文摘

芝麻的近似成分和元素内容(胡麻属indicum)种子和底层土壤不同栽培Tsegede、埃塞俄比亚、进行调查。火山灰、蛋白质、纤维素、脂肪和碳水化合物的内容芝麻测定标准方法。必不可少的主要(钙和镁)和微量金属(铁、锌、铜、锰、镍)的芝麻和底层土壤利用火焰原子吸收光谱测定。芝麻中含有高水平的脂肪(52.9±1.5%),其次是蛋白质(23.5±0.9%)。种子包含525±1和453 mg和Ca的±38毫克/公斤,分别。铁是最丰富的(37.8±1.4毫克/公斤)的微量金属,紧随其后的是锌(14.6±2.2毫克/公斤)和铜(7.26±0.84)。只在微量锰和镍被发现。微量金属的浓度在不同种植区域之间存在着显著的差异。类似于芝麻、铁中发现了大量(212.6±2.6毫克/公斤)底层土壤中锌和铜、这都是28.8毫克/公斤。大量的微量元素,铁,铜,锌在土壤中发现的2到6倍芝麻。 Whereas, the concentrations of Mg and Ca present in the seeds were comparable with that determined in the soils. Correlation analysis indicated that the Fe and Cu contents of the sesame seeds are negatively influenced by the amounts of Mg and Ca present in the soil. Ca in the seeds was also negatively associated with the Mg levels in soil.

1。介绍

芝麻(胡麻属indicum)是一种植物,属于家庭胡麻科和属胡麻属。属胡麻属由大约36种,其中最普遍栽培胡麻属indicum(1]。芝麻种植可食用的种子,这是相对丰富的石油和蛋白质(2]。

芝麻是世界上最重要的油料作物种子(3]。作物种植热带和温带的世界4种植),主要从它的种子中提取的食用油。芝麻是一个高品质的食用油来源防腐剂高品质(5]。石油还用于生产香水,皮肤护发素,头发霜(3,6]。

土壤是地球表面上发现的材料,由矿物质、有机质、水、和空气(7]。土壤的肥力芝麻产量和生产力有很大的贡献。土壤的肥力是由它的物理性质和化学成分,对植物生长至关重要(8,9]。在种子作物,如芝麻、养分失衡可能表现在水果的质量特性及其生产9]。

不同的土壤类型有不同营养水平的混合在一起,不同的数量。土壤属性如pH值、水分、和基本元素内容极大地影响植物的生长8,10]。基本元素是植物和动物都需要形成各种组织的一部分,作为催化剂在范围广泛的代谢过程11]。

埃塞俄比亚跻身世界前六的芝麻,是第二大出口创汇后咖啡(12]。芝麻生产在埃塞俄比亚的许多地方,Tsegede区是芝麻的主要生产商之一。

芝麻的构成主要依赖遗传和环境因素(13]。不同的研究人员报道不同结果的近似成分芝麻生长在不同的国家(14,15]。本研究旨在确定白芝麻,的物理化学特征和底层土壤,在Tsegede区,阿姆哈拉地区,埃塞俄比亚。

2。实验

2.1。样品

Tsegede区在阿姆哈拉地区国家,在西北地区的埃塞俄比亚147°之间55′29.46 N纬度和37°32′573“E经度(图1)。白芝麻种子和土壤样本来自三个不同的地方Tsegede区(Soroka、记者和可乐Zana)(图1)。选择的地方是基于他们的商业的重要性。从每个位置,三个样品芝麻收集从三个不同的农田。收集土壤样本的深度15厘米的芝麻种植农田。从每个农田,五个随机采集的土样,通过走对角和矩形角,并彻底混合在一起产生一个批量样品。所有样本存储在聚乙烯塑料袋。

