澳洲坚果不同种质果仁矿质元素含量分析

杨为海 张明楷 邹明宏 曾 辉 万继锋 张汉周 陆超忠

(中国热带农业科学院南亚热带作物研究所；农业部热带果树生物学重点实验室；海南省热带作物营养重点实验室1，湛江 524091)(海南大学园艺园林学院2，儋州 571737)

澳洲坚果不同种质果仁矿质元素含量分析

杨为海1张明楷2邹明宏1曾 辉1万继锋1张汉周1陆超忠1

(中国热带农业科学院南亚热带作物研究所；农业部热带果树生物学重点实验室；海南省热带作物营养重点实验室1，湛江 524091)(海南大学园艺园林学院2，儋州 571737)

以28份澳洲坚果种质为试材，研究不同种质间果仁的8种矿质元素(K、P、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu)含量的差异与特点。结果表明，澳洲坚果果仁的矿质元素含量在供试种质之间变化较大，各矿质元素在果仁内的平均含量由高到低依次为K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu，K(3.87 g/kg)与Mn (95.91 mg/kg)、Fe(90.58 mg/kg)元素分别为果仁内较为主要的常量与微量元素；根据果仁矿质元素含量对供试种质进行了聚类分析，将28份澳洲坚果种质划分成3个具不同矿质元素含量特点的类群，为评价澳洲坚果种质的果仁矿质营养特性奠定了基础。

澳洲坚果 果仁 种质 矿质元素 聚类分析

澳洲坚果(Macadamiaspp.)原产于澳大利亚，属山龙眼科(Proteaceae)澳洲坚果属(MacadamiaF. Mull)，是热带地区新兴的多年生木本油料树种和高档坚果类作物，其果仁粗脂肪含量高达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，具有重要的营养价值与保健功效，在国际市场上供不应求。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 万公顷，但年产量仅约9 700 t带壳果[1]，远未满足国内的消费需求。据报道，中国已成为世界第二大澳洲坚果消费国，2014年进口了约占澳大利亚70%的澳洲坚果果仁[2]。然而，澳洲坚果不同种质及不同产地的果仁品质性状差异较大。因此，对我国现有澳洲坚果种质果仁的品质特性进行系统科学的综合评价具有重要的意义。

矿质营养是衡量澳洲坚果果仁品质优劣的重要指标之一。目前，国内外对澳洲坚果的果仁营养品质研究主要集中在不饱和脂肪酸[3-5]、维生素[3,6]等营养成份及其保健价值[7-8]等方面，而对其矿质元素的研究也仅局限于果仁产品的简单测定与分析[4,9-10]，至今鲜见有针对不同澳洲坚果种质的果仁矿质元素含量研究的报道。本研究对我国湛江地区28 份澳洲坚果种质的果仁矿质元素含量进行测定与分析，并将澳洲坚果种质按其矿质营养特性进行聚类划分，进而了解各矿质元素在不同种质间的含量差异与联系，也为我国澳洲坚果种质的果仁品质特性评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 主要材料

澳洲坚果：采自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 份种质2a的正常成熟果实；化学试剂均为分析纯：国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 主要仪器

原子吸收光谱仪AAnalyst 700：美国PE公司；火焰分光光度计：英国SHERWOOD公司；紫外可见分光光度计UV-1200：上海美谱达仪器有限公司；箱式电炉SX-4-10：沪越科学实验仪器厂；高速粉碎机：温岭市百乐粉碎设备厂。

1.2 方法

1.2.1 样品制备

分别随机选取2 kg澳洲坚果果实进行脱皮，将去皮后的带壳果依次在38、45和60 ℃下鼓风干燥48 h，当果仁含水量降至(1.5±0.5)%时对带壳果进行脱壳，再将果仁粉碎以备用。

1.2.2 矿质元素测定

K含量采用火焰光度法测定，P含量采用钼锑抗显色法测定，Mg、Ca、Mn、Fe、Zn、Cu的含量应用原子吸收分光光度法进行测定[11]。每份种质样品重复3 次测定。

1.3 数据统计分析

数据均采用2年测定结果的平均值，采用SPSS 16.0统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 果仁常量元素含量分析

澳洲坚果果仁富含多种矿质元素，K、P、Mg、Ca是其含量较高的4种常量元素[4]。对28 份澳洲坚果种质果仁的矿质元素含量进行了测定与分析，结果表明各常量元素含量在供试种质之间存在较大的差异，其平均含量由高到低依次为K>Mg>P>Ca(表1)。其中，K平均含量约高出Mg、P、Ca平均含量的2～4 倍，成为澳洲坚果果仁内较为主要的常量元素。因此，经常食用澳洲坚果果仁，及时补充K元素，对人体渗透压失衡、生理活动失常的病人有积极帮助[12]。

如表1所示，果仁的K含量在28 份供试种质中普遍较高，平均含量达3.87 g/kg，其中高于其平均含量的种质有13 份；K含量最高的种质是O.C.(4.82 g/kg)，而K含量最低的种质则为特殊种(2.98 g/kg)。果仁中Mg、P的含量基本相当，其平均含量分别为1.85 g/kg和1.65 g/kg，高于其平均含量的种质分别有14 份与13 份；Mg、P含量最高的种质分别是南亚3号(2.55 g/kg)和南亚2号(2.07 g/kg)，而含量最低的种质则各自为B、D(1.50 g/kg)与B3/74(1.25 g/kg)。果仁Ca含量高于其平均含量(0.99 g/kg)的种质有17 份，含量最高的种质是HAES922(1.21 g/kg)，而含量最低的种质则为D(0.74 g/kg)。总体而言，4个常量元素含量最多的种质分别约为含量最低者的1.6～1.7 倍。

