李 祥, 王 芸, 郭晓成, 杨 莉, 赵 飞, 杨选正
(1.陕西科技大学 化工学院/陕西省有机肥产业科技创新战略联盟/农林技术推广中心, 陕西 西安 710021;2.西安市果业技术推广中心, 陕西 西安 710000; 3.西安市鄠邑区野生水果研究所, 陕西 西安 710000)
三叶木通(AkebiatrifoliateKoidz),俗名八月炸、野香蕉、八月瓜及黄狗肾等,为木通科木通属多年生常绿木质藤本野生植物[1],三叶木通环境适应能力强,常生长在荒野山坡、山谷疏林或灌木丛间的半阴湿处。花期长,雌雄同株,絮状生长,是庭院、城市绿化的理想树种[2]。主要分布在秦巴山区一带的山麓谷地、林缘灌木丛中,果味香甜,细腻圆润,富含多种维生素、糖及氨基酸,必需氨基酸含量为水果之王,具有清热利湿、活血通脉、行气止痛之功效,是治疗小儿疝气、女性子宫脱垂及乳汁不通的良药[3-4]。三叶木通果实中婴幼儿必需氨基酸(必须氨基酸+组氨酸)为192.79~231.01 mg/100g,居水果之首[5],故三叶木通是一种营养价值好、老小皆宜的水果。三叶木通的根茎是传统医药“龙胆泻肝丸”的主要组方,故三叶木通全身是宝,开发潜力大。
西安市野生果木研究所在西安市果业技术推广中心、陕西科技大学农林技术推广中心的配合下,深入秦岭腹地对三叶木通野生资源进行调查,采用种子、埋条、分根和扦插等繁殖方法,率先在全国建成3.33 hm2三叶木通标准化生产示范基地,为三叶木通的推广积累了经验。但三叶木通果实成熟时开裂,易被污染,保质期短,可食部分仅为全果的1/4,且籽粒多,食用不便,限制了三叶木通的推广应用。因此,选育少籽(无籽)三叶木通鲜食品种,或油脂含量高、籽多的加工品种是破解三叶木通大面积推广难题的前提和基础。鉴于此,采用现代分析技术对陕西省西安市鄠邑区三叶木通示范园4个三叶木通品种的生物学特性及果肉、籽粒和果皮的化学成分进行分析,以期为三叶木通的推广应用与品种选育提供参考。
西安市鄠邑区三叶木通示范园位于东经108°37′,北纬34°07′,海拔418.8 m,沙壤土质。示范园面积3.33 hm2,品种主要为秦岭山区的野生品种,栽植密度为95~111穴/667m2(每穴2株),株行距为2.0 m×3.5 m,架高2.2 m。
三叶木通果实,采自西安市鄠邑区三叶木通示范园,按颜色粗分为4个主要品种:白色、深紫色、黄色和半黄半紫色。
试剂及仪器:硫酸铜、氢氧化钠、甲基红、硫酸、酒石酸钾钠、高锰酸钾、硫酸铁、盐酸、乙醇、磷酸、氯化钠等均为分析纯,购于西安化学试剂公司;BS2202S电子天平,北京赛多利斯仪器仪表公司;游标卡尺,上海量具公司;蛋白质自动测定仪,山东海能科学仪器有限公司;全自动氨基酸分析仪,德国-曼默博尔;全自动脂肪酸值测定仪,山东海能科学仪器有限公司。
从同一时间采摘4个三叶木通品种的果实中随机抽取2筐(约100个成熟果实/筐),再从每筐中随机抽取25个果实,分别测定果实的长、胸径、单果重量和果皮厚度。果皮、果肉、籽粒分离后,采用重量法分别测定其质量并计算其占比。按国家标准分别测定4个品种果肉的总酸、还原糖、蛋白质及果肉中各种氨基酸的含量及籽粒中油脂的含量及脂肪酸组成,果皮经干燥处理后测定其果胶、绿原酸和皂苷含量。
