不同椰枣种质资源果实糖酸组分和营养元素含量分析

李东霞，徐中亮，符海泉，李 静，张 宁

(1.中国热带农业科学院椰子研究所，海南 文昌 571339；2.海南省热带油料作物生物学重点实验室，海南 文昌 571339；3.国家热带棕榈种质资源圃，海南 文昌 571339)

【研究意义】椰枣(PhoenixdactyliferaL.)属于棕榈科刺葵属，多年生棕榈科植物，雌雄异株，树龄可长达百年，在干旱和半干旱地区具有非常重要的经济和生态作用[1-2]。从营养、经济和耐储藏性的角度考虑，椰枣果实是撒哈拉沙漠阿尔及利亚人和巴基斯坦的重要粮食和水果，是他们的日常饮食中的重要组成部分[3-6]。巴基斯坦是世界上六个主要的椰枣国家之一，目前椰枣在我国的热带、亚热带、温带地区主要作为绿化树种植，而且在我国的海南省三亚市和云南省玉溪市元江县均发现了能够开花结实的椰枣树[2]。果实糖酸的种类、含量及其动态变化是果实品质形成的重要基础，也是研究的热点之一。糖酸含量作为影响果实品质的重要因素，不仅决定了果实风味的好坏，而且还参与果实的新陈代谢，在细胞信号转导过程中起信号分子的作用，还是色素和芳香物质等合成的基础原料[7-8]。不同品种椰枣矿质营养是果树稳产优质栽培的物质基础，与果实生理以及品质形成密切相关[9]。因此分析不同椰枣品种和椰枣种质资源果实的品质性状中的果实性状、糖酸含量、营养元素含量对了解生长于巴基斯坦和海南椰枣果实品质差异性具有重要指导作用。【前人研究进展】椰枣果含糖量较高，一些椰枣品种的含糖量高达88 %[10]，糖酸含量作为果实品质的重要因素，在很大程度上取决于果实内糖酸种类及含量变化[11]。Al-Shahib等[10]等通过对12个椰枣品种不同成熟期椰枣果肉的总糖含量测定发现，随着椰枣果的逐渐成熟，其总糖含量逐渐增加，对椰枣果肉的营养元素含量测定发现钾营养元素含量较高。Chaira等[4]对突尼斯的10个椰枣品种果肉中的糖和营养元素含量进行了测定，研究发现不同椰枣品种之间的鲜果中可溶性糖含量变幅较大，椰枣果肉中的钾含量最高。Siddeeg等[12]对生长在伊拉克的Sukkari品种椰枣果实糖分的测定发现，每100 g椰枣干果中含有的葡萄糖和果糖含量较高，而蔗糖的含量低于葡萄糖和果糖的含量，椰枣果的营养元素：钙、硫、钠、镁、铁、铜、和钾，研究发现，每100 g干果中含有的钾营养元素含量最高。【本研究切入点】椰枣是重要的木本粮食作物之一，椰枣果也可以作为一种水果食用，在国内关于巴基斯坦和海南不同椰枣品种和资源果实品质性状对比尚无报道。【拟解决的关键问题】本文从果实性状、糖酸组分、营养元素分析比较巴基斯坦费萨拉巴德和中国海南三亚成熟期椰枣果实的品质性状，为了解生长于巴基斯坦和海南椰枣果实品质差异和今后有目的的引种试种提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以收集于巴基斯坦费萨拉巴德的D、H、M、A的4个品种和海南三亚不同果色的R、Y资源收获期的新鲜果实为实验材料，试剂：木糖、果糖、山梨糖、葡萄糖、甘露糖、蔗糖、烟酸、丝氨酸、苹果酸试剂为阿拉丁公司生产，甲醇、盐酸羟胺、六甲基二硅胺烷、三甲基氯硅烷均为分析纯试剂。

1.2 分析测定方法

椰枣果实鲜重由百分之一天平称取，果长和果宽用游标卡尺测量获取，含水量=(鲜重重量-干重重量)/鲜重重量。采集的成熟椰枣果实保存于-80 ℃的超低温冰箱中备用，使用80 %的甲醇提取椰枣果实可溶性糖和有机酸，3次重复，提取液中加入内标(甲基-α-D-葡糖糖苷溶液)，进行两步衍生化后采用Agilent 6890N气相色谱仪进行测定，具体提取与测定方法参见胡红菊(2007)和许让伟(2009)。气相色谱(GC)的分析参数依据Bartolozzi(1997)设定，略有改动。椰枣果实营养元素含量测定前，120 ℃杀青20 min，60 ℃烘干至恒重，不锈钢磨样机磨成粉末，送往中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤肥料测试中心测试。

1.3 统计分析方法

原始数据的分析采用Excel 2007版软件处理，数据统计分析采用SAS 9.1，系统聚类分析采用Origin 9。

2 结果与分析

2.1 不同椰枣果实性状差异

由表1 可知，巴基斯坦与海南椰枣鲜果的果实性状差异较大。D、H、M、A 椰枣单果鲜重显著大于R、Y椰枣单果鲜重。D、H、M椰枣果的果长显著大于R椰枣果的果长， D、M、A椰枣果显著宽于R、Y椰枣。椰枣鲜果果实的含水量均在50 %以上。

