宋 岩 王小红 张 锐 刘春花 鱼尚奇1, 高 山 张锐利
(新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室1,阿拉尔 843300) (塔里木大学植物科学学院2,阿拉尔 843300) (南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室3,阿拉尔 843300) (塔里木大学生命科学学院4,阿拉尔 843300)
核桃(JuglansregiaL.)又叫胡桃,属于胡桃科(Juglandaceae)、核桃属(Juglans),是世界重要的坚果类果树和木本油料树种[1]。中国是核桃发源地之一,其分布范围包括河北、云南、新疆等地。在悠久的栽培历史中形成了极为丰富的种质资源,如隔年核桃、薄皮核桃和穗状核桃等[2]。我国的核桃生产位居世界前列,而新疆的核桃种植面积以及产量领先我国其他省份,因此,核桃产业是新疆农业经济的重要组成部分。核桃果实的品质直接影响了其核桃的销售情况,而不同品种的核桃果实品质存在差异[3]。因此,如何去选择具有优良品质的核桃品种十分关键。
王根宪等[4]对陕西省商洛地区普通晚实核桃与引进的10余种早实核桃品种进行了差异分析,结果表明引进的早实新品种质量相对较高;虎海防等[5]比较了新疆6个品种核桃的核仁主要营养成分结果表明新丰、新萃丰品种含油率高,可用做油料核桃良种开发;张琦等[6]对山西不同品种核桃外观品质、矿物质养分含量进行测定,结果发现不同核桃品种间品质存在显著性差异;张美勇等[7]调查了山东省泰安市栽种的早实核桃品种的种植表现,提出了分类销售建议。也有研究者[3]通过以温185为对照对新疆6个优系核桃品种进行了主要品质鉴定。对于新疆核桃的研究很多,贾昌路等[8]对新疆阿克苏地区的5个品种的核桃进行了品质分析,发现纸皮核桃的综合品质较高。
针对核桃品种的外观品质、营养品质以及选育、引种等方面的研究已有大量文献报道。近年来,新疆环塔里木盆地特色林果产业的大力发展,追求高品质和高营养价值是核桃深层次开发利用中的关键问题。但就目前的研究情况而言,针对不同核桃品种单一品质的研究较多,对于多品种核桃果实品质的综合评价鲜有报道[9]。因此,本研究在前人的研究基础上通过对新疆11个品种核桃的外观品质及所含的主要营养物质进行测定,并综合评定不同核桃品种的品质特性,为选育多元化核桃品种提供科学依据。
阿克苏地区属于暖温带大陆性干旱气候,气候干燥,降雨量少,是全国同纬度地域中日照时间最长的、昼夜温差最大的地区。无霜期较长,为180~225 d,年日照时数为2 750~3 030 h,年平均气温为7.9~11.2 ℃,生长季(4~10个月)的平均气温为16.7~19.8 ℃,5 ℃以上的年平均天数在210 d 以上,该地区充足的光热资源完全可以满足核桃生长对光热条件的需求[10]。
供试的11个核桃品种(温138号、新温81号、二巨丰、浑巴士(阿浑2号)、新巨丰、新萃丰、扎71号、新乌417号、扎343、新179号和纸皮),采自温宿县木本粮油林场。在2017年9月3日至20日期间,按照不同的品种成熟时间采收,每样品随机采摘30个。样品采集回来后,随即进行脱青皮处理,然后放于阴凉通风处阴干,置低温处保藏。
1.3.1 坚果外观品质的观察
用游标卡尺测量供试材料的长(cm)、宽(cm)、壳厚度(mm);用电子分析天平测定核桃的单果质量(g)和出仁率(%),重复5次并记录结果。
1.3.2 营养品质的测定仪器及标品
Thermo高速冷冻离心机;UV-1800紫外可见分光光度计;GC-2014C岛津气相色谱仪;LC-20A岛津液相色谱仪;石英玻璃毛细管柱;AOC-20i进样器;微量进样器;SPD-M20A检测器。
脂肪酸甲酯标品: F.A.M.E,MIXC8-C22;维生素E标品:Lot number 00020329-2980。
