQ(24)、付全(25)、M4(26)、早花密(27)、舟山黄金瓜(28)、黄色马泡瓜(29)、绿色马泡瓜(30)，均栽种于淮北濉溪五铺农场。

角鲨烯标准品：纯度≥98%；无水硫酸钠、正己烷：分析纯。

1.2 仪器与设备

JZ - Vortex3000涡旋振荡器，NG150-1B氮吹仪，GC 1310气相色谱仪(配FID检测器)。

1.3 方法

实验方法参照LS/T 6120—2017《粮油检验 植物油中角鲨烯的测定 气相色谱法》进行。

1.3.1 样品处理

称量：精准吸取300 μL角鲨烷内标溶液于250 mL圆底烧瓶中，在氮吹仪上吹干后，称取0.2 g左右的样品于此烧瓶中。

皂化：在烧瓶中加入50 mL氢氧化钾-乙醇溶液后，将其在80 ℃水浴锅中皂化回流50 min，结束后从回流管顶部加入50 mL水，将烧瓶中溶液摇匀，直至冷却至室温。

提取：将皂化液转至250 mL的分液漏斗中，用50 mL正己烷对烧瓶进行3次洗涤，将洗涤液转移至分液漏斗中，将分液漏斗用力摇晃2 min，小心打开旋塞，释放压力，静置分层，将下层皂化液转移至另一个250 mL分液漏斗中，再用相同的方法，分别用30、20 mL正己烷对皂化液再提取2次，将3次正己烷提取液置于同一分液漏斗中。

洗涤：用25 mL乙醇溶液洗涤正己烷提取液3～4次，每次弃去下层的乙醇水溶液，直至使用pH试纸检测所流出的溶液为中性。

浓缩：将正己烷提取液经过约5 g无水硫酸钠的滤纸滤进与球形蒸发瓶(与旋转蒸发仪配套)中，分液漏斗及无水硫酸钠用约20 mL的正己烷冲洗3次，一起放入蒸发瓶中，在40 ℃水浴锅中旋转蒸发，等待瓶中正己烷还剩余2 mL时，取下蒸发瓶，立刻将其放入氮吹仪中吹干，然后使用正己烷溶解并将其定容至10 mL，待测。

1.3.2 标准曲线的制作

将含有30 μg/mL角鲨烷内标的不同浓度角鲨烯标准工作溶液注入气相色谱仪中进行分析，记录角鲨烯和角鲨烷的峰面积。以二者峰面积比为横坐标，以二者质量比为纵坐标，绘制标准曲线，标准曲线的斜率即为角鲨烯和角鲨烷的校正因子。

1.3.3 样品测定

将样品待测溶液注入气相色谱仪中进行分析，记录样品中角鲨烯和角鲨烷峰面积。根据样品测试溶液的角鲨烯和角鲨烷的峰面积比、内标的质量及角鲨烯和角鲨烷的校正因子，计算出样品待测液角鲨烯的质量。

1.4 数据处理

甜瓜种子性状进行3次重复测定，角鲨烯指标的测定均进行2次重复，结果以平均值表示。利用Excel 2010和DPS软件进行数据处理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 参试种子形态特征

如表 1所示，参试籽粒品种质量、百粒重和面积比等。甜瓜品种中质量最大的是白银蜜2号，最小的是WQ。百粒重最大的是MW，最小的是黄色马泡瓜。面积比最大的是野生马泡瓜，最小的是MW。长/宽均值最大的是新密30号，最小的是MW。含油量最大的是白银蜜2号，最小的是WQ。MW的百粒重最大，其面积比和长/宽均值却均为最小。30个甜瓜品种中，单个质量在0.432～0.794 g之间，其中大于0.5 g的共25个品种，约占83.333%，在0.5 g左右的则是3个马泡瓜品种，相对应的其面积比较大，约为3，长/宽均值相对较大。MW品种的单个质量排第2，百粒重最大，但是面积比和长/宽均值都为最小。可以初步判断籽粒百粒重与面积比和长/宽均值具有一定的负相关。参试籽粒的百粒重有很大差异，最大的为11.8 g，最小的为0.535 g，差值为11.265 g。

表1 参试籽粒品种质量、百粒重、面积比、长/宽均值、含油量

2.2 籽粒外形性状与品质性状相关性分析

对50份样品的4个表型指标与2个品质性状进行相关性分析，结果见表2，百粒重与面积比和角鲨烯含量均成极显著相关水平，但百粒重与面积比的极显著关系为负相关，即面积比越大，百粒重越小，而角鲨烯含量却随着百粒重的增加有所增加。除此之外，角鲨烯含量与质量及长/宽均值呈显著负相关，与面积比呈极显著负相关。

