福建武平参薯与其同属植物山药中营养成分的比较分析

邱珊莲等

摘 要 采用国家标准方法对薯蓣属的8个栽培品种，包括5种武平参薯和3种白山药，进行蛋白质、微量元素及氨基酸等营养成分的测定并进行比较分析。结果表明：8个薯蓣品种中，铁棍山药的营养价值最高，表现在蛋白质含量最高，达到鲜重的31.8 g/kg，氨基酸总量也最丰富，达到23.63 mg/g，在测定的17种氨基酸中，有12种氨基酸的含量高于其他7个薯蓣品种。武平紫参薯“武紫3号”营养价值仅次于铁棍山药，其蛋白质含量、12种氨基酸含量较高，仅次于铁棍山药，除此之外，武紫3号中的Fe、Ca、谷氨酸、赖氨酸、组氨酸、脯氨酸的含量均高于其他7个薯蓣品种。而8个薯蓣品种中营养价值最差的属普通山药，其蛋白质含量最低，只有12.0 g/kg，Zn、Ca及14种氨基酸的含量也最低，其次营养价值较差的是武平紫参薯“武紫2号”，但是该品种产量极高，可作为很好的粮食作物。本研究提高了人们对武平参薯的营养价值的认识，为其开发利用提供理论依据。

关键词 武平参薯；铁棍山药；蛋白质；微量元素；氨基酸

中图分类号 S539 文献标识码 A

Abstract National standard methods for food nutritional determination were employed in the study to determine the protein content， trace elements content and amino acids content of 8 varieties of Dioscorea， including D. Alata Linn. from Wuping and Dioscorea Opposita Thunb.. Results showed that among the 8 varieties of Dioscorea， D. opposite Thunb.cv.Tiegun had the highest nutritional value with the highest amount of protein（31.8 g/kg）and total amino acid（23.63 mg/g）. Furthermore， in 17 amino acids determined， 12 amino acids of D. opposite Thunb.cv.Tiegun were higher than the other 7 varieties of Dioscorea. The nutritional value of purple Dioscorea Alata Linn. from Wuping named“Wuzi No.3”was second to D. opposite Thunb.cv.Tiegun， its protein and 12 amino acids as above were higher than the left 6 varieties. Moreover， the content of Fe， Ca， glutamic acid， lysine， histidine， proline were higher than the other 7 varieties. The nutritional value of the common yam was the worst in the 8 varieties， its protein content（12.0 g/kg）was the lowest， and the content of Zn， Ca and 14 kinds of amino acids were the lowest.“Wuzi No.2”with the second worst nutrition level， could be used as a good food crop due to high yield. The study improved the understanding of nutritional value of D. alata Linn. in Wuping and provided a theoretical basis for the development and utilization.

Key words Dioscorea alata Linn. from Wuping； Dioscorea opposite Thunb.cv.Tiegun； Protein； Trace elements； Amino acids

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.035

参薯（Dioscorea alata Linn.）属薯蓣科（Dioscoreaceae）薯蓣属（Dioscorea），又称为脚板山药、脚板薯、方山药、毛薯、大薯、田薯等[1]，一年生或多年生草质缠绕性藤本植物，在中国主产于南方地区，如浙江、广东、广西、湖南、湖北、福建、四川、江西等省。参薯在中国作为药食两用植物在《神农本草经》及《本草纲目》中早有记载，具有健脾养胃、生津益肺、补肾益精和益脑养颜的功效[2]，常用于抗衰老、治疗糖尿病、心血管疾病和消化不良等。山药（Dioscorea opposite Thunb.），也是薯蓣科薯蓣属的一种植物，又称淮山、淮山药、怀山药等，铁棍山药是山药中的一个优良品种。山药在中国分布较广，常生于海拔150～1 500 m的山坡、山谷林下、溪边、路旁灌木丛或杂草丛中，除东北三省及内蒙古、西藏、青海等省区以外，各地均广为栽培[3]，其中以河南焦作地区的品质最佳。山药性平、味甘，用于脾虚食少，久泻不止，肺虚喘咳，肾虚遗精，带下，尿频，虚热消渴。目前关于参薯的研究较多，对浙江、江苏、云南、广东、广西、江西、湖南、海南等地的参薯进行了营养成分、色素、多糖、叶黄酮、多酚、栽培技术、组织培养等多方面的研究[4-14]，对福建参薯则进行了尿囊素含量的测定及种质资源遗传多样性分析[15-16]。福建武平县长期以来种植参薯，有白色、淡黄色、紫色等品种，其中以紫参薯居多，主要用于菜肴和特色小吃（薯粄）的制作，但关于武平本地参薯营养价值等方面的研究未见报道。本文测定了5个武平参薯品种和3个其他来源地的薯蓣品种的蛋白质、氨基酸及微量元素含量等，并进行了比较分析，旨在为武平参薯的开发利用奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种武平紫参薯武紫1～4号、白参薯武白1号均引自福建龙岩武平，漳白1号来自漳州云霄马铺乡淮山种植基地，普通山药和铁棍山药购自漳州大润发超市。各个薯蓣品种取5株产量不同的块根去皮、切片，60 ℃烘干至恒重，混匀烘干的切片，用研磨机制成粉末，为保证取样的均匀度、测定样品的代表性及实验数据的可靠性，再充分混匀粉末后过60目筛，取样测定各项指标，每个品种取1次样，重复测定3次，取平均值。

