4个河北省主栽山药品种的品质性状比较

袁巍 高洪波

·摘要：试验通过生物化学方法测定了四个河北省主栽山药品种（白玉山药、白嘴山药、铁棍山药、棒药）的干物质含量及蛋白质、淀粉、可溶性糖含量。试验结果表明四种山药的品质存在较大差异，具体表现为：①干物质含量：铁棍山药（30.23%）>白嘴山药（24.66%）>白玉山药（24.54%）>棒药（16.29%）；②蛋白质含量：铁棍山药（16.8587%）>白嘴山药（15.0990%）>白玉山药（12.7190%）>棒药（5.0000%）；③淀粉含量：白玉山药（10.2374%）>铁棍山药（8.2319%）>白嘴山药（5.8475%）>棒药（5.2895%）；④可溶性糖含量：白嘴山药（4.3189%）>白玉山药（2.7952%）>铁棍山药（1.0661%）>棒药（0.3637%）。因此，白嘴山药适宜糖尿病人食用，铁棍山药适宜孕妇及生长发育期的青少年食用，白玉山药适宜长期从事体力劳动的人尽量食用。目的：通过试验测定4个河北省主栽山药品种的干物质含量、蛋白质含量、淀粉含量和可溶性糖含量，了解4个品种山药的品质性状，为不同消费人群适宜食用的山药品种提供理论依据和参考。

关键词：山药；干物质含量；可溶性糖；淀粉；蛋白质

山药（Dioscorea batatas Decne.chinese yam），是薯蓣科薯蓣属一年生或多年生缠绕性藤本植物，能形成肥大的地下茎，其肉质细腻，风味鲜美，供人们食用或药用[1]。山药作为一种国际性药、食兼用作物，具有产量高、适应性强、耐储藏、便于运输和加工等优点，在我国大部分地区都有栽培，现已成为我国重要的出口特产蔬菜之一[2]。

河北省作为山药主产区之一，近年来山药种植面积逐年增加，尤其是在保定市的蠡县、高阳县、清苑县，沧州市的肃宁县、河间市、献县，以及邢台市和邯郸市的部分地区发展较快。河北省种植的山药品种主要有白玉山药（也称日本大和白）、白嘴山药（也称小白嘴）、铁棍山药（从河南省引进品种）、棒药（也称麻山药）等4个品种，另外还有小面积的紫山药种植。

山药块茎营养丰富，除含有多种碳水化合物外，还含有蛋白质、脂肪、维生素及微量元素等营养成分，从成分含量上看，水约70%-80%，淀粉约16%，可溶性糖约为2.5%，蛋白质约1.5%[3]。近年来，对山药的综合利用与保健品开发方面有了很大的发展。 研究表明，山药有增强和调节免疫功能、抗氧化作用以及降血糖作用。山药中所含的保健成分，在人体的骨骼润滑、玻璃体生长、精液补充、改善神经元上起着很重要的作用[4]。

蛋白质是构成人体组织器官的支架和主要物质，是人体生命活动的主要承担者[5]。人体中合成蛋白质的原料主要是食物中蛋白质分解所得的氨基酸[6]，因此，食物中的蛋白质含量影响人体新陈代谢及其他生命活动，尤其是处于生长发育期的青少年和孕产妇；淀粉等糖类物质是人体的主要供能物质[7]，所以长期从事体力劳动的人需要大量的淀粉等糖类物质；可溶性糖是山药的主要活性成分，主要由甘露糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖组成[8]，已成为近年来山药研究的热点，许多研究[9]证实，可溶性糖具有增强免疫力，延缓衰老，抗肿瘤，降低血糖等多种药理作用，因此多食用富含可溶性糖的山药有利于肿瘤病人、糖尿病人的健康。

