山西三地野生沙棘结实性状和果实营养的研究

前言1.1沙棘的形态、结构及分布沙棘是胡颓子科沙棘属的一种多年生落叶灌木或小乔木，具有较强的抗逆性，适应力强，是中国西北干旱地区和半干旱地区的重要造林树种REF_Ref807\r\h[1REF_Ref813\r\h-2]。沙棘植株通常高达1-5m，幼树树皮光滑，呈现灰褐色，老树树皮粗糙，呈黑褐色。其枝条分枝繁多，棘刺粗壮。叶全缘，叶面绿色，背面密生银白色鳞片。花单性，花冠淡黄色，雌雄异株。沙棘果实呈球形、卵圆形、椭圆形等，为肉质浆果，果实成熟期为8-9月，颜色呈橙黄色或橙红色，散发芳香气味。我国是世界上天然沙棘种质资源最丰富的国家REF_Ref1489\r\h[3]。沙棘的耐寒、耐旱、耐盐碱能力好，适应力强，在2°13′33″～115°28′45″E、27°22′50″～68°50′46″N的欧亚大陆地区都有广泛分布REF_Ref1548\r\h[4]。我国拥有沙棘属植物6个种8个亚种，且主要集中分布于华北、西北和西南地区等，是我国重要的生态和经济植物资源。1.2沙棘果实营养成分的研究2001年，沙棘被纳为《中国药典》药食同源植物名录，因其药用价值与营养价值被官方认可而备受关注REF_Ref1617\r\h[5]。沙棘果实营养物质极为丰富，含有大量糖类、矿物质、蛋白质以及脂肪酸等。同时，它还富含上百种生物活性成分，如维生素类、甾醇、总酚、黄酮类和生物碱等REF_Ref1698\r\h[6REF_Ref1705\r\h-7]。沙棘果实有“维生素宝库”的美誉，Vc、E、A、K、B2、B3等含量颇高，其中，Vc含量远超柑橘类水果，至少高于猕猴桃维生素含量的2倍REF_Ref1806\r\h[8]。沙棘果实中的这些成分赋予了沙棘抗氧化、抗炎、增强免疫力、防癌抗癌、保护心血管、促进血液循环等多种健康功效。国内在研究沙棘结实性状、营养成分及其影响因素方面已取得了丰富成果。研究发现，不同产区的环境条件差异会对沙棘果实的有效成分含量及品质产生显著影响REF_Ref1888\r\h[9]。方贵平等REF_Ref1940\r\h[10]在针对中国典型产区沙棘综合品质的对比研究过程中发现，不同地区沙棘品种的品质存在显著差异，在四大研究产区中，以河北沙棘最优，山西沙棘次之。林玉友等REF_Ref1995\r\h[11]在研究沙棘果实营养成分因素时发现，不同生态型对沙棘果实成分影响较大，同时还受到采收时机、浆果成熟度、加工工艺、贮藏环境及温度等多重因素的共同作用。同时付依依等REF_Ref2067\r\h[12]的研究表明，沙棘果实营养物质的成分组成和含量因种类、品种以及果实部位的不同而有所差异。诸位学者探讨评估沙棘种质资源的果实品质以及影响因素等，为挖掘沙棘资源潜力，提升沙棘质量以及品种改良实践等提供了重要的理论依据。1.3山西省沙棘产业现状山西，作为中国沙棘的重要分布地区之一，拥有着极为可观的沙棘种植与生长面积，在国内位居首位。截至当前，山西省现存野生沙棘林总面积已突破40×104km2REF_Ref2126\r\h[13],在全国沙棘资源总量中占比较大，其中，吕梁地区作为山西省天然野生沙棘的核心分布区域，凭借着丰富且优质的沙棘资源，长久以来一直享有“沙棘宝库”的盛誉。山西的沙棘生长环境优越，光照充足、昼夜温差大，使得沙棘果实品质优良，营养成分含量高，尤其是Vc等活性成分丰富。因此山西沙棘在全国沙棘资源中占有重要地位，既是生态修复的主要树种，也是重要的经济树种。目前，山西沙棘产业链已初步成型。对山西本地沙棘资源展开深度开发利用，选育出产量高、品质优、营养丰富的优良沙棘品种，是提升山西沙棘产品竞争力，增强山西沙棘产业品牌影响力的有效途径。由于中国沙棘存在棘刺多、果实小、产量低以及采收难度大等问题，近年来，山西开始了大果沙棘的引种栽培试验。大果沙棘因其果实大、产量高、营养含量高且价值丰富等特点，成为了山西沙棘产业着重发展的关键领域。