表1 不同椰枣果实性状差异

2.2 不同椰枣果实中糖组分差异

由表2 可知，生长于巴基斯坦的H果实的木糖含量最高，并且显著大于其他椰枣果实的木糖含量，H果实的果糖含量高，显著高于D、M、R、Y的果糖含量，H和A果实中的山梨糖的含量显著高于D和Y的山梨糖含量，D、H、A果实中的葡萄糖含量显著高于M和Y的葡萄糖含量，H果实中甘露糖的含量最高，显著高于M、R、Y果实中甘露糖的含量，H和M果实中蔗糖含量较高，显著高于D、A、R、Y果实中的蔗糖含量。

表2 不同椰枣果实糖组分含量差异

2.3 不同椰枣果实中酸组分差异

由表3可知，生长于巴基斯坦椰枣果实中的烟酸含量显著高于生长于海南三亚的椰枣，H的丝氨酸含量显著高于其他椰枣的丝氨酸含量，H的苹果酸含量最高，显著高于M和Y的苹果酸含量。

表3 不同椰枣果实酸组分含量差异

2.4 不同椰枣果实中营养元素含量差异

由表4可知，椰枣果实中含有的大量元素氮、磷、钾中钾的含量最多， R和Y果实中的氮含量显著高于D、H、M、A果实中的氮含量，Y果实中磷的含量显著高于其他椰枣果实中的磷含量， D果实中钾的含量最高，显著高于其他椰枣果实中钾的含量，D和R果实中的钙含量最高，R和Y果实中镁的含量显著高于D、H、M、A果实中镁的含量，D果实中铁的含量显著高于其他果实中的铁含量。Y果实中锌的含量显著高于其他果实中的锌含量。

表4 不同椰枣果实营养元素含量差异

2.5 不同椰枣果实性状、糖酸组分和营养元素含量变异分析

由表5可知，在椰枣果实性状中，不同生长地椰枣单果鲜重变异系数最大，为37.84 %，鲜重含水量的变异系数最小，为9.3 %。果实中糖酸组分含量的变异系数均比较大，范围在31.98 %～123.18 %，其中变异系数最大的为蔗糖含量，变异系数最小的为烟酸含量。椰枣果实中蔗糖和果糖的含量较高；山梨糖的含量较低；椰枣果实中苹果酸的含量较高，变异幅度最大是丝氨酸含量。果实中营养元素含量的变异系数在16.42 %～30.93 %，其中变异系数最大的是果实中的氮含量，变异系数最小的为钾含量。果实中微量元素中铁含量较高，达到34.78 mg/kg，是果实中锌含量的4.66倍。

表5 不同椰枣果实性状、糖酸组分和营养元素含量变异分析

2.6 椰枣果实糖酸含量与营养元素含量之间的相关性

椰枣果实中的糖酸组分和营养元素之间存在一定的相关性，果糖与甘露糖、苹果酸，葡萄糖与甘露糖，呈极显著正相关，木糖与丝氨酸，葡萄糖与苹果酸、铁含量、果糖，甘露糖与苹果酸，氮含量与磷含量、镁含量呈显著正相关， 锌含量与果糖、苹果酸，山梨糖与钾含量呈极显著负相关，甘露糖与锌含量，烟酸与氮含量呈显著负相关(表6)。

表6 不同椰枣果实的糖酸含量与营养元素含量的相关性分析

2.7 不同椰枣种质资源果实性状的系统聚类分析

如图1所示,通过欧式聚类来判断遗传距离进而分析各椰枣种质间的亲缘关系，聚类分析结果显示，巴基斯坦H和M亲缘关系较近，而巴基斯坦D、A与海南R、Y亲缘关系较近，而与H、M品种关系较远。

图1 参试6份椰枣种质资源果实性状聚类分析Fig.1 Hierarchical cluster analysis of fruit characters of 6 date palm germplasms

3 讨 论

果实的品质包括外观品质和内在品质，外观品质主要是指果实的大小、性状、色泽等，内在品质主要是指果实香气和风味，风味在很大程度上则取决于甜度与酸度，及可溶性糖和有机酸的组分、含量、比值[13]。果实品质的形成是一个复杂的生理代谢过程，在整个果实发育阶段会受环境条件如光、温、水、肥等影响，而营养元素含量及其比例在果实品质形成中的作用同样非常重要[14]。在本研究中，生长于巴基斯坦的椰枣果实性状与生长于海南的椰枣果实性状表现出明显的差异，D、H、M、A的单果鲜重显著大于R、Y的单果鲜重，D、H、M、A的果长均显著大于R的果长，D、H、M、A的果宽均显著大于Y的果宽。造成果实性状差异大的原因，一方面可能是由于不同椰枣种质资源的基因型不同，另一方面可能是由于生长地环境的差异，费萨拉巴德纬度高于海南三亚的纬度，光照、温度、降雨量均不同。