1.2 方法

钙：GB/T 5009.92-2003；铁、锰：GB/T 5009.90-2003；锌：GB/T 5009.14-2003（原子吸收光谱法）；蛋白质：GB/T 5009.5-2010（凯氏定氮法）；全氨基酸：GB/T 5009.124-2003。水分：GB 5009.3-2010（直接干燥法）。各指标均用鲜重表示。

1.3 紫参薯大田栽培

选择无病虫损伤的块茎按3 cm×3 cm纵切成种薯块，在种薯块切口涂抹上草木灰，晒1～2 h后在室内存放2～3 d，待切面愈合后播种。5月初播种，采用起垄种植，每小区垄长9 m，垄宽1.4 m，行株距140 cm×30 cm，种植密度为密度3万株/hm2。播种时薯皮面朝上，覆土2～3 cm厚。当蔓长30～50 cm时，用约2.5 m长的小竹竿搭成“人”字架，引蔓上架。霜降前后（约10月下旬）待茎叶枯落，及时采挖，测定紫参薯单株产量，根据平均单株块茎重及种植密度计算出每公顷产量。从播种至采收期间，不施基肥，也不追肥，及时中耕除草和培土。

1.4 氨基酸构成分析

根据氨基酸营养/生理作用分类，氨基酸分为必需氨基酸、非必需氨基酸和条件必需氨基酸[17]。必需氨基酸包括赖氨基、亮氨基、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、组氨酸（婴儿必需）；非必需氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸；条件必需氨基酸包括酪氨酸、精氨酸、脯氨酸、甘氨酸。各类总含量及其占氨基酸总量的百分比作为氨基酸组成的指标。

2 结果与分析

2.1 武平紫参薯块茎的生物学特征及其产量分析

从4种紫参薯的块茎性状和产量特征中可以发现（表1），武紫2号特征最明显，表现在刚出土时块茎表皮颜色紫色亮丽，且单株块茎个大，平均单株块茎产量显著高于其他3种紫参薯（p<0.05），每公顷总产量很高，在未施肥的条件下可达47 400 kg/hm2，若在农业生产中，增施基肥和进行苗期追肥，产量将会有较大幅度的增加。武紫3号块茎个头最小，平均单株块茎产量显著低于其他3种紫参薯（p<0.05），故总产量最低。

2.2 武平参薯与白山药中蛋白质、微量元素及水分含量的比较分析

由表2可知，8个薯蓣品种中，铁棍山药的蛋白质含量最高，达到31.8 g/kg，水分含量最低，为70.00%，其Mn含量仅次于武紫2号。武紫3号的Fe、Ca含量最高，其蛋白质和Zn含量也较高，分别仅次于含量最高的铁棍山药和武紫1号。普通山药的蛋白质、Zn、Ca及干物质含量均最低，Fe、Mn含量也处于8种山药的下游水平。从蛋白质及微量元素含量来看，4种紫参薯中，以武紫3号的品质最佳，在4个白色薯蓣品种中，铁棍山药的品质最好。武紫3号与铁棍山药相比，铁棍山药蛋白质含量较武紫3号高12.37%，Mn含量较武紫3号高24.56%，但是武紫3号的Fe含量较铁棍山药高90.57%，Zn含量较铁棍山药高63.37%，Ca含量较铁棍山药高28.80%。综合分析，在蛋白质和4种微量元素方面，铁棍山药和武紫3号品质最佳，各有各的营养优势，而普通山药品质最差。