表2 籽粒外形性状与品质性状相关性分析

2.3 甜瓜籽油中角鲨烯含量的比较分析

2.3.1 甜瓜籽油中角鲨烯含量测定结果

由表3可以看出，不同甜瓜籽油中的角鲨烯含量变化较大。最低的为包瓜，含量为641.7 mg/kg。最高的品种为MW，含量为2 858.3 mg/kg。30个甜瓜品种中角鲨烯含量1 000～2 000 mg/kg的有14个品种，约占所测品种的46.667%，大于2 000 mg/kg的有3个品种，占所测品种的10%，由此可知，本研究中有一半以上的甜瓜品种角鲨烯含量大于1 000 mg/kg，甜瓜籽油中的角鲨烯含量相对较高，可选育的品种较多。对于不同含量的角鲨烯可能取决于提取后深加工的工艺不同，如杨学芳等[13]对不同产地的南瓜籽油进行提取后进行主要成分分析后发现其与加工工艺具有一定的联系。对植物油中角鲨烯的不同加工工艺进行查阅发现水酶法法制油角鲨烯含量会更高[14]。官波等[15]的文章表明橄榄油脱臭馏出物中的角鲨烯质量分数为10%～30%，甜瓜籽油中的角鲨烯含量虽然没有鲨鱼甘油中的含量高[16]，但甜瓜籽油中角鲨烯含量相对较高含量(641.7～3 858.3 mg/kg)，表明甜瓜籽油具有一定的营养和研究价值。

表3 参试甜瓜籽油中角鲨烯含量分析

2.3.2 主成分分析

主成分分析可以将原来众多具有一定相关性的指标，考察多个变量之间的相关性。对30种甜瓜籽油的7个品种性状进行主成分分析(表4、表5)。结果表明前4个主成分的累计贡献率为93.929%。其中第1主成分的特征值3.113 8，贡献率44.483%，其中第1成分得分较高的为MW、WQ和新密30号；第2主成分的特征值1.676 8，贡献率23.955%，得分最高的为MW，为5.301 3；第3主成分的特征值为1.152 1，贡献率16.458%，得分较高的为WQ、新密30号、卡拉库赛。第4主成分的特征值为0.632 3，贡献率为9.033%，得分较高的为林蜜25号、WQ、超甜小麦酥。根据主成分分析可知主要因子有4类，第1主成分的贡献率最大，可以称作为质量因子，第2主成分次之，称之为百粒重因子，第3主成分可称为面积比因子，第4成分可称为长/宽均值因子，这4个因子中质量对甜瓜品种的影响最大。

表4 7个品种性状的特征值和贡献率

表5 主成分得分值

2.3.3 聚类分析

在主成分分析的基础上，以质量、百粒重、面积比、长/宽均值、含油量、角鲨烯含量这6个主成分因子为综合指标，依据欧氏距离，采用可变类平均距离法进行图 1聚类分析，在遗传距离为7.63的水平上把30个品种分为4类。以本实验结果为对照，其中第1类群包括1、4、8、10、17、24号，共 6个品种，第2类群仅有6号1个品种，第3类群包括 2、3、29、18、22、30、7、15、14、27、9、25、11、28、21、13、19、26、20、16、23、5号，共22 个品种，第4类群仅有12号1个品种。综合分析可知，第1类群中的质量、百粒重、面积比等处于中间值偏小的位置，但是8号MW的角鲨烯含量最高。第2类群中的质量、面积比均偏小，但是角鲨烯含量较高(1 768.7 mg/kg)。第3类群占种类的绝大部分，角鲨烯含量有所增大、面积比和长/宽均值中间值偏大，第4类群中的长/宽均值较大，角鲨烯含量较高(1 171.2 mg/kg)。通过系统聚类可知，把30份甜瓜品种划分为代表不同品质性状的4大类，第1类特点是其中面积比和单个质量较小，但角鲨烯含量较高，第3、4类群则长/宽均值较大，角鲨烯含量较高。

图1 聚类分析结果图

3 结论

本研究以30个不同品种甜瓜籽为实验对象，对其相关性状与角鲨烯含量进行分析。得出甜瓜MW的角鲨烯含量最高，属于第1类群，在主成分分析中第1主成分和第2主成分得分较高，相关性状如面积比和长/宽均值最小。30个甜瓜籽性状相关性分析，得知角鲨烯含量与质量呈显著相关，相关系数为-0.37，与百粒重和面积比呈极显著相关，相关系数为0.69、-0.61。参试种子的百粒重与面积呈极显著负相关，相关系数为-0.80。籽粒面积比的减小有助于籽粒百粒重的增加。提高甜瓜籽油中角鲨烯含量，可以在甜瓜品种选育中选择籽粒面积比和长/宽均值较小的品种进行。