1. 引言
水果是实现全民健康的重要食材之一，水果基地建设已成为我国开展国际贸易高质量发展的重要举措 [1]。水果能够为机体补充丰富的维生素，而维生素是构成体内很多酶和辅酶的重要成分，当酶的作用发挥的时候，体内的代谢效率更加顺畅，进而能够让身体更加健康运转。人类对水果的利用已进入到第三代，第三代水果的营养价值比前两代水果高得多，同时多为药食同源，使种植和开发第三代水果成为21世纪果品发展的新趋势 [2]。沙棘属(Hippophae)植物 [3] [4] 是第三代水果中的佼佼者，该属有6种17亚种 [5]，在青藏高原及周边地区广为分布或种植，其中我国拥有6种13亚种，仅缺少分布于欧洲的海滨沙棘(H. rhamnoides ssp. rhamnoides)、溪生沙棘(H. r. ssp. fluviatalis)、喀尔巴千山沙棘(H. r. ssp. carpatica)和欧亚交界地区的高加索沙棘(H. r. ssp. caucasia)。
β-胡萝卜素是一种广泛存在于自然界的类胡萝卜素，是机体Va的重要来源。β-胡萝卜素具有多种生物活性，包括清除自由基、猝灭单线态氧、抑制炎症信号传导，其应用从最初的食品着色，逐渐转向医药、化妆品、保健品和动物饲料等多个领域 [6] [7]。Ve的主要作用是维持人体正常的生殖能力和肌肉正常代谢，以及维持中枢神经和血管系统的完整等 [8]。近年来有关这两种成分的应用研究很多 [9] [10] [11]。本文拟通过对我国野生分布的沙棘属植物果实β-胡萝卜素、Ve含量开展较为系统的分析研究，以期推动沙棘果实能够上大众餐桌，为改善我国居民的身体健康有所作用，对区域沙棘资源建设和开发利用工作有所裨益，更好地助推我国沙棘种植地区经济社会的高质量发展；同时向“一带一路”沿线地区推介我国独有的一些沙棘属植物资源的特征及内含物水平，通过苗木、果实和技术输出等，进一步服务于全人类的健康事业 [12]。
2. 材料与方法
2.1. 试验材料
用于取样分析的沙棘果实来源于西藏、新疆、青海、甘肃等地的天然沙棘林，取样时间为2019年、2020年的9月至10月(果实成熟期)。取样基本情况详见表1，涉及到中国沙棘(H. r. ssp. sinensis)、柳叶沙棘(H. salicifolia)、云南沙棘(H. r. ssp. yunnanensis)、蒙古沙棘(H. r. ssp. mongolica)、中亚沙棘(H. r. ssp. turkestanica)、江孜沙棘(H. gyantsensis) 、肋果沙棘(H. neurocarpa)、西藏沙棘(H. tibetana)共8个种或亚种，26个果实样品。
Table 1. Basic information of fruits collecting locations of species and sub-species of Hipphphae
表1. 不同沙棘种(亚种)果实采样地点基本信息
2.2. 试验方法
沙棘果实取样后立即混入冰块，快递至化验机构，然后采用紫外分光光度计分别测定β-胡萝卜素和Ve含量 [13] [14]。具体方法如下：
实验仪器：5 ml、10 ml容量瓶；紫外分光光度计。
实验试剂：正己烷；β-胡萝卜素标品和Ve标品。
β-胡萝卜素含量测定：
标准曲线(图1)制定：准确称取β-胡萝卜素标品，用正己烷溶解后于100 mL容量瓶中定容(溶液浓度为96 mg/mL)。然后将配制好的溶液分别稀释250倍(取0.04 mL溶液于10 mL容量瓶中用正己烷定容)、100倍(取0.05 mL溶液于5 mL容量瓶中用正己烷定容)、50倍(取0.10 mL溶液于5 mL容量瓶中用正己烷定容)、25倍(取0.20 mL溶液于5 mL容量瓶中用正己烷定容)，用比色皿在450 nm波长条件下测量吸光度。线性范围为：0.3920~3.9200 mg/mL。