2.2。样品制备

芝麻是手动清洗去除杂质,不成熟,和损坏的种子。土壤样本空气中风干敞开着。0.5毫米样本然后粉筛分筛孔尺寸和在室温下储存在聚乙烯塑料袋,直到分析。

2.3。测定芝麻重量

共有2000个芝麻是手动计算和使用数字平衡重。芝麻的平均体重计算测量的重量除以2000。

2.4。直接测定芝麻的成分

直接成分(水分、灰分、脂肪、纤维和蛋白质)的种子后测定标准方法(采用AOAC公认,2010)。短暂,水分含量测定,1 g样本在坩埚和干重120°C 6 h在烤箱。的含水率计算的重量损失干样品。水分含量是用来计算分析结果的干重。样品的总灰分含量是由炉焚烧的方法。,2 g的精细研磨样品在空气被加热转化为灰600°C。由此产生的灰是称重和原始样品重量的百分数表示。粗脂肪含量测定经过索氏提取的样本有75毫升的己烷在40°C 6 h。的提取、己烷被使用rotavapor 40°C,残留在100°C 1 h,干冷却和体重。粗纤维含量的测定,2 g的样本中提取200毫升0.255 N H₂所以₄30分钟,棉布过滤,用开水洗净。200毫升的残渣进一步提取0.313 N氢氧化钠为30分钟,棉布过滤,水洗先后25毫升热1.25% H₂所以₄,两次50毫升蒸馏水和25毫升的酒精。获得的残留在130°C 2 h,干干燥器中冷却,称重。蛋白质含量测定后凯氏法,而碳水化合物含量由减去决定和粗蛋白的比例,从100%脂肪、灰分、水分和纤维。

2.5。测定土壤水分含量

1克土壤样本重、干在105°C 24 h在烤箱,冷却干燥机,并再次重。减肥后,干燥是通过减去的重量从原始样本。水分含量是用来计算分析结果的干重。

2.6。测定土壤pH值

风干土样的5克重为100毫升烧杯,15毫升蒸馏水补充说,暂停了20分钟。暂停被允许站了大约30分钟的暂停粘土解决从暂停。pH值和温度就立即读取和记录。酸度计校准了缓冲区4,8,11。

2.7。样品消化

为了分析金属中芝麻种子和土壤样本,使用HNO湿消化法₃和HClO₄解决方案在不同比例进行了测试和一个较小的试剂消耗体积最小消化时间和温度产生无色透明的解决方案是选择样本的消化。

芝麻,1 g粉样品第一次与6毫升HNO混合₃在160°C(70%)和加热3 h锥形烧瓶放在热板。之后,5毫升HClO₄(30%)添加和加热直到2毫升的体积。冷却后,10毫升蒸馏水补充说,通过绘画纸42号滤纸过滤,通过添加蒸馏水稀释至50毫升。

土壤,1 g粉样本加权与6毫升HNO锥形烧瓶和混合₃和6毫升HClO₄。混合物在热板加热在180°C 3 h。冷却后,消化是42号绘画纸滤纸过滤,通过添加蒸馏水稀释至50毫升。每个样本都消化在一式三份。三个空白解决方案也准备以下样品一样的消化过程。在钙和镁的测定,氯化镧加入每个样品和标准溶液。

2.8。法测定的元素

消化样品中金属元素的浓度测定采用火焰原子吸收分光光度计(FAAS)(美国巴克科学210年虚地磁极)配备氘弧背景校正器和空气乙炔火焰在不同操作条件(表的每个元素1)。

原子吸收光谱仪校准使用7点标准的解决方案,对应于每个元素的浓度(毫克L⁻¹Mn)范围0.10 - -2.00,0.50 - -4.00为铁、镍0.10 - -2.00,0.50 - -3.00,铜、锌0.10 - -1.60,0.50 - -10.00的,-10.00和0.50毫克。一式三份的监测读数平均为每个标准的解决方案。

2.9。方法验证

检测的准确度、精度和限制确定评估方法的有效性的消化和分析芝麻种子和土壤样本。精度的方法评估结果的相对标准偏差重复测量在一个给定的样本。检测极限的方法计算了三倍标准差的空白信号除以校准方程的斜率。精度是由飙升的样品与已知浓度的标准解决方案。为此,1 g粉芝麻或土壤样本强化标准溶液的浓度水平对应每个元素的平均测量值的100%,经过消化和分析过程。