然而在引种试验的过程中，诸多试验表明大果沙棘品种无论是在对山西本地自然环境的适应方面还是营养含量方面都不如中国沙棘REF_Ref2234\r\h[14]。因此筛选适宜山西本地栽培的沙棘品种，提升沙棘质量，对山西省沙棘产业发展尤为重要。1.4研究目的在本研究中，从山西省太谷、古交、武乡三个地区采集不同单株沙棘的成熟果实样品，系统分析不同沙棘单株间在结实性状上的差异，同时对果实营养成分含量进行了比较评估。同时对三个地区沙棘的结实特征和营养成分进行差异分析，并探讨各项指标之间的内在联系，旨在聚焦山西沙棘资源，全面评估其结实性状与营养成分，筛选出产量高、品质优且营养价值丰富的优良品种，推动山西沙棘资源的开发与合理利用。2材料与方法2.1试验地概况实验采样区域选取山西省太谷、古交、武乡三个地区，信息详见表1。表1采样地区的地理气候状况样地经纬度平均海拔（m）年均温度（℃）年均降水量（mm）太谷112°33′15″E、37°24′56″N10989.9467古交111°30′46″E、37°49′12″N14969.5825武乡112°51′48″E、36°50′13″N12009.05192.2试验材料2024年9-11月，分别从山西太谷（TG1～TG6号）、古交（GJD2、GJ1～GJ6号）、武乡（WX1～WX6号）采集正处于盛果期沙棘的果实，共采集到19种沙棘单株成熟果实样品。采集时，采用枝果整体截取的方式，将样品即时封存于密封袋内并尽快带回实验室。2.3测定方法2.3.1结实性状指标的测定结实密度：分别于不同沙棘单株中随机抽取5根长度为10cm的结果枝，统计每个结果枝上的结果数，以此计算结实密度REF_Ref2332\r\h[15]。百果质量：分别从不同沙棘单株中随机摘取400粒果实，称量其质量REF_Ref2384\r\h[16]。果实横纵径及果柄长度：随机抽取10粒沙棘果实，分别测量其横纵径以及果柄长度REF_Ref2436\r\h[17]。果形指数：沙棘果实纵径/横径。果形划分标准：纵横比小于0.9，扁圆形；0.91～1.10，圆形；1.11～11.40，卵圆形；纵横比大于1.41，圆柱形REF_Ref2485\r\h[18]。2.3.2果实营养成分测定沙棘汁中可溶性固形物含量的测定采用折射仪法REF_Ref2541\r\h[19];Vc含量测定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法REF_Ref2609\r\h[20];可滴定酸含量测定采用酸碱中和滴定法REF_Ref2678\r\h[21];黄酮含量测定采用可见光分光光度法REF_Ref2740\r\h[22]。2.4数据处理采用EXCEL绘图，SPSS26.0进行数据处理，通过One-wayANOVA分析不同处理的同一指标差异显著性，并运用最小显著性差异数法(LSD)进行多重比较，以P＜0.05作为显著性标准。3结果与分析3.1山西野生沙棘的结实性状由表2数据可得，在本实验采集到的正处于盛果期的不同单株果实样本中，沙棘单株百果质量波动在6.5～28.4g之间，编号为WX1、TG6、GJ3、TG3、WX2、GJD2的五株沙棘单株在百果质量方面表现优异，分别为28.4g、17.1g、16.8g、16.5g、15.0g、13.0g。沙棘单株结实密度波动在8～92粒之间，编号为GJD2、WX5、GJ2、WX6、WX4、GJ6的的五株沙棘单株在结实密度方面表现优异，分别为92粒、59粒、57粒、53粒、50粒、45粒。沙棘单株果柄长度波动在0.8～2.7mm之间，编号为GJD2、GJ6、GJ5、WX6、GJ1、WX2的五株沙棘单株在果柄长度方面表现优异，分别为2.73mm、2.13mm、1.97mm、1.65mm、1.65mm、1.61mm。沙棘单株横径波动在4.4～7.4mm之间，编号为GJ3、TG6、WX1、GJ1、TG3、GJ4的五株沙棘单株在果实横径方面表现优异，分别为7.4mm、7.1mm、7.0mm、6.6mm、6.2mm、5.9mm。