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野生刺梨果实品质特征及营养成分与生长土壤关系分析

2024-10-30李祥任燕燕金晶李芳张家春

安徽农学通报 2024年20期

摘要为探究野生刺梨果实品质特征及营养成分与生长土壤的关系,以贵州铜仁地区为调查区域,分别采集野生刺梨果实及生长土壤样品,测定其果实多糖、可溶性糖和总黄酮等品质指标含量,以及土壤pH、土壤有机质和土壤全氮等含量,探讨其主要营养成分与生长土壤的关系。结果表明,该地区野生刺梨果实的维生素C和超氧化物歧化酶含量较高,可溶性总糖和总黄酮含量高,糖酸比为高级水平;果实含有一定的微量元素;其生长土壤为碱性土壤,养分含量较高;果实营养成分与生长土壤存在一定的相关性。综上,该地区野生刺梨果实营养成分较为丰富,适宜野生刺梨生长,有利于发挥其品质特性。

关键词刺梨;果实品质;生长土壤;相关性分析

中图分类号S661.9 文献标识码A 文章编号1007-7731(2024)20-0028-05

DOI号10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.20.006

Analysis of the quality characteristics and nutritional components of wild fruits and their relationship with growing soil

LI Xiang1REN Yanyan2JIN Jing3LI Fang4ZHANG Jiachun5

1Guizhou Forestry Reconnaissance and Design Co., Ltd., Guiyang 550001, China;

2Agriculture and Rural Bureau of Wanshan District, Tongren City, Tongren 554200, China;

3Guizhou Academy of Sciences, Guiyang 550001, China;

4State-owned Longli Forest Farm in Guizhou Province, Qiannan 551200, China;

5Guizhou Botanical Garden, Guiyang 550004, China)

Abstract To explore the reationship between the quality characteristics and nutritional components of wild fruits with growing soil. Tongren area in Guizhou Province was used as the survey area, wild fruits and soil samples for growth were collected, the contents of fruit polysaccharide, soluble sugar and total flavone were determined, the contents of soil pH, soil organic matter and soil total nitrogen were determined, and to explore the relationship between their main nutritional components and growth soil. The results showed that the wild fruits in the region had high levels of vitamin C and superoxide dismutase, high levels of soluble total sugar and total flavonoids, and a high sugar acid ratio; The fruits contained certain trace elements; The soil in which the fruit grows was alkaline soil with high nutrient content; There was a certain correlation between the nutritional components of fruits and the growing soil. The wild fruits in this area is rich in nutrients and is suitable for the growth of wild and conducive to its quality characteristics.

Keywords ; fruit quality; growing soil; correlation analysis

刺梨()为多年生落叶丛生灌木,是珍贵水果资源之一,其果实维生素C含量高,广受消费者喜爱[1]。蒋兰兰等[2]研究指出,刺梨果中含有丰富的超氧化物歧化酶、多糖、维生素、氨基酸、黄酮以及多酚等营养成分。秦龙龙等[3]研究表明,刺梨果实的独特风味、丰富的营养成分和保健与药用功能使其备受关注,具有一定的市场开发价值。刺梨生长对环境要求不高、易栽培,贵州独特的自然地理环境使其在该地得到大规模推广种植。张莉萍等[4]研究表明,贵州刺梨种植面积较大,在多个地区开展了刺梨果品的规模化种植。刺梨种植带动了该地区的农业经济发展,并逐渐成为具有发展前景的特色产业。

刺梨由野生转变为人工种植的过程中,其生长环境的变化可能导致其果实品质存在差异,对刺梨产业的发展可能产生一定影响,因此,对刺梨野生资源的品质评价意义较大[5]。白静等[6]对贵州11个县市的242份野生刺梨果实进行品质评价,发现不同地区野生刺梨果实品质存在较大差异。俞露等[7]对贵州22个地区的野生刺梨进行调查,使用相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法对不同地区刺梨的10个品质指标进行综合评价,发现部分地区刺梨果实综合品质较好。贵州各地区野生刺梨在果实品质方面具有多样性,可能与刺梨生长的立地环境有关,如海拔、经纬度和土壤等。樊卫国等[8]研究发现,土壤作为刺梨生长过程中水、肥、气和热的主要来源,对刺梨生长影响较大,可能影响其果实品质。

