張俊環(huán),張美玲,姜鳳超,楊 麗,孫浩元,王玉柱
(1北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院,100093)(2國家林業(yè)和草原局杏工程技術(shù)研究中心)
我國杏資源極其豐富,目前,世界杏屬植物有10~11個(gè)種,而我國保存的杏資源就有9個(gè)種[1],分別是普通杏、西伯利亞杏、藏杏、遼杏、紫杏、梅、卜瑞安康杏、政和杏、李梅杏。另外,仁用杏(又稱大扁杏)被認(rèn)為是由普通杏和西伯利亞杏自然種間雜交形成的類型[2-3],也有將仁用杏作為一個(gè)獨(dú)立的新種[4]。杏的植物學(xué)分類主要是根據(jù)葉片特性的標(biāo)準(zhǔn)劃分的,但其花、果實(shí)、種子的生物學(xué)特征甚至果實(shí)、種仁的營養(yǎng)組分也有較大的差異。杏果風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富,已有較多的研究和報(bào)道。同時(shí),杏仁營養(yǎng)價(jià)值更高,杏仁含有蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、維生素、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分[5-8],是公認(rèn)的營養(yǎng)保健食品;并且,苦杏仁因富含苦杏仁甙而具有化痰、止咳、潤肺、清熱、養(yǎng)顏、通便等功效,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,杏仁有降血脂、預(yù)防心臟病和動(dòng)脈粥樣硬化的作用,有較高的藥用價(jià)值[9-10]。為了更好地開發(fā)利用山杏資源,近些年一些學(xué)者對(duì)西伯利亞杏(也稱山杏)種仁的營養(yǎng)組分開展了較多的研究[11-14],另外,朱緒春等[14]對(duì)屬于不同杏屬植物的4份杏仁材料進(jìn)行了主要營養(yǎng)成分分析。但是,對(duì)于杏屬植物的大多種質(zhì)類型,其主要營養(yǎng)組分的狀況還沒有較為細(xì)致的評(píng)價(jià),尤其是對(duì)通過扁桃與仁用杏進(jìn)行屬間遠(yuǎn)緣雜交所獲得的新種質(zhì)還從未有營養(yǎng)組分?jǐn)?shù)據(jù)的發(fā)表。為了對(duì)不同杏資源進(jìn)行深入評(píng)價(jià)和更好地開發(fā)利用,本文對(duì)杏生產(chǎn)中主要的16份杏種質(zhì)種仁的氨基酸組成、脂肪酸組分以及主要礦質(zhì)元素鈣、鐵和硒含量進(jìn)行了測(cè)定分析。
供試的16份杏資源分別屬于7個(gè)種和變種,其中普通杏1份、普通杏變種4份、西伯利亞杏2份、紫杏1份、仁用杏6份,屬間雜交種質(zhì)2份(表1)。16份供試材料均采自北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院的杏資源圃,在果實(shí)充分成熟時(shí),每個(gè)品種分別從3株樹上采集果實(shí)30~50個(gè),帶回實(shí)驗(yàn)室剝?nèi)ス?,將杏核晾干后取出杏仁,每個(gè)品種的杏仁均勻混合,粉碎,用于杏仁各種營養(yǎng)成分的測(cè)定。
杏仁中蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用凱氏定氮法,氨基酸的測(cè)定是將風(fēng)干樣品以6 mol/L HCl在110 ℃的溫度下,抽真空封口,水解22 h后定容,采用全自動(dòng)氨基酸分析儀測(cè)定。
表1 試驗(yàn)材料