沙棘单株纵径波动在4.2～6.3mm之间，编号为WX1、GJ1、GJ3、TG3、GJD2、GJ2的五株沙棘单株在果实纵径方面表现优异，分别为6.3mm、6.0mm、5.9mm、5.6mm、5.5mm、5.2mm。沙棘单株果形指数波动范围为0.71～1.12，编号为WX6的沙棘品种果实形态为卵圆形，编号为TG3、GJ1、GJ2、GJD2、GJ6、WX1、WX3、WX4的沙棘单株的果实形态为圆形，其余编号的沙棘单株果形均为扁圆形。表2不同沙棘单株的结实性状单株编号百果质量（g)结实密度(粒)果柄长(mm)横径(mm)纵径(mm)果形指数(%)TG18.9±0.330±11.2±0.35.5±0.54.5±0.50.82±0.08TG28.8±0.218±10.8±0.25.2±0.54.5±0.40.87±0.13TG316.5±0.338±10.9±0.26.2±0.95.6±0.70.91±0.10TG48.1±0.420±11.6±0.25.2±0.54.2±0.80.82±0.12TG59.4±0.334±11.5±0.35.2±0.64.3±0.60.83±0.11TG617.1±0.340±11.2±0.47.1±0.65.0±0.50.71±0.09GJ111.8±0.329±11.6±0.26.6±0.56.0±0.30.92±0.07GJ26.3±0.257±11.5±0.55.7±0.45.2±0.40.92±0.07GJD213.0±0.492±12.7±0.45.8±0.55.5±0.40.94±0.04GJ316.8±0.38±11.0±0.27.4±0.55.9±0.40.80±0.07GJ48.8±0.250±11.6±0.35.9±0.75.0±0.50.87±0.09GJ57.4±0.335±12.0±0.25.5±0.34.8±0.40.88±0.07GJ66.7±0.245±12.1±0.45.5±0.45.0±0.10.93±0.04WX128.4±0.432±11.5±0.27.0±0.76.3±0.20.91±0.10WX215.0±0.540±11.6±0.35.6±0.35.0±0.40.90±0.04WX39.9±0.730±11.5±0.45.1±0.54.7±0.50.93±0.07WX47.5±0.350±11.6±0.45.4±0.44.9±0.40.91±0.09WX58.7±0.259±11.2±0.25.4±0.44.8±0.30.90±0.04WX66.5±0.353±11.6±0.24.4±0.44.9±0.51.12±0.11注：表中数据均以测量结果的均值±标准差形式呈现。3.2山西野生沙棘果实的营养成分由表3数据可得，在采集到的不同单株的成熟果实样品处理得到的沙棘汁中，沙棘单株果实中Vc含量波动在3.02～11.45mg·g-1之间，编号为WX6、TG3、GJ3、WX5、GJ6、WX2的六株沙棘单株在Vc含量方面表现突出，分别为11.45mg·g-1、11.2mg·g-1、8.48mg·g-1、7.64mg·g-1、6.37mg·g-1、6.24mg·g-1。沙棘单株果实中黄酮含量波动在5.45～34.51mg·g-1之间，编号为GJ5、GJ1、GJ3、GJ2、WX3、TG4的六株沙棘单株在黄酮含量方面表现突出，分别为34.51mg·g-1、34.38mg·g-1、31.94mg·g-1、29.09mg·g-1、22.43mg·g-1、22.20mg·g-1。沙棘单株果实中可溶性固形物含量波动在4.8～13.1%之间，编号为TG4、WX3、TG2、GJD2、WX6、GJ4的六株沙棘单株在可溶性固形物含量方面表现突出，分别为13.1%、13.1%、12.9%、11.5%、11.3%、10.9%。沙棘单株果实中可滴定酸含量波动在1.1～3.2%之间，编号为GJ2、GJ3、WX3、GJ1、TG1、WX2的六株沙棘单株在可滴定酸含量方面表现突出，分别为3.2%、3.2%、2.6%、2.4%、2.4%、2.4%。