澳洲坚果种仁矿质营养特性研究

杨为海　张明楷　邹明宏　曾辉　万继锋　张汉周　陆超忠

摘 要 对28份澳洲坚果种质的种仁矿质元素（K、P、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu）含量进行测定与分析，并运用灰色关联度分析和模糊综合评判法对种质的矿质营养特性进行综合定量评判。结果表明：澳洲坚果种仁的矿质元素含量在供试种质之间变化较大，各元素在种仁内的平均含量由高到低依次为：K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu；经综合评判，‘南亚2号和‘HAES 922为矿质营养综合表现优良的种质，‘H2、‘24、‘10等17份种质的矿质营养综合表现中等，而‘HAES 783、‘HAES 333、‘DAD、‘NG 18、‘HAES 246、‘Yonik、‘HAES 788、‘HAES 814和‘D等9份种质的矿质营养综合表现较差。

关键词 澳洲坚果种仁；矿质元素；灰色关联度分析；模糊综合评判

中图分类号 S664.9 文献标识码 A

Abstract The contents of eight mineral elements（K， P， Mg， Ca， Fe， Mn， Zn and Cu）in the kernels of 28 macadamia germplasm resources were measured and investigated， and the comprehensive evaluation of these germplasms in the characteristics of kernel mineral nutrition was conducted by Grey correlative degree analysis and Fuzzy comprehensive evaluation. The results showed that the mineral element contents of macadamia kernel had a large variation among all tested germplasm resources. In the kernel， the average levels of the elements were in the decreasing order of K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu. Through the comprehensive evaluations， the comprehensive quality in the kernel mineral nutrition of‘Nanya No.2and‘HAES 922was the best， followed bythose seventheen germplasms such as‘H2，‘24and‘10while that of‘HAES 783，‘HAES 333，‘DAD，‘NG 18，‘HAES 246，‘Yonik，‘HAES 788，‘HAES 814and‘Dwas not good.

Key words Macadamia kernel； Mineral element； Grey correlative degree analysis； Fuzzy comprehensive evaluation

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.11.007

澳洲坚果（Macadamia spp.）原产于澳大利亚，是一种新兴的热带木本油料树种，其种仁含油量高达72%以上，且富含多种不饱和脂肪酸、蛋白质、矿质元素与维生素等，具有重要的营养保健价值，被誉为世界“坚果之王”，深受消费者青睐。近年来，中国澳洲坚果产业得到迅猛发展，目前种植规模已达6.52万hm2，跃升为世界首位[1]。然而，当前生产上规模种植的澳洲坚果品种均从国外引进，因气候、土壤等条件的差异，许多引进品种的种仁品质性状与原产地相比差异较大。因此，对我国现有澳洲坚果种质的品质特性进行系统科学的综合评价具有重要意义。

矿质营养是衡量澳洲坚果种仁品质优劣的重要性状之一，但矿质元素的含量特征往往与地域特征密切相关[2]。目前，国内外对澳洲坚果种仁品质特性的研究主要集中在出仁率与一级果仁率等性状[3-4]、粗脂肪及脂肪酸等营养成份[5-7]及其保健价值[8-10]等方面，而對种仁矿质元素的研究也仅局限于个别种质的简单测定分析[2-11]，尚未有更深入的系统研究。因此，有必要在扩大种质资源数量的前提下，对中国热带农业科学院南亚热带作物研究所澳洲坚果种质资源圃的28份澳洲坚果种质的种仁矿质元素含量进行分析，并运用灰色关联度分析法和模糊综合评判法对种质的矿质营养特性进行综合定量评判，旨在为我国澳洲坚果种质的种仁品质特性评价提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为2009～2010年采自广东省湛江市中国热带农业科学院南亚热带作物研究所澳洲坚果种质资源圃内28份种植2 a的正常成熟果实，分别随机选取2 kg果实进行脱皮，将去皮后的带壳果依次在38、45、60 ℃下干燥48 h，当种仁含水量降至（1.5±0.5）%时，再将种仁粉碎以备用。这28份澳洲坚果种质包括引进品种H2、O.C.、DAD、NG18、Yonik、Winks、Own Venture、B 3/74、HAES 246、HAES 333、HAES 344、HAES 695、HAES 783、HAES 788、HAES 814、HAES 922、特殊种和自选品种南亚1号、南亚2号、南亚3号、南亚116号以及自选优株A、B、D、10、24、74、114。

