澳洲堅果種仁礦質營養(yǎng)特性研究

楊為海　張明楷　鄒明宏　曾輝　萬繼鋒　張漢周　陸超忠

摘 要 對28份澳洲堅果種質的種仁礦質元素（K、P、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu）含量進行測定與分析，并運用灰色關聯(lián)度分析和模糊綜合評判法對種質的礦質營養(yǎng)特性進行綜合定量評判。結果表明：澳洲堅果種仁的礦質元素含量在供試種質之間變化較大，各元素在種仁內的平均含量由高到低依次為：K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu；經(jīng)綜合評判，‘南亞2號和‘HAES 922為礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)優(yōu)良的種質，‘H2、‘24、‘10等17份種質的礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)中等，而‘HAES 783、‘HAES 333、‘DAD、‘NG 18、‘HAES 246、‘Yonik、‘HAES 788、‘HAES 814和‘D等9份種質的礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)較差。

關鍵詞 澳洲堅果種仁；礦質元素；灰色關聯(lián)度分析；模糊綜合評判

中圖分類號 S664.9 文獻標識碼 A

Abstract The contents of eight mineral elements（K， P， Mg， Ca， Fe， Mn， Zn and Cu）in the kernels of 28 macadamia germplasm resources were measured and investigated， and the comprehensive evaluation of these germplasms in the characteristics of kernel mineral nutrition was conducted by Grey correlative degree analysis and Fuzzy comprehensive evaluation. The results showed that the mineral element contents of macadamia kernel had a large variation among all tested germplasm resources. In the kernel， the average levels of the elements were in the decreasing order of K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu. Through the comprehensive evaluations， the comprehensive quality in the kernel mineral nutrition of‘Nanya No.2and‘HAES 922was the best， followed bythose seventheen germplasms such as‘H2，‘24and‘10while that of‘HAES 783，‘HAES 333，‘DAD，‘NG 18，‘HAES 246，‘Yonik，‘HAES 788，‘HAES 814and‘Dwas not good.

Key words Macadamia kernel； Mineral element； Grey correlative degree analysis； Fuzzy comprehensive evaluation

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.11.007

澳洲堅果（Macadamia spp.）原產于澳大利亞，是一種新興的熱帶木本油料樹種，其種仁含油量高達72%以上，且富含多種不飽和脂肪酸、蛋白質、礦質元素與維生素等，具有重要的營養(yǎng)保健價值，被譽為世界“堅果之王”，深受消費者青睞。近年來，中國澳洲堅果產業(yè)得到迅猛發(fā)展，目前種植規(guī)模已達6.52萬hm2，躍升為世界首位[1]。然而，當前生產上規(guī)模種植的澳洲堅果品種均從國外引進，因氣候、土壤等條件的差異，許多引進品種的種仁品質性狀與原產地相比差異較大。因此，對我國現(xiàn)有澳洲堅果種質的品質特性進行系統(tǒng)科學的綜合評價具有重要意義。

礦質營養(yǎng)是衡量澳洲堅果種仁品質優(yōu)劣的重要性狀之一，但礦質元素的含量特征往往與地域特征密切相關[2]。目前，國內外對澳洲堅果種仁品質特性的研究主要集中在出仁率與一級果仁率等性狀[3-4]、粗脂肪及脂肪酸等營養(yǎng)成份[5-7]及其保健價值[8-10]等方面，而對種仁礦質元素的研究也僅局限于個別種質的簡單測定分析[2-11]，尚未有更深入的系統(tǒng)研究。因此，有必要在擴大種質資源數(shù)量的前提下，對中國熱帶農業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所澳洲堅果種質資源圃的28份澳洲堅果種質的種仁礦質元素含量進行分析，并運用灰色關聯(lián)度分析法和模糊綜合評判法對種質的礦質營養(yǎng)特性進行綜合定量評判，旨在為我國澳洲堅果種質的種仁品質特性評價提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為2009～2010年采自廣東省湛江市中國熱帶農業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所澳洲堅果種質資源圃內28份種植2 a的正常成熟果實，分別隨機選取2 kg果實進行脫皮，將去皮后的帶殼果依次在38、45、60 ℃下干燥48 h，當種仁含水量降至（1.5±0.5）%時，再將種仁粉碎以備用。這28份澳洲堅果種質包括引進品種H2、O.C.、DAD、NG18、Yonik、Winks、Own Venture、B 3/74、HAES 246、HAES 333、HAES 344、HAES 695、HAES 783、HAES 788、HAES 814、HAES 922、特殊種和自選品種南亞1號、南亞2號、南亞3號、南亞116號以及自選優(yōu)株A、B、D、10、24、74、114。