表3不同沙棘单株果实的营养成分单株编号维生素(mg·g-1)黄酮(mg·g-1)可溶性固形物（%）可滴定酸（%）TG13.96±0.2113.93±0.8410.6±0.82.4±0.1TG24.22±0.8810.58±1.1312.9±0.62.2±0.1TG311.2±0.768.07±3.4410.5±0.42.0±0.1TG45.94±0.6222.20±1.5013.1±0.91.7±0.1TG55.40±0.2419.95±2.9910.4±0.91.1±0.1TG65.79±0.4815.22±0.718.9±0.61.6±0.2GJ13.31±0.6534.38±0.825.6±0.62.4±0.3GJ24.65±0.2529.09±1.514.8±0.53.2±0.7GJD24.14±0.2520.42±10.7411.5±0.42.2±0.2GJ38.48±0.7431.94±3.9510.1±0.63.2±0.4GJ45.05±0.8128.29±0.4510.9±0.62.0±0.1GJ55.11±0.3934.51±1.159.9±0.31.2±0.1GJ66.37±0.8610.26±0.457.9±0.61.5±0.2WX13.02±0.128.55±1.4810.0±0.81.8±0.2WX26.24±0.046.47±1.0110.1±0.72.4±0.2WX34.74±0.1322.43±0.6513.1±0.32.6±0.1WX46.20±0.215.45±0.469.9±0.71.9±0.1WX57.64±0.165.98±2.129.6±0.32.3±0.1WX611.45±0.226.40±0.6811.3±0.72.2±0.4注：表中数据均以测量结果的均值±标准差形式呈现。3.3不同地区沙棘的结实性状的对比分析由表4数据可得，太谷、古交、武乡三个地区沙棘百果质量未发现显著差异，武乡沙棘的百果质量为12.6g，在三地中最高；太谷沙棘百果质量为11.5g，次之；古交沙棘的百果质量为10.1g，在三地中最低。结实密度中，古交沙棘（45.2粒）和武乡沙棘（43.9粒）间没有显著的地区性差异，太谷沙棘结实密度为30粒，显著低于古交和武乡地区（P<0.05）。果柄长中，三个地区之间存在显著性差异（P<0.05)，古交沙棘的果柄长为1.7mm，在三地中最长；武乡沙棘（1.5mm）次之；太谷沙棘的果柄长为1.2mm，在三地中最短。果实横径中，古交沙棘的横径为6.1mm，显著高于其它两个地区（P<0.05)；太谷沙棘(5.7mm)和武乡沙棘(5.5mm)间无显著性差异。果实纵径中，三个地区之间存在显著的地区性差异（P<0.05)，古交沙棘的果实纵径为5.4mm，在三地中最高；其次为武乡沙棘（5.1mm），太谷沙棘的果实纵径为4.7mm，在三地中最低。果形指数中，三个地区间存在显著性差异（P<0.05)，武乡沙棘的果形指数最大，为0.94，其次为古交沙棘（0.89）、太谷沙棘（0.83）。表4不同地区沙棘结实性状显著性分析结果采样地区百果质量(g）结实密度(粒）果柄(mm)横径(mm)纵径(mm)果形指数(%)太谷11.5±0.3a30.0±0.9b1.2±0.3c5.7±0.6a4.7±0.6c0.83±0.11c古交10.1±0.3a45.2±1.1a1.7±0.3b6.1±0.5b5.4±0.4a0.89±0.06b武乡12.6±0.4a43.9±1.1a1.5±0.3b5.5±0.5a5.1±0.4b0.94±0.08a注：数据均以均值±标准差形式呈现，同列不同小写字母表示差异性显著（P<0.05）。3.4不同地区沙棘果实营养成分的对比分析由表5数据可得，太谷、古交、武乡三个地区沙棘果实中Vc含量未发现显著性差异。，武乡沙棘果实中Vc含量为6.55mg·g-1，在三地中最高；其次为太谷沙棘（6.09mg·g-1）；古交沙棘果实中的Vc含量为5.30mg·g-1，在三地中最低。