嫩食南瓜主要礦質元素、營養成分含量及其相關性分析

王鵬偉，劉珍宇，白龍飛，劉振威*，孫 麗，李新崢

（1.河南科技學院園藝園林學院，河南新鄉 453003；2.河南省園藝植物資源利用與種質創新工程研究中心，河南新鄉 453003）

南瓜是葫蘆科南瓜屬一年生蔓生草本植物[1]。嫩食南瓜具有優良的營養品質和礦質元素[2]，人們對其的需求量不斷增加[3]，對嫩食南瓜的研究也不斷加深[4]。關于不同礦質元素含量對品質的影響，已有學者在蘋果[5]、黃瓜[6]、南瓜[7]等植物中發現不同礦質元素含量下，品質會發生較大的變化，如果實色澤、含酸量、硬度、干物質等。但目前對礦質元素與南瓜果實品質相關研究還較少。礦質元素參與植物生長過程中的一些重要調節，如直接參與一些重要化合物的合成，起到酶促作用和代謝調節作用，同時一些元素可以起到運輸營養物質的作用，生理生化功能非常廣泛，對維持機體正常的生命活動具有重要意義[8]。鈣（Ca）元素是植物體內含量較高的礦質元素，直接參與植物細胞壁的構建與穩定，起著穩定結構成分的作用，同時影響生長受體內產生的各種植物激素。鉀（K）元素在植物細胞中主要發揮調節作用，如氣孔開閉、根系吸水和根壓、滲透調節，在生物體中發揮重要的生理功能。鐵（Fe）可以調控葉綠體的片層結構，還是各種酶的組成部分，在生長生理中起著極為重要的作用。鎂（Mg）元素是植物生長必不可少的物質，能夠起到促進植物生長的作用，鎂元素參與蛋白質的合成、葉綠素的合成，是各種酶的組成成分。鈉（Na）元素是植物體內一種必需的礦質元素，鈉元素具有刺激植物生長、調劑滲透壓、影響植物水分平衡與細胞伸展的功能。錳（Mn）元素在植物的生長過程中發揮著至關重要的重要，是參與葉綠素生物合成的關鍵因子，錳還作為部分酶的活化劑，如己糖激酶、脫氫酶。鎘（Cd）元素在植物體內含量少，但是作用大，對植物生長有刺激作用，主要表現是提高植物體內一系列酶活性，使葉綠素和營養物質含量增加。

以5 個嫩食南瓜材料為研究對象，通過測定不同嫩食南瓜中的礦質元素和主要營養成分含量，并采用隸屬函數法對其礦質元素和主要營養成分含量進行綜合分析，探討不同嫩食南瓜礦質元素和主要營養成分含量及二者的相關性，以期為培育高產優質的嫩食南瓜新品種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為安早、材料1、材料2、百蜜嫩南瓜1號和百蜜嫩南瓜2 號等5 個嫩食南瓜品種（系），均來源于河南科技學院南瓜課題組，分別編號為試驗材料CK、M1、M2、M3和M4。

1.2 試驗方法

從每種試驗材料中各選擇3 個嫩食南瓜，從中間縱向切開，選擇中間果肉切碎混勻，每處理3個重復，制好備用。VC含量采用熒光分光光度法[9]測定，蛋白質采用凱氏定氮法[10]測定，β-胡蘿卜素采用浸提法[11]測定，干物質采用烘干法[12]測定，游離氨基酸采用茚三酮溶液顯色法[13]測定，礦質元素采用電感耦合等離子體發射光譜儀法測定[14]。在對南瓜營養物質綜合分析時采用隸屬函數分析法[15]，隸屬函數的計算采用以下公式：

上述公式中：Xi為參與試驗南瓜中i物質的測定值；Xmax為參加試驗南瓜中i物質的最大值；Xmin為參加試驗南瓜中i物質的最小值。（1）式和（2）式的使用取決于所測指標與南瓜品質是否成正相關，若是則用（1）式，反之用（2）式。

1.3 數據處理

應用Excel、DPS 軟件進行數據處理和相關分析[16]，采用隸屬函數分析法對5 種嫩食南瓜的主要營養成分進行綜合評定。

2 結果與分析

2.1 嫩食南瓜中主要礦質元素含量

測定5個嫩食南瓜品種（系）試驗材料中Ca、K、Fe、Mg、Na、Mn和Cd等7個主要礦質元素含量結果如表1。可以看出，Ca含量M4最高，為3 001.05 μg·g-1；其次是M3（2 588.21 μg·g-1）；M2最低，為1 688.07 μg·g-1。K 含量M4 最高，為45 804.57 μg·g-1；而CK 最低，為26 476.14 μg·g-1。Fe 含量M1 最高，為579.03 μg·g-1；M2 最低，為139.20 μg·g-1。Mg 含量M4 最高，為2 263.57 μg·g-1；其次是M3，為2 260.23 μg·g-1；M2最低，為1 510.31 μg·g-1。Na 含量M1 最高，為1 325.83 μg·g-1；其次是M4，為1 239.42 μg·g-1；CK最低，為1 016.29 μg·g-1。Mn 含量M1 最高，為30.63 μg·g-1；M2 最低，為12.51 μg·g-1。Cd 含量M1最高，為11.49 μg·g-1；其次是M2，為10.65 μg·g-1；M4最低，為10.18 μg·g-1。