1.2 方法

鉀含量采用火焰光度法測定，磷含量采用鉬銻抗顯色法測定，鎂、鈣、錳、鐵、鋅、銅的含量應用原子吸收光譜儀（型號：PE AA-700）進行測定[12]。每份種質樣品重復3次測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

各礦質元素含量數(shù)據(jù)為2 a的平均值，根據(jù)信息量權數(shù)法確定各礦質元素的權重系數(shù)[13]；參照楊為海等[4]的方法計算灰色關聯(lián)度、模糊綜合評判值以及秩相關系數(shù)；采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件在0.01水平上對秩相關系數(shù)進行顯著性t檢驗。

2 結果與分析

2.1 種仁礦質元素含量的差異

對28份澳洲堅果種質種仁的8種礦質元素含量進行了測定與分析，結果表明，各礦質元素含量在供試種質之間存在較大差異（表1）。8種礦質元素中，K、P、Mg、Ca為常量元素，Mn、Fe、Zn、Cu則為微量元素。按28份種質的平均含量由高到低排序，常量元素依次為K>Mg>P>Ca，微量元素為Mn>Fe>Zn>Cu。供試種質中，引進品種‘O.C.的K含量最高，為4 820.5 mg/kg，K含量最低為‘特殊種（2 980.3 mg/kg）；Mg含量在自選品種‘南亞3號的種仁中最高，為2 550.7 mg/kg，而Mg含量最低的則是自選優(yōu)株‘B及‘D（1 500.1 mg/kg）；種仁中P、Ca含量最高的種質分別是自選品種‘南亞2號（2 070.8 mg/kg）與引進品種‘HAES 922（1 210.1 mg/kg），而含量最低的種質分別是引進品種‘B 3/74（1 250.5 mg/kg）與自選優(yōu)株‘D（740.1 mg/kg）。就微量元素而言，引進品種‘H2的種仁含Mn元素最高，達162.1 mg/kg，Mn含量最低的則是自選品種‘南亞2號（48.1 mg/kg），二者之間相差約3.4倍；Fe、Zn及Cu含量最高分別是自選品種‘南亞2號（160.9 mg/kg）、引進品種‘HAES 922（41.7 mg/kg）與自選優(yōu)株‘A（28.3 mg/kg），分別約是相應元素含量最低的種質‘NG 18（75.7 mg/kg）、‘HAES 333（21.1 mg/kg）與‘HAES 695（14.5 mg/kg）的2倍。

2.2 灰色關聯(lián)度分析

依據(jù)灰色系統(tǒng)理論，結合種質各礦質元素含量的最佳表型值，構造一個各礦質元素含量均較參試種質最佳表型值略優(yōu)一些的“參考品種”， 其8種礦質元素（K、P、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu）含量指標分別為4 800、2 100、2 600、1 200、163.0、161.0、42.0和29.0 mg/kg。再按灰色關聯(lián)度分析的相關要求，計算出各參試種質與參考品種之間的灰色關聯(lián)度以及種質位次（表2）。關聯(lián)度大小表明參試種質與參考品種的接近程度[14]，即關聯(lián)度愈大的種質與參考品種愈接近，該種質的種仁礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)愈好。等權關聯(lián)度分析中，‘南亞2號與參考品種之間的關聯(lián)度最大（r=0.729 4），說明‘南亞2號與參考品種最接近，其種仁礦質營養(yǎng)表現(xiàn)最好；其次是‘HAES 922、‘O.C.、‘南亞3號和‘24，其關聯(lián)度均大于0.63，說明這4份種質的種仁礦質營養(yǎng)表現(xiàn)也較好；而排名位于最后5位的種質分別是‘HAES 783、‘D、‘HAES 333、‘HAES 246和‘Yonik，其與參考品種的關聯(lián)度較小，種仁礦質營養(yǎng)表現(xiàn)則較差；其它種質的關聯(lián)度則居中，種仁礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)中等。