1.3.3 营养品质的测定方法
核桃仁中蛋白质含量用考马斯亮蓝G-250染色法测定[11];总糖和还原糖的含量用蒽酮比色还原法测定[12-14];纤维素含量用酸解法测定[15];脂肪含量用索氏抽提取法测定[16];碘价用Hanus法测定[17];单宁含量用磷钨钼酸还原比色法测定[18];脂肪酸各成分用气相色谱仪技术测定[19-22];维生素E各组份含量用高效液相色谱技术测定[23-27]。
实验结果用算数平均值表示,用 Excel 2007 进行数据统计,用DPS7.05 软件进行方差分析。
核桃仁营养丰富,食用药用兼优。为此针对各营养成分采用不同的化学测定方法,测得部分营养物质(微量元素以及B族维生素未涉及)的含量结果。
2.1.1 脂肪、碘价和脂肪酸
碘价是反映脂肪中不饱和脂肪酸的重要指标,碘价越高,脂肪中不饱和脂肪酸的含量就越高。供试品种核桃的脂肪、碘价以及脂肪酸组分的测定结果如表1所示。
由表1可知,核仁脂肪质量分数在35.26%~59.88%之间,平均为50.49%,浑巴士质量分数最高为59.88%,纸皮次之为58.70%,新乌417号脂肪含量最低为35.26%。
供试品种的碘价在14.90~22.82 gI/100 g之间,新温81号碘价最高为22.82 gI/100 g,新巨丰最低为14.90 gI/100 g;方差分析表明各品种间碘价差异都不显著。经分析表明碘价趋势和不饱和脂肪酸趋势是一致的。
通过气相色谱分析,在核仁油脂中共检测到18种脂肪酸,包括11种饱和脂肪酸和7种不饱和脂肪酸。18种脂肪酸并不是均存于核桃仁中,如肉豆蔻烯酸甲酯等不存在于扎343品种中;肉豆蔻烯酸甲酯和月桂酸甲酯不存在于新179号、新乌417号和浑巴士中。为了便于分析,本文只列出含量大于0.5%的脂肪酸,结果如表1所示。分析检测结果表明,11个品种核仁中脂肪酸主要由棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、反油酸甲酯、亚油酸甲酯、花生酸甲酯组成;辛酸甲酯等含量很少;芥酸甲酯等不含或含量极微。对于各品种而言,不饱和脂肪酸含量在85.34%~68.30%之间,新萃丰和扎343等品种含量达到80%,而新179号中不饱和脂肪酸含量较低,仅为68.30%。饱和脂肪酸含量最高的是新179号,达到了31.69%,其次是温138号,为21.43%,而扎343中饱和脂肪酸含量最低,仅为11.75%。
表1 供试样品中脂肪及脂肪酸碘测定结果
注:脂肪酸各组成质量分数低于0.5%的成分未列出。
2.1.2 维生素E
维生素 E的水解产物是生育酚[28],且大多数通过研究生育酚含量来反映维生素E变化情况,因此本研究只对生育酚进行了测定分析[24]。结果见表2。
表2 供试样品中VE含量/mg/g
供试材料生育酚总含量变幅0.90~6.77 mg/g,平均值为3.89 mg/g。各品种间维生素总量不同,并且各生育酚含量在品种间也存在较大差异。新温81号中维生素E含量较高达6.77 mg/g、新萃丰次之为4.81 mg/g,温138号中维生素E含量较低仅为0.90 mg/g。α-生育酚含量在温138中最高,在扎343中最低仅为0.02%;β-生育酚含量在新温81号、二巨丰和新179号中较多;而γ-生育酚含量在新萃丰、纸皮等品种中较多;δ-生育酚含量在各品种核桃仁中含量均极少,如扎343中含量为0.05 mg/g,而在新179号、纸皮中则不含有。
2.1.3 碳水化合物含量
碳水化合物是构成机体的重要物质,供试品种核桃的还原糖含量、纤维素含量以及总糖含量的测定结果如表3所示。
表3 核桃部分营养品质指标比较
注:同列数据肩标相同字母表示平均值之间差异不显著,字母不同表示存在显著性差异P<0.05,**表示存在极显著差异P<0.01,余同。