目前对贵州野生刺梨的研究主要集中在品质检测与评价、不同海拔下品质的差异比较等方面,尚未涉及野生刺梨品质与生长土壤之间关系的相关报道。本研究以贵州铜仁地区为调查区域,采集野生刺梨果实及生长土壤样品,测定其果实多糖、可溶性糖和总黄酮等品质指标含量,以及土壤pH、土壤有机质和土壤全氮等含量,探讨其主要营养成分与生长土壤的关系。为探究野生刺梨果实品质特征及营养成分与生长土壤的关系提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集与制备

野生刺梨果实和土壤样品均采集于贵州铜仁地区,采集时利用GPS对样品进行定位,共采集3个土壤样品和3个果实样品,样品信息见表1。土壤样品为5个样点的野生刺梨生长土壤混合而成,充分混合后用四分法反复取舍,最后保留1.00kg作为土壤样品。将其装入干净布袋带回实验室,在干净的塑料膜上均匀铺开,自然晾晒后把土块压碎,除去石砾、残根等杂物,再置于阴凉通风处自然晾干;自然晾干后充分混匀,按对角线四分取土法,取0.5 kg样品研磨后过2.00mm尼龙网筛,取20g过筛后样品经玛瑙研钵研细,再过0.15mm尼龙网筛,充分混匀待用,另外0.5 kg样品保存备用。

采集土壤样品时,按东、西、南、北4个方向采集果实样品,每个方向采集果实20颗,用塑料密封袋保存,带回实验室后用去离子水洗净。每个样品分成两份,一份置于-20℃冰箱中冷冻保存,用于超氧化物歧化酶、总黄酮和维生素C含量测定;另一份在105℃烘箱中杀青5min,后60℃烘干,用粉碎机粉碎并过60目筛,充分混匀后装密封袋,用于多糖、可溶性总糖、总酸、镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、铬(Cr)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)和硒(Se)含量检测。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 果实品质测定 采用蒽酮-硫酸法[9]测定多糖;采用2,6-二氯靛酚滴定法[10]测定维生素C;采用紫外可见分光光度法[11]测定总黄酮;采用铜还原碘量法[12]测定可溶性糖;采用酸碱指示剂法[13]测定总酸;采用试剂盒法测定超氧化物歧化酶;采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[14]测定Fe、Cu、Se、Zn、Mn、Cd、Cr、As和Pb。糖酸比计算如式(1)。

糖酸比=可溶性总糖/总酸 (1)

1.2.2 土壤性质测定 参考文献[15],采用电极电位法(土水比1.0∶2.5)测定土壤pH;采用高温外加热重铬酸钾氧化-容量法测定土壤有机质;采用半微量凯氏法测定土壤全氮;采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法测定土壤全磷;采用氢氧化钠熔解-火焰光度法测定土壤全钾;采用碱解扩散法测定土壤碱解氮;采用盐酸-氟化铵提取-钼锑抗比色法测定土壤有效磷;采用乙酰胺浸取-火焰光度法测定土壤速效钾。

1.2.3 土壤养分评价标准 参考文献[16]有关标准,如表2所示。

1.3 数据统计

采用Excel 2007软件统计数据,并进行平均值、标准差分析;采用SPSS 19.0软件进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 果实品质特征

由表3可知,野生刺梨果实中多糖、维生素C、总黄酮、可溶性总糖、糖酸比、总酸和超氧化物歧化酶平均含量分别为0.15%、2 072.00mg/100g、2.40%、7.74%、5.67、1.37%和139.73 U/g。由表4可知,果实中微量元素Fe、Cu、Se、Zn和Mn平均含量分别为9.38、1.42、0.02、1.91和3.41mg/kg。由表5可知,果实中重金属Cd、Cr、As及Pb平均值分别为0.002、0.090、0.017和0.038mg/kg,各地块土壤理化性质可能对果实重金属含量产生影响。与冯琛等[17]对水果重金属限量标准进行对比,表明该地区野生刺梨果实中Cd、Cr、As和Pb的含量均低于限量值。综合来看,该地区野生刺梨果实维生素C、总黄酮、可溶性总糖和超氧化物歧化酶含量较高,糖酸比为高级水平,果实中含有一定的微量元素,不存在重金属超标的现象。