脂肪含量的測(cè)定參照GB/T 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)[15]中索氏抽提法測(cè)定。脂肪酸的測(cè)定采用氣相色譜內(nèi)標(biāo)法,參考蘇彥蘋等[16]的方法,氣相色譜條件:SP-2560毛細(xì)管色譜柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm),載氣N2,分流比為100∶1,進(jìn)樣體積1.0 μL。初始溫度100 ℃,持續(xù)13 min;100~180 ℃,升溫速率10 ℃/min,保持6 min;180~200 ℃,升溫速率1 ℃/min,保持20 min;200~230 ℃,升溫速率4 ℃/min;保持15 min。
鈣和鐵元素的測(cè)定采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(GB/T 5009.268—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》)[17],微量元素硒的測(cè)定采用氫化物原子熒光光譜法(GB/T 5009.93—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒的測(cè)定》)[18]。
各種營養(yǎng)成分測(cè)定時(shí),每份材料重復(fù)取樣3次。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算采用Excel 2010進(jìn)行處理,用SPSS 24.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較和相關(guān)性分析,用Duncan’s新復(fù)極差法檢驗(yàn)數(shù)據(jù)差異顯著性。
由圖1可知,杏仁富含蛋白質(zhì)和脂肪,測(cè)試的16份材料中均含有較高的蛋白質(zhì)和脂肪,蛋白質(zhì)含量為199.14~237.41 mg/g,均值為219.36 mg/g,不同種和品種間沒有顯著差異,‘優(yōu)2’‘優(yōu)1’‘龍王帽’和‘一窩蜂’這4個(gè)仁用杏品種的種仁中蛋白質(zhì)含量相對(duì)較高,均在230.55 mg/g以上。脂肪含量均值為403.27 mg/g,紫杏最低(337.36 mg/g),2個(gè)遠(yuǎn)緣雜交新種質(zhì)‘京仁2號(hào)’‘京仁3號(hào)’的含量較高,分別為469.60、440.34 mg/g;其次為仁用杏,除‘優(yōu)1’較低(393.47 mg/g)外,其余5個(gè)仁用杏品種均超過了412.38 mg/g。
圖1 不同品種杏仁中蛋白質(zhì)和脂肪含量
杏仁中含有豐富的氨基酸,在仁用杏、普通杏(鮮食杏)、普通杏變種(李光杏)、西伯利亞杏和紫杏的杏仁中均檢測(cè)到18種氨基酸,如表2所示,其中含量最多的是谷氨酸(Glu),其次為天門冬氨酸(Asp)和精氨酸(Arg),排在第4位的是亮氨酸(Leu)。7個(gè)種和變種類型間各種氨基酸含量均以紫杏杏仁中最高。
由圖2可知,對(duì)16份材料中的4種主要氨基酸進(jìn)行了進(jìn)一步的比較分析,結(jié)果表明所有測(cè)試材料間的差異不大,‘重瓣山杏’種仁中的含量相對(duì)最低,Asp、Glu、Leu和Arg的含量分別是20.0、48.7、14.6、19.4 mg/g,紫杏種仁中的含量最高,分別是35.6、74.7、22.7、30.6 mg/g。
表2 不同種杏仁中18種氨基酸含量 mg/g
圖2 不同品種杏仁中4種主要氨基酸的含量變化
由表3可知,在杏仁中均檢測(cè)到12種脂肪酸,分別是肉豆蔻酸(C14:0)、棕櫚酸(C16:0)、棕櫚油酸(C16:1)、珠光脂酸(C17:0)、順-10-十七碳一烯酸(C17:1)、硬酯酸(C18:0)、油酸(C18:1n9c)、亞油酸(C18:2n6c)、花生酸(C20:0)、順-11-二十碳一烯酸(C20:1)、α-亞麻酸(C18:3n3)和木焦油酸(C24:0),包括6種飽和脂肪酸和6種不飽和脂肪酸。其中不飽和脂肪酸占總脂肪酸的92.10%~94.78%。不同種杏資源種仁中的不飽和脂肪酸組分均以油酸(單不飽和脂肪酸)含量最高,其次是亞油酸(多不飽和脂肪酸),二者分別占總脂肪酸含量的65.60%~71.23%和22.68%~27.19%。杏仁中的飽和脂肪酸主要是棕櫚酸,占總脂肪酸含量的4.11%~5.65%。