由于各種礦質元素在各參試種質間的豐度不同，故在加權關聯(lián)度分析中將8種礦質元素分別賦予相應的權重系數(shù)（按測定順序，各元素的權重系數(shù)依次為0.099、0.085、0.093、0.088、0.218、0.136、0.135、0.146），以便更好地評價不同種質的優(yōu)劣。由表2可知，種仁礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)最好的仍然是‘南亞2號，其次為‘HAES 922、‘H2、‘10和‘24，而綜合表現(xiàn)較差的最后5位種質分別為‘HAES 783、‘HAES 333、‘DAD、‘NG 18和‘HAES 246，其它種質的種仁礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)中等。另外，28份種質中僅‘南亞2號、‘HAES 922、‘24、‘HAES814和‘HAES 783等5份種質的位次在加權關聯(lián)度和等權關聯(lián)度分析中完全一致，其它種質的位次則發(fā)生了不同程度的變化。

盡管等權分析結果與加權分析結果間存在一定的差異，但對表2中的等權與加權關聯(lián)度位次進行秩相關分析，結果表明二者之間的秩相關系數(shù)rs=0.941**，達到極顯著水平，說明灰色關聯(lián)分析中參試種質等權位次與加權位次的吻合程度高，能真實反映各種質的優(yōu)劣水平。

2.3 模糊綜合評判

依據(jù)模糊數(shù)學理論計算出各種質礦質營養(yǎng)的模糊綜合評判值及位次（表3），模糊綜合評判值越大，種質礦質營養(yǎng)的綜合表現(xiàn)越好[15]。如表3所示，28份種質中僅‘南亞2號、‘南亞3號、‘HAES 783和‘HAES 814等4份種質的加權模糊評判結果和等權模糊評判結果完全一致，其它種質的評判位次則發(fā)生了不同程度的變化。在等權重情況下，‘南亞2號的綜合評判值最大，為0.660 3，說明該種質的種仁礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)最好；其次為‘24、‘HAES 922、‘南亞3號和‘O.C.，其綜合評判值分別為0.531 3、0.524 9、0.521 7和0.496 9，說明這4份種質的種仁礦質營養(yǎng)表現(xiàn)也較好；而‘HAES 783、‘D、‘HAES 246、‘HAES 333和‘Yonik的綜合評判值較小，位序為最后5位，說明這5份種質的種仁礦質營養(yǎng)表現(xiàn)較差；其它種質的評判值則居中，礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)中等。在加權重情況下，種仁礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)最好的種質仍然是‘南亞2號，其次分別為‘HAES 922、‘24、‘南亞3號和‘南亞116，而綜合評判較差的最后5位種質分別為‘HAES 783、‘DAD、‘HAES 333、‘NG 18和‘HAES 246，其它種質表現(xiàn)居中。

雖然大多數(shù)種質的評判位次在等權評判結果與加權評判結果間存在一定差異，但對表3中的等權與加權模糊評判位次進行秩相關檢驗，結果表明二者之間的秩相關系數(shù)rs=0.920**，達到極顯著水平，說明模糊綜合評判結果中，參試種質等權位次與加權位次的吻合程度高，能真實反映各種質綜合品質性狀的優(yōu)劣。

2.4 種質等級劃分

在評價種質礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)優(yōu)劣時，只有對各礦質元素賦予相應的權重系數(shù)，才能得到客觀合理地綜合評價結果。因此，在加權重情況下，將模糊綜合評判和灰色關聯(lián)度分析結合起來評判，28份澳洲堅果種質可分成3個等級。其中，‘南亞2號和‘HAES 922屬礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)優(yōu)良的種質類型，其模糊綜合評判值均大于0.50，灰色關聯(lián)度則均大于0.63；‘H2、‘24、‘10等17份種質屬礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)中等的種質類型，其模糊綜合評判值介于0.32～0.5，灰色關聯(lián)度則介于0.52～0.63；‘HAES 783、‘HAES 333、‘DAD、‘NG 18、‘HAES 246、‘Yonik、‘HAES 788、‘HAES 814和‘D等9份種質屬礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)較差的種質類型，其模糊綜合評判值均小于0.32，灰色關聯(lián)度均小于0.52。

3 討論與結論

本研究對28份澳洲堅果種質的種仁礦質元素（K、P、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn、Cu）含量進行了測定與分析，結果發(fā)現(xiàn)各礦質元素在供試種質種仁內的平均含量由高到低依次為K>Mg>P>Ca>Mn>Fe>Zn>Cu，這與Moodley[2]等對南非澳洲堅果種仁礦質營養(yǎng)的研究結果基本一致，也同杏仁、核桃等堅果種仁的部分礦質元素含量順序（Mg>Ca>Fe>Cu）結果基本吻合[16]。其中，K含量約高出Mg、P、Ca含量的2～4倍，Mn、Fe含量則高出Zn、Cu含量約3～5倍，分別成為種仁內較為主要的常量與微量元素（表1），這與成熟澳洲堅果的果皮[17]及種殼[18]礦質元素含量特征較為相似，也說明K與Mn、Fe元素可能是澳洲堅果果實富集較多的常量與微量礦質元素。