2.3 武平参薯与白山药中氨基酸含量的比较分析

由表3可知，8个薯蓣品种总氨基酸含量：铁棍山药>武紫3号>漳白1号>武白1号>武紫1号>武紫4号>武紫2号>普通山药。铁棍山药的氨基酸含量最丰富，不仅氨基酸总量最高，达23.63 mg/g，而且在测定的17种氨基酸中，有12种氨基酸含量均高于其他7个薯蓣品种，分别为天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬草氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、精氨酸，其他5种氨基酸的含量在8个薯蓣品种中也处于较高水平。武紫3号中有4种氨基酸的含量最高，分别为谷氨酸、赖氨酸、组氨酸、脯氨酸，12种氨基酸的含量仅次于最高值，即铁棍山药中含量最高的12种氨基酸。漳白1号中胱氨酸含量在8个薯蓣品种中含量最高。普通山药不仅总氨基酸含量最低，在测定的17种氨基酸中，有14种氨基酸含量最低，其余3种也处于劣势水平。而武紫2号中有3种氨基酸含量最低，分别为丝氨酸、谷氨酸和精氨酸，其余14种含量也较低。因此，从氨基酸角度看，8个薯蓣品种中，铁棍山药的品质最好，其次为武紫3号，而普通山药的品质最差。

2.4 8个薯蓣品种中氨基酸组成情况分析

将表3数据根据氨基酸营养/生理作用分类分为必需氨基酸、非必需氨基酸和条件必需氨基酸，进一步分析功能氨基酸的组成情况，如表4所示，在8个薯蓣品种中，单位鲜重中人体必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量和条件必需氨基酸含量均以铁棍山药最高。但是，必需氨基酸占氨基酸总量的比例以武紫2号最高，为39.64%，而非必需氨基酸和条件必需氨基酸占氨基酸总量比例均以普通山药最高，分别为51.77%和27.60%。

3 讨论与结论

参薯和山药虽是同属植物，但是在块茎特征和产量性状上差异很大。参薯栽培的形状变化较大，有掌状、棒状或圆锥形，其表皮为棕色或黑色，断面为白色、黄色或紫色[5]。而山药的块茎形状单一，为长圆柱形，中间稍膨大，两端略小，表皮褐色或深褐色，断面白色。汤洁等[18]研究了在进行施基肥和追肥的情况下不同淮山药品种的产量性状，结果表明，3个不同山药品种产量在23 400～29 100 kg/hm2，平均单株产量780～970 g，而赵月丽[19]的研究表明铁棍山药一级种的产量为15 000～16 500 kg/hm2，单株最重290～300 g。本研究在不施肥的条件下进行，紫参薯不同品种间产量差异很大，范围在9 900～47 400 kg/hm2，平均单株产量在330～1 580 g，其中以武紫2号的产量最高，不施肥的情况下产量可达47 400 kg/hm2，平均单株产量1 580 g，单株最重3 740 g。因此，武紫2号的产量性状很好，优势非常明显，远远优于山药和其他紫参薯品种，是一种高产的粮食作物。Mignouna等[20]就指出参薯是世界重要的粮食作物。而武平紫参薯品种“武紫2号”不仅产量极高、耐储藏，而且在栽培过程中少有病虫害，基本不用农药或极少用，更是一种绿色安全的粮食作物。

薯蓣由于具有药食两用的特点，国际上对薯蓣的研究主要集中在营养成分[21-23]、功能成分[24-25]及栽培技术上[13，18]，对有特殊颜色的薯蓣品种，如紫参薯，在色素的提取及其性质上的研究也较多[4-6]。但是，关于不同薯蓣品种之间营养成分进行比较的研究较少。张虹等[7]测定了云南红河紫山药和白山药中Co、Zn、Cr、Cu、Mg、Ca、Fe等7种微量元素的含量，结果表明，紫山药中微量元素Mg、Ca、Zn、Cu的含量高于白山药，Fe和Co的含量相差不大。周新勇等[8]对不同产地（浙江、江西、北京）紫参薯的营养成分（粗蛋白、粗纤维、矿物元素、氨基酸、维生素Vc等）进行测定，并与2种河南铁杆山药品种（河南铁杆山药1、河南铁杆山药2）的营养成分进行对比，结果发现，不同产地的山药在其营养成分中具有各自的优势，如河南铁杆山药1的脂肪、粗纤维、铜、钙、镁和硒等含量丰富；浙江紫参薯的铜、钙、锰、钾、葡萄糖和蔗糖等含量丰富；北京紫参薯的可溶性糖和可溶性酸、磷和硒等含量丰富等等。本文的研究结论与其一致，即不同来源地的薯蓣各有各的营养优势，比如，购自超市的铁棍山药蛋白质、氨基酸、Mn含量丰富；武平紫参薯品种“武紫3号”的Fe、Ca、Zn、蛋白质、氨基酸含量丰富；武紫2号的Mn含量丰富及必需氨基酸占氨基酸总量的比例最高；武紫1号的Zn含量丰富；漳州本地山药“漳白1号”的胱氨酸含量丰富，远高于其他薯蓣品种；普通山药非必需氨基酸和条件必需氨基酸占氨基酸总量比例最高。

综上可见，铁棍山药及武紫3号的营养含量均很高，作为蔬菜食用价值很高；武紫2号产量极高，作为高产粮食作物极有潜力。

参考文献

[1] 裴 鉴， 丁志遵. 中国植物志（第十六卷， 第一分册）[M]. 北京： 科学出版社， 1985： 117-119.