1.2 方法

钾含量采用火焰光度法测定，磷含量采用钼锑抗显色法测定，镁、钙、锰、铁、锌、铜的含量应用原子吸收光谱仪（型号：PE AA-700）进行测定[12]。每份种质样品重复3次测定。

1.3 数据分析

各矿质元素含量数据为2 a的平均值，根据信息量权数法确定各矿质元素的权重系数[13]；参照杨为海等[4]的方法计算灰色关联度、模糊综合评判值以及秩相关系数；采用SPSS 16.0统计软件在0.01水平上对秩相关系数进行显著性t检验。

2 结果与分析

2.1 种仁矿质元素含量的差异

对28份澳洲坚果种质种仁的8种矿质元素含量进行了测定与分析，结果表明，各矿质元素含量在供试种质之间存在较大差异（表1）。8种矿质元素中，K、P、Mg、Ca为常量元素，Mn、Fe、Zn、Cu则为微量元素。按28份种质的平均含量由高到低排序，常量元素依次为K>Mg>P>Ca，微量元素为Mn>Fe>Zn>Cu。供试种质中，引进品种‘O.C.的K含量最高，为4 820.5 mg/kg，K含量最低为‘特殊种（2 980.3 mg/kg）；Mg含量在自选品种‘南亚3号的种仁中最高，为2 550.7 mg/kg，而Mg含量最低的则是自选优株‘B及‘D（1 500.1 mg/kg）；种仁中P、Ca含量最高的种质分别是自选品种‘南亚2号（2 070.8 mg/kg）与引进品种‘HAES 922（1 210.1 mg/kg），而含量最低的种质分别是引进品种‘B 3/74（1 250.5 mg/kg）与自选优株‘D（740.1 mg/kg）。就微量元素而言，引进品种‘H2的种仁含Mn元素最高，达162.1 mg/kg，Mn含量最低的则是自选品种‘南亚2号（48.1 mg/kg），二者之间相差约3.4倍；Fe、Zn及Cu含量最高分别是自选品种‘南亚2号（160.9 mg/kg）、引进品种‘HAES 922（41.7 mg/kg）与自选优株‘A（28.3 mg/kg），分别约是相应元素含量最低的种质‘NG 18（75.7 mg/kg）、‘HAES 333（21.1 mg/kg）与‘HAES 695（14.5 mg/kg）的2倍。

2.2 灰色关联度分析

依据灰色系统理论，结合种质各矿质元素含量的最佳表型值，构造一个各矿质元素含量均较参试种质最佳表型值略优一些的“参考品种”， 其8种矿质元素（K、P、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu）含量指标分别为4 800、2 100、2 600、1 200、163.0、161.0、42.0和29.0 mg/kg。再按灰色關联度分析的相关要求，计算出各参试种质与参考品种之间的灰色关联度以及种质位次（表2）。关联度大小表明参试种质与参考品种的接近程度[14]，即关联度愈大的种质与参考品种愈接近，该种质的种仁矿质营养综合表现愈好。等权关联度分析中，‘南亚2号与参考品种之间的关联度最大（r=0.729 4），说明‘南亚2号与参考品种最接近，其种仁矿质营养表现最好；其次是‘HAES 922、‘O.C.、‘南亚3号和‘24，其关联度均大于0.63，说明这4份种质的种仁矿质营养表现也较好；而排名位于最后5位的种质分别是‘HAES 783、‘D、‘HAES 333、‘HAES 246和‘Yonik，其与参考品种的关联度较小，种仁矿质营养表现则较差；其它种质的关联度则居中，种仁矿质营养综合表现中等。

