紫蘇種子性狀與主要營養成分相關性分析

李會珍 孫子文 李曉君 許萬樂 張志軍

(中北大學化工與環境學院生命科學系，太原 030051)

紫蘇(Perilla frutescens L.)別名紅蘇、香蘇、赤蘇，系唇形科紫蘇屬一年生草本植物，廣泛分布于東亞各國，是我國衛生部首批頒布的既是食品又是藥品的60種中藥之一［1－3］。紫蘇全草可提芳香油，為食用和化妝品的香料，也可作為糕點的防腐劑，具有發表、散寒、理氣等功能［4］。紫蘇籽出油率45% ～55%［5］，其中α－亞麻酸含量高達55% ～65%，是優良的保健食用油［6－7］，富含蛋白質，是優質的動物飼料，特別是其賴氨酸和硫氨基酸含量高于玉米、小麥等常見能量飼料。紫蘇種籽中的纖維素不僅可用于制造人造絲、賽璐玢等紡織原料，還可用纖維素酶對處理后作為優質家畜飼料。另外，紫蘇屬于高纖維的草本植物［8］，紫蘇葉可以作為蔬菜食用，可為人體提供膳食纖維。近年來，隨著對紫蘇含有的多種營養成分和活性物質的深入研究，其開發利用研究也正日益成為世界性的熱點課題［9］。本研究調查了10個不同品種紫蘇的種子性狀，測定其粗脂肪、蛋白質和纖維素等主要營養成分含量，并對籽粒性狀與各營養成分相關性進行分析，以期為紫蘇優質品種篩選及進一步開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

溫室中培育10個紫蘇品種幼苗，2011年5月20日移栽至中北大學試驗田，移栽后灌水1次。統一田間管理，除草3次，各品種按生育期不同分別收獲。收獲后種子經自然晾曬、去雜后，干燥保存備用。

1.2 儀器設備

RE－2000旋轉蒸發儀:上海亞榮生化儀器廠;SHZ－D循環水式真空泵:鞏義市英峪儀器廠;721E型可見分光光度計:上海光譜儀器有限公司;SZF－06粗脂肪提取儀:上海新嘉儀器廠;TDL5型高速離心機:上海安亭科學儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 籽粒性狀調查

觀察記載不同品種種子的粒型，粒色，測定不同品種種子直徑(mm)、千粒重(g)。

1.3.2 種子營養成分測定

粗脂肪含量測定依據索氏抽提原理，SZF－06粗脂肪測定儀提取，重量法測定。

蛋白質含量測定采用考馬斯亮藍G－250法。纖維素含量測定采用酸性洗滌法［10］，略有改進。

1.4 分析方法

試驗數據用Excel 2007和SPSS.v16.0進行方差分析和相關分析等。

2 結果與分析

2.1 紫蘇種子籽粒性狀比較

10個品種紫蘇種子粒型、粒色、直徑及千粒重測定結果見表1。由表1可見，紫蘇種子粒型一般為扁圓或圓型，ZY－8和AZ－1顆粒較小，為圓型。種皮大多為灰色，ZB－1為深褐色，BZ－2為深灰色，BS－1為白色。不同品種間種子直徑差異極顯著，平均直徑為1.95 mm，變幅范圍為 1.58 ～2.15 mm，變異系數為8.35%，BS－1和ZB－1種子直徑2.10 mm以上，為大粒種子，ZY－8最小。10個品種紫蘇種子千粒重平均值為3.728 g，變幅范圍為2.36 ～5.12 g，變異系數高達20.18%，差異極顯著，其中BZ－2最大為 5.12 g，而野生型的 ZY －8 最小，僅為2.36 g。

表1 不同品種紫蘇種子的籽粒性狀

2.2 紫蘇種子營養成分測定

10個不同品種紫蘇種子粗脂肪、粗蛋白和纖維素含量測定結果見表2。不同品種粗脂肪含量差異達極顯著水平，10個供試材料平均粗脂肪質量分數38.28%，變幅范圍為 34.37% ～45.33%，變異系數為10.29%。其中BS－1種子粗脂肪含量最高，質量分數達45.33%，ZB－1次之，為45%，而 ZY－4和ZY－8粗脂肪質量分數最少，分別為34.67%和34.37%。供試材料種子蛋白質質量分數平均值為23.35%，變幅范圍為 19.65% ～28.65%，變異系數為10.63%，不同品種紫蘇種子間蛋白質含量差異達極顯著水平。其中BS－1中蛋白質質量分數最高，為28.65%，ZY－1種子蛋白質質量分數最低，僅為19.65%。所有試驗品種紫蘇種子粗纖維質量分數平均值為16.82%，變幅范圍為14.68% ～17.67%，變異系數為5.67%，不同品種紫蘇種子粗纖維含量差異達到極顯著水平，其中Z－2和ZY－4種子的粗纖維質量分數最高，均為17.67%，BS－1種子中粗纖維質量分數最低，為14.68%。

表2 不同品種紫蘇種子營養成分測定結果

2.3 種子性狀與營養成分相關性分析

2.3.1 種子直徑與千粒重相關性

以種子直徑為橫坐標，千粒重為縱坐標，繪制紫蘇種子直徑與千粒重的相關性回歸曲線，如圖1。紫蘇種子直徑與千粒重有極顯著正相關(r=0.846 7，P＜0.01)，表明紫蘇屬種子直徑的大小明顯影響千粒重大小，且種子直徑越大，種子的千粒重越大。

