10個黑老虎品系間果肉果汁中營養成分及含量的變異分析

鄒建文，羅先權，饒紅欣，陳 靈，陸松全，何潤華，陳 銘，何 艷

（1. 湖南省植物園，湖南 長沙 410116；2. 通道縣林業局，湖南 通道 418500）

黑老虎Kadsura coccineaLem.又名冷飯團、布福娜，為五味子科南五味子屬多年生攀援藤本植物，廣泛分布于湖南、江西、福建、廣東、海南、廣西、貴州、云南和四川等省區[1-3]。黑老虎在我國民間的藥用歷史悠久[4]，其根、藤莖及果實均可入藥，具有行氣止痛、散瘀通絡之功效，主治風濕痹痛、跌打損傷、胃病及婦科病等疾病[2,5-6]。黑老虎果肉富含氨基酸和微量元素，為諸如苗、瑤、畬、侗、壯族等少數民族廣泛使用的藥材，被譽為“美容長壽之果”[7]。因其風味獨特且具保健功效，近年來黑老虎作為一種新奇水果已逐漸得到了市場的認可[3,8]。

黑老虎作為水果的巨大發展潛力吸引著許多學者的關注，相關研究主要集中于果實營養成分分析[9-11]及其加工特性[3,8,12]等方面，而有關營養成分種內變異的研究報道相對較少，僅見少量有關種源[13]和品種（系）[14]水平的研究報道。黑老虎作為一種新奇水果新品種（系）的選育，其果實營養成分及含量是其中的關鍵指標。

湖南省通道縣是較早開展黑老虎人工種植的地區，已發展逾數萬公頃黑老虎，黑老虎已成為該縣國家地理標志農產品[15]。多年來，我們在通道縣挖掘和選育了一批黑老虎優良品系。為了增進對黑老虎品系特性的了解，亦為黑老虎水果型優良種質的選育提供理論依據和技術參考，本研究重點分析了不同黑老虎品系間果肉果汁中營養成分及含量的差異情況，現將研究結果分析報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試的10個黑老虎品系的編號分別為TD40、TD41、TD43、TD44、TD46、TD50、TD51、TD52、TD54、TD58，其果實（聚合果）均采自湖南省通道縣獨坡鎮蝦團村平寬黑老虎基地，每個品系各采集鮮果20個，果實采摘后5 h內被運送至-38 ℃的冷凍庫中貯藏。

1.2 營養物質含量的測定

測定前，將果實從-38 ℃的冷凍庫內取出，置于4 ℃冰箱內冷藏12 h。每個品系各隨機取10個黑老虎的果肉果汁，用普通食品打漿機打漿15 min，然后將打好的漿液（果漿）置于4 ℃的冰箱內保鮮備用。

參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》、GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》、GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》、GB 5009.86—2016《食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定》和NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法》中規定的方法分別測定果漿中灰分、蛋白質、總酸、維生素C、可溶性固形物的含量；總糖和還原糖的含量按照GB 5009.8—2016《食品安全國家標準食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》中說明的方法進行測定；17種氨基酸中，異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸及纈氨酸等8種氨基酸均屬于必需氨基酸，人體不能合成或合成速度較慢，需由食物提供；精氨酸和組氨酸為兒童必需氨基酸；丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸及酪氨酸為非必需氨基酸[16-17]。除了色氨酸的含量采用高效液相色譜法進行測定之外，其余16種氨基酸的含量均按GB 5009.124—2016《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》中規定的方法進行測定。

1.3 數據分析

應用Excel軟件整理數據，并計算各種營養指標的變異系數；應用SPSS 13.0軟件處理數據，分別進行單因素方差分析和多重比較、相關性分析（Pearon系數）及主成分分析。