2.2 生长土壤性质

由表6可知,该地区土壤为碱性,土壤有机质、全氮、全磷和全钾平均含量分别为27.17、1.63、0.46和13.67g/kg,碱解氮、有效磷和速效钾平均含量分别为97.29、9.75和230.94mg/kg。结合土壤养分评价标准(表2),该地区土壤速效钾为极丰富水平,土壤全氮为丰富水平,土壤有机质、碱解氮为最适宜水平,土壤全磷、全钾和有效磷为适宜水平,说明该地区野生刺梨生长土壤养分含量较高。

2.3 果实主要营养成分与生长土壤相关性

野生刺梨果实主要营养成分与生长土壤相关性分析如图1所示,其果实的多糖、维生素C和总黄酮等主要营养成分与生长土壤存在一定的相关性,但相关性不强,这些主要营养成分与土壤全氮和全磷含量呈负相关。果实中多糖和总黄酮、糖酸比和超氧化物歧化酶、其生长土壤的全氮和全磷含量与土壤有机质和有效磷含量之间均表现较强相关性。

PCS为多糖、VC为维生素C、TFS为总黄酮、STS为可溶性糖、SAR为糖酸比、TAD为总酸和SOD为超氧化物歧化酶;pH为土壤pH、DOS为土壤有机质、TA为土壤全氮、TP为土壤全磷、TK为土壤全钾、AN为土壤碱解氮、AP为土壤有效磷和AK为土壤速效钾。*表示相关性较强。

3 结论与讨论

刺梨果实具有较为丰富的营养价值,尤以维生素C含量较高。本研究表明,研究区野生刺梨果实维生素C的平均含量2 072.00mg/100g,参照白静等[6]将野生刺梨果实维生素C含量分为高(>1 838.38mg/100g)、中(1 523.45~1 838.38mg/100g)、低(<1 523.45mg/100g)3个等级标准,该地区野生刺梨果实维生素C含量丰富,属于高等级。刺梨果实的糖酸特征对其口感影响较大。该地区野生刺梨果实的可溶性总糖、总酸和糖酸比分别为(7.74±0.27)%、(1.37±0.12)%和(5.67±0.40)%,参照贵州不同地区野生刺梨果实的内在品质指标分级标准[6],可溶性总糖含量>2.80%、糖酸比>4.11为高等级,表明该地区野生刺梨果实的可溶性总糖、糖酸比为高等级水平,并且可溶性总糖含量是高等级标准值的2倍以上。

刺梨果实风味独特、营养成分丰富,含有超氧化物歧化酶、多糖、黄酮和多酚等成分,具有抗氧化、调节机体免疫功能、抗肿瘤和降血脂等多种作用[18],被广泛用作药食资源。该地区野生刺梨果实维生素C和超氧化物歧化酶含量较高,其平均含量分别为2 072.00mg/100g和139.73 U/g,与白静等[6]、吴红等[19]研究结果较为一致。对野生刺梨果实微量元素和重金属含量进行检测,结果表明,该地区野生刺梨果实含有一定的微量元素,未检测到重金属超标的现象。刺梨具有耐干旱、耐贫瘠、易繁殖和防治水土流失等优势,贵州作为典型喀斯特地貌分布地区之一,刺梨种植不仅为当地农户收入提供保障,而且对防止该地区石漠化及水土流失起到一定促进作用,生态、经济及社会效益明显。熊洁等[20]研究指出,适宜刺梨生长的土壤pH处于5.5~6.5的微酸环境。研究区土壤pH为碱性,结合刺梨果实的糖酸特性,可能高pH对其果实品质有一定的促进作用。根据土壤养分评价标准,其土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量均为适宜水平以上,说明该地区野生刺梨生长土壤养分含量较高。该地区野生刺梨果实主要营养成分与生长土壤存在一定的相关性,但相关性不强。