圖1 紫蘇種子直徑與千粒重相關性回歸曲線

2.3.2 種子性狀與粗脂肪含量相關性

分別以種子直徑和千粒重為橫坐標，粗脂肪含量為縱坐標繪圖，分別得到紫蘇種子直徑、千粒重與粗脂肪含量的相關性回歸曲線如圖2。紫蘇種子直徑與種子粗脂肪含量有顯著正相關(r=0.682 5，P＜0.05)，表明種子直徑大小顯著影響種子中粗脂肪的含量，隨種子直徑增大，種子中粗脂肪的含量也增大。但有些品種不符合這種相關性，如AZ－1種子直徑(1.82 mm)比BZ －1 直徑(1.94 mm)小，而其粗脂肪含量(37.67%)高于后者(35.67%)。紫蘇種子千粒重與種子粗脂肪的含量間的相關系數r=0.635 1*(P＜0.05)，表明供試紫蘇種子千粒重與粗脂肪含量間存在顯著正相關性，隨紫蘇種子的千粒重增大，種子中粗脂肪含量也增大。但這種相關性并不能完全適合所有紫蘇品種，如BZ－2的千粒重(5.12 g)顯著高于 BS－1(4.36 g)，而其粗脂肪的含量(39.67%)顯著低于 BS－1(45.33%)。

圖2 紫蘇種子粗脂肪質量分數與直徑(a)及千粒重(b)相關性回歸曲線

2.3.3 種子性狀與蛋白質含量相關性

圖3 紫蘇種子蛋白質質量分數與直徑(a)及千粒重(b)相關性回歸曲線

分別以種子直徑和千粒重為橫坐標，蛋白質含量為縱坐標，繪制得相關性回歸曲線如圖3。由圖3可知，紫蘇種子直徑與蛋白質含量間的相關系數r=0.060 2，紫蘇種子千粒重與蛋白質含量間的相關系數r=0.098 6，表明種子蛋白質含量與種子直徑和千粒重間相關性小，各品種紫蘇種子直徑和千粒重大小不會明顯影響種子蛋白質的含量。

2.3.4 種子性狀與粗纖維含量相關性

分別以種子直徑和千粒重為橫坐標，粗纖維含量為縱坐標，繪制得相關性回歸曲線見圖4。可以看出，紫蘇種子直徑與種子粗纖維的含量間的相關系數r=－0.291 3，千粒重與種子粗纖維含量間的相關系數r=－0.136 9，表明種子粗纖維含量與種子直徑及千粒重間均不存在顯著相關性，各品種紫蘇種子直徑大小和千粒重不會明顯影響種子粗纖維的含量。

圖4 紫蘇種子纖維素質量分數與直徑(a)及千粒重(b)相關性回歸曲線

2.3.5 種子粗脂肪、蛋白質和纖維素含量相關性

將紫蘇3個營養品質性狀兩兩進行回歸分析，結果見圖5。紫蘇種子粗脂肪和蛋白質含量呈正相關，但相關系數僅為0.262 5，相關程度不高。蛋白質和粗纖維含量呈負相關，r=－0.515 3，相關程度不高。而粗脂肪與粗纖維含量呈顯著負相關(r=－0.811 2，P≤0.05)，表明籽粒中粗纖維含量對粗脂肪的影響高于對蛋白質含量的影響，隨籽粒中粗纖維含量的增高，粗脂肪含量會隨著下降。

圖5 種子粗脂肪、蛋白質和纖維素質量分數相關性回歸曲線

3 討論與結論

紫蘇種子多為扁圓或圓型，粒色多為灰色或灰褐色;種子直徑在1.58～2.15 mm之間，千粒重在2.36～5.12 g之間。通過分析比較發現，10個不同品種紫蘇種子粒型與粒色存在一定差異，種子直徑在不同紫蘇品種間差異顯著，BS－1最大，ZY－8最小。種子千粒重大小存在極顯著差異，BZ－2千粒重最大，達5.12 g，ZY －8 千粒重最小，僅為2.36 g。蔡乾蓉等［5］研究的紫蘇種子直徑變幅范圍為1.05～1.56 mm，普遍低于本試驗結果，這可能是受供試品種、氣候資源及水肥條件等多種因素影響的結果.

研究結果表明，10個不同品種紫蘇種子粗脂肪、粗蛋白和纖維素含量均呈現極顯著差異。紫蘇種子粗脂肪質量分數變幅為34.37% ～45.33%，BS－1種子粗脂肪含量最高，ZY－8含量最低;蛋白質質量分數變幅為19.65% ～28.65%，BS－1蛋白質含量最大，ZY－1蛋白質含量最低。粗纖維質量分數變幅為14.68% ～17.67%，BZ－2粗纖維含量最高，為17.67%，BS－1種子含量最低。張衛明等［11］測定的紫蘇種子粗纖維質量分數為16.0%，本試驗測得質量分數在14.68% ～17.67%之間，與文獻相符，本試驗測得的粗脂肪、粗蛋白及粗纖維的含量與張洪等［12］研究結果基本相近。BS－1種子粗脂肪和粗蛋白含量在10個品種中均最大，是高脂肪高蛋白品種選育的良好材料，應結合抗逆能力和產量等多種因素進行進一步篩選。

種子籽粒性狀與各營養成分相關性分析結果表明，種子直徑與千粒重大小呈極顯著正相關，種子粗脂肪質量分數與種子直徑和千粒重均呈顯著正相關，而蛋白質質量分數、粗纖維質量分數與種子直徑、千粒重間相關性不顯著。3種營養成分之間，粗脂肪質量分數和蛋白質質量分數呈正相關，與粗纖維質量分數呈顯著負相關。蛋白質質量分數與粗纖維質量分數呈一定程度負相關，表明籽粒中粗纖維質量分數高的品種不利于脂肪酸及蛋白質的累積。紫蘇中粗脂肪累積規律已有前人研究［3，13］，而其蛋白質和纖維素累積以及三者間的相互轉化關系仍需進一步深入研究。

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