仁用杏、西伯利亞杏、普通杏、普通杏變種等7個(gè)種類或類型相比,以普通杏變種1(‘重瓣山杏’)種仁中的總脂肪酸含量最高,為611.08 mg/g,而最低的是紫杏392.57 mg/g。
進(jìn)一步對(duì)16個(gè)品種間3種主要脂肪酸含量的變化進(jìn)行了測(cè)定分析,結(jié)果表明品種間的含量差異不顯著,只是‘重瓣山杏’中的油酸和總脂肪酸含量相對(duì)較高,其次為‘串枝紅’杏?!罟庑印衼営退岬暮棵黠@低于其他15個(gè)品種(圖3)。
杏仁中不但含有大量的人體必需氨基酸和不飽和脂肪酸,還含有多種有益于人體健康的礦質(zhì)營養(yǎng)。本研究結(jié)果表明,杏仁中的鈣含量為0.88~3.53 mg/g,平均為1.52 mg/g,不同種質(zhì)間的鈣含量也有較大的差異,其中紫杏含量最高,為3.53 mg/g,‘京仁2號(hào)’含量最低,為0.88 mg/g(表4)。
表3 不同種杏仁中主要脂肪酸組成及含量 mg/g
圖3 不同品種杏仁中主要脂肪酸含量變化
杏仁中也含有一定的鐵和硒等礦質(zhì)營養(yǎng),鐵含量在不同品種杏仁間有顯著差異,均值為32.86 mg/kg,‘優(yōu)1’杏仁中的鐵含量最高,為44.14 mg/kg(表4)。仁用杏、西伯利亞杏、普通杏(‘串枝紅’)、普通杏變種等7個(gè)種類或類型相比,以紫杏種仁中的鐵含量最高,為44.86 mg/kg,而最低的是普通杏(‘串枝紅’)24.42 mg/kg(表5)。
與含鐵量相比較,硒的含量在品種間變異幅度較大,含量最高的是‘京仁3號(hào)’(27.14 μg/kg),而含量最低的是仁用杏‘次扁’,僅為5.64 μg/kg(表4)。種間以屬間雜交種含量最高,紫杏含量最低,前者是后者的近3倍(表5)。
對(duì)16份杏資源種仁中多種營養(yǎng)組分間的相關(guān)性進(jìn)行了分析,結(jié)果如表6所示。杏仁中脂肪酸和不飽和脂肪酸之間呈極顯著正相關(guān),皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.998;而氨基酸和不飽和脂肪酸呈極顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.756。氨基酸、脂肪酸與礦質(zhì)元素含量尤其是鈣和鐵之間表現(xiàn)出極高的相關(guān)性,氨基酸含量與鐵元素含量呈顯著正相關(guān),不飽和脂肪酸含量與鈣和鐵含量都呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.610和-0.602。
表4 不同品種杏仁中鈣、鐵、硒含量
表5 不同種杏仁中鈣、鐵、硒含量
表6 16份杏資源種仁中不同營養(yǎng)組分間的相關(guān)性
本研究結(jié)果表明,杏仁中的鈣含量平均為1.52 mg/g,《中國食物成分表》中鮮牛乳的鈣含量是1.04 mg/g[19],測(cè)定杏資源種仁中鈣含量(除‘京仁2號(hào)’外)均已大大超過鮮牛乳,達(dá)到高鈣食品標(biāo)準(zhǔn),是較好的植物性鈣源食品。
杏仁蛋白質(zhì)含量豐富,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于《中國食物成分表》中鲅魚、鱖魚、帶魚等多種魚類的蛋白質(zhì)含量[19],并且含有人體必需的所有氨基酸種類,是優(yōu)質(zhì)蛋白食材。