2.10。统计分析

单向方差分析是用来测试的影响日益增长的地区的平均浓度的不同化学成分确定。统计分析的数据进行了使用Excel (Microsoft Excel, 2007)。差异被认为是重要的时候α< 0.05。

3所示。结果与讨论

3.1。种子重量

芝麻的平均种子重量分别为5.21±0.02,5.89±0.05,6.25±0.02 g / 2000种子从记者,可乐Zana, Soroka,分别。测量种子重量的范围在4 - 7 g / 2000种子Al-Kahtani报道(16从沙特阿拉伯。然而,芝麻的体重在三个研究生产领域明显不同,表明生长环境的影响在芝麻种子重量。

3.2。近似构成

芝麻富含脂肪是干重(平均52.86%),与大量的蛋白质(平均干重23.52%)其次是碳水化合物(平均干重14.51%)(表2)。火山灰和纤维存在于低和类似的比例,4.27%和4.84,分别在种子。

芝麻不同的水分含量在5.43 - -5.81%的范围,没有统计上的显著差异,三个生产领域。另一方面,确定膳食成分的水平的芝麻起源与生产之间存在着显著的差异。火山灰芝麻不同内容在4.38 - -5.48%的范围内,与更高的火山灰从可乐中发现种子Zana(5.48%)比其他领域。粗纤维被发现在种子数量明显高于从记者(4.97%)比其他领域(3.88 -3.95%)。从Soroka芝麻含有更高水平的粗脂肪碳水化合物和蛋白质而低于种子从其他领域。

平均浓度的膳食成分决定的芝麻样品从三个方面进行了比较与来自不同国家的一些报道值白芝麻(表3)。为了获得比较数据从芝麻样品已经重新计算的鲜重基础使用含水率值决定的。芝麻样品的水分含量是比得上这些种子从刚果(布)(5.7%)15)和尼日利亚(5.2%)(17),而高于从土耳其(4.40%)(18)和中国(4.71%)(19]。另一方面,确定值低于(6.91%)报告Okoronkwo et al。20.]。样品的水分含量都低于6%,表明条件好芝麻在收获21]。低含水率也被表示为有益的质量和保质期芝麻(22]。

芝麻样品含有大量的火山灰和粗纤维显著高于种子从刚果(布)和尼日利亚,可比在灰分含量与种子从土耳其和中国。灰分的指示矿物元素出现在芝麻,而纤维的饮食是很重要的,因为它有助于保持人体健康,减少体内胆固醇水平(23]。

的种子样本包含的两倍粗蛋白质和碳水化合物比种子从尼日利亚的一半。然而,种子的粗蛋白质和碳水化合物含量与土耳其和中国相比。

3.3。芝麻的元素成分

3.3.1。分析方法的特点

的可靠性优化消化过程中使用的基本金属的测定使用评估法对样品分析数据的价值。相关系数(r²)获得的校准曲线的范围在0.9966 - -0.9997(表4),这表明一个好的线性浓度和吸光度之间的关系。方法的检测极限范围0.09 - -0.38毫克/公斤不同元素。

研究金属的平均百分比复苏芝麻样的峰值范围在112.4%和94.1之间。方法的精密度,表示为三个复制测量的相对标准偏差在飙升样本,范围从0.24到14.95%不同的元素。方法的准确度和精密度都足以允许营养元素的定量测定样品。

3.3.2。芝麻中的元素浓度

总体平均浓度的主要元素镁和钙芝麻525和453毫克/公斤干重,分别(表5)。这些值可比579.53毫克/公斤mg和415.38毫克/公斤Ca报告从刚果(布)芝麻Nzikou et al。15]。

中确定微量金属的芝麻、最丰富的是铁(平均37.8毫克/公斤)其次是锌(平均14.6毫克/公斤)和铜(平均7.26毫克/公斤)。菲芝麻种子样本中发现的数量下降的范围内35.20 - -43.10毫克/公斤Gebrekidan报道,比伊·德斯塔(24]。锌的浓度决定也在13.92 - -28.49毫克/公斤Cemal[芝麻从土耳其的报道25]。另一方面,样本中发现的铜量低于(13.5毫克/公斤)报道Obiajunwa et al。26从尼日利亚]因为芝麻。锰和镍元素被发现只有微量的芝麻种子样本。