但我检索的现有资料中，只有不分品种笼统的山药成分含量介绍，不能帮助广大人民群众根据自己身体状况选食适合自己的山药品种。因此，我将在这个试验中，通过对4种河北主栽山药的品质性状的测定，为不同身体素质的人群提出科学合理的山药品种建议，以帮助大家有针对性的选择，提高进食和营养效果。

四种山药图片及说明见下表

山药品种图片说明白玉山药白玉山药也叫日本大和白，是从日本引进的高产山药品种，山药茎为圆形，呈紫色，有时带绿色条纹，有粘液质，口感微甜。白嘴山药皮薄，表面有细毛，黄色；肉质细白，含有粘液质、皂甙、胆碱、尿素、精氨酸、淀粉酶、蛋白质、脂肪、淀粉。铁棍山药粘度大，色白，水分少，毛须略多，并可见特有的暗红色“锈斑”，粉性足，质腻，折断后横截面呈白色或略显牙黄色，体质十分坚重，入水久煮不散。棒药粘度小，肉质白色，表皮色较深，块茎上半部分与下半部分口感有差异一、测试内容

1.干物质含量的测定

1.1干物质含量测定的原理

在加热时，植物组织中的自由水变成水蒸气逸出，当组织的质量不再发生变化时说明组织内不再含有自由水，即剩余物质为干物质，通过称量组织烘干前后的质量就可以计算出植物组织的干物质含量。

实验计算式：

干物质含量（%）=干物质质量鲜重×100

1.2实验样品、仪器及试剂

1.2.1实验样品：

白玉山药、白嘴山药、铁棍山药、棒药各取200g（预先洗净擦干）

1.2.2实验仪器

信封、精密天平、称量纸、烘干箱

1.3实验步骤

1.3.1实验样品的测定

1.3.1.1快速将样品切成薄片，称重，记录。装入信封，并标明品种与编号。

1.3.1.2将信封放入100—105℃烘箱中烘干至恒重。

1.3.1.3取出信封，称重，记录数据。山药烘干前后质量变化及干物质率见下表

白玉山药鲜重

（克）干重

（克）干物质

率%白嘴山药鲜重

（克）干重

（克）干物质

率%铁棍山药鲜重

（克）干重

（克）干物质

率%棒药鲜重

（克）干重

（克）干物质

率%第一次测定35.688.2123.0131.637.6124.0629.238.8730.3430.945.0316.26第二次测定34.618.6324.9333.298.2024.6328.358.9131.2636.875.9716.19第三测定35.569.1325.6732.228.1525.2923.966.9729.0932.315.3116.43平均值————24.54————24.66————30.23————16.292.蛋白质含量的测定

2.1蛋白质含量测定的原理

考马斯亮蓝G-250测定蛋白质含量属于染料结合法的一种。该染料在游离状态下呈红色，当它与蛋白质结合后变为青色，前者吸收峰在465 nm，后者的吸收峰在595 nm。在一定蛋白质范围内（0-1000 ug/ml），蛋白质色素结合物在595 nm波长下的消光值与蛋白质含量成正比，故可用于蛋白质的定量检测。蛋白质与考马斯亮蓝G-250结合反应十分迅速，2 min左右即达到平衡，其结合物在室温下1h内保持稳定。该反应非常灵敏，可用于测量微克级蛋白质含量，易于操作，干扰物质少，是一种比较好的蛋白质定量法。

蛋白质含量=C×VW×1000

C：从标准曲线上查得的蛋白质浓度（ug/ml）

V：提取液总体积（ml）

W：样品质量（g）

2.2实验材料、仪器及试剂

2.2.1实验材料

白玉山药、白嘴山药、铁棍山药、棒药各取100g（洗净并捣烂）

2.2.2实验仪器

分光光度计、离心机、药物天平、容量瓶、移液管、试管等。

2.2.3实验药品

100ug/ml标准牛血清白蛋白溶液、考马斯亮蓝G—250试剂、90%乙醇、85%磷酸等。

2.3实验步骤

2.3.1标准曲线的制作

2.3.1.1取六只试管，按下表添加试剂。

2.3.1.2摇匀，静置2min。

2.3.1.3在595nm波长下比色，记录消光值。

2.3.1.4以消光值为纵坐标，牛血清白蛋白浓度为横坐标，绘制标准曲线。

试管编号123456标准牛血清白蛋白（ml）00.20.40.60.81.0蒸馏水（ml）1.00.80.60.40.20蛋白质浓度（ug/ml）020406080100考马斯亮蓝G—250（ml）5555552.3.2样品的处理