由于各种矿质元素在各参试种质间的丰度不同，故在加权关联度分析中将8种矿质元素分别赋予相应的权重系数（按测定顺序，各元素的权重系数依次为0.099、0.085、0.093、0.088、0.218、0.136、0.135、0.146），以便更好地评价不同种质的优劣。由表2可知，种仁矿质营养综合表现最好的仍然是‘南亚2号，其次为‘HAES 922、‘H2、‘10和‘24，而综合表现较差的最后5位种质分别为‘HAES 783、‘HAES 333、‘DAD、‘NG 18和‘HAES 246，其它种质的种仁矿质营养综合表现中等。另外，28份种质中仅‘南亚2号、‘HAES 922、‘24、‘HAES814和‘HAES 783等5份种质的位次在加权关联度和等权关联度分析中完全一致，其它种质的位次则发生了不同程度的变化。

尽管等权分析结果与加权分析结果间存在一定的差异，但对表2中的等权与加权关联度位次进行秩相关分析，结果表明二者之间的秩相关系数rs=0.941**，达到极显著水平，说明灰色关联分析中参试种质等权位次与加权位次的吻合程度高，能真实反映各种质的优劣水平。

2.3 模糊综合评判

依据模糊数学理论计算出各种质矿质营养的模糊综合评判值及位次（表3），模糊综合评判值越大，种质矿质营养的综合表现越好[15]。如表3所示，28份种质中仅‘南亚2号、‘南亚3号、‘HAES 783和‘HAES 814等4份种质的加权模糊评判结果和等权模糊评判结果完全一致，其它种质的评判位次则发生了不同程度的变化。在等权重情况下，‘南亚2号的综合评判值最大，为0.660 3，说明该种质的种仁矿质营养综合表现最好；其次为‘24、‘HAES 922、‘南亚3号和‘O.C.，其综合评判值分别为0.531 3、0.524 9、0.521 7和0.496 9，说明这4份种质的种仁矿质营养表现也较好；而‘HAES 783、‘D、‘HAES 246、‘HAES 333和‘Yonik的综合评判值较小，位序为最后5位，说明这5份种质的种仁矿质营养表现较差；其它种质的评判值则居中，矿质营养综合表现中等。在加权重情况下，种仁矿质营养综合表现最好的种质仍然是‘南亚2号，其次分别为‘HAES 922、‘24、‘南亚3号和‘南亚116，而综合评判较差的最后5位种质分别为‘HAES 783、‘DAD、‘HAES 333、‘NG 18和‘HAES 246，其它种质表现居中。

虽然大多数种质的评判位次在等权评判结果与加权评判结果间存在一定差异，但对表3中的等权与加权模糊评判位次进行秩相关检验，结果表明二者之间的秩相关系数rs=0.920**，达到极显著水平，说明模糊综合评判结果中，参试种质等权位次与加权位次的吻合程度高，能真实反映各种质综合品质性状的优劣。

2.4 种质等级划分

在评价种质矿质营养综合表现优劣时，只有对各矿质元素赋予相应的权重系数，才能得到客观合理地综合评价结果。因此，在加权重情况下，将模糊综合评判和灰色关联度分析结合起来评判，28份澳洲坚果种质可分成3个等级。其中，‘南亚2号和‘HAES 922属矿质营养综合表现优良的种质类型，其模糊综合评判值均大于0.50，灰色关联度则均大于0.63；‘H2、‘24、‘10等17份种质属矿质营养综合表现中等的种质类型，其模糊综合评判值介于0.32～0.5，灰色关联度则介于0.52～0.63；‘HAES 783、‘HAES 333、‘DAD、‘NG 18、‘HAES 246、‘Yonik、‘HAES 788、‘HAES 814和‘D等9份种质属矿质营养综合表现较差的种质类型，其模糊综合评判值均小于0.32，灰色关联度均小于0.52。