礦質元素的含量與組成特征是評價果實品質的重要指標。本試驗對不同種質澳洲堅果種仁中礦質元素含量的分析結果表明，澳洲堅果種仁的8種礦質元素含量在供試種質間差異均較大，4個常量元素含量最多的種質分別約為其含量最低者的1.6～1.7倍，而4個微量元素含量最多的種質分別約是其含量最低者的2.0～3.4倍。可見，澳洲堅果種仁微量元素含量的變化幅度大于其常量元素，尤其是Mn元素的含量在種質間變異較大，這與前人的研究結果相一致[2]。從種質比較來看，有些礦質元素含量在個別種質的種仁中表現(xiàn)較為突出，如‘O.C.、‘Own Venture、‘10、‘南亞116號及‘南亞2號是供試種質中K含量較高的5份種質，‘南亞2號與‘南亞3號則是Mg含量最為豐富的2個種質，P含量較高的種質有‘南亞2號、‘Winks與‘24，而富集較多Ca的種質為‘HAES 922、‘特殊種、‘B 3/74與‘O.C.。此外，Mn、Fe元素含量較多的種質分別為‘H2、‘10、‘特殊種與‘南亞2號、‘特殊種、‘HAES 344，而Zn、Cu含量較豐富的種質分別有‘HAES 922、‘74與‘A、‘10、‘24。因此，通過分析各種質的種仁礦質元素含量差異，有助于了解各種質的種仁礦質營養(yǎng)特性，對各種質的品質評價具有重要的指導作用。

灰色關聯(lián)度分析和模糊綜合評判法是近年來發(fā)展起來的一種評估方法，在多個性狀的綜合且定量評價上能夠比傳統(tǒng)的平均數(shù)統(tǒng)計分析、方差分析、綜合評價指數(shù)法或因子分析法更加全面、準確地揭示事物的本質，已被廣泛應用于多種作物上[19-22]。本研究運用灰色系統(tǒng)理論和模糊綜合評判法對澳洲堅果種質的種仁礦質營養(yǎng)特性進行綜合評價，能定量、全面、準確地綜合評估澳洲堅果種質。從灰色關聯(lián)度分析和模糊綜合評判結果來看，這2種分析方法中的等權分析結果和加權分析結果雖然都存在一定的差異，但參試種質的等權位次與加權位次均高度吻合，能客觀地反映各種質種仁礦質營養(yǎng)的優(yōu)劣。在等權分析中，8種礦質元素均被視為同等重要，但實際上各種礦質元素在種質間的重要性不同，因此加權分析結果較等權分析更接近實際。本研究中，這2種分析方法所得出的結果基本一致，即‘南亞2號和‘HAES 922是種仁礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)最好的澳洲堅果優(yōu)良種質，而‘HAES 783、‘HAES 333、‘DAD、‘NG 18、‘HAES 246、‘Yonik、‘HAES 788、‘HAES 814和‘D等9份種質屬礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)較差的種質，‘H2、‘24、‘10等17份種質的種仁礦質營養(yǎng)綜合表現(xiàn)中等。盡管種質的礦質營養(yǎng)綜合評價位次在這2種分析方法中存在一定的差異，但種質位次的變化趨勢總體一致，對澳洲堅果種質的綜合評價并不影響。因此，應用這2種分析方法綜合評價澳洲堅果種質的種仁礦質營養(yǎng)特性，其結果較準確且合理，能真實反映各種質的種仁礦質營養(yǎng)水平。

參考文獻

[1] 中國熱帶農業(yè)科學院. 中國熱帶作物產業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[M]. 北京： 科學出版社， 2014： 147-152.

[2] Moodley R， Kindness A， Jonnalagadda S B. Chemical composition of edible macadamia nuts（Macadamia integrifolia）and impact of soil quality[J]. Journal of Environmental Science and Health， 2007， 42（14）： 2 097-2 104.

