甜瓜果实不同部位矿物元素含量分析

2024-08-24韦盈刘冬妮康蕊符郁馥王丽强常虹

中国瓜菜 2024年7期

关键词：甜瓜

摘" " 要：以海南地区种植的9个甜瓜品种为试验材料，采用电感耦合等离子体质谱法在成熟期对果实4个部位（果皮、果肉、果心和种子）的矿物元素含量进行测定。结果表明，甜瓜果实不同部位矿物元素含量差异较大，17种元素中，K、Mg、P、Na、Fe、Zn含量较高，Cu、Mn、Al、Co、Ni、B、Se、Rb、Sr、Ba含量较低；4个部位中，Mn、Ba、Al、Ca、Sr元素在果皮和种子部位的含量高于果肉和果心部位，Co、Cu、Zn、Se、B、Rb、K、Mg元素在种子部位的含量高于其他3个部位；网纹瓜果皮的K、Mg、Na、P、Ca、Fe、Zn、Al、B含量高于薄皮瓜；光皮瓜果心的K、Mg、Na、Fe、Cu、Mn、Co、B含量高于薄皮瓜；薄皮瓜种子的P、Zn、B含量高于网纹瓜和光皮瓜。甜瓜果实的果皮和种子中矿物元素含量高，网纹瓜相比光皮瓜和薄皮瓜具有更高的矿物元素营养价值。研究结果为海南地区甜瓜的高效益农业开发提供了新思路，也为甜瓜的综合开发利用提供了参考依据。

关键词：甜瓜；矿物元素；含量分析

中图分类号：S652 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）07-074-10

Analysis of mineral element content in different parts of muskmelon fruit

WEI Ying， LIU Dongni， KANG Rui， FU Yufu， WANG Liqiang， CHANG Hong

（Institute of Food Testing， Hainan Academy of Inspection and Testing/Key Laboratory of Tropical Fruits and Vegetables Quality and Safety for State Market Regulation， Haikou 570314， Hainan， China）

Abstract： Nine muskmelon varieties cultivated in Hainan were used as experimental materials to determine the mineral element content in four parts（peel， flesh， core， and seed）of the fruits at mature period using inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）. The results showed that there were significant differences in the mineral element content in different parts of the fruits. Among the 17 elements， K， Mg， P， Na， Fe， and Zn had higher content， while Cu， Mn， Al， Co， Ni， B， Se， Rb， Sr， and Ba had lower content. Among the four parts， Mn， Ba， Al， Ca， and Sr elements had higher content in the peel and seed than that in the flesh and core， while Co， Cu， Zn， Se， B， Rb， K， and Mg elements had higher content in the seed than that in the other three parts. The peel of muskmelon contained higher levels of K， Mg， Na， P， Ca， Fe， Zn， Al， and B than that of thin-skinned muskmelons. The core of smooth-skinned muskmelons exhibited higher concentration of K， Mg， Na， Fe， Cu， Mn， Co， and B than that of thin-skinned muskmelons. The seed of thin-skinned melons had higher P， Zn， and B concentration than that of muskmelon and smooth-skinned melons. The peel and seed of muskmelon fruits contained higher mineral element content， and muskmelon exhibited a higher nutritional value in terms of mineral elements compared to smooth-skinned and thin-skinned muskmelons. The results provide new insights for the high-efficiency agricultural development of muskmelons in Hainan and serve as a reference for the comprehensive development and utilization of muskmelons.