从表1和表2看出,不同品种果实纵径为115.8~141.2 cm,横径为59.2~68.5 cm;单果重为156.31~250.80 g,差异较大。籽粒数为191~240粒/个,籽粒占比为11.93%~14.99%;果皮厚度为0.63~0.78 cm,果皮占比为61.52%~65.03%;果肉占比为22.23%~23.49%,差异较小。
以深紫色品种的果形最大、单果最重,其纵径、横径和单果重分别为141.2 cm、68.5 cm和250.80 g;果面光滑圆润,肉质细腻透亮、甘甜鲜美;果肉占比最高,为23.49%;果皮较薄,为0.63 cm,果皮占比最低,为61.52%;籽粒最多,为240粒/个,籽粒占比最高,为14.99%。白色品种果形最小、单果最轻,纵径、横径和单果重分别为115.8 cm、59.2 cm和156.31 g;果面土白色,外观光滑圆润,无锈斑;长椭圆形,微弯;肉白色,绵软香甜,果肉占比23.04%。果皮较厚,为0.78 cm,果皮占比最大,为65.03%;籽粒数最少,为191粒/个,籽粒占比最低,为11.93%。黄色及半黄半紫色品种介于深紫色和白色品种之间。各品种在成熟时底部均出现白色腹线,但白色由于色泽反差小,显现不明。
表1 4个三叶木通品种的果实生物学特征
2.2.1果肉
1) 主要化学成分。从表3看出,4个三叶木通品种果肉的蛋白质、脂肪、总酸和还原糖含量分别为0.524~0.598 g/100g、0.092~0.290 g/100g、0.14~0.20 g/100g和6.6~8.2 g/100g;可溶性固形物含量以深紫色品种最高,为19.5 g/100g,白色品种最低,为15.9 g/100g。
表34个三叶木通品种果肉主要化学成分的含量
2) 必须氨基酸。从表4看出,果肉中必需氨基酸总量与组氨酸的含量均以深紫色品种的最高,分别为200.86 mg/100g和30.15 mg/100g,白色品种的最低,分别为167.65 mg/100g和25.11 mg/100g。两者的变化趋势一致,大小依次均为深紫色>黄色>半黄半紫色>白色。
表4 4个三叶木通品种果肉氨基酸的含量
2.2.2籽粒从表5看出,籽粒中4个品种的粗脂肪和粗蛋白含量分别为45.40%~48.07%和15.38%~17.28%。深紫色品种的粗脂肪、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量分别为48.07%、24.39%和75.12%;白色品种的粗脂肪、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量分别为45.40%、24.05%和75.43%。与万明长等[6]的研究结果基本相同。
表54个三叶木通品种的籽粒粗脂肪含量及脂肪酸组成
2.2.3果皮从表6看出,4个三叶木通品种果皮的水分含量为85.14%~85.26%,干果皮中的果胶、总皂苷、绿原酸、总黄酮和生物碱含量分别为13.41%~13.85%、1.83%~1.95%、0.91%~0.98%、2.51%~2.63%和5.4%~6.0%。说明,果皮中富含果胶、多酚及黄酮等活性物质。
表64个三叶木通品种果皮主要化学成分的含量
注:果胶等化学成分的含量均指在干果皮中的百分含量。
Note: The content of pectin and other chemical components refers to the percentage content in dry peel.
