凉薯(Pachyrrhizus erosus L.)块茎的营养品质分析

苏雪娇，张秀娟，常维娜，黎晓莹，孙丽平

(昆明理工大学化学工程学院食品工程研究中心，云南昆明650500)

凉薯(Pachyrizus erosus L.)又名豆薯、沙葛等，是豆科豆薯属中能形成块根的栽培种，一年生或多年生草质藤本植物。可食部分为其块茎，皮为淡黄色，果肉白嫩多汁，生食或熟食。凉薯原产于热带美洲，目前在我国西南地区广泛栽培，是一种高产作物，亩产可达数千斤甚至万斤以上。凉薯块茎不耐贮藏，极易腐烂变质，现阶段对其深加工远远不足，即使农民丰产，经济不一定增收［1］。本文测定了云南产凉薯块茎的基本营养成分，研究了其酚类物质的含量、组成和抗氧化活性，对其营养品质进行分析，以期为凉薯的综合开发和高值化利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

采集云南当日出产的新鲜凉薯，清洗，去皮，切片，一部分直接用于维生素C(VC)和B族维生素(B1、B2、B3和 B6)含量的测定，一部分 60℃ 鼓风烘干，粉碎，过40目筛，备用。

甲醇、乙腈，色谱级;VC、B 族维生素(B1、B2、B3和 B6)、大豆卵磷脂、2，6－二叔丁基－4－甲基苯酚(BHT)、三吡啶三嗪(TPTZ)、1，1－diphenyl－2－picrylhydrazyl radicals(DPPH·)、没食子酸、芦丁、绿原酸、原儿茶酸、山萘酸、槲皮素、水杨酸、苯甲酸、香草酸、木犀草素、咖啡酸、儿茶素、丁香酸、对香豆酸、鞣花酸、肉桂酸和阿魏酸，标准品级;其它为试剂为分析纯。

Agilent1200高效液相色谱仪 美国Agilent公司;TU1901型双光束紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司;78－1型磁力搅拌器 深圳市国华仪器厂;LXJ－IIB型离心机 上海安亭科学仪器厂;SB－5200DTD超声波清洗器 宁波新芝生物有限公司，等。

1.2 实验方法

1.2.1 基本营养成分的测定 粗灰分(GB/T 5009.4－2010)，粗蛋白(GB/T 5009.5－2003)，粗脂肪(GB/T 14772－2008)，水溶性总糖(蒽酮比色法)，淀粉含量(GB/T 5009.9－2008)，结果表达为%DW;

VC含量(GB/T 6195－1986)，B 族维生素(B1、B2、B3和 B6)含量(高效液相色谱法［2］)，结果表达为mg·100g－1FW。

1.2.2 多酚含量的提取和测定

1.2.2.1 多酚的微波辅助提取和总量的测定［3］准确称取1g样品，按1∶20料液比，加入体积分数为65%的乙醇水溶液，480W输出功率下微波处理45s，过滤，将滤液定容至50mL，制备多酚提取液。采用Folin－Ciocalteu法测定样品中多酚含量，含量表达为mg·g－1DW。

1.2.2.2 多酚组成的测定 将多酚提取液进行0.45μm微孔过滤，滤液进行酚类物质组成分析。色谱条件:Agilent1200高效液相色谱仪，配备自动进样器和二级阵列检测器;Agilent C18色谱柱(250mm×4.6mm i.d.，5μm);流动相:A 甲醇，B0.3%磷酸溶液;梯度洗脱:0～70min，A从0%～100%，100%A保持10min;流速:1.0mL·min－1;柱温:25℃;检测波长:280nm。不同浓度的没食子酸、芦丁、绿原酸、原儿茶酸、山萘酸、槲皮素、水杨酸、苯甲酸、香草酸、木犀草素、咖啡酸、儿茶素、丁香酸、对香豆酸、鞣花酸、肉桂酸和阿魏酸建立标准工作曲线，出峰时间定性，峰面积定量，分析样品中多酚类物质的组成及含量。

1.2.3 多酚提取物抗氧化活性测定

1.2.3.1 还原能力的测定 采用FRAP法测定凉薯多酚提取物的还原能力［4］。

FRAP工作液的制备:300mmol·L－1醋酸盐缓冲液(3.1g的乙酸钠+16mL冰乙酸，用蒸馏水定容到1000mL，pH3.6)，10mmol·L－1的 TPTZ 的 40mmol·L－1盐酸溶液，20 mmol·L－1的 FeCl3溶液，用时以 10∶1∶1 的体积比混合，并37℃预热备用。

取0.15mL稀释为一定浓度梯度的多酚提取液，加入4.5mL预热至37℃的FRAP工作液，摇匀后，37℃水浴反应10min，于593nm处测定反应液吸光值，以蒸馏水代替样品作为空白。以VC作为阳性对照，以0.5mmol·L－1FeSO4在593nm 处的吸光值为参考标准，多酚提取物的还原能力以达到同样吸光值所对应的多酚浓度(μg·mL－1)来表示(EC50值)。

1.2.3.2 清除DPPH自由基能力测定 取0.4mL稀释为一定浓度梯度的多酚提取液，加入2mL 0.1mmol·L－1DPPH甲醇溶液，混匀，暗处放置30min并不断震荡，在517nm处测其吸光值。以蒸馏水代替样品作为空白。以VC作为阳性对照。清除率计算公式为:清除率(%)=［1－A样/A对照］×100，IC50值表示清除率为50%时多酚的浓度(μg·mL－1)。