核仁中还原糖含量在0.52%~1.48%之间,新萃丰含量最高达到1.48%,而温138号、二巨丰含量均低于0.55%;方差分析表明新萃丰核桃中还原糖极显著高于新巨丰、扎71号等品种,且显著高于新乌417号、扎343和纸皮核桃;而其他品种之间还原糖含量不存在显著差异,且还原糖含量均低于1.00%。
核仁纤维素含量在0.68%~1.26%之间,扎71号和新萃丰等品种纤维素含量高于1.00%,而新温81号、新乌417号等含量较低;方差分析表明扎71号中纤维素含量极显著高于新179号和纸皮等品种,且显著高于温138号;新温81号纤维素含量极显著低于新巨丰和扎343,且显著低于新萃丰和二巨丰;新乌417号纤维素含量极显著低于新巨丰,且显著低于扎343、新萃丰和二巨丰;浑巴士中纤维素含量显著低于扎343和新萃丰,且极显著低于新巨丰。
核仁总糖含量在0.46%~0.94%之间,平均含量为0.63%,新乌417号含量最高为0.94%,是纸皮总糖含量的2.03倍,是新萃丰的2.02倍。方差分析表明新乌417号和新温81号总糖含量极显著高于温138号和新179号等品种,且新温81号总糖含量显著高于扎71号和新巨丰等品种。
2.1.4 蛋白质含量
蛋白质是人体的主要构成物质,调节人体的主要生命活动,在碳水化合物和脂肪供给能量不足时分解释放能量。实验结果如表3所示:核桃仁中蛋白质含量在0.10%~0.91%之间,平均含量为0.53%,新温81号含量最高,达到了0.91%,新萃丰、扎71号、新乌417号略低些,而浑巴士、新巨丰远远低于平均值,仅为0.10%、0.26%。方差分析表明新温81号、新萃丰蛋白质含量极显著高于新巨丰、浑巴士,且显著高于纸皮、温138号、二巨丰新179号;浑巴士蛋白质含量极显著低于扎71号、新乌417号、扎343,且显著低于纸皮、温138号等品种。
2.1.5 单宁含量
单宁属于多酚类物质,入口后口腔感觉干涩[29],影响果实口感。因此,单宁含量越低,口感越好[30]。结果如表3所示:核仁单宁含量在0.14~0.38 mg/g之间,平均含量为0.26%,温138号、浑巴士、新温81号、扎71号单宁含量均低于平均值口感相对较好,而新乌417号含量最高为0.38 mg/g,口感最差,经方差分析表明除扎343与新萃丰,新巨丰与二巨丰,浑巴士与新温81号不存在显著差异,与其他各品种间单宁含量均存在较大差异。其中扎71号、新温81号、浑巴士单宁含量极显著低于其他品种;温138号、纸皮、新巨丰、二巨丰极显著低于新乌417号、扎343等品种。
果实的外观影响消费者对该果实的第一印象,在追求高品质的同时,也要注意果实的外观品质。为此本实验对11种核桃的果形指数、单果重等外观品质进行测定,结果如表4所示。
表4 核桃坚果外观品质特性
注:果形指数等于长与宽的比值。
2.2.1 果形指数
果形是果实外观品质的重要标志之一。试验中根据果形指数的大小将坚果果形分为3个等级:果形指数在0.90~1.10之间的坚果为近圆形;果形指数在1.11~1.19之间的坚果为长圆形;果形指数在1.20以上的坚果为圆柱形[26]。由表4可知,浑巴士、扎71号核桃品种的果形指数在 0.90~1.10之间,其坚果为近圆形;温138号、新乌417号、新179号核桃品种的果形指数在1.11~1.19之间,其坚果为长圆形;新萃丰、新温81号、二巨丰、新巨丰、扎343、纸皮核桃品种的果形指数在 1.20 以上,其坚果为圆柱形。方差分析表明在测定的11个品种中,纸皮、新巨丰果形指数极显著高于扎343、温138号等品种;浑巴士、扎71号果形指数极显著低于新温81号和新萃丰等核桃品种。
2.2.2 单果重