含量测定：准确吸取沙棘果/籽油0.02 mL，用正己烷溶解，逐级稀释，用比色皿在450 nm波长条件下测量吸光度。每个样品平行测定3次。
Figure 1. Standard curve of β-carotene
图1. β-胡萝卜素标准曲线
Ve含量测定：
标准曲线(图2)制定：准确称取Ve标品0.01 g，用正己烷在10 mL容量瓶中定容。然后将配制好的溶液分别稀释100倍(取0.05 mL溶液于5 mL容量瓶中用正己烷定容)、50倍(取0.1 mL溶液于5 mL容量瓶中用正己烷定容)、25倍(取0.2 mL溶液于5 mL容量瓶中用正己烷定容)、10倍(取0.5 mL溶液于5 mL容量瓶中用正己烷定容)，用比色皿在297 nm波长条件下测量吸光度。线性范围为：0.0103~0.1030 mg/mL。
含量测定：准确吸取沙棘果/籽油0.02 mL，用正己烷溶解，逐级稀释，用比色皿在450 nm波长条件下测量吸光度。每个样品平行测定3次。
3. 结果与分析
3.1. β-胡萝卜素含量
3.1.1. 干果肉β-胡萝卜素含量
由于有关沙棘果实鲜重的β-胡萝卜素含量数据涉及到果实含水量，而取自不同时间和生境的沙棘果实样品是各不相同的，致使各参试沙棘新鲜果实样品间，如果不提供含水率数据的话，无法直接对比，故表2中只列了参试沙棘种、亚种果实的干果肉β-胡萝卜素含量(下同)，这样的数据就可直接用于各类间的对比。同时，表2中列有8个种或亚种的24个果实样品的干果肉β-胡萝卜素含量测定数据，因为有1份中亚沙棘果实量太少，有1份肋果沙棘果肉与籽很难分离，这两份都未测果肉β-胡萝卜素含量数据。
Table 2. β-carotene contents of dry pulps of species and sub-species of Hippophae
表2. 参试沙棘种(亚种)果实的干果肉β-胡萝卜素含量
从干果肉β-胡萝卜素含量测定结果来看，西藏沙棘最高，达2.70 mg/g (1.64 ~3.75 mg/g)；排在第二个层次的是中国沙棘(β-胡萝卜素含量为1.39 mg/g)和中亚沙棘(β-胡萝卜素含量为1.02 mg/g)；排在第三个层次的是蒙古沙棘(β-胡萝卜素含量为0.77 mg/g)、云南沙棘(β-胡萝卜素含量为0.48 mg/g)、肋果沙棘(β-胡萝卜素含量为0.24 mg/g)；排在最末两位的分别是江孜沙棘(β-胡萝卜素含量为0.13 mg/g)、柳叶沙棘(β-胡萝卜素含量仅0.08 mg/g)。干果肉β-胡萝卜素含量，西藏沙棘为柳叶沙棘的32倍，差距非常大。
3.1.2. 干籽β-胡萝卜素含量
如前所述，表3中列有8个种或亚种的24个果实样品的干籽β-胡萝卜素含量测定数据，未列1份中亚沙棘、1份肋果沙棘干籽β-胡萝卜素含量数据，原因如前所述。
Table 3. β-carotene contents of dry seeds of species and sub-species of Hippophae
表3. 参试沙棘种(亚种)果实的干籽β-胡萝卜素含量
从干籽β-胡萝卜素含量测定结果来看，中国沙棘(β-胡萝卜素含量为0.30 mg/g)和中亚沙棘(β-胡萝卜素含量为0.23 mg/g)排在第一个层次；排在第二个层次的有西藏沙棘(β-胡萝卜素含量为0.17 mg/g)和蒙古沙棘(β-胡萝卜素含量为0.16 mg/g)；其余4种(亚种)排在第三层次，含量都很低，其中云南沙棘β-胡萝卜素含量为0.08 mg/g，江孜沙棘β-胡萝卜素含量为0.02 mg/g，肋果沙棘β-胡萝卜素含量为0.02 mg/g，柳叶沙棘β-胡萝卜素含量仅0.01 mg/g。与干果肉一样，柳叶沙棘干籽的β-胡萝卜素含量依然还是最低，仅为含量最高的中国沙棘的4.3%，差距也非常大。
3.1.3. 干全果β-胡萝卜素含量