黄酮含量中，三个地区沙棘果实中的黄酮含量存在显著性差异（P<0.05)，古交沙棘果实中黄酮含量为26.98mg·g-1，在三地中最高；其次为太谷沙棘（14.99mg·g-1）；武乡沙棘黄酮含量为9.21mg·g-1，在三地中最低。可溶性固形物含量中，古交沙棘果实中可溶性固形物的含量为8.7%，显著低于其它两个地区（P<0.05)；太谷沙棘（11.1%）和武乡沙棘（10.7%)间没有显著的地区性差异。可滴定酸含量中，太谷沙棘果实中可滴定酸含量为1.8%，显著低于古交沙棘和武乡沙棘；古交和武乡沙棘果实中的可滴定酸含量的平均数值均为2.2%，没有显著性差异。表5不同地区沙棘果实营养成分显著性分析结果采样地区Vc(mg·g-1)黄酮(mg·g-1)可溶性固形物(%)可滴定酸(%)太谷6.09±0.53a14.99±1.77b11.1±0.7a1.8±1.1b古交5.30±0.56a26.98±2.74a8.7±0.5b2.2±0.3a武乡6.55±0.15a9.21±1.07c10.7±0.6a2.2±0.2a注：数据均以均值±标准差形式呈现，同列不同小写字母表示差异性显著（P<0.05）。3.5沙棘结实性状和果实营养成分间的相关性由表6数据可得，沙棘百果质量与果实横径间的相关系数r=0.767且P<0.01，表明两者之间存在着极显著的正相关关系；同时与纵径间也有着极显著的正相关关系（r=0.704，P<0.01）。在结实密度和果柄长度两个性状方面，二者呈现出极显著的正相关关系（P<0.01）。果柄长除与结实密度一个性状存在显著关联外，与其他性状间未发现明显的相关性。此外，果实横径和果实纵径间相关系数r=0.755且P<0.01，表明两者之间存在着极显著的正相关性。果形指数与其他性状之间均未发现明显的相关关系。同时，果实各营养成分之间未发现显著的相关性。表6沙棘结实性状与果实营养成分间相关性分析结果相关指标百果质量

结实密度果柄长横径纵径果形指数

Vc黄酮可溶性固形物可滴定酸百果质量1-0.190-0.1690.767**0.704**0.112-0.350-0.1480.0110.026结实密度10.639**-0.2400.0530.032-0.014-0.198-0.176-0.028果柄长1-0.2100.076-0.0020.4380.173-0.091-0.217横径10.755**0.326-0.3210.279-0.364-0.287纵径1-0.106-0.2270.151-0.4280.189果形指数10.0820.157-0.1850.320Vc10.1530.227-0.232黄酮1-0.262-0.300可溶性固形物10.183可滴定酸1注：*在0.05级别（双尾），相关性显著。**在0.01级别（双尾），相关性显著。4讨论4.1山西野生沙棘的结实性状沙棘结实性状是衡量沙棘果实产量、品质和适应力等方面的重要指标。中国沙棘在山西省分布广泛，但由于中国沙棘存在果个小、产量低、刺多等种种弊端，在沙棘引种和筛选的过程中更注重对果个大、产量高、刺少方向的选育。以山西引种的大果沙棘品种“欧皋”果实样品为对照，据陈汉鑫REF_Ref3262\r\h[23]等研究测定结果表明，引种的‘欧皋’大果沙棘品种的百果质量波动范围为27.66~58.60g，果实横径波动范围为7.7~9.3mm，纵径为8.6~10.8mm，果柄长度波动范围为2.0～4.1mm。相比之下，本研究中山西野生沙棘的百果质量波动范围为6.5～28.4g，果实横径为4.4～7.4mm，纵径为4.2～6.3mm，果柄长为0.8～2.7mm。在“欧皋”大果沙棘品种和山西野生沙棘结实性状间的对比表明，山西野生沙棘无论是在百果质量、果实横径、纵径还是果柄长方面均远低于‘欧皋’大果沙棘品种。4.2山西野生沙棘果实的营养成分据现代药理学表明，沙棘果实中含有多种对人体有益的营养成分，并赋予其丰富的药用价值。