2 結果與分析

2.1 10個黑老虎品系間果肉果汁中各種基本營養成分及其含量的變異分析

10個黑老虎品系果肉果汁中各種基本營養成分含量的測定結果見表1。由表1可知，10個黑老虎品系間果肉果汁中各種基本營養成分的含量均存在顯著差異（P＜0.05）。灰分含量，TD44的顯著低于其他9個品系的，而其他9個品系間其含量差異不顯著（P≥0.05）。蛋白質含量，TD41的顯著最高，其次為TD44的，兩者均超過10 mg·g-1；其余品系的含量均在 4 mg·g-1以下；TD46的含量最低，在0.5 mg·g-1以下。總糖和還原糖含量，TD43的均最高，其次均為TD41的，兩者均顯著高于其他品系的；TD58的總糖含量最低，TD43的總糖含量比TD58的高44.74%；TD40的還原糖含量最低，TD43的還原糖含量比TD40的高43.31%。總酸含量，TD51的最高，TD50的最低，前者比后者高51.79%。維生素C含量，TD43的最高，顯著高于其他品系的，TD52的最低，前者比后者高24.77%。可溶性固形物含量，TD43、TD50和 TD58的均接近 80 mg·g-1，且均顯著高于其他品系的；TD52的含量最低，在60 mg·g-1以下。從變異系數來看，在10個品系間，蛋白質含量的變異程度最大，維生素C含量的變異程度最小。

2.2 10個黑老虎品系間果肉果汁中各種氨基酸組分及含量的變異分析

各個氨基酸組分的含量在10個品系間均表現出顯著差異（表2）。在人體必需氨基酸中，異亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸的含量，均以TD40的為最高；賴氨酸、苯丙氨酸、色氨酸的含量分別以TD41、TD44、TD54的為最高；TD43的異亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸的含量均最低，TD52的賴氨酸、蘇氨酸和纈氨酸的含量均最低，TD44的色氨酸含量最低。兒童必需氨基酸（表3）中，精氨酸和組氨酸的含量，均以TD40的為最高，而分別以TD46和TD43的為最低。

在人體內能合成的非必需氨基酸（表3）中，TD40的谷氨酸、甘氨酸、絲氨酸含量，TD54的丙氨酸和天冬氨酸含量，TD43的脯氨酸含量，TD44的酪氨酸含量分別最高；TD43的丙氨酸含量，TD46的絲氨酸含量，TD52的天冬氨酸、甘氨酸和脯氨酸含量，TD58的天冬氨酸、谷氨酸含量，TD51的酪氨酸含量分別最低。在兒童必需氨基酸（表3）中，精氨酸的含量，TD40的最高，TD46的最低；組氨酸的含量，TD40的也最高，TD43、TD51和TD52的均最低。

10個黑老虎品系果肉果汁中氨基酸總含量和必需氨基酸、非必需氨基酸的含量及其占氨基酸總含量的比例見表4。由表4可知，氨基酸總含量、必需氨基酸含量、兒童必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量，TD40的均最高，TD41的均次之；TD52的氨基酸總含量和非必需氨基酸含量均最低，TD43的必需氨基酸含量最低，TD46的兒童必需氨基酸含量最低。

表1 10個黑老虎品系果肉果汁中各種基本營養成分的含量?Table 1 Contents of all sorts of basic nutrient composition in fruit pulp and juice of 10 K. coccinea clones

表2 10個黑老虎品系果肉果汁中各種必需氨基酸的含量?Table 2 Content of essential amino acids in fruit pulp and juice of 10 K. coccinea clones

綜上所述，10個黑老虎品系果肉果汁中精氨酸、色氨酸和脯氨酸含量的變異程度均較高，其變異系數均大于40%；必需氨基酸占氨基酸總含量的比例的變異程度最低，其變異系數低于5%；甘氨酸、賴氨酸、絲氨酸和蘇氨酸含量的變異程度均較低，其變異系數均在15%以下。

2.3 10個黑老虎品系果肉果汁中各種營養成分的綜合評價

2.3.1 各種營養成分間的相關性分析

10個黑老虎品系果肉果汁中各種營養成分間的相關性分析結果見表5。表5表明，還原糖含量與總糖含量之間、維生素C含量與還原糖含量之間、必需氨基酸含量與氨基酸總含量之間均呈極顯著正相關（P＜0.01），維生素C含量與總糖含量間呈顯著正相關，必需氨基酸占氨基酸總含量的比例與灰分含量間呈顯著負相關。

表3 10個黑老虎品系果肉果汁中各種非必需氨基酸和兒童必需氨基酸的含量?Table 3 Contents of non-essential amino acids and essential amino acids for child in fruit pulp and juice of 10 K. coccinea clones

表4 10個黑老虎品系果肉果汁中氨基酸總含量和必需氨基酸、非必需氨基酸的含量及其占氨基酸總含量的比例Table 4 Content of total amino acids, essential amino acids, and non-essential amino acids in fruit pulp and juice of 10 K. coccinea clones