2.3.2.1称取新鲜样品1.0—2.0g放入研钵中，加2ml蒸馏水研成匀浆。

2.3.2.2将匀浆配制为10ml标准液。

2.3.2.3静置30min，其间摇动几次。

2.3.2.4离心处理，取上清液500ul，加入试管，标号。

2.3.3测定

2.3.3.1加入5ml考马斯亮蓝G—250试剂，摇匀。

2.3.3.2静置2min，在595nm处比色，记录三次OD值，数据如下表。

白玉山药白嘴山药铁棍山药棒药第一次测定OD值0.6971.4341.7200.484第二次测定OD值1.2651.0081.6020.426第三次测定OD值1.2831.3091.6000.488平均值1.2741.3721.6410.466白玉山药：取1.265与1.283的平均值为1.274；白嘴山药：取1.434与1.309的平均值为1.372；铁棍山药：取三个测量值的平均值为1.641；棒药：取三个测量值的平均值为0.466。

2.3.3.3根据消光值并在标准曲线上查出蛋白质的浓度，将实验测的数据代入上述计算公式，计算出蛋白质的含量，结果如下。

山药品种白玉山药白嘴山药铁棍山药棒药蛋白质含量（%）12.719015.099016.85875.00003.淀粉含量的检测

3.1淀粉含量检测的实验原理

多糖是由几百个或更多葡萄糖残基组成的多糖，在酸性条件下加热使其水解成葡萄糖，然后在浓硫酸作用下生成糠醛及其衍生物，该衍生物与蒽酮发生反应，反应后溶液呈蓝绿色，于620nm处有最大吸收，所以可以用此方法测定多糖含量。

A=100×C×V1×0.9V7×1000×W

A：淀粉含量（%）

C：从标准曲线查得的葡萄糖含量（ug/ml）

V1：显色时取的样品液总体积（ml）

V7：样品提取液总体积（ml）

W：样品质量（g）

0.9：葡萄糖与淀粉的换算系数

3.2实验样品、仪器及试剂

3.2.1实验样品：

白玉山药、白嘴山药、铁棍山药、棒药各取50g（预先洗净并研碎）

3.2.2实验仪器：

试管、水浴锅、离心机、研钵、移液管、分光光度计等。

实验试剂：0.2g/L蒽酮浓硫酸溶液、0.1g/L考马斯亮蓝G—250试剂、9.2 mol/L高氯酸溶液、90%乙醇溶液、85%乙醇溶液等。

3.3实验步骤

3.3.1标准曲线的制作

3.3.1.1准确称取0.1g葡萄糖（分析纯），溶解并用蒸馏水定容至100ml。

3.3.1.2分别取出1ml，2ml，3ml，4ml，5ml分别加入到50ml的容量瓶中，并用蒸馏水定容到50ml，配制成浓度分别20ug/L，40ug/L，60ug/L，80ug/L，100ug/L的葡萄糖溶液。

3.3.1.3各取1ml試液倒入试管中，标号。

3.3.1.4加入3ml蒽酮试剂，迅速放入冰水中冷却。

3.3.1.5将几只试管一起放入100℃恒温水浴锅中，为防止水分蒸发，在试管口加一个玻璃球。

3.3.1.6准确保温100℃加热10min后取出。

3.3.1.7流水冷却，再在室温下平衡约10min，放于波长620nm处测消光值。

3.3.2实验样品的处理

3.3.2.1取新鲜样品，放入10ml离心管，加入6-7ml乙醇。

3.3.2.2将离心管放入恒温80℃的水浴锅中加热30min。

3.3.2.3将离心管放入离心机离心处理5min。

3.3.2.4将离心管放入恒温85℃的水浴锅内加热至乙醇剩余2-3ml。

3.3.2.5加水3ml，搅拌均匀。

3.3.2.6水浴加热15min，使样品糊化.

