嫩食南瓜主要矿质元素、营养成分含量及其相关性分析

王鹏伟，刘珍宇，白龙飞，刘振威*，孙 丽，李新峥

（1.河南科技学院园艺园林学院，河南新乡 453003；2.河南省园艺植物资源利用与种质创新工程研究中心，河南新乡 453003）

南瓜是葫芦科南瓜属一年生蔓生草本植物[1]。嫩食南瓜具有优良的营养品质和矿质元素[2]，人们对其的需求量不断增加[3]，对嫩食南瓜的研究也不断加深[4]。关于不同矿质元素含量对品质的影响，已有学者在苹果[5]、黄瓜[6]、南瓜[7]等植物中发现不同矿质元素含量下，品质会发生较大的变化，如果实色泽、含酸量、硬度、干物质等。但目前对矿质元素与南瓜果实品质相关研究还较少。矿质元素参与植物生长过程中的一些重要调节，如直接参与一些重要化合物的合成，起到酶促作用和代谢调节作用，同时一些元素可以起到运输营养物质的作用，生理生化功能非常广泛，对维持机体正常的生命活动具有重要意义[8]。钙（Ca）元素是植物体内含量较高的矿质元素，直接参与植物细胞壁的构建与稳定，起着稳定结构成分的作用，同时影响生长受体内产生的各种植物激素。钾（K）元素在植物细胞中主要发挥调节作用，如气孔开闭、根系吸水和根压、渗透调节，在生物体中发挥重要的生理功能。铁（Fe）可以调控叶绿体的片层结构，还是各种酶的组成部分，在生长生理中起着极为重要的作用。镁（Mg）元素是植物生长必不可少的物质，能够起到促进植物生长的作用，镁元素参与蛋白质的合成、叶绿素的合成，是各种酶的组成成分。钠（Na）元素是植物体内一种必需的矿质元素，钠元素具有刺激植物生长、调剂渗透压、影响植物水分平衡与细胞伸展的功能。锰（Mn）元素在植物的生长过程中发挥着至关重要的重要，是参与叶绿素生物合成的关键因子，锰还作为部分酶的活化剂，如己糖激酶、脱氢酶。镉（Cd）元素在植物体内含量少，但是作用大，对植物生长有刺激作用，主要表现是提高植物体内一系列酶活性，使叶绿素和营养物质含量增加。

以5 个嫩食南瓜材料为研究对象，通过测定不同嫩食南瓜中的矿质元素和主要营养成分含量，并采用隶属函数法对其矿质元素和主要营养成分含量进行综合分析，探讨不同嫩食南瓜矿质元素和主要营养成分含量及二者的相关性，以期为培育高产优质的嫩食南瓜新品种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为安早、材料1、材料2、百蜜嫩南瓜1号和百蜜嫩南瓜2 号等5 个嫩食南瓜品种（系），均来源于河南科技学院南瓜课题组，分别编号为试验材料CK、M1、M2、M3和M4。

1.2 试验方法

从每种试验材料中各选择3 个嫩食南瓜，从中间纵向切开，选择中间果肉切碎混匀，每处理3个重复，制好备用。VC含量采用荧光分光光度法[9]测定，蛋白质采用凯氏定氮法[10]测定，β-胡萝卜素采用浸提法[11]测定，干物质采用烘干法[12]测定，游离氨基酸采用茚三酮溶液显色法[13]测定，矿质元素采用电感耦合等离子体发射光谱仪法测定[14]。在对南瓜营养物质综合分析时采用隶属函数分析法[15]，隶属函数的计算采用以下公式：

上述公式中：Xi为参与试验南瓜中i物质的测定值；Xmax为参加试验南瓜中i物质的最大值；Xmin为参加试验南瓜中i物质的最小值。（1）式和（2）式的使用取决于所测指标与南瓜品质是否成正相关，若是则用（1）式，反之用（2）式。

1.3 数据处理

应用Excel、DPS 软件进行数据处理和相关分析[16]，采用隶属函数分析法对5 种嫩食南瓜的主要营养成分进行综合评定。

2 结果与分析

2.1 嫩食南瓜中主要矿质元素含量

测定5个嫩食南瓜品种（系）试验材料中Ca、K、Fe、Mg、Na、Mn和Cd等7个主要矿质元素含量结果如表1。可以看出，Ca含量M4最高，为3 001.05 μg·g-1；其次是M3（2 588.21 μg·g-1）；M2最低，为1 688.07 μg·g-1。K 含量M4 最高，为45 804.57 μg·g-1；而CK 最低，为26 476.14 μg·g-1。Fe 含量M1 最高，为579.03 μg·g-1；M2 最低，为139.20 μg·g-1。Mg 含量M4 最高，为2 263.57 μg·g-1；其次是M3，为2 260.23 μg·g-1；M2最低，为1 510.31 μg·g-1。Na 含量M1 最高，为1 325.83 μg·g-1；其次是M4，为1 239.42 μg·g-1；CK最低，为1 016.29 μg·g-1。Mn 含量M1 最高，为30.63 μg·g-1；M2 最低，为12.51 μg·g-1。Cd 含量M1最高，为11.49 μg·g-1；其次是M2，为10.65 μg·g-1；M4最低，为10.18 μg·g-1。