Key words： Muskmelon; Mineral element; Content analysis

甜瓜作为我国主要的经济作物，在西部、中部、东部等地区均有种植，其中产量较大的是新疆、山东和河南。据联合国粮食与农业组织统计，我国甜瓜生产面积与产量均居世界首位，种植面积占全球甜瓜生产面积的36.3%，产量占世界甜瓜总产量的48.71%[1]。海南作为新兴崛起的种植地区，一年2～3次收获已成为当地农民的主要收入来源，更是海南农业的主要经济作物。甜瓜不仅含有蛋白质、有机酸、氨基酸等营养元素，还有大量的矿物元素。钾、镁、钠、磷和钙是人体所需的主要矿物质，铁、铜、锌、锰等又是在人体内具有特定功能的微量元素[2]。钾和钠可调节人体的酸碱平衡，对维持人体正常功能非常重要；钙和磷是骨骼和牙齿的主要成分；铁是人体血红蛋白的主要成分，参与氧的运输；铜是人体许多酶（含铜酶）的主要成分[3-7]；镁几乎参与人体所有的新陈代谢过程；锰是人体多种酶的成分及酶的激活剂，可调节内分泌系统；硼可促进激素分泌，影响人体器官和骨骼的成分与功能[2]；锌可促进生长发育；硒可抗氧化，提高免疫力[8-11]。由此可见，不同的矿物元素以不同的方式参与着人体的生命活动。

矿物元素虽然含量很低，但在人体内不可自我合成，只能从体外摄取。而一旦摄取不足或者过量，都可能引起生理上的变化，导致疾病发生，所以从日常膳食中摄取矿物元素就显得尤为重要[12]。国内目前针对甜瓜的研究大多集中在新疆、河北、东北等地区[13-17]，主要包括栽培技术、育种、病原菌及致病性、营养成分分析等方面[18-22]，其中关于营养方面的研究主要集中在甜瓜果肉部位，缺少对海南甜瓜果实不同部位营养成分之间的比较研究。

在日常食用过程中，果皮和种子都是当作生活垃圾处理。但事实上除了果肉部位，其余部位的营养价值并不比果肉部位差。笔者采用电感耦合等离子体质谱法测定甜瓜果实不同部位矿物元素含量，填补海南甜瓜果实不同部位的研究空白，以期为甜瓜果实的综合开发及进一步推广应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以3种不同类型的9个甜瓜品种为试验材料（表1），其中网纹瓜、光皮瓜为厚皮甜瓜，薄皮瓜为薄皮甜瓜。各品种随机抽取5个成熟瓜进行试验。将甜瓜洗净晾干后，分成4个部分，包括果皮、果肉、果心和种子，每部分混合粉碎后置于样品瓶中，贮存于-20 ℃冰箱中待测。

1.2 方法

参考GB 5009.268－2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》测定甜瓜果实不同部位的矿物元素含量[23]。甜瓜的种子用清水清洗后，在60 ℃下烘干，其余部位以鲜样测定。称取约1 g的样品，加入6 mL浓硝酸，100 ℃预消解30 min，放凉后置于微波消解仪中消解，消解完全后转移至50 mL容量瓶中，超纯水定容至刻度。经电感耦合等离子体质谱（ICP-MS/MS）上机测定甜瓜果实不同部位中矿物元素含量。钙、镁、铁等高含量矿物元素稀释后经ICP上机测定。

1.3 数据处理

采用Excel 2007进行数据整理，采用Origin 2021绘图。

2 结果与分析

经ICP-MS/MS和ICP上机测定（包含K、Ca、Fe、Mn、Mg、Na等43种元素），共检出17种元素。由表2可知，甜瓜果实含有丰富的矿物元素，但不同品种甜瓜果实不同部位的矿物元素含量差异较大。网纹瓜（西州密25号、王五、脆甜、牛三）果皮部位的Mg、Na、P、Ca、Fe、Zn、Al、B含量高于薄皮瓜，光皮瓜（香妃蜜、月露、玉菇）果心部位的K、Mg、Na、P、Fe、Zn、Cu、Mn、Co、B、Rb含量高于薄皮瓜，薄皮瓜（羊角蜜61号和羊角蜜91号）种子部位的P、Zn、Ni、B含量高于其他品种类型。

2.1 甜瓜果实不同部位Ca、Fe、Zn、Cu含量分析

由图1可知，果皮和种子部位的Ca元素含量较高，其中牛三的果皮和果肉部位Ca含量最高，西州密25号果心部位Ca含量最高，羊角蜜61号种子部位Ca含量最高；果肉和果心的Fe元素含量都不高，果皮中含量最高的是西州密25号，除了玉菇外，其余8个品种种子的Fe元素含量均大于1000 μg·100 g-1，其中含量最高的是羊角蜜61号；果皮、果肉和果心部位的Zn元素含量都低于种子部位，其中羊角蜜61号种子的含量达到8000 μg·100 g-1，其余品种也都在1000 μg·100 g-1以上；除玉菇外，果皮、果肉和果心部位的Cu元素含量都低于种子部位，含量最高的是香妃蜜，是玉菇的34倍。