[2] 胡世林. 中国地道药材[M]. 哈尔滨： 黑龙江科学技术出版社， 1986.

[3] 何海玲， 单承莺， 张卫明， 等. 山药研究进展[J]. 中国野生植物资源， 2006， 25（6）： 1-6.

[4] 倪勤学， 高前欣， 霍艳荣， 等. 紫山药色素的提取工艺及抗氧化性能研究[J]. 天然产物研究与开发， 2012， 24（2）： 229-233.

[5] 占达东， 陈娃姑， 黄宏健. 参薯色素的稳定性研究[J]. 海南大学学报（自然科学版）， 2005， 23（3）： 233-237.

[6] 徐 皓， 杨培君， 柳亚辉. 紫参薯中花色苷提取工艺研究[J]. 中国调味品， 2013， 38（6）： 71-74.

[7] 张 虹， 白红丽， 王宝森， 等. 云南红河紫山药与白山药中微量元素的比较分析[J]. 江苏农业科学， 2009（4）： 164-165.

[8] 周新勇， 宋曙辉， 王文琪， 等. 紫参薯及其同属植物铁杆山药中营养成分分析[J]. 安徽农业科学， 2010， 38（35）： 20 005-20 007.

[9] 刘 影， 史姗姗， 汪财生. 浙江紫山药营养成分及薯蓣皂苷元含量测定[J]. 安徽农业科学， 2010， 38（9）： 4 563-4 564， 4 567.

[10] 姜芳婷， 李明静， 史会齐， 等. 山药及其同属植物参薯中多糖含量的测定[J]. 化学研究， 2004， 15（3）： 47-49.

[11] 张航航. 超声辅助提取参薯叶黄酮的工艺研究[J]. 安徽农业科学， 2012， 40（9）： 5 123-5 125.

[12] 周双清， 胡新文， 黄东益， 等. 参薯组织培养的初步研究[J]. 中国热带农业， 2011（42）： 85-87.

[13] 吴志刚， 魏余煌， 陶正明， 等. 紫肉参薯高产综合栽培技术研究[J]. 浙江农业学报， 2010， 22（1）： 36-39.

[14] 王 勇， 史会齐， 李明静， 等. 山药及其同属植物参薯中多酚含量的测定[J]. 河南大学学报（自然科学版）， 2005， 35（4）： 41-44.

[15] 黄瑞平. 福建参薯类山药资源尿囊素含量的测定比较[J]. 热带农业科学， 2012， 32（6）： 58-60， 75.

[16] 华树妹， 涂前程， 雷伏贵. 福建山药种质资源遗传多样性的RA PD分析[J]. 植物遗传资源学报， 2009， 10（2）： 195-200.

[17] 中国疾病预防控制中心营养与食品安全所. 中国食物成分表2004[M]. 北京： 北京大学医学出版社， 2005： 218.

[18] 汤 洁， 戴兴临， 涂玉琴， 等. 淮山药新品种及栽培新技术研究[J]. 江西农业学报， 2011， 23（9）： 57-59.

[19] 赵月丽. 铁棍山药种苗质量标准的研究[D]. 新乡： 河南师范大学， 2011.

[20] Mignouna H D， Mank R A， Ellis T H N， et al. A genetic linkage map of water yam（Dioscorea alata L.）based on AFLP markers and QTL analysis for anthracnose resistance[J]. Theoretical and Applied Genetics， 2002， 105（5）： 726-735.

[21] Zhang Z D， Gao W Y， Li X， et al. Effect of different drying methods on the physicochemical and functional properties of Dioscorea opposita Thunb. starch[J]. Starch， 2013， 65（3-4）： 219-226.

[22] Jiang Q Q， Gao W Y， Li X， et al. Effect of acid-ethanol on the physicochemical properties of Dioscorea opposita Thunb. and Pueraria thomsonii Benth. starches[J]. Starch， 2011， 63（5）： 302-310.

[23] Zhou H Y， Wang J H， Fang X S， et al. Physicochemical properties of new starches isolated from Dioscorea opposita Thunb. bulbils[J]. Starch， 2012， 64（4）： 290-296.

[24] Zhao G H， Kan J Q， Li Z X， et al. Structural features and immunological activity of a polysaccharide from Dioscorea opposita Thunb. roots[J]. Carbohydrate Polymers， 2005（61）： 125-131.

[25] Lin Zhang， Bing Bai， Xiuhua Liu， et al. α-Glucosidase inhibitors from Chinese Yam（Dioscorea opposita Thunb.）[J]. Food Chemistry， 2011， 126（1）： 203-206.