前人在山西大量引种栽培大果沙棘，如“无刺丰”、“状圆黄”、“杂交3号”、“欧皋”等REF_Ref3386\r\h[24REF_Ref3390\r\h-25]。其中，无刺丰、壮圆黄、杂交3号、欧皋沙棘果实中的Vc含量分别为1.3034mg·g-1、1.3567mg·g-1、1.245mg·g-1、1.3567mg·g-1，与之相比，山西天然野生沙棘果实的Vc含量波动于3.02～11.45mg·g-1之间，显著高于引种至山西的的大果沙棘品种；而与内蒙古（2.80～9.60mg·g⁻¹）、新疆（4.15～10.20mg·g⁻¹）和西藏（5.20～12.30mg·g⁻¹）三地的沙棘品种相比，山西天然野生沙棘果实中维生素含量仍处于较高水平。无刺丰、壮圆黄、杂交３号、欧皋沙棘果实中的黄酮含量分别为1.172mg·g-1、1.215mg·g-1、0.908mg·g-1、0.926mg·g-1，山西野生沙棘果实中的黄酮含量波动于5.45～34.51mg·g-1之间，显著高于引种至山西的大果沙棘品种，与新疆沙棘（6.20～30.15mg·g⁻¹）相比处于较等水平，但略低于西藏沙棘(8.40～36.20mg·g⁻¹)。本研究通过系统测定太谷、古交、武乡三个地区天然野生沙棘品种的各项性状，为野生沙棘种质资源的综合评价和利用提供数据依据，对三个地区之间沙棘结实特性和果实营养成分含量进行的差异性分析，反映了沙棘与环境因子（坡位、海拔、降水量等）之间存在着一定的相关性，有利于促进对沙棘的生态适应性和环境响应机制的研究。沙棘各项指标间的相关性分析为优化沙棘栽培管理、果实品种调控以及采后加工提供了重要的参考依据。5结论果实的结实性状与营养成分是评估沙棘资源价值的重要指标，反映了不同沙棘品种对环境的适应能力，可作为评估沙棘品质的鉴定指标。研究结果表明：（1）从野生沙棘的结实性状方面而言，来自古交编号为GJD2的沙棘在结实性状方面均表现优异。来自三个地区的沙棘果实百果质量无显著性差异，而果实横径、纵径、果柄长、结实密度与海拔高度呈现一定的正相关关系。（2）从野生沙棘果实的营养成分而言，来自武乡编号为WX6的沙棘果实中Vc含量最高，来自古交编号为GJ5的沙棘果实中黄酮含量最高，来自太谷编号为TG4的沙棘果实中可溶性固形物含量最高，来自古交编号为GJ2的沙棘果实中的可滴定酸含量最高。在三个地区间，沙棘果实中的Vc含量未发现显著的地区性差异，可滴定酸含量和可溶性固形物含量的地区性差异明显且随海拔的升高而降低，黄酮含量随海拔高度的升高而呈现增高的趋势，且果实的各营养成分之间以及和结实性状之间均不存在显著的相关关系。综合来看，沙棘的结实性状和果实营养成分受多种因素的制约。沙棘种质资源的评价和对环境适应性的分析有利于提高山西沙棘品质，增加沙棘的经济和生态价值，推动山西沙棘产业发展。参考文献戈素芬,张东为,赵鑫丹,等.5个杂交沙棘品种果实营养成分比较分析[J].食品工业科技,2022,43(22):328-335.解芳,孙允武.沙棘籽粕蛋白提取工艺技术研究[J].青海科技,2021,28(05):80-83.张东为,赵鑫丹,戈素芬,等.沙棘果实品质的主成分分析及综合评价[J].经济林研究,2023,41(02):1-10.陈汉鑫.山西野生沙棘对吕梁山区海拔和坡位的生理生态响应[D].山西农业大学,2020.唐克,吴雨蹊,王蕊,等.东北黑土区沙棘杂交品种（系）果实性状及营养成分比较[J].经济林研究,2023,41(03):286-295.XUEY,MIAOQ,ZHAOA,etal.Effectsofseabuckthorn(Hippophaërhamnoides)juiceandL-quebrachitolontype2diabetesmellitusindb/dbmice[J].JournalofFunctionalFoods,2015,16:223-233.王珊珊,张萍,张冰冰,等.寒地沙棘种质资源果实品质分析与综合评价