表4中列入了全部参试8个种或亚种的26个果实样品的干全果β-胡萝卜素含量测定数据。由于表中干全果数据系由表2、表3中干果肉和干籽数据计算而得，故只有平均值，而无标准差。
Table 4. β-carotene contents of dry total fruits of species and sub-species of Hippophae
表4. 参试沙棘种(亚种)果实的干全果β-胡萝卜素含量
干全果β-胡萝卜素含量测定值排序与干果肉基本一致，西藏沙棘依然最高，达1.84 mg/g (1.16~2.52 mg/g)；不过排在第二个层次的仅有中国沙棘，β-胡萝卜素含量为1.04 mg/g；中亚沙棘(β-胡萝卜素含量为0.78 mg/g)排在了第三个层次，这一层次的还有蒙古沙棘(β-胡萝卜素含量为0.63 mg/g)、云南沙棘(β-胡萝卜素含量为0.35 mg/g)；肋果沙棘(β-胡萝卜素含量为0.09 mg/g)落在了最末一个层次，甚至略低于江孜沙棘(β-胡萝卜素含量为0.10 mg/g)，柳叶沙棘(β-胡萝卜素含量仅0.06 mg/g)依然占据了最后一位的位置。干全果β-胡萝卜素含量，西藏沙棘为柳叶沙棘的29.2倍，差距略低于干果肉，不过依然很大。
3.2. Ve含量
3.2.1. 干果肉Ve含量
同干果肉β-胡萝卜素含量测定一样，表5中列有8个种或亚种的24个果实样品的干果肉Ve含量测定数据，同样由于有1份中亚沙棘果实量太少，有1份肋果沙棘果肉与籽很难分离，这两份都未测干果肉Ve含量数据。
Table 5. Ve contents of dry pulps of species and sub-species of Hippophae
表5. 参试沙棘种(亚种)果实的干果肉Ve含量
从干果肉Ve含量测定结果来看，首先与β-胡萝卜素含量测定结果相比，双方间有着数量级上的差别，Ve含量明显较β-胡萝卜素含量高得多。干果肉Ve含量仍以西藏沙棘最高，达15.56 mg/g (12.51~18.61 mg/g)；排在第二个层次的有4种(亚种)，分别为云南沙棘(Ve含量为9.54 mg/g)、中亚沙棘(Ve含量为8.05 mg/g)、中国沙棘(Ve含量为7.76 mg/g)、蒙古沙棘(Ve含量为7.12 mg/g)；肋果沙棘(Ve含量为4.03 mg/g)、江孜沙棘(Ve含量为3.92 mg/g)、柳叶沙棘(Ve含量为2.80 mg/g)排在最末3位。干果肉Ve含量，西藏沙棘为柳叶沙棘的5.6倍，差距不像β-胡萝卜素含量那么大。
3.2.2. 干籽Ve含量
如前所述，表6中列有8个种或亚种的24个果实样品的干籽Ve含量测定数据，未列1份中亚沙棘、1份肋果沙棘干籽Ve含量数据。
Table 6. Ve contents of dry seeds of species and sub-species of Hippophae
表6. 参试沙棘种(亚种)果实的干籽Ve含量
从干籽Ve含量测定结果来看，排在第一个层次的仍然为西藏沙棘(Ve含量为3.41 mg/g)；排在第二层次的为中亚沙棘(Ve含量为2.38 mg/g)、蒙古沙棘(Ve含量为2.27 mg/g)、云南沙棘(Ve含量为1.9 mg/g)、江孜沙棘(Ve含量为1.76 mg/g)、中国沙棘(Ve含量为1.74 mg/g)；排在第三层次的为肋果沙棘(Ve含量为1.28 mg/g)、柳叶沙棘(Ve含量仅0.75 mg/g)。与干果肉一样，柳叶沙棘干籽的Ve含量依然还是最低，占含量最高的西藏沙棘的22%，差距虽然较大，但没有β-胡萝卜素含量间的差距大。
3.2.3. 干全果Ve含量
表7中列入了全部参试8个种或亚种的26个果实样品的干全果Ve含量测定数据。由于表7中干全果数据系由表5、表6中干果肉与干籽数据计算而得，故仅有平均值，而无标准差。
Table 7. Ve contents of dry total fruits of species and sub-species of Hippophae