2.3.2 各種營養成分的主成分分析

為了全面而準確地評價10個黑老虎品系果肉果汁的營養品質，應用10個黑老虎品系果肉果汁中灰分含量、蛋白質含量、總糖含量、還原糖含量、總酸含量、維生素C含量、可溶性固形物含量和氨基酸總含量、人體必需氨基酸含量、人體非必需氨基酸含量、兒童必需氨基酸含量、人體必需氨基酸的占比、兒童必需氨基酸的占比這13個營養指標進行主成分分析，先將此13個營養指標的測定值進行標準化處理，然后計算10個黑老虎品系的主成分特征值、貢獻率、累積貢獻率及載荷系數，依據主因子特征值大于1的原則提取3個主成分[17]，各個主成分的特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率見表6。由表6可知，3個主成分的累計貢獻率為81.282%，說明其包含了黑老虎營養成分及含量的絕大部分信息；主成分1的方差貢獻率為36.536%，主要代表總酸含量、氨基酸總含量、人體非必需氨基酸含量、兒童必需氨基酸含量、人體非必需氨基酸含量、兒童必需氨基酸占比；主成分2的方差貢獻率為24.679%，主要代表總糖、還原糖、維生素C、可溶性固形物的含量；主成分3的方差貢獻率為20.068%，主要代表灰分和蛋白質的含量。

表5 10個黑老虎品系間果肉果汁中各種營養指標之間的相關性分析結果Table 5 Relationship between contents of all sorts of nutritional index in fruit pulp and juice of 10 K. coccinea clones

3個主成分對應各營養指標的載荷系數見表7。由表7可知，灰分含量、蛋白質含量、氨基酸總含量、必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量、兒童必需氨基酸含量及兒童必需氨基酸的占比與主成分1均呈正載荷；其中兒童必需氨基酸含量的貢獻最大，其載荷系數為0.195，其次為氨基酸總含量、必需氨基酸含量和非必需氨基酸含量，其載荷系數均在0.180以上。主成分2除了與總酸含量、必需氨基酸的占比均呈負載荷之外，與其余11個營養指標均呈正載荷，其中維生素C含量、還原糖含量、總糖含量與主成分2的載荷系數均在0.250以上。在與主成分3呈正載荷的8個營養指標中，蛋白質含量與主成分3的載荷系數最大（0.337），其次為必需氨基酸占比的（0.213）；在與主成分3呈負載荷的5個營養指標中，灰分含量與主成分3的載荷系數最小，為-0.325。

表6 各個主成分的特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率Table 6 Eigenvalue, variance contribution rate and cumulative variance contribution rate of principal components

2.3.3 各種營養成分的綜合評價

根據表6中的主成分特征向量及表7中的主成分載荷系數，可計算得到3個主成分的得分值；然后以各主成分對應的方差貢獻率為權重，進而計算出10個黑老虎品系13個營養指標的綜合得分與排名[17]，計算結果見表8。由表8可知，得分排名前2位的品系為TD40和TD41。TD40的蛋白質、總糖和還原糖含量均較低，其Vc含量處于中等水平，而其絕大部分氨基酸組分的含量均較高，說明TD40果肉果汁的營養品質最優；TD41的蛋白質、總糖、還原糖含量均較高，其Vc含量處于中上水平，而其絕大部分氨基酸組分的含量均處于中上水平，說明TD41果肉果汁的營養品質較優。

表7 各個主成分的荷載系數Table 7 Loading coefficient of principal components

表8 10個黑老虎品系的主成分得分與排名Table 8 Scores and ranking of principal components for 10 K. coccinea clones