微量金属的浓度决定的芝麻的种植区域之间存在着显著的差异。芝麻从可乐Zana含有较高的铁、铜比其他种子的种植区域。另一方面,从记者芝麻含有低水平的锌和锰比其他种子的种植区域。这可能是由于不同的环境生长条件。的基本组成元素成分的植物通常是一个反映土壤中植物的栽培[27]。然而,在这项研究中没有发现显著差异在不同浓度的铁和铜在土壤种植地区。因此,观察到的差异可能是由于其他环境因素,如空气温度和降雨量。一个元素的积累在植物取决于环境条件。相同的植物物种生长在不同的地理位置可能表现出不同的基本概要文件的环境条件(28]。

元素铁、锌、铜和锰微量元素对人类至关重要。所需的元素微量元素微量发挥至关重要的作用在正常运作所需的各种生理和代谢过程(29日]。锌是一种重要的微量元素所需的许多酶的功能,支持免疫系统,和多余的锌是有毒的,会干扰其他矿物质在体内的新陈代谢,特别是铁和铜(30.]。铜是至关重要的各种酶还参与神经系统的功能(31日]。铁中扮演一个重要的角色在血红蛋白的功能,缺铁会导致贫血和不育,而其过量会损害肾脏的组织,心脏和肺32]。

3.3.3。水分含量和芝麻种植土壤的pH值

在微酸性土壤的pH值样本范围值为5.26,5.42,和5.58在可乐Zana, Soroka,和记者。没有统计上的显著差异在种植区域对博士的pH值范围内的土壤样品的5 - 8被表示为最佳条件种植芝麻(33]。土样的含水率在7.9%在记者和考拉Zana Soroka和6.7%。

3.4。元素组成的芝麻生长的土壤

3.4.1。分析方法的特点

的可靠性优化消化过程中使用的基本金属的测定使用评估法对样品分析数据的价值。相关系数(r²)获得的校准曲线的范围在0.9985 - -0.9991(表6),这表明一个好的线性浓度和吸光度之间的关系。方法的检测极限范围0.087 - -0.377毫克/公斤不同元素。

的平均百分比复苏研究金属在土壤样本峰值介于94.2%和89.7之间。方法的精密度,表示为三个复制测量的相对标准偏差在飙升样本,范围从0.50到12%不同的元素。方法的准确度和精密度都足以允许营养元素的定量测定样品。

3.4.2。土壤中元素的浓度

镁和钙的平均浓度决定在不同种植地区507.6和418.0毫克/公斤,分别(表7)。类似于芝麻样品,最丰富的微量金属铁,但平均浓度为212.6毫克/公斤在不同种植地区。铜和锌在同等比例,发现平均浓度为28.8毫克/公斤,在不同种植地区。没有统计上的显著差异在铁和铜的浓度在不同的土壤种植地区。另一方面,更高浓度的锌的土壤样本中发现了Soroka比从其他领域。

皮尔森相关分析元素成分之间的芝麻和底层土壤(表8)。分析应用于评估一个金属的浓度之间的关系存在于土壤的芝麻,以及评估金属在土壤是否促进或干扰另一个金属的吸收。考虑强相关性,相关系数≥0.9 | |,增加浓度芝麻与Mg的铁和铜在土壤的浓度下降。铁和铜水平的芝麻负面影响土壤中存在大量的镁和钙。在芝麻Ca的数量随土壤中Mg浓度的增加。

4所示。结论

芝麻的直接组成和元素含量随种植地区Tsegede区,埃塞俄比亚。种子富含脂肪蛋白质和碳水化合物。的种子也包含了大量重要的微量金属铁、锌和铜。这些元素的浓度在芝麻的种植区域之间存在着显著的差异。然而,在元素的浓度无显著差异,除锌、土壤中不同种植地区。铁和铜的水平在芝麻强烈影响和负面的存在大量的土壤中镁和钙。

数据可用性

本研究中所有数据生成包括在手稿中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢贡德尔大学利用其实验室设施。这项研究并没有收到任何组织的基金。