可溶性糖是决定果实品质和风味的重要因子，主要由果糖、葡萄糖、山梨糖醇等组成，姚改芳等[15]研究发现不同品种的梨之间，果糖与葡萄糖的含量相对稳定，蔗糖与山梨醇含量变化幅度较大。本研究发现不同资源椰枣果实中蔗糖的含量差异较大，变异系数达到123.18 %(表5)，H和M果实中的蔗糖含量最高(表2)，与姚改芳的研究认为蔗糖含量变化幅度较大的结果一致。最终形成了不同果品糖酸风味的差别[15]。Chaira 等[16]对突尼斯的10个椰枣品种的糖进行了调查，研究发现不同椰枣品种之间的鲜果中可溶性糖含量变幅较大，本研究结果和Chaira 的研究结果都表明不同品种或资源椰枣鲜果中果糖和葡萄糖含量差异明显。Siddeeg等[12]对生长在伊拉克的Sukkari椰枣糖分的测定发现，每100 g椰枣干果中含有的葡萄糖和果糖含量较高，而蔗糖的含量低于葡萄糖和果糖的含量，此研究结果与本文的研究结果有一定的差别，产生这个结果的原因可能是，测定椰枣果的时期不同，因为椰枣果实在成熟过程中，果皮颜色、香味及果实糖酸等发生显著变化，其中糖类和酸类物质会发生转化导致果实品质转化。

想要了解植物生长发育需要什么养分，首先是要知道植物体的养分组成。植物必需营养元素是代谢过程的主要参与者，对果树的生理代谢和果实的营养品质有着重要作用。大量元素或微量元素的缺失或过多都将影响果树的生长发育、果实品质和产量[17-18]。植物体内矿质营养元素含量的高低及它们相互作用都将影响其产量和品质。大量营养元素中氮元素是细胞的组成成分，氮对可溶性固形物含量、果肉硬度的负直接作用相对最大[19]，果实中氮含量高时则硬度低[20]，在本研究中，海南生长的R和Y果实中的氮含量均显著高于生长在巴基斯坦的D、H、M、A的氮含量。徐慧等[19]研究表明，磷对苹果果实单果质量、可溶性固形物含量和果肉硬度的正直接作用相对最大。钾被称为品质元素和抗逆元素，椰枣的抗逆性极强，在本研究中，6份椰枣种质资源果实中的钾含量最高，Al-Shahib等[10]测定发现多个椰枣品种果肉的钾营养元素含量较高，Chaira[16]等同样测定发现10个不同椰枣品种中椰枣果肉中的钾含量最高，Siddeeg等[12]测定生长于伊拉克的椰枣果的营养元素：钙、硫、钠、镁、铁、铜、和钾，研究发现，每100 g干果中，所含有的钾营养元素含量最高，本研究结果也符合这一规律。本研究中钙和镁的含量接近，与Siddeeg研究结果相同。中量元素钙和镁含量的缺乏会使果实变小及果实可溶性固形物降低[21]。镁对果实单果质量的负直接作用相对最大[22]，在本研究中生长在海南2份椰枣果中的镁含量均显著高于4份生长在巴基斯坦的椰枣果中的镁含量，而单果鲜重恰恰相反。

果实是果树的栽培目的和最终利用器官，了解果实的糖酸分配和对矿质营养元素的吸收和利用特性对调节果树的营养需求至关重要[23]。闫忠业等[22]研究认为苹果果实的生长发育和品质形成受到各种矿质元素的协同调控。在本研究中，椰枣果实中的氮含量与磷和镁含量呈显著正相关，杨莉等[23]研究认为马家柚及变异品系果实中的磷、钾、钙、镁的积累呈均上升趋势。吴本宏等[24]对桃果实内的糖酸组分和含量研究发现，葡萄糖和果糖呈极显著直线正相关，果实内的部分酸含量之间呈显著直线正相关，本研究中同样也发现椰枣果实中的一些糖与糖以及糖与酸之间呈极显著或显著正相关。杨莉等[23]研究发现马家柚果实中的总糖含量与果皮中的氮含量呈负相关，可滴定酸与果肉中的钙含量呈负相关，而糖酸比与果肉中的钙含量呈正相关。在本研究中研究发现椰枣果实中的葡萄糖含量与铁含量呈显著正相关，锌含量与果糖、苹果酸，山梨糖与钾含量呈极显著负相关，甘露糖与锌含量，烟酸与氮含量呈显著负相关，可见进一步证明了矿质营养水平是果树品质形成的物质基础，果实的糖酸受矿质营养元素含量的影响。

4 结 论

巴基斯坦的4个椰枣品种与海南的2份椰枣种质资源在果实性状、糖酸组分、营养元素均具有明显的差异性，D、H、M、A椰枣果实的鲜重显著大于R、Y； H和M果实中的蔗糖含量最高；R、Y果实中的镁含量显著大于D、H、M、A椰枣果实中的镁含量，但是果实中钾含量均最高。通过本研究了解了生长于巴基斯坦和海南椰枣果实品质差异性，为今后有目的引种试种提供了参考依据。