表1 嫩食南瓜中主要礦質元素含量 單位：μg·g-1

2.2 嫩食南瓜中主要營養成分含量

測定5 個嫩食南瓜材料的VC、蛋白質、干物質、β-胡蘿卜素和游離氨基酸等5 個營養成分含量如表2。可以看出，VC含量M4最高，為6.12 mg·g-1；CK和M1最低，為2.38 mg·g-1，相差達到3.74 mg·g-1。蛋白質含量M4最高，為3.84 g·(100 g)-1；M3最低，為2.50 g·(100 g)-1，相差達到1.34 g·(100 g)-1。干物質含量M2 最高，為2.90 g；CK最低，為2.20 g·(100 g)-1，相差達到0.70 g。β-胡蘿卜素含量M2 最高，為4.07 mg·kg-1；M1 最低，為0.93 mg·kg-1，相差達到3.14 mg·kg-1。游離氨基酸含量M2 最高，為3.91 g·(100 g)-1；M4 最低，為1.1 g·(100 g)-1，相差達到2.81 g·(100 g)-1。

表2 嫩食南瓜中主要營養成分含量

2.3 主要礦質元素與營養成分的隸屬函數分析

通過分析測定的嫩食南瓜中7個主要礦質元素與5個主要營養成分的含量，我們發現利用單一的指標不能很好地對嫩食南瓜新品系品質與營養價值進行綜合評價[17]。因此需要對主要內含物進行綜合分析，對7種主要礦質元素和5 種主要營養成分含量采用模糊數學中的隸屬函數分析法進行評價，結果如表3。可以看出，綜合比較5 個嫩食南瓜材料的綜合營養品質（主要礦質元素與營養成分）從大到小依次為：M4＞M1＞M3＞M2＞CK。

表3 嫩食南瓜中主要礦質元素與營養成分的隸屬函數分析

2.4 主要礦質元素與營養成分的相關分析

對5個嫩食南瓜材料的7種主要礦質元素和5種主要營養成分含量進行相關分析，結果如表4。可以看出，在營養成分與礦質元素含量之間，VC與Ca、Fe、Mg 呈極顯著正相關，VC與Ca 的相關系數最高。在營養成分含量之間，干物質與β-胡蘿卜素呈顯著正相關；在礦質元素含量之間，Ca與K、Mg呈極顯著正相關，Ca與Na呈顯著正相關，K與Mg呈極顯著正相關，Fe與Na呈顯著正相關，Fe與Mn呈極顯著正相關，Na與Mn 呈極顯著正相關。Ca 含量高的嫩食南瓜，與其呈極顯著正相關的VC含量應該較高；K 含量高的嫩食南瓜，與其呈極顯著正相關的VC含量應該較高；Mg含量高的嫩食南瓜，與其呈極顯著正相關的VC含量應該較高。因此，嫩食南瓜中VC含量的增加可能與Ca、K、Mg含量有關。

表4 嫩食南瓜中礦質元素與主要營養成分的相關分析

3 小結與討論

3.1 小結

對嫩食南瓜礦質元素含量的測定結果表明，百蜜嫩南瓜2 號的Ca、K 含量最高。礦質元素含量相關性分析中，Ca 與K 含量呈極顯著正相關，相較于對照安早，大量元素含量都比較高，而微量元素含量較低。材料1 的Fe、Na、Mn 和Cd 含量最高，礦質元素含量相關性分析中Fe 和Na 呈顯著正相關，相較于對照安早，微量元素含量較高。百蜜嫩南瓜1號的Mg含量最高，但Fe含量較低。對主要營養成分含量的測定結果表明，百蜜嫩南瓜2 號的VC和蛋白質含量最高，材料2 的干物質、β-胡蘿卜素、游離氨基酸含量最高。營養成分含量在相關性分析中發現嫩食南瓜的干物質和β-胡蘿卜素呈顯著正相關。VC與Ca、K、Mg 呈極顯著正相關。Ca 與K、Mg，K 與Mg，Fe 與Mn，Na 與Zn，Ca 與Na，Fe 與Na 之間均達到顯著或極顯著正相關。利用模糊數學隸屬函數法對5個品種（系）7種主要礦質元素和5 種主要營養成分等進行綜合分析，結果表明百蜜嫩南瓜2號、材料1、百蜜嫩南瓜1號、材料2的綜合營養品質表現優良。

3.2 討論

馮愛青等在控制南瓜發育中的營養因子的分析中得出嫩食南瓜中VC含量最高，蛋白質含量最低，而到南瓜成熟時期，氨基酸的含量增加，VC的含量逐漸減少[18]，與本試驗中蛋白質含量低、VC含量高相符合，原因可能是由于早期南瓜葉綠素發育不完善，不能合成較多的蛋白質有關。郭言言等在印度南瓜果實營養成分分析中得出礦質元素含量與本試驗結果K＞Ca＞Mg＞Na＞Fe＞Mn 的結論一致，但礦質元素含量相關性分析時Fe 與Mn、Mg 之間、Na 與Mn 之間的相關性結論不一致，有可能是由于試驗材料不同所導致，具體原因還需通過試驗進一步驗證[19]。楊鵬鳴等在研究南瓜礦質元素含量的相關性分析中得出K 與Mg，Ga與Mg 之間呈極顯著正相關[20]，所得數據與本試驗結果有相似之處。李新崢等在南瓜礦質元素及其他品質性狀的相關分析中得出的數據表明蛋白質與Ca、Mg呈顯著正相關，相關系數分別為0.528、0.465[21]，與本試驗所得結論不同，可能是南瓜主要礦質元素含量和營養成分含量取決于生態環境及相關元素在果實體內的分布及運轉狀況不同導致，而導致主要礦質元素本身之間和主要營養成分含量之間協同或拮抗作用的原因復雜，還有待于進一步研究。本試驗南瓜材料所測的K 含量較其他礦質元素含量高出許多。而K 含量偏高，對南瓜主要營養品質是否有一定的影響，以及K 含量增加與南瓜主要營養品質的相關性也需要進一步研究。