黃瓜高丙醇二酸含量種質資源篩選

高潔秦智偉周秀艷辛明

（東北農業大學園藝學院，黑龍江哈爾濱 150030）

丙醇二酸（tartronic acid）是一種小分子有機酸，可以抑制碳水化合物在動物體內轉化為脂肪（Iakusheva，1958）。現代藥理學研究表明，黃瓜（Cucumis sativusL.）果實中含有丙醇二酸，可以阻止人體內脂肪堆積，有減肥的功效（印萬芳和莊慧麗，1998）。但是丙醇二酸和唾液融合會產生發澀的口感，黃瓜發澀的口感主要來自其所含的丙醇二酸。本試驗通過建立黃瓜果實中丙醇二酸含量的檢測方法，并對黃瓜主要種質資源進行鑒定和評價，發掘黃瓜果實中丙醇二酸含量高和低的種質資源，以期為黃瓜種質資源創新、丙醇二酸含量遺傳規律研究及高丙醇二酸含量專用黃瓜品種選育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選擇不同生態類型的黃瓜種質資源 56份（表 1），均由東北農業大學園藝學院黃瓜課題組提供。于2011年5月種植在東北農業大學設施園藝中心塑料大棚內，株距35 cm，行距60 cm，順序排列，3次重復，每品種每重復種植10株，統一標準田間管理。

1.2 試驗方法

黃瓜果實中丙醇二酸含量檢測采用高效液相色譜法（HPLC）（Wesson，1958；Veitch &Brierley，1962；Molnár-Perl & Morvai，1987）。Waters 1500液相色譜儀由美國 Waters公司生產；丙醇二酸標準品購自美國Alfa Aesar公司，純度98%。

在黃瓜盛果期，每重復分別摘取嫩瓜（商品成熟黃瓜）1條，1 h內轉移至實驗室，用榨汁機榨成糊狀，裝入袋中，分別做好標記（或者-20 ℃冰柜保存）。檢測時，取少量于研缽中研磨，然后裝入1.5 mL離心管中，稱質量，12000 r·min-1離心3 min，取上清液過0.45 μm濾膜，取濾液進行檢測。每條瓜重復測3次，每個品種共測9次，取平均值，進行統計分析。

色譜條件為：紫外檢測器；流動相為硫酸鈉溶液；流速：1.0 mL·min-1；進樣量：10 μL。

2 結果與分析

2.1 丙醇二酸標樣及黃瓜果實樣品溶液的HPLC圖

丙醇二酸標準品的保留時間是3.438 min，出峰時間比較適宜，峰形也比較好（圖1）。黃瓜果實樣品中丙醇二酸的出峰時間為3.437 min（如圖2箭頭所指），隨著濃度的變化，丙醇二酸標準品的峰面積呈現良好的線性關系，因此可以采用兩點外標法計算黃瓜果實中丙醇二酸含量。在本試驗條件下，黃瓜樣品中的干擾峰很少。

圖1 丙醇二酸標準品HPLC圖

圖2 黃瓜果實樣品溶液HPLC圖

2.2 黃瓜果實中丙醇二酸含量的檢測

對供試的56份黃瓜材料果實中的丙醇二酸含量進行檢測，結果見表1。由表1可以看出，C11-35的丙醇二酸含量最高，達到10.22 g·kg-1；含量最低的是D0708-2，為1.77 g·kg-1；前者是后者的5.8倍，材料間差異明顯。從中篩選出丙醇二酸含量在8.00 g·kg-1以上的黃瓜種質資源共4份，占參試材料的7.1%；丙醇二酸含量在6.00 g·kg-1以上的種質資源12份，占21.4%；丙醇二酸含量在2.40 g·kg-1以下的種質資源3份，占5.4%。參試黃瓜材料果實中丙醇二酸平均含量為4.89 g·kg-1，其中29份材料在平均水平以上，占總試材的51.8%，說明高、低丙醇二酸含量的黃瓜材料分布是比較均勻的。

2.3 不同黃瓜類型果實中丙醇二酸含量的變化分析

本試驗共檢測分析了4種類型的黃瓜，分別為華南型、華北型、歐洲溫室型、腌漬加工型（表1）。其中華南型14份，丙醇二酸平均含量為4.94 g·kg-1，變幅為1.77～9.95 g·kg-1，變異系數為0.48；華北型15份，丙醇二酸平均含量為5.05 g·kg-1，變幅為3.20～8.85 g·kg-1，變異系數為0.28；歐洲溫室型20份，丙醇二酸平均含量為4.82 g·kg-1，變幅為2.46～7.54 g·kg-1，變異系數為0.33；腌漬加工型7份，丙醇二酸平均含量為4.64 g·kg-1，變幅為2.38～10.22 g·kg-1，變異系數為0.58。4種生態類型的黃瓜果實中丙醇二酸的平均含量相差不大，只是歐洲溫室型和腌漬加工型的平均含量略低于另外兩種類型；歐洲溫室型中丙醇二酸的最高含量為7.54 g·kg-1，比腌漬加工型中的最高含量（10.22 g·kg-1）低26.2%；華南型和腌漬加工型的變異系數要高于華北型和歐洲溫室型，變異系數越大表明材料之間的差異越大。