研究结果显示,鄠邑区4个三叶木通品种的纵径、横径和单果重分别为115.8~141.2 cm,59.2~68.5 cm和156.31~250.80 g,差异较大。籽粒数为191~240粒/个,占比为11.93%~14.99%;果皮厚度为0.63~0.78 cm,占比为61.52%~65.03%;果肉占比为22.23%~23.49%,差异较小。形状差异不大。果实组成中以果皮的占比最大,均在60%以上。果肉细腻圆润,甘甜可口,但可食部分占比较低[6],因此,需通过特殊育种技术,提高可食部分含量,这也是三叶木通今后的主要研究方向。
果肉的可溶性固形物含量以深紫色品种的最高,白色品种的最低;4个品种的蛋白质、脂肪、总酸和还原糖等含量均丰富,酸甜可口,绵润甘甜。4个三叶木通品种均富含8种必需氨基酸,其含量为167.65~200.86 mg/100g,略低于紫果西番莲(243 mg/100g)、香蕉(261 mg/100g)和火龙果(234 mg/100g),高于芒果(162 mg/100g)、脐橙(101 mg/100g)、木瓜(116 mg/100g)和沙棘(151 mg/100g)等水果[5]。总体趋势,果肉中可溶性固形物含量越高,蛋白质、必需氨基酸、脂肪、总酸和还原糖含量也越高。
我国油料资源不足,丰富食用油品种具有十分重要的意义。三叶木通籽油澄清透亮,具有芝麻油的正常香味。我国含油量大于40%的油料树种有154种,含油量为50%~60%的仅50种[6-8],4个三叶木通品种籽粒的粗脂肪为45.40%~48.07%,高于光皮树(含油率30.3%~36%)、黄连木(含油率42.5%)、麻风树(含油率40%)及文冠果(含油率30%~36%)。可见,三叶木通籽粒是一种理想的油料资源。
三叶木通籽粒中不饱和脂肪酸的含量较高[9],研究中4个三叶木通品种籽粒的不饱和脂肪酸含量为74.27%~76.43%,与橄榄油中不饱和脂肪酸的含量(72.24%)基本一致。亚油酸又叫十八碳二烯酸,是公认的唯一必需脂肪酸,具有降血脂、软化血管、促进微循环的作用,有“血管清道夫”的美誉,4个三叶木通品种籽粒的亚油酸(C18∶2)含量为不饱和脂肪酸含量的37.29%~38.57%,略低于橄榄油,与茶籽油(25.37%)基本一致。亚麻酸包含α-亚麻酸和γ-亚麻酸,α-亚麻酸是DHA和EPA的前体,γ-亚麻酸是α-亚麻酸的同分异构体,γ-亚麻酸对血清甘油三酯的降脂作用是目前报道的降血脂较佳和安全性最高的脂肪酸。4个三叶木通品种籽粒的亚麻酸(C18∶3)为饱和脂肪酸的0.54%~0.57%,高于橄榄油(0.47%)和茶籽油(0.12%)中亚麻酸的含量。三叶木通籽油营养价值高、保健功能强,作为木本植物油料的开发潜力较大。
另外,三叶木通果皮中活性物质是提取果胶、酚类物质及生物碱的重要原料,这些活性物质对人类健康具有极其重要的意义。4个三叶木通品种果皮中活性物质的含量较高。
4个三叶木通品种成熟时底部均出现白色腹线,但白色品种成熟时由于色泽反差小,不明显。果皮出现腹线是果实成熟的表征,此时采摘、包装能延长三叶木通的贮藏保鲜期。
综上,三叶木通果肉细腻甘甜,富含蛋白质、氨基酸等营养物质,组氨酸+必需氨基酸含量居水果之首,是一种老幼皆宜的新型水果,Vc含量仅次于猕猴桃和大枣,营养价值高。三叶木通籽粒中脂肪含量远超光皮树、黄连木、麻风树和文冠果(我国重点开发的油料木本作物种植),不饱和脂肪酸中亚油酸的含量仅次于橄榄油,亚麻酸含量居所有木本油料植物之首。果皮富含多种活性物质。果皮、果肉及籽粒均具营养与保健功能,是一种极具开发潜力的新型水果。
深紫色品种的果形最大、单果最重,果面光滑圆润,肉质细腻透亮,甘甜鲜美,果肉占比在4个品种中最高,为23.49%;果皮较薄,为0.63 cm,果皮占比在4个品种中最低,为61.52%;籽粒最多,为240粒/个;果肉中必需氨基酸含量最高,为200.86 mg/100g;籽粒中粗脂肪含量最高,为48.07%。总体而言,鄠邑区三叶木通种植园中以深紫色品种最优良。因此,可将其作试材,通过特殊育种技术,筛选无籽(少籽)的三叶木通品种,使其更适合鲜食。或选育籽多、油脂含量高的加工品种,使其成为木本植物油的原料,改善我国油脂依靠进口的现状。
致谢:感谢陕西省杂交油菜育种中心、西安市食品和药品监督局对研究的帮助。