2.2 甜瓜果实不同部位Co、Ni、Se、Ba含量分析

由图2可知，香妃蜜果皮、果心和种子3个果实部位的Co元素含量都高于其他品种，其中种子中的含量是牛三的28倍；果皮、果肉和果心的Ni元素含量都较低，羊角蜜61号和羊角蜜91号种子部位的含量都在350 μg·100 g-1以上；西州密25号4个果实部位的Se元素含量都高于其他8个甜瓜品种；果肉和果心的Ba元素含量均低于果皮和种子，其中种子中含量最高，是羊角蜜61号，是王五的12倍。

2.3 甜瓜果实不同部位K、Mg、Na、P含量分析

由图3可知，9个甜瓜品种的果皮和果肉部位的K元素含量差异不大，种子部位的含量高于其他3个果实部位，其中王五、脆甜、牛三种子中的K元素含量超过900 mg·100 g-1，羊角蜜91号达到1448 mg·100 g-1，是9个品种中最高的。除了羊角蜜91号的果肉外，其他8个品种的果肉和果心部位的Mg元素含量均比果皮和种子低，西州密25号、牛三、香妃蜜的果皮部位的Mg元素含量高于玉菇、羊角蜜61号和羊角蜜91号，羊角蜜61号种子的Mg元素含量最高。香妃蜜、玉菇、羊角蜜61号和羊角蜜91号4个品种果实部位的Na元素含量都比较低，牛三和王五4个部位的含量都较高。果肉部位的P元素含量较少，果皮、果心和种子部位较高，其中牛三、羊角蜜61号和羊角蜜91号种子中的含量都在300 mg·100 g-1以上，是月露的3倍以上。

2.4 甜瓜果实不同部位Mn、Al、B、Rb、Sr含量分析

由图4可知，果肉和果心部位的Mn元素含量较低，果皮中王五的含量最高，与种子中含量最高的羊角蜜61号接近，在1300 μg·100 g-1以上。果肉和果心部位的Al元素含量低于果皮和种子，其中玉菇种子中的含量最高，是牛三的10倍。种子部位的B元素含量高于其他3个果实部位，羊角蜜61号、羊角蜜91号和玉菇都均在600 μg·100 g-1以上。羊角蜜91号种子的Rb元素含量最高，但果皮、果肉和果心部位的含量并不突出。果肉和果心部位的Sr元素含量均比果皮和种子部位低，种子中含量最高的是羊角蜜61号，是香妃蜜的10倍。

2.5 与其他甜瓜类果实矿物元素含量的比较

将本研究中测定的甜瓜果肉部位矿物元素含量平均值与中国营养成分表[24]其他甜瓜果肉的矿物元素含量进行比较，结果如表3所示，在P含量上，海南种植的9个甜瓜品种均高于中国营养成分表所列的4种甜瓜，羊角蜜91号的含量是哈密瓜的6倍。在K含量上，除了羊角蜜91号外，其他8个甜瓜品种均高于哈密瓜。在Na含量上，牛三和王五比哈密瓜含量高。在Mg含量上，西州密25号、王五、牛三、脆甜、香妃蜜、月露和羊角蜜91号均比哈密瓜高。在Fe含量方面，仅有羊角蜜91号比甜瓜（香瓜）含量略高。在Zn含量方面，王五和羊角蜜91号比白金瓜高。在Se含量方面，西州密25号、羊角蜜91号比甜瓜（香瓜）高，其中西州密25号的含量是甜瓜（香瓜）的5倍。在Cu含量方面，王五、香妃蜜和羊角蜜91号均比白金瓜等4种甜瓜高。在Mn含量方面，牛三、脆甜、月露和羊角蜜61号与甜瓜（香瓜）含量差异较小，其他5个品种均比甜瓜（香瓜）高。在Ca含量上，海南种植的9个甜瓜品种均低于中国营养成分表所列的4种甜瓜。