表1 不同類型黃瓜種質資源果實中丙醇二酸含量

續表

2.4 黃瓜果實中高丙醇二酸含量的優異種質資源

對供試材料按照10%的入選率，篩選出丙醇二酸含量在7.54 g·kg-1以上的黃瓜種質資源5份，依次是C11-35（腌漬加工型），為10.22 g·kg-1；D0709（華南型），為9.95 g·kg-1；C11-119（華北型），為8.85 g·kg-1；HT649-46-2-7（華南型），為8.66 g·kg-1；B1109（歐洲溫室型），為 7.54 g·kg-1。

腌漬加工型黃瓜C11-35的丙醇二酸含量最高，為10.22 g·kg-1。該品種植株長勢中等，果皮白綠色，大刺瘤，單瓜質量120 g左右，瓜長15 cm，橫徑4 cm，抗病性強，優質豐產，鮮食口感脆嫩，氣味清香。

華南型黃瓜D0709的丙醇二酸含量也很高，為9.95 g·kg-1。該品種植株長勢中等，葉片小，葉長25 cm、葉寬22 cm、葉柄長21 cm，瓜皮翠綠色，單瓜質量120 g左右，瓜長13 cm，橫徑3.5 cm。

同樣對供試材料按照 10%的入選率篩選出低丙醇二酸含量的黃瓜種質資源 5份，依次是D0708-2（華南型），為 1.77 g·kg-1；C11-103（華南型），為 2.08 g·kg-1；D0401（腌漬加工型），2.38 g·kg-1；C11-36（歐洲溫室型），2.46 g·kg-1；B1102（腌漬加工型），2.55 g·kg-1。

3 結論與討論

在黃瓜果實丙醇二酸含量檢測方法上，由于丙醇二酸在高溫條件下分解，所以氣相色譜法和氣質聯用法均不適合。基于對丙醇二酸理化性狀、穩定性等方面的綜合考慮，本試驗選用高效液相色譜法對黃瓜果實中丙醇二酸含量進行分析，可以準確地檢測出不同黃瓜材料果實中丙醇二酸含量。

黃瓜果實中丙醇二酸的提取直接影響丙醇二酸含量的檢測結果。因為丙醇二酸溶于水，而黃瓜果實中大部分都是水，因此采取了直接離心提取的方法，有效地保證了提取效果。

洗脫方式分為等度洗脫和梯度洗脫，前者主要針對單個或少數化合物的分離，后者主要針對不同種類多個化合物的分離。因為本試驗要分離的物質比較單一，所以采用了等度洗脫的方式。

歐洲溫室型黃瓜果實中丙醇二酸平均含量略低于華南型和華北型；歐洲溫室型黃瓜果實中丙醇二酸含量最高的為7.54 g·kg-1，比腌漬加工型黃瓜中的最高含量（10.22 g·kg-1）低26.2%。歐洲溫室型黃瓜多用于生食，而丙醇二酸使黃瓜有發澀的口感，在選育的過程中是否為了避免這種口感而慢慢形成了丙醇二酸含量低的趨勢，有待于加大檢測樣本數量進一步研究。

按照統計學原理，將 56份供試材料的丙醇二酸含量按照正態分布處理，確定 10%作為篩選高、低丙醇二酸含量黃瓜種質資源時的入選率，篩選出高丙醇二酸含量和低丙醇二酸含量的黃瓜種質資源各5份，這10份材料可以作為親本配制雜交組合，進行黃瓜丙醇二酸遺傳規律研究，為選育出高丙醇二酸含量的黃瓜專用品種奠定基礎。

丙醇二酸在黃瓜中的代謝機理目前還不是很清楚（Savitha et al.，1997；Savitha，2000）。黃瓜植株的根、莖、葉等部位以及種子中是否含有這種物質，與果實中丙醇二酸的含量是否相關；在黃瓜植株的生長過程中，丙醇二酸是怎樣產生、運輸及發揮作用等，還都有待于研究。并且栽培土壤和營養條件、生態環境是否會影響黃瓜果實中丙醇二酸的含量也值得探討。

印萬芳，莊慧麗．1998．減肥食品——黃瓜和冬瓜．植物雜志，（2）：14．

Iakusheva T S．1958．The effect of sodium tartronate on the body weight and on the fat and glycogen content of mouse and rat livers．Bulletin of Experimental Biology and Medicine，115：52-53．

Molnár-Perl I，Morvai M．1987．Esterification of aliphatic hydroxy acids ton-propylesters in aqueous solutions for their gas chromatographic analysis．Chromatographia，23：760-763．

Savitha J，Wynn J P，Ratledge C．1997．Malic enzyme：its purification and characterization fromMucor circinelloidesand occurrence in other oleaginous fungi．World Journal of Microbiology & Biotechnology，13（1）：7-9．

Savitha J．2000．Identification of morin and other compounds as inhibitors of the malic enzyme ofMucor circinelloidesin vitrobut notin vivo．World Journal of Microbiology & Biotechnology，16：513-518．

Veitch F P，Brierley G P．1962．The quantitative determination of tartronic acid（hydroxymalonic acid）in urine and tissues．Biochim Biophys，58：467-473.

Wesson L G．1958．Estimation of tartronate in tissues．Analytical Chemistry，30（6）：1080-1083．