单果重是评价果实质量的重要指标,11种核桃单果重在11.24~27.42 g之间,平均值为17.19 g,单果重由大到小依次是新巨丰>温138号>新乌417号>扎343>新萃丰>二巨丰>新179号>扎71号>浑巴士>纸皮>新温81号。经方差分析表明:新巨丰单果重极显著高于其他品种;纸皮、新温81号极显著低于二巨丰、扎343等品种,且显著低于新179号、扎71号。
2.2.3 壳厚度
11个品种核桃的壳厚度在0.74~2.12 mm之间,平均值为1.51 mm,新萃丰壳最厚为2.12 mm,新温81、扎71号、纸皮较薄分别为1.23、1.21、0.74 mm。方差分析表明纸皮壳厚度极显著薄于扎343、新179号等品种,而显著薄于新温81号和扎71号;新萃丰壳厚度极显著厚于扎343、新温81号和扎71号,而与显著厚于二巨丰和浑巴士等品种;新巨丰壳厚度极显著厚于新温81号和扎71号。
2.2.4 出仁率
供试的核桃品种出仁率在43.87%~69.07%之间,纸皮和温138号核桃出仁率较高,分别达到了69.07%、66.82%,新巨丰出仁率最低仅为43.87%;经分析表明:纸皮核桃出仁率显著高于新179号、新温81号等品种,且极显著高于扎71号、新乌417号等品种,而与温138号不存在显著差异;新巨丰出仁率极显著低于温138号、新179号等核桃,且显著低于新萃丰;新萃丰出仁率极显著低于新179号、新温81号,显著低于扎71号、新乌417号;温138号出仁率极显著高于新乌417号、浑巴士等品种,且显著高于扎71号;新179号出仁率极显著高于二巨丰、扎343,且显著高于浑巴士;新温81号出仁率显著高于二巨丰和扎343。
对11个不同品种的核桃实行综合打分制:对除单宁含量和壳厚度之外的11个指标进行排序,排名第1打11分、第2打10分,以此类推,第11打1分;而单宁含量和壳厚度的打分方式与之相反,因为单宁含量越低,口感越好,壳厚度越小越方便食用。综合评分越高,核桃品质越好。以此来判断核桃品质的优良,见表5。由表可知纸皮、扎71号和新温81号得分大于89分,品质较优;新巨丰、新乌417号和新萃丰得分在89~80分,品质良好;而扎343、二巨丰、温138号、新179号和浑巴士得分小于80分,品质较差。
表5 各指标综合评分表/分
新疆地域广阔,根据不同的需求选种合适的栽培品种。从选育多元化核桃品种来看:综合11种核桃各指标的优劣情况表明:纸皮、扎71号和新温81号综合品质较优秀,温138号和新萃丰略差些。新温81号中总糖、蛋白质、维生素E含量和碘价较高,此外,不仅出仁率较高,而且口感好;扎71号中纤维素、总糖、蛋白质等指标得分比新巨丰和扎343高,但单宁含量过高,口感较差;新萃丰中还原糖、维生素E和蛋白质含量较高,具有丰富的营养价值,可做为良种推广;新179号中不饱和脂肪酸含量较高,并且还有较高的出仁率,因此可用作杂交育种。
根据现今的市场需求来看:为获得高蛋白的良种有扎71号、新温81号和新萃丰;口感较好的品种应选种扎71号、新温81号和浑巴士三个品种,不宜选择含单宁量较高的新乌417号。以收获油脂含量为目的品种应选择浑巴士、新巨丰和纸皮。带壳销售应选种新萃丰、新巨丰、二巨丰和浑巴士。以销售核桃仁为主应选种出仁率较高的纸皮和温138号。不同核桃品种脂肪酸组成一致,但各脂肪酸含量在品种间存在差异,为此选种不饱和脂肪含量较高的品种有新巨丰和扎343。比较不同品种中生育酚含量,筛选出维生素E含量高的核桃品种,如新温81号、新萃丰和二巨丰。
不同的核桃品种,都有着比其他品种较好的指标,仅仅针对某一个品质情况分析核桃品种的优劣,则具有一定的片面性,为此,有必要将各品质指标(外观品质和营养品质)的优劣情况进行综合评述,以获得真正意义上的优良品种。结合最终得分情况来看:温81号>扎71号>纸皮>新巨丰>新乌417号>新萃丰>扎343>二巨丰>温138号>新179号>浑巴士。新纸皮、扎71号、新温81号三个品种得分较高,说明综合品质较好,因此这三个品种可以作为今后阿克苏地区的主要育种品种。