3.3.2.7冷却试剂，加入2ml4.6mol/L高氯酸溶液，搅拌均匀。

3.3.2.8静置15min，加水至10ml，摇匀。

3.3.2.9离心10min，将上清液倒入50ml容量瓶内。

3.3.2.10向沉淀中加入2ml4.6mol/L高氯酸，搅拌均匀。

3.3.2.11静置15min，加水至10ml，混匀。

3.3.2.12离心处理10min，将上清液加入容量瓶中。

3.3.2.13水洗沉淀1-2次。

3.3.2.14离心处理10min，将上清液加入容量瓶中。

3.3.2.15定容。

3.3.3测定

3.3.3.1取提取液600ul，加入试管中，加入5ml蒽酮溶液。

3.3.3.2恒温85℃水浴加热10min。

3.3.3.3在620nm处比色，记录数值如下表。

白玉山药白嘴山药铁棍山药棒药第一次测定2.0580.8291.6371.648第二次测定2.1051.9241.6591.734第三次测定1.8761.6401.8690.841平均值2.0821.7821.7221.691白玉山药取2.058与2.105的平均值为2.082；白嘴山药取1.924与1.640的平均值为1.782；铁棍山药取三个测量值的平均值为1.722；棒药取1.648与1.734的平均值为1.691。

3.3.3.4在标准曲线上查出葡萄糖的浓度。

3.3.3.5根据葡萄糖浓度计算出淀粉含量，结果如下：

山药品种白玉山药白嘴山药铁棍山药棒药淀粉含量（%）10.23745.84758.23195.28954.可溶性糖含量的测定

4.1可溶性糖含量的测定实验原理

糖在浓硫酸作用下，可经脱水反应生成糠醛或羟甲基糠醛，生成的糠醛或羟甲基与蒽酮脱水缩合，形成糠醛的衍生物，呈蓝绿色，其吸收峰为620nm。在一定范围内，颜色的深浅与糖的含量成正比，故可用于糖的定量测定。

实验方程式：

该方法的特点是几乎可以测定所有的碳水化合物，不但可以测定戊糖与己糖，而且可以测所有寡糖类和多糖类，其中包括淀粉、纤维素等（因为反应液中的浓硫酸可以把多糖水解成单糖而发生反应），所以蒽酮法测出的碳水化合物含量，实际上是溶液中全部可溶性碳水化合物总量。在没有必要细致划分各种碳水化合物的情况下，用蒽酮法可以一次性测出总量，省去很多麻烦，因此有特殊的应用价值。但在测定水溶性碳水化合物时，则应注意避免将样品中的未溶解残渣加入反应液中，不然会因为细胞壁中的纤维素、半纤维素等与蒽酮试剂的显色深度不同果糖显色最深，葡萄糖次之，半乳糖、甘露糖较浅，五碳糖显色更浅，故测定糖的混合物时，常因不同糖类的比例不同造成误差，但测定单一糖类时则可避免这种误差。这一方法灵敏度很高，糖含量在30ug左右就能测定，所以可用于微量测糖，在样品少的情况下，采用这种方法比较合适。