由表3的K/Na可知，中国营养成分表中所列4种甜瓜都有着高钾低钠的特征，钾钠含量比值越大，说明其高钾低钠的特征越明显。海南种植的9个甜瓜品种也都符合高钾低钠的特征，其中羊角蜜61号和羊角蜜91号的K/Na远超白金瓜。

3 讨论与结论

本研究海南种植的9个甜瓜品种包括4个网纹瓜（西州密25号、王五、脆甜、牛三）、3个光皮瓜（香妃蜜、月露、玉菇）和2个薄皮瓜（羊角蜜61号和羊角蜜91号），不同甜瓜品种果实不同部位矿物元素含量差异较大。17种元素中，K含量最高，P和Mg含量次之。4个部位中，Mn、Ba、Al、Ca、Sr元素在果皮和种子部位的含量高于果肉和果心部位，Co、Cu、Zn、Se、B、Rb、K、Mg元素在种子部位的含量高于其他3个部位。胡艳平等[25]在海南省澄迈永发试验基地针对裂果果皮和不裂果果皮的矿物元素含量进行分析，网纹瓜果皮中的Ca含量远高于本研究中的9个甜瓜品种，但K、Mg和P含量均低于本试验研究结果。新疆乌鲁木齐市售的10个甜瓜品种和海南种植的9个甜瓜品种果皮的K含量差异较小，在Mg含量方面，海南种植的网纹瓜略高，而海南种植的王五和牛三的Na含量比新疆乌鲁木齐的甜瓜高[26]。

针对果肉部分矿物元素含量的研究相对较多[14，26-27]，在K含量上，海南种植的网纹瓜与新疆甜瓜差异不大，光皮瓜和薄皮瓜含量略低；在Na含量上，薄皮瓜含量略低于新疆甜瓜；在Fe含量上，海南种植的网纹瓜和光皮瓜含量低于新疆甜瓜；在P和Zn含量上，海南种植的网纹瓜含量高于新疆甜瓜；在Ca、Ni、Rb、Sr含量上，海南种植的甜瓜含量低于新疆甜瓜。

陈志慧等[28]采集了武汉、郑州、河北和新疆等地的甜瓜种子进行矿物元素含量的测定，与笔者的研究结果相比，海南种植的9个甜瓜品种的种子部位中Mg、P、Ca、Fe、Zn、Cu、Mn、Ni、Se含量整体上低于其他地区。

由此可见，在矿物元素含量方面，海南种植的网纹瓜4个果实部位相比光皮瓜、薄皮瓜具有更高的营养价值。与全国其他地区种植的甜瓜进行比较，网纹瓜也具有一定的优势。从果肉部位的K/Na可知，9个甜瓜品种果肉部位均具有高钾低钠的特征，而我国居民的饮食结构是高钠低钾，高钠低钾是高血压和脑卒中发病的重要环境因素[29]，王崇琴[30]、王青[31]佐证了高血压患者的饮食习惯为高钠低钾，适当增加钾含量的摄入可以加速钠的排除，从而可使血压下降。

甜瓜除了果肉部位具有食用价值外，其他舍弃的部位也有一定的营养价值，可加工用于其他生产。林章利等[32]发明的鲜食瓜果类资源化联用配制方法，就是利用哈密瓜制成果粉、饲料、有机肥等，可满足动物或植物的多种营养需求，提高了果皮等废弃物的回收利用率。梁玉峰等[33]发明了用哈密瓜果皮制备清除亚甲基蓝印染物质生物吸附剂的方法，可有效地解决现有吸附剂处理印染污水效果差、易产生二次污染的问题。

综上所述，不同类型甜瓜果实不同部位的矿物元素含量有较大差异，果皮、果肉、果心和种子均具有较高的食用价值和经济利用价值，研究结果可为加工食品、药食两用以及废物利用等综合开发提供参考依据。

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