表7. 参试沙棘种(亚种)果实的干全果Ve含量
从干全果Ve含量测定结果来看，排在第一个层次的还是西藏沙棘(Ve含量为11.46 mg/g)；排在第二层次的有云南沙棘(Ve含量为7.09 mg/g)、肋果沙棘(Ve含量为7.06 mg/g)、中亚沙棘(Ve含量为6.36 mg/g)、蒙古沙棘(Ve含量为6.08 mg/g)、中国沙棘(Ve含量为5.80 mg/g)；排在第三层次也就是最后两名的是柳叶沙棘(Ve含量仅3.51 mg/g)、江孜沙棘(Ve含量为2.76 mg/g)。与干果肉、干籽两个指标不同，柳叶沙棘干全果的Ve含量上升到倒数第二位，最后一位变为了江孜沙棘，其含量占含量最高的西藏沙棘的24%，差距虽然较大，但依然没有像β-胡萝卜素含量间的差距那么大。
4. 讨论
4.1. 与同类沙棘研究的有关数据比较
中国科学院西北高原生物研究所谭亮等在青海玉树对中国沙棘果实β-胡萝卜素含量的测定结果为0.34 mg/g (湿基含量) [15]，数值落在我们对4个点中国沙棘果实取样测定结果0.11~0.41 (湿基含量)范围之内。中国科学院成都生物研究所吕荣森的研究 [16] 表明，在果肉油和种子油中Ve含量是不同的，Ve含量在种子油中一般都高于果肉油中的含量，其变化范围为0.98 mg/g (西藏沙棘)~2.73 mg/g (密毛肋果沙棘)；在果肉油中Ve含量为0.54 mg/g (密毛肋果沙棘)~1.81 mg/g (棱果沙棘)。他还指出，沙棘果实油脂中Ve含量较普通油脂植物，如玉米(Ve含量为0.34 mg/g)要高得多。高的Ve含量是沙棘油具有很高生物活性的重要原因。
本文不是按种子油和果肉油两类划分，而是按果肉、籽和全果3类分别测定，其中果肉和籽两个测定结果可与吕文来做一些对比。从干籽Ve含量测定结果来看，其变化范围为0.75 mg/g (柳叶沙棘)~3.41 mg/g (西藏沙棘)；从干果肉Ve含量测定结果来看，其变化范围为2.80 mg/g (柳叶沙棘)~15.56 mg/g (西藏沙棘)。可以看出，有两个显著区别，一是本文干籽、干果肉Ve含量最高、最低的沙棘种(亚种)与吕文完全不同，甚至相反，如吕文中西藏沙棘果肉油Ve含量为最低，但本文为最高；二是本文干果肉Ve含量为吕文的5~8倍，即使考虑到吕文是油中的含量，本文为干果肉中的含量，但两文中含量间的差距确实是很大的，据此推猜吕文的测定数据或为湿基含量。
4.2. 样品较多的中亚沙棘在不同产地间的有关数据对比
表8、表9列出了中亚沙棘在西藏、新疆3地取样测定2个指标的结果。8个样品中，4个样品取自西藏札达县，3个样品取自新疆帕米尔高原周边的乌什县和阿克陶县，1个样品取自新疆喀什地区。
Table 8. β-carotene contents of dried total fruits of H. r. ssp. turkestanica among different sites
表8. 中亚沙棘不同产地的干全果β-胡萝卜素含量对比
Table 9. Ve contents of dried total fruits of H. r. ssp. turkestanica among different sites
表9. 中亚沙棘不同产地的干全果Ve含量对比