不飽和脂肪酸是人體必需的重要營養(yǎng)物質(zhì),其對(duì)于維持人體健康、提高腫瘤患者的免疫功能、改善營養(yǎng)狀態(tài)起著重要的促進(jìn)作用。杏仁中不飽和脂肪酸的含量極高(占總脂肪酸含量的92.10%~94.45%),尤其是油酸(單不飽和脂肪酸)含量高,油酸能夠提升植物油的穩(wěn)定性,降低膳食中的膽固醇水平[20],并且,單不飽和脂肪酸比多不飽和脂肪酸抗氧化能力強(qiáng),不易酸敗變質(zhì),單不飽和脂肪酸比例較高的核桃貨架期較長(zhǎng)[21]??梢?,單不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸65.6%~71.23%的杏仁是研制高級(jí)植物油的重要材料來源。
另外,研究發(fā)現(xiàn),脂肪酸含量與礦質(zhì)營養(yǎng)含量也有一定的相關(guān)性,比較顯著的是,杏仁中不飽和脂肪酸含量與鈣含量呈顯著負(fù)相關(guān),不飽和脂肪酸含量相對(duì)較低的紫杏杏仁中,鈣含量較高;與此相反的是‘京仁2號(hào)’,其種仁中的不飽和脂肪酸含量較高,而鈣含量相對(duì)較低。這種相關(guān)性與山核桃上的研究結(jié)果相似,山核桃品種‘馬罕’不飽和脂肪酸含量與鈣元素含量表現(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān),飽和脂肪酸含量與鈣元素含量表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)[22]。
杏資源種和品種類型較多,不同杏種質(zhì)種仁中的主要營養(yǎng)組分含量也有較大的差異。仁用杏種仁中的蛋白質(zhì)和脂肪含量普遍高于其他類型。‘優(yōu)1’‘一窩蜂’‘北山大扁’‘龍王帽’‘優(yōu)2’和‘次扁’是當(dāng)前仁用杏生產(chǎn)中的6個(gè)主栽品種,其杏仁品質(zhì)也有較大的區(qū)別,尤其是礦質(zhì)營養(yǎng)含量,‘優(yōu)1’和‘優(yōu)2’這2個(gè)品種中的鈣、鐵、硒的含量都相對(duì)高于其他幾個(gè)仁用杏品種?!鄙酱蟊狻汀伪狻N仁中的硒含量顯著低于其他種和品種。生產(chǎn)中栽培面積最大的‘龍王帽’杏仁中各組分含量均處于居中的地位。這些結(jié)果是對(duì)主要栽培仁用杏品種間營養(yǎng)組分差異的首次報(bào)道。紫杏中多種氨基酸含量較高,而脂肪酸含量較低,并且鈣和鐵等礦質(zhì)營養(yǎng)含量較高,是開發(fā)適宜于老年人健康食品的好原料。普通杏中鮮食品種‘串枝紅’和普通杏變種李光杏種類的鮮食杏品種‘脆佳娜麗’‘庫買提’和‘李光杏’等,除了營養(yǎng)與美味并存的果肉可鮮食外,其種仁中的營養(yǎng)組分與僅有種仁可食用的山杏和仁用杏種類相比,并沒有明顯的差異。這些鮮食杏品種的果肉和種仁均有較高的營養(yǎng)組分,經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高。近幾年通過遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)選育出的創(chuàng)新種質(zhì)‘京仁2號(hào)’和‘京仁3號(hào)’除了具有適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、核大、出仁率高等優(yōu)點(diǎn)外,其種仁的品質(zhì)也較高,優(yōu)質(zhì)氨基酸和不飽和脂肪酸含量較高,并且含有相對(duì)較高的“長(zhǎng)壽元素”硒,是值得推廣應(yīng)用的優(yōu)良種質(zhì)。了解不同種和品種間杏仁營養(yǎng)組分的差異,可以更有針對(duì)性地進(jìn)行不同類型產(chǎn)品的加工利用和開發(fā)研究,可為杏仁主要營養(yǎng)組分的代謝調(diào)控機(jī)理研究奠定基礎(chǔ),也可為目標(biāo)育種研究材料的選擇提供科學(xué)依據(jù)。