3 討 論

黑老虎為兼具藥用、食用和觀賞價值的多用途植物，近10年來已選育出一批優良品系，且已應用于生產實踐之中。作為鮮食水果，其果實的營養品質是決定其市場價值的主要因素之一[17-18]，黑老虎作為一種藥食同源的新型保健水果，對其基本營養成分和氨基酸組成的研究尤為重要[19]。為了拓寬鮮食水果黑老虎的市場前景，本研究選擇湖南省通道縣的10個黑老虎品系，對其果肉果汁的營養成分及含量進行測定與比較分析，結果表明，10個黑老虎品系間果肉果汁中灰分、蛋白質、總糖、還原糖、總酸、維生素和可溶性固形物等基本營養成分的含量差異均極顯著（P＜0.01），TD41品系果肉果汁中蛋白質、總糖和還原糖的含量均較高，而TD40品系果肉果汁中這幾個營養成分的含量均相對較低；10個黑老虎品系的果肉果汁中均含有17種氨基酸，但其含量差異均極顯著，TD40品系果肉果汁中的氨基酸總含量、必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量、兒童必需氨基酸含量均最高，TD41在前3個指標上的表現也都較好，而其兒童必需氨基酸含量處于中等水平。可溶性固形物、總酸和與總糖等營養成分含量均為鮮食水果口感評價的重要指標，氨基酸的組成及含量不僅影響鮮食水果的營養價值和藥用價值，也影響其口感和風味[17]，10個黑老虎品系間這些指標值的差異均大，表明各個品系間其果實的口感和風味均有明顯的不同。

10個黑老虎品系間果肉果汁中各種營養成分的變異幅度都非常大，其中，蛋白質含量為0.25～14.01 mg·g-1，其變異系數高達118.03%；其次分別是精氨酸、酪氨酸、脯氨酸，其含量分別為0.39～1.55、0.07～ 0.21、0.12～0.49 mg·g-1，其變異系數均超過40%。這一結果與毛云玲等[13]對云南不同種源和單株黑老虎的研究結果基本一致。有所不同的是，相對而言，本研究中10個黑老虎品系的維生素C含量（0.188～0.234 mg·g-1）和必需氨基酸的占比（0.367～0.427）的變異幅度均較小，其變異系數都在10%以下，這可能因為本研究的對象是前期選育出的優良品系。盡管如此，黑老虎作為水果應用，在這些營養指標上具有極大的選擇潛力。

各種營養指標間的相關性分析結果表明，維生素C含量與總糖含量、還原糖含量間均呈顯著正相關，這與楊蕾等[17]對金柑的研究結果（6個金柑品種間其維生素C含量與總糖含量均呈顯著正相關）一致，而與姜璐等[20]對藍靛果的研究結果（18個藍靛果品種間其維生素C含量與總糖含量的相關性均不顯著）不一致；研究結果的差異可能與水果種類及生長立地條件等有關。相關性分析結果表明，黑老虎果肉果汁中的必需氨基酸含量與氨基酸總含量間呈顯著正相關（P＜0.05），必需氨基酸占氨基酸總含量的比例與灰分含量間呈顯著負相關。這些營養指標間的顯著相關性說明，各個營養指標并不是獨立的，而是相互關聯的，在未來黑老虎的種質評價中可考慮適當減少測試指標，這樣有利于選育工作的簡化。

研究結果表明，湖南通道10個黑老虎品系果肉果汁中的蛋白質含量，除了TD46、TD54和TD43的均較低之外，其余品系的均高于云南種源的；而其總糖、維生素C含量均低于云南種源的，其可溶性固形物和兒童必需氨基酸含量與云南種源的差異均較小，而其必需氨基酸含量遠高于云南種源的[13]。與黔東南種源的[9]相比，湖南通道黑老虎品系的Vc含量低得多，而其氨基酸總含量則較接近。由此可見，黑老虎品系的營養成分及含量變異十分豐富。本研究僅測試了近期在湖南省通道縣選育的黑老虎品系，品系數量尚少，這是本研究的局限所在。今后應將研究區域擴大至湖南省乃至黑老虎種植較早的貴州、廣西、福建等省區，增加測試的樣本量，加大試驗規模，以選育出更具營養價值的優良黑老虎新品種（系）。

4 結 論

10個黑老虎品系間果肉果汁中基本營養成分和氨基酸各組分的含量差異均顯著。采用主成分分析法對10個黑老虎品系果肉果汁的營養品質進行綜合評價，從中篩選出的TD40和TD41品系均為優良的水果型黑老虎品系。TD40品系的果肉果汁中絕大部分氨基酸組分的含量均最高，表明其營養品質最優；TD41品系的果肉果汁中蛋白質、總糖、還原糖的含量均最高，表明其營養品質也較優；而兩者在口感和風味上各具特色。因此建議，TD40和TD41品系可在生產中大力推廣。未來應擴大黑老虎種質的收集范圍，加強其水果型優良新種質的挖掘，以選育出更多更好的新品種（系）并應用于生產實踐中，從而提升黑老虎水果產業的發展水平。