[3] 楊為海， 王 維， 曾 輝， 等. 澳洲堅果不同種質果實數(shù)量性狀的研究[J]. 熱帶作物學報， 2011， 32（8）： 1 434-1 438.

[4] 楊為海， 張明楷， 鄒明宏， 等. 澳洲堅果主要品質性狀的灰色關聯(lián)度分析和模糊綜合評判[J]. 熱帶作物學報， 2012， 33（10）： 1 743-1 748.

[5] Maguire L S， O'Connor T P， O'Brien N M. Fatty acid profile， tocopherol， squalene and phytosterol content of walnuts， almonds， peanuts， hazelnuts and the Macadamia nut[J]. International Journal of Food Science and Nutrition， 2004， 55（3）： 171-178.

[6] 杜麗清， 鄒明宏， 曾 輝， 等. 澳洲堅果果仁營養(yǎng)成分分析[J]. 營養(yǎng)學報， 2010， 32（1）： 95-96.

[7] 楊為海， 張明楷， 鄒明宏， 等. 澳洲堅果不同種質果仁粗脂肪及脂肪酸成分的研究[J]. 熱帶作物學報， 2012， 33（7）： 1 297-1 302.

[8] Curb J D， Wergowske G， Dobbs J C， et al. Serum lipid effects of high-monounsaturated fat diet based on macadamia nuts[J]. Archives of Internal Medicine， 2000， 160（8）： 1 154-1 158.

[9] Garg M L， Blake R J， Wills R B. Macadamia nut consumption lowers plasma total and LDL cholesterol levels in hypercholesterolemic men[J]. Journal of Nutrition， 2003， 133（4）： 1 060-1 063.

[10] Wall M M. Functional lipid characteristics， oxidative stability， and antioxidant activity of Macadamia nut（Macadamia integrifolia）cultivars[J]. Food Chemistry， 2010， 121（4）： 1 103-1 108.

[11] 敖茂宏， 宋智琴， 羅曉青， 等. 澳洲堅果中微量元素的測定[J]. 貴州農業(yè)科學， 2009， 37（7）： 162-163.

[12] 魯如坤. 土壤農業(yè)化學分析方法[M]. 北京： 中國農業(yè)科技出版社， 2000.

[13] 賀 佳， 高爾生， 樓超華. 綜合評價中權重系數(shù)及標準化方法的研究[J]. 中國公共衛(wèi)生， 2001， 17（11）： 1 048-1 050.

[14] 劉錄祥， 孫其信， 王士蕓. 灰色系統(tǒng)理論應用與作物新品種綜合評估初探[J]. 中國農業(yè)科學， 1989， 22（3）： 22-27.

[15] 王春平， 張改生， 張 偉， 等. 應用模糊綜合評判和灰色關聯(lián)度分析評估小麥新品種[J]. 西北農林科技大學學報（自然科學版）， 2005， 33（8）： 126-131.

[16] Moodley R， Kindness A， Jonnalagadda S B. Elemental composition and chemical characteristics of five edible nuts（almond， brazil， pecan， macadamia and walnut）consumed in Southern Africa[J]. Journal of Environmental Science and Health Part B， 2007， 42（5）： 585-591.

[17] 張漢周， 張明楷， 劉遂飛， 等. 澳洲堅果不同種質果皮內含物含量的研究[J]. 熱帶作物學報， 2015， 36（3）： 541-545.

[18] 楊為海， 張明楷， 曾 輝， 等. 澳洲堅果種殼礦質元素含量研究[J]. 湖北農業(yè)科學， 2011， 50（23）： 4 958-4 961.

[19] 謝曉丹， 陳順輝， 巫升鑫， 等. 烤煙新引品種的模糊綜合評判和灰色關聯(lián)度分析[J]. 福建農林大學學報（自然科學版）， 2002， 31（2）： 160-163.

[20] 王春平， 張改生， 張 偉， 等. 應用模糊綜合評判和灰色關聯(lián)度分析評估小麥新品種[J]. 西北農林科技大學學報（自然科學版）， 2005， 33（8）： 126-131.

[21] 于平福， 朱建華， 黃風珠， 等. 廣西龍眼種質資源果實性狀的AHP-FUZZY綜合評判[J]. 植物遺傳資源學報， 2006， 7（3）： 284-288.

[22] 齊乃敏， 朱為民， 丁海東. 溫室番茄品比試驗中品質性狀的灰色關聯(lián)度綜合評估[J]. 上海農業(yè)學報， 2005， 21（1）： 33-36.