表1 28份澳洲坚果种质果仁的矿质元素含量

2.2 果仁微量元素含量分析

Mn、Fe、Zn、Cu是澳洲坚果果仁中较为主要的4 种微量元素[4,9-10]。由表1可知，28份澳洲坚果种质果仁的微量元素平均含量由高到低依次为Mn>Fe>Zn>Cu。其中，Mn、Fe的平均含量约高出Zn、Cu平均含量的3～5 倍，成为果仁内含量较多的2种微量矿质元素。研究证实，微量元素与健康的关系非常密切，Mn、Fe、Zn、Cu被公认为人体内不可或缺的微量元素，有利于提升人体免疫功能、防治相关疾病的发生[13-14]。因此，澳洲坚果果仁不仅可以作为人体必需微量元素Mn、Fe的重要来源，还可以成为补充人体易缺乏微量元素Zn的良好食品。

供试种质中， Mn、Fe平均含量分别为95.91 mg/kg和90.58 mg/kg，高于其平均含量的种质各有14 份与10 份；Mn、Fe含量最多的种质分别为H2(162.12 mg/kg)与南亚2号(160.98 mg/kg)，而含量最少的种质各自为南亚2号(48.14 mg/kg)与NG18(75.68 mg/kg)，二者之间相差各约3.4 倍与2.0倍。果仁中Zn、Cu的平均含量分别为29.46 mg/kg 与18.55 mg/kg，各有12 份与13 份供试种质高于其平均含量；Zn、Cu含量最高者各自是HAES922(41.72 mg/kg)与A(28.30 mg/kg)，分别约是相应元素含量最低者HAES333(21.06 mg/kg)与HAES695(14.50 mg/kg)的2.0 倍(表1)。

2.3 种质聚类分析

果仁各矿质元素含量在不同种质间存在较为明显的异质性，故将果仁的8种矿质元素含量经过Z分数标准化处理后，采用Pearson相关系数和类间平均连锁法对28 份澳洲坚果种质进行系统聚类分析，结果见图1。供试种质在阈值为22时可被划分为3 个类群，即Ⅰ、Ⅱ、和Ⅲ类。结合这3 类种质果仁的矿质元素平均含量(表2)可知， I类包括H2等10 份种质，主要表现为Mn、Zn、Cu的含量高，分别达109.90、33.00和19.66 mg/kg，而K、Mg的含量低；II类包括O.C.等7 份种质，其特点主要是K、Ca的含量高，分别为4.40和1.07 g/kg，而P、Fe、Zn及Cu的含量低；III类包括HAES344等11 份种质，主要表现为P、Mg与Fe的含量高，分别是1.76 g/kg、1.95 g/kg与96.29 mg/kg，而Ca、Mn 的含量低。

表2 各类种质果仁矿质元素的平均含量

图1 澳洲坚果28份种质的聚类分析树形图

3 结论

澳洲坚果果仁的矿质元素含量在不同种质之间差异较大，4 种常量元素与4 种微量元素在28 份澳洲坚果种质果仁内的平均含量由高到低依次分别为K>Mg>P>Ca与Mn>Fe>Cu>Zn，其中K平均含量高达3.87 g/kg，Mn、Fe平均含量分别为95.91和90.58 mg/kg，分别成为果仁内较为主要的常量与微量矿质元素。通过聚类分析，可将28 份澳洲坚果种质分成3 类具不同矿质元素含量特点的类群，Ⅰ类以Mn、Zn、Cu元素含量高，Ⅱ类主要是K、Ca的含量高，Ⅲ类的P、Mg、Fe元素含量高。

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Analysis of Mineral Elements Contents in Various Germplasms Kernel of Macadamia

Yang Weihai1Zhang Mingkai2Zou Minghong1Zeng Hui1Wan Jifeng1Zhang Hanzhou1Lu Chaozhong1

(South Subtropical Crops Research Institute of CATAS， Key Laboratory of Tropical Fruit Biology, Ministry of Agriculture，Hainan Tropical Crops Nutrition Key Laboratory1, Zhanjiang 524091) (College of Horticulture and Landscape Architecture Hainan University2, Danzhou 571737)

This study was to investigate the difference between contents of eight mineral elements (K, P, Mg, Ca, Fe, Mn, Zn, Cu) in the kernels of 28 macadamia germplasm resources as the experimental materials and their characteristics. The results showed that the contents of mineral elements of macadamia kernel had a large variation among all the tested germplasm resources. In the kernel, the average levels of the elements were in the decreasing order, i.e. K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu, and K (3.87 g/kg), Mn (95.91 mg/kg) and Fe (90.58 mg/kg) were considered as the main constant and trace elements. Based on the hierarchical cluster analysis of the mineral elements contents, 28 macadamia germplasm resources were divided into 3 groups with different characteristics of the mineral elements contents, which established a foundation for evaluating these germplasms in the characteristics of kernel mineral nutrition.

macadamia，kernel，germplasm，mineral element，hierarchical cluster analysis

S664.9

A

1003-0174(2016)12-0158-05

中央级公益性科研院所基本科研业务专项(16300 62014012)

2015-05-08

杨为海，男，1978年出生，博士，果树栽培与生理

陆超忠，男，1962年出生，研究员，热作栽培