3 讨论与结论

本研究对28份澳洲坚果种质的种仁矿质元素（K、P、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu）含量进行了测定与分析，结果发现各矿质元素在供试种质种仁内的平均含量由高到低依次为K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu，这与Moodley[2]等对南非澳洲坚果种仁矿质营养的研究结果基本一致，也同杏仁、核桃等坚果种仁的部分矿质元素含量顺序（Mg>Ca>Fe>Cu）结果基本吻合[16]。其中，K含量约高出Mg、P、Ca含量的2～4倍，Mn、Fe含量则高出Zn、Cu含量约3～5倍，分别成为种仁内较为主要的常量与微量元素（表1），这与成熟澳洲坚果的果皮[17]及种壳[18]矿质元素含量特征较为相似，也说明K与Mn、Fe元素可能是澳洲坚果果实富集较多的常量与微量矿质元素。

矿质元素的含量与组成特征是评价果实品质的重要指标。本试验对不同种质澳洲坚果种仁中矿质元素含量的分析结果表明，澳洲坚果种仁的8种矿质元素含量在供试种质间差异均较大，4个常量元素含量最多的种质分别约为其含量最低者的1.6～1.7倍，而4个微量元素含量最多的种质分别约是其含量最低者的2.0～3.4倍。可见，澳洲坚果种仁微量元素含量的变化幅度大于其常量元素，尤其是Mn元素的含量在种质间变异较大，这与前人的研究结果相一致[2]。从种质比较来看，有些矿质元素含量在个别种质的种仁中表现较为突出，如‘O.C.、‘Own Venture、‘10、‘南亚116号及‘南亞2号是供试种质中K含量较高的5份种质，‘南亚2号与‘南亚3号则是Mg含量最为丰富的2个种质，P含量较高的种质有‘南亚2号、‘Winks与‘24，而富集较多Ca的种质为‘HAES 922、‘特殊种、‘B 3/74与‘O.C.。此外，Mn、Fe元素含量较多的种质分别为‘H2、‘10、‘特殊种与‘南亚2号、‘特殊种、‘HAES 344，而Zn、Cu含量较丰富的种质分别有‘HAES 922、‘74与‘A、‘10、‘24。因此，通过分析各种质的种仁矿质元素含量差异，有助于了解各种质的种仁矿质营养特性，对各种质的品质评价具有重要的指导作用。

灰色关联度分析和模糊综合评判法是近年来发展起来的一种评估方法，在多个性状的综合且定量评价上能够比传统的平均数统计分析、方差分析、综合评价指数法或因子分析法更加全面、准确地揭示事物的本质，已被广泛应用于多种作物上[19-22]。本研究运用灰色系统理论和模糊综合评判法对澳洲坚果种质的种仁矿质营养特性进行综合评价，能定量、全面、准确地综合评估澳洲坚果种质。从灰色关联度分析和模糊综合评判结果来看，这2种分析方法中的等权分析结果和加权分析结果虽然都存在一定的差异，但参试种质的等权位次与加权位次均高度吻合，能客观地反映各种质种仁矿质营养的优劣。在等权分析中，8种矿质元素均被视为同等重要，但实际上各种矿质元素在种质间的重要性不同，因此加权分析结果较等权分析更接近实际。本研究中，这2种分析方法所得出的结果基本一致，即‘南亚2号和‘HAES 922是种仁矿质营养综合表现最好的澳洲坚果优良种质，而‘HAES 783、‘HAES 333、‘DAD、‘NG 18、‘HAES 246、‘Yonik、‘HAES 788、‘HAES 814和‘D等9份种质属矿质营养综合表现较差的种质，‘H2、‘24、‘10等17份种质的种仁矿质营养综合表现中等。尽管种质的矿质营养综合评价位次在这2种分析方法中存在一定的差异，但种质位次的变化趋势总体一致，对澳洲坚果种质的综合评价并不影响。因此，应用这2种分析方法综合评价澳洲坚果种质的种仁矿质营养特性，其结果较准确且合理，能真实反映各种质的种仁矿质营养水平。

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