综上,该地区野生刺梨果实营养成分较为丰富,其生长土壤养分含量较高,果实的多糖、维生素C和总黄酮等主要营养成分与生长土壤存在一定的相关性,表明该地区适宜野生刺梨生长,有利于发挥其品质特性。

参考文献

[1] 张家春,周鑫伟,周颖,等. 贵州省药食两用刺梨根、花、叶品质研究进展与展望[J]. 北方园艺,2022(6):122-130.

[2] 蒋兰兰,鲁敏,安华明. 刺梨与无籽刺梨果实中药化学成分及抗氧化物质的比较分析[J]. 果树学报,2023,40(1):111-125.

[3] 秦龙龙,周锐丽. 刺梨的营养保健功能及应用发展趋势[J]. 食品研究与开发,2016,37(13):212-214.

[4] 张莉萍,李嗣婷. 贵州盘州刺梨产业发展对策浅析[J]. 广东蚕业,2022,56(4):139-141.

[5] 罗成良. 野生刺梨开发利用现状与发展途径探讨[J]. 贵州林业科技,1999,27(4):59-62.

[6] 白静,张宗泽,鲁敏,等. 贵州不同地区野生刺梨果实品质分析[J]. 贵州农业科学,2016,44(3):43-46.

[7] 俞露,赵芷,张文欣,等. 贵州不同地区刺梨的综合品质对比分析[J]. 现代食品科技,2021,37(7):184-193.

[8] 樊卫国,潘学军,陈红,等. 草酸对刺梨立地石灰性土壤及叶片养分和果实产量、品质的影响[J]. 果树学报,2021,38(7):1113-1122.

[9] 国家药典委员会.中华人民共和国药典一部[M].北京:中国医药科技出版社,2020:1088.

[10] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定:GB 5009.86—2016[S]. 北京:中国标准出版社,2017.

[11] 钟冬莲,韩素芳,丁明. 分光光度法测定西红柿中总黄酮含量的方法比较[J]. 食品科学,2009,30(22):272-274.

[12] 中华人民共和国农业部. 蔬菜及其制品中可溶性糖的测定铜还原碘量法:NY/T 1278—2007[S]. 北京:中国标准出版社,2007.

[13] 国家卫生健康委员会,国家市场监督管理总局. 食品安全国家标准食品中总酸的测定:GB 12456—2021[S]. 北京:中国标准出版社,2021.

[14] 李小红,梁胜婷,苟琰,等. 不同基源川贝母药材中无机元素的ICP-MS分析[J]. 四川师范大学学报(自然科学版),2022,45(2):253-261.

[15] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京:中国农业科技出版社,2000.

[16] 杨崛园,方艺,委亚庆,等. 重庆稻油轮作区土壤养分状况评价[J]. 土壤,2022,54(5):936-944.

[17] 冯琛,倪杨,张莹莹,等. 国内外水果重金属限量标准差异分析[J]. 食品安全质量检测学报,2024,15(16):78-82.

[18] 饶浠锐,滕明刚,隋怡. 刺梨的化学成分和药理作用研究进展[J]. 贵州中医药大学学报,2022,44(5):61-64.

[19] 吴红,罗忠圣,罗宗乾,等. 贵州十七个产地刺梨抗氧化活性及抗氧化物质分析[J]. 北方园艺,2023(20):94-101.

[20] 熊洁,高媛. 刺梨栽培丰产技术及丰产效果初探[J]. 贵州林业科技,2010,38(4):51-54.

(责任编辑:吴思文)

基金项目贵州省林业科研资助项目(黔林科合〔2020〕05号)。

作者简介李祥(1994—),男,贵州贵阳人,助理工程师,从事植物资源利用研究。

通信作者李芳(1979—),女,贵州黔南人,助理工程师,从事林业资源利用研究;张家春(1988—),男,福建三明人,硕士,正高级工程师,从事土壤与植物资源利用研究。