同为中亚沙棘，西藏札达4个样品的干全果β-胡萝卜素含量平均值为0.72 mg/g、Ve含量平均值为7.11 mg/g，新疆环帕米尔高原的乌什县和阿克陶县3个样品的干全果β-胡萝卜素含量平均值为0.95 mg/g、Ve含量平均值为5.55 mg/g，新疆喀什地区1个样品的干全果β-胡萝卜素含量平均值为0.55 mg/g、Ve含量平均值为5.78 mg/g。由于取样时间为中亚沙棘成熟后的9月底至11月初期间，3地之间中亚沙棘2个测定指标含量间的差别，应该主要与自然条件有关。新疆产地纬度较西藏偏北8˚~10˚，但海拔较西藏低了1600~1700 m，综合来看，西藏产地的气候更冷。从年平均气温和年降雨量来看，西藏札达县分别为−1.5℃和200 mm，而新疆阿克陶县(以其为代表)分别为9.9℃和80 mm。可见，对于中亚沙棘来说，干全果Ve含量指标从气候较为湿冷的西藏的7.11 mg/g，下降到气候较为干热的新疆的5.55~5.78 mg/g，有一定幅度的下降。而β-胡萝卜素含量的情况就比较复杂，因为西藏产地的所测含量介于新疆两地所测数值之间。
东北农业大学杨旭升等测定了中亚沙棘果油中β-胡萝卜素含量为0.99 mg/g [17]，与本文采自新疆乌什县和阿克陶县干全果β-胡萝卜素的测定平均值0.95 mg/g较为接近，当然如果考虑到杨文是果油含量的话，西藏札达的含量也应该与其相差不多。不过略显不足的是，杨文中样品的采样地从文中还是看不出来。
当然，上面只是有关β-胡萝卜素、Ve含量差异的一些初步判断，进一步的研究还有待以后开展深入研究。
5. 结论
从干果肉、干全果β-胡萝卜素含量测定结果来看，前3位均为西藏沙棘、中国沙棘和中亚沙棘；干全籽β-胡萝卜素含量的实测值较前两个指标几乎低了一个数值级，前3位分别为中国沙棘、中亚沙棘和西藏沙棘，西藏沙棘由前两个指标的第一退为该指标的第三。8种(亚种)参试沙棘中，柳叶沙棘3个β-胡萝卜素含量指标均为倒数第一，干果肉β-胡萝卜素含量(0.08 mg/g)、干籽β-胡萝卜素含量(0.01 mg/g)、干全果β-胡萝卜素含量(0.06 mg/g)分别为西藏沙棘3个数值2.70 mg/g、0.02 mg/g、1.84 mg/g的3.1%、7.3% (为排列第一中国沙棘0.30 mg/g的4.3%)、3.4%，差距非常大。
从干果肉、干籽、干全果的Ve含量测定结果来看，排在第一的也均为西藏沙棘，干果肉、干全果排在第二的为云南沙棘，干籽排在第二的为中亚沙棘。8种(亚种)参试沙棘中，柳叶沙棘的干果肉、干籽2个Ve含量指标均为倒数第一，干全果Ve含量指标为倒数第二，江孜沙棘为倒数第一。3个指标排列最后的柳叶沙棘的干果肉Ve含量(2.80 mg/g)、干籽Ve含量(0.75 mg/g)，江孜沙棘干全果Ve含量(2.76 mg/g)分别为排列第一的西藏沙棘3个数值15.56 mg/g、3.41 mg/g、11.46 mg/g的18.0%、22.0%、24.0%，差距也比较大。
从β-胡萝卜素与Ve含量来看，以绝大部分指标排在第一的西藏沙棘为例，干果肉、干籽、干全果β-胡萝卜素含量3个数值分别为2.70 mg/g、0.17 mg/g、1.84 mg/g，而3个范畴Ve含量分别为15.56 mg/g、3.41 mg/g、11.46 mg/g，干果肉、干籽和干全果3个范畴Ve含量分别为β-胡萝卜素含量的5.8倍、19.6倍、6.2倍。可见，Ve含量明显较β-胡萝卜素含量为高，两个指标间有着数量级上的差别。
西藏沙棘虽然β-胡萝卜素和Ve含量都为参试沙棘中最高，但由于目前尚无人工种植，加之树体为矮小灌木，果实产量有限，因此目前作为果实开发利用的潜力不大。而中国沙棘、中亚沙棘、蒙古沙棘3亚种由于适应性强，果实产量高，特别是β-胡萝卜素和Ve含量也较高，因此在其适生种植地区应科学布局，合理栽培，系统开发利用果品，宣传其富含β-胡萝卜素和Ve的特征。而云南沙棘干果肉、干全果的Ve含量也很高，目前存在的主要问题是在适生区域的种植、类似地区的引种栽培，这两个方面需要推动一下，这样必将提升云南沙棘在我国的种植地位。据此，云南沙棘以及前述中国沙棘、中亚沙棘、蒙古沙棘一起，将成为我国第三代沙棘果品的重要材料来源，有望对提高区域内人民健康水平、促进经济社会的高质量发展，起到十分重要的推动作用。
基金项目
水利部财政项目“水土保持业务”(126216223000200001)。