4.2实验材料、仪器与试剂

4.2.1实验材料

白玉山药、白嘴山药、铁棍山药、棒药各取50g，预先洗净并研碎。

4.2.2实验仪器

分光光度计、精密天平、水浴锅、离心机、具塞刻度试管、容量瓶、移液管、组织搅拌机等。

4.2.3实验试剂

50ug/ml标准蔗糖溶液1000ml、0.2g/L蒽酮浓硫酸溶液。

4.3实验步骤

4.3.1标准曲线的制作

4.3.1.1取六只大试管，按下表数据添加试剂。

4.3.1.2摇匀，反应10min，在620nm波长下比色。

4.3.1.3以标準蔗糖浓度为横坐标，以消光值为纵坐标，绘制标准曲线。

试管编号123456标准蔗糖溶液（ml）00.40.81.21.62.0蒸馏水（ml）2.01.61.20.80.40蔗糖浓度（ug/ml）01020304050蒽酮试剂（ml）4444444.3.2样品处理

4.3.2.1称取新鲜样品0.5-1.0g研磨为匀浆，三次重复。

4.3.2.2定容至10ml，室温下浸提30-60min，期间经常摇动。

4.3.2.3离心处理，弃去残渣，适当稀释。

4.3.2.4标号，封存。

4.3.3测定

4.3.3.1吸取300ul提取液于大试管中，加入4ml蒽酮试剂。

4.3.3.2摇匀，静置10min。

4.3.3.3在620nm处比色，记录OD值如下表。

白玉山药白嘴山药铁棍山药棒药第一次测定0.7350.1910.6230.226第二次测定1.3881.7320.5340.147第三次测定1.1051.9640.3040.203平均值1.2471.08480.5770.215白玉山药取1.388与1.105的平均值为1.247；白嘴山药取1.732与1.964的平均值为1.848；铁棍山药取0.623与0534的平均值为0.577；棒药取0.226与0.203的平均值为0215。

4.4可溶性糖含量计算

可溶性糖含量（%）=C×VW×1000×100

C：从标准曲线上查得的蔗糖浓度（ug/ml）

V：样品总体积（ml）

W：样品质量（mg）

4.3.3.4在标准曲线上查出蔗糖浓度，将实验测的数据代入上述计算公式，计算出可溶性糖的含量，结果如下。

山药品种白玉山药白嘴山药铁棍山药棒药可溶性糖含量（%）2.79524.31891.06610.3637二、实验结果

汇总以上四个实验结果，绘制柱形图如下：

山药品种白玉山药白嘴山药铁棍山药棒药干物质含量（%）24.54%24.66%30.23%16.29%蛋白质含量（%）12.719015.099016.85875.000淀粉含量（%）10.23745.84758.23195.2895可溶性糖含量（%）2.79524.31891.06610.3637通过以上对比可以看出，不同山药品种的品质存在较大差异，其中：①干物质含量：铁棍山药（30.23%）>白嘴山药（2466%）>白玉山药（24.54%）>棒药（16.29%）。②蛋白质含量：铁棍山藥（16.8587%）>白嘴山药（15.0990%）>白玉山药（12.7190%）>棒药（5.0000%）；③淀粉含量：白玉山药（102374%）>铁棍山药（8.2319%）>白嘴山药（5.8475%）>棒药（5.2895%）；④可溶性糖含量：白嘴山药（4.3189%）>白玉山药（2.7952%）>铁棍山药（1.0661%）>棒药（0.3637%）；

根据不同人群的营养需求，建议白嘴山药适宜糖尿病人食用，铁棍山药适宜孕妇及生长发育期的青少年食用，白玉山药适宜长期从事体力劳动的人尽量食用。

参考文献：

[1]徐道东，赵章忠，王统正等.薯芋类蔬菜栽培技术.上海科学技术出版社，150.

[2]黄晓玲，李海燕.山药栽培技术.园艺杂谈，1999，（2）：29.

[3]章祎，宁华.三种山药生化指标的检测与分析[J].《湖北第二师范学院学报Journal of Hubei University of Education》2008年第8期第25卷第8期32-35.

[4] 黄瑞平 福建山药地方资源主要农艺性状与品质特性比较（J）《热带作物学报Chinese Journal of Tropical Crops》2012，33（7）：1309-1315.