1.2.3.3 抑制脂质体过氧化能力的测定 取1mL稀释为一定浓度梯度的多酚提取液，依次加入1mL脂质体磷酸盐缓冲液分散系，1mL 40μm·L－1三氯化铁溶液，1mL 400μm·L－1L－抗坏血酸，混匀，避光 37℃水浴60min，再加入2mL三氯乙酸－硫代巴比妥酸－盐酸混合液，沸水浴反应 15min，立即冷却，5000r·min－1离心 10min，取上清液在 532nm 下测定吸光值。1mL蒸馏水代替样品+1mL磷酸盐缓冲溶液代替脂质体分散体系为空白，以BHT作为阳性对照。抑制率计算公式为:抑制率(%)=［1－A样/A对照］×100，IC50值表示抑制率为50%时多酚的浓度(μg·mL－1)。

1.2.3.4 清除羟自由基能力的测定 取1mL稀释为一定浓度梯度的多酚提取液，依次加入0.3mL 8mmol·L－1的 FeSO4，0.25mL 20mmol·L－1的 H2O2，1mL 3mmol·L－1水杨酸，混匀，37℃ 水浴 30min，取出，冷却，加入0.45mL 的蒸馏水，混匀，2000r·min－1离心 10min，取上清液于510nm测吸光度。以蒸馏水代替样品作为空白。以VC作为阳性对照。清除率计算公式为:清除率(%)=［1－A样/A对照］×100，IC50值表示清除率为50%时多酚的浓度(μg·mL－1)。

1.2.4 数据统计方法 每个实验至少三次重复，测定结果表达为平均值±标准偏差。使用Microsoft Office Excel 2003进行数据处理、画图及回归分析。

2 结果与讨论

2.1 凉薯基本营养成分及其含量

由表1可知，云南产新鲜凉薯中未检测到脂肪，含有丰富的水溶性总糖和淀粉，含量分别为55.53%DW和35.16%DW。有关研究表明，凉薯块茎富含淀粉，且其性质与谷物淀粉相似，可以作为新的淀粉资源［5－6］;凉薯水溶性碳水化合物中可溶性膳食纤维含量高，可用于改善搅拌型酸奶的感官品质，同时增强其生理功能活性［7－8］，因此凉薯块茎淀粉和膳食纤维具有工业开发和应用的潜能。其次，凉薯块茎中VC的含量为11.55mg·100g－1FW，高于雪莲果块茎［9］中的 VC含量，与山药［10］相当，低于莲藕、胡萝卜［11］等常见根茎蔬菜中VC含量。凉薯块茎中检测到一定量的B族维生素，其中B3(烟酸)和B6(吡哆素)含量较高，分别为0.166、0.207mg·100g－1FW，与 Noman 等的研究一致［12］。

表1 云南产凉薯块茎中基本营养成分及其含量Table 1 The contents of nutritional components in the tuber of Pachyrrhizus erosus L.from Yunnan province

2.2 凉薯多酚含量及其组成

由表2可知，云南产凉薯块茎中的多酚含量为2.06mg·g－1DW。未见其它有关凉薯块茎中多酚含量的报道，不便比较。供试凉薯中总酚含量低于紫山药［13］和莲藕［14］中多酚含量，与黄肉甘薯［15］和雪莲［16］相当。植物中多酚含量受到种质、遗传等内因及气候、土壤、栽培管理等外因影响而不同。

表2 凉薯块茎中的酚酸组成Table 2 The composition of the polyphenolics in the tuber of Pachyrrhizus erosus L.

供试凉薯多酚提取物中多酚组成及含量分析结果显示(表2):共检出16种标准品中的7种，其中没食子酸、香草酸、咖啡酸和芦丁为主要成分，含量分别为0.55、0.27、0.12 和0.15mg·g－1DW。

2.3 凉薯酚类提取物的抗氧化活性

多酚类物质具有活泼的多羟基结构，从而具有较强供电子能力，使其成为有效的抗氧化活性成分，但多酚提取物抗氧化能力的强弱与其多酚组成及其配比有关。由图1可以看出，供试的云南产凉薯块茎多酚提取物表现出很强的抗氧化活性，且其抗氧化能力与多酚浓度线性正相关，其在还原能力的EC50值为 1.33μg·mL－1，DPPH 自由基清除能力、羟自由基清除能力和抑制脂质体过氧化能力的IC50分别为 4.15、7.70 和 17.00μg·mL－1。其中羟自由基清除能力和抑制脂质体过氧化能力分别高于阳性对照VC和 BHT。与黄肉甘薯［15］和莲藕［17］多酚类提取物的抗氧化活性相比，本研究中凉薯块茎多酚表现了更强的抗氧化作用。

图1 凉薯块茎中多酚的抗氧化活性Fig.1 The antioxidant activities of the polyphenolics in the tuber of Pachyrrhizus erosus L.

3 结论

3.1 云南产凉薯块茎中含有丰富的水溶性总糖和淀粉;VC的含量为 11.55mg·100g－1FW;检测到一定量的B族维生素，其中B3(烟酸)和B6(吡哆素)含量较高，分别为 0.166、0.207mg·100g－1FW。表明凉薯是一种营养价值较高、具有工业化开发和应用的食用资源。

3.2 云南产凉薯块茎中含有一定量的多酚类物质，其含量为2.06mg·g－1DW。HPLC法检出其多酚提取物中7种酚类物质，其中没食子酸、香草酸、咖啡酸和芦丁为主要成分，含量分别为0.55、0.27、0.12和0.15mg·g－1DW。

3.3 供试凉薯块茎多酚提取物表现出很强的抗氧化活性，且其抗氧化能力与多酚浓度线性正相关，其在还原能力的 EC50值为 1.33μg·mL－1，DPPH 自由基清除能力、羟自由基清除能力和抑制脂质体过氧化能力的 IC50分别为 4.15、7.70 和 17.00μg·mL－1，可以成为其深加工产品保健功能特性的物质基础。

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