表1 嫩食南瓜中主要矿质元素含量 单位：μg·g-1

2.2 嫩食南瓜中主要营养成分含量

测定5 个嫩食南瓜材料的VC、蛋白质、干物质、β-胡萝卜素和游离氨基酸等5 个营养成分含量如表2。可以看出，VC含量M4最高，为6.12 mg·g-1；CK和M1最低，为2.38 mg·g-1，相差达到3.74 mg·g-1。蛋白质含量M4最高，为3.84 g·(100 g)-1；M3最低，为2.50 g·(100 g)-1，相差达到1.34 g·(100 g)-1。干物质含量M2 最高，为2.90 g；CK最低，为2.20 g·(100 g)-1，相差达到0.70 g。β-胡萝卜素含量M2 最高，为4.07 mg·kg-1；M1 最低，为0.93 mg·kg-1，相差达到3.14 mg·kg-1。游离氨基酸含量M2 最高，为3.91 g·(100 g)-1；M4 最低，为1.1 g·(100 g)-1，相差达到2.81 g·(100 g)-1。

表2 嫩食南瓜中主要营养成分含量

2.3 主要矿质元素与营养成分的隶属函数分析

通过分析测定的嫩食南瓜中7个主要矿质元素与5个主要营养成分的含量，我们发现利用单一的指标不能很好地对嫩食南瓜新品系品质与营养价值进行综合评价[17]。因此需要对主要内含物进行综合分析，对7种主要矿质元素和5 种主要营养成分含量采用模糊数学中的隶属函数分析法进行评价，结果如表3。可以看出，综合比较5 个嫩食南瓜材料的综合营养品质（主要矿质元素与营养成分）从大到小依次为：M4＞M1＞M3＞M2＞CK。

表3 嫩食南瓜中主要矿质元素与营养成分的隶属函数分析

2.4 主要矿质元素与营养成分的相关分析

对5个嫩食南瓜材料的7种主要矿质元素和5种主要营养成分含量进行相关分析，结果如表4。可以看出，在营养成分与矿质元素含量之间，VC与Ca、Fe、Mg 呈极显著正相关，VC与Ca 的相关系数最高。在营养成分含量之间，干物质与β-胡萝卜素呈显著正相关；在矿质元素含量之间，Ca与K、Mg呈极显著正相关，Ca与Na呈显著正相关，K与Mg呈极显著正相关，Fe与Na呈显著正相关，Fe与Mn呈极显著正相关，Na与Mn 呈极显著正相关。Ca 含量高的嫩食南瓜，与其呈极显著正相关的VC含量应该较高；K 含量高的嫩食南瓜，与其呈极显著正相关的VC含量应该较高；Mg含量高的嫩食南瓜，与其呈极显著正相关的VC含量应该较高。因此，嫩食南瓜中VC含量的增加可能与Ca、K、Mg含量有关。

表4 嫩食南瓜中矿质元素与主要营养成分的相关分析

3 小结与讨论

3.1 小结

对嫩食南瓜矿质元素含量的测定结果表明，百蜜嫩南瓜2 号的Ca、K 含量最高。矿质元素含量相关性分析中，Ca 与K 含量呈极显著正相关，相较于对照安早，大量元素含量都比较高，而微量元素含量较低。材料1 的Fe、Na、Mn 和Cd 含量最高，矿质元素含量相关性分析中Fe 和Na 呈显著正相关，相较于对照安早，微量元素含量较高。百蜜嫩南瓜1号的Mg含量最高，但Fe含量较低。对主要营养成分含量的测定结果表明，百蜜嫩南瓜2 号的VC和蛋白质含量最高，材料2 的干物质、β-胡萝卜素、游离氨基酸含量最高。营养成分含量在相关性分析中发现嫩食南瓜的干物质和β-胡萝卜素呈显著正相关。VC与Ca、K、Mg 呈极显著正相关。Ca 与K、Mg，K 与Mg，Fe 与Mn，Na 与Zn，Ca 与Na，Fe 与Na 之间均达到显著或极显著正相关。利用模糊数学隶属函数法对5个品种（系）7种主要矿质元素和5 种主要营养成分等进行综合分析，结果表明百蜜嫩南瓜2号、材料1、百蜜嫩南瓜1号、材料2的综合营养品质表现优良。

3.2 讨论

冯爱青等在控制南瓜发育中的营养因子的分析中得出嫩食南瓜中VC含量最高，蛋白质含量最低，而到南瓜成熟时期，氨基酸的含量增加，VC的含量逐渐减少[18]，与本试验中蛋白质含量低、VC含量高相符合，原因可能是由于早期南瓜叶绿素发育不完善，不能合成较多的蛋白质有关。郭言言等在印度南瓜果实营养成分分析中得出矿质元素含量与本试验结果K＞Ca＞Mg＞Na＞Fe＞Mn 的结论一致，但矿质元素含量相关性分析时Fe 与Mn、Mg 之间、Na 与Mn 之间的相关性结论不一致，有可能是由于试验材料不同所导致，具体原因还需通过试验进一步验证[19]。杨鹏鸣等在研究南瓜矿质元素含量的相关性分析中得出K 与Mg，Ga与Mg 之间呈极显著正相关[20]，所得数据与本试验结果有相似之处。李新峥等在南瓜矿质元素及其他品质性状的相关分析中得出的数据表明蛋白质与Ca、Mg呈显著正相关，相关系数分别为0.528、0.465[21]，与本试验所得结论不同，可能是南瓜主要矿质元素含量和营养成分含量取决于生态环境及相关元素在果实体内的分布及运转状况不同导致，而导致主要矿质元素本身之间和主要营养成分含量之间协同或拮抗作用的原因复杂，还有待于进一步研究。本试验南瓜材料所测的K 含量较其他矿质元素含量高出许多。而K 含量偏高，对南瓜主要营养品质是否有一定的影响，以及K 含量增加与南瓜主要营养品质的相关性也需要进一步研究。