福建马铺山药营养品质分析与评价

2017-08-09张武君刘保财陈菁瑛黄颖桢

热带农业科学 2017年7期

张武君++刘保财++陈菁瑛++黄颖桢++赵云青

摘要为获得营养品质较高的马铺山药品系，以福建马铺7个主栽的山药品系为研究对象，测定多糖、尿囊素及基本营养成分，并通过模糊数学平均隶属函数法对其营养品质进行评价分析。结果表明：7个山药品系的多糖、尿囊素、蛋白质、淀粉、粗纤维、灰分、以及总氨基酸的平均含量分别为2.98%、4.79‰、8.59%、65.63%、1.29%、2.07%、6.28%，不同品系山药各有特点，MP1尿囊素含量最高，MP6的多糖、蛋白质和粗纤维含量最高，MP3的总氨基酸、必需氨基酸和呈味氨基酸含量均最高；用隶属函数法分析得到综合营养品质较优的为MP1、MP3和 MP6，其中MP6营养品质最优。研究结果可为马铺山药特色种质筛选利用提供参考。

关键词马铺；山药；营养品质

中图分类号 S632.1 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.07.012

Analysis and Assessment of the Nutritional Quality of Yams in Mapu， Fujian

ZHANG Wujun LIU Baocai CHEN Jingying HUANG Yingzhen ZHAO Yunqing

（Institute of Agricultural Bio-resource， Fujian Academy of Agricultural Sciences / Research Center

for Medicinal Plants， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou， Fujian 350003）

Abstract In order to select high-quality yam varieties in Mapu， Fujian， China， 7 yam clones （Dioscorea spp.） cultivated in Mapu were collected to determine their contents of polysaccharide， allantoin and basic nutrients， and their nutritional quality was evaluated by using fuzzy membership function method. The results showed that the average contents of polysaccharide， allantoin， protein， starch， crude fiber， ash， and total amino acids of the 7 yam clones were 2.98%， 4.79‰， 8.59%， 65.63%， 1.29%， 2.07%，and 6.28%， respectively. The Mapu yam clones were different in nutrient contents. MP1 had the highest content of allantoin， and MP6 had the highest contents of polysaccharide， protein， crude fiber and crude ash， while MP3 had the highest contents of total amino acid， essential amino acids， and flavor amino acid. Clones MP1， MP3 and MP6 contained higher general nutrients among the 7 clones according to the results of the fuzzy membership function analysis， and MP6 was the best in general nutrient quality. The results might provide some references for the selection and breeding of yam varieties in Mapu.

Keywords Mapu ； yam ； nutritional quality

山藥为薯蓣科（Dioscoreaceae）薯蓣属（Dioscorea L.）多个种的统称，为多年生缠绕草质藤本植物，其肉质块茎具有很高的营养价值和药用价值[1]。《神农本草经》将其列为上品，《本草纲目》概括其功用为“益肾气，健脾胃，止泄痢，化痰涎，润皮毛”。现代研究也表明，山药还具有提高免疫力、改善消化、降血糖、降血脂、抗氧化、抗肿瘤、抗突变、延缓衰老、促进肾脏再生修复，调节酸碱平衡等作用[2]。

福建省是我国山药的原产地之一，种类多，栽培历史悠久，全省各地均有种植，常年种植面积在1万hm2以上[3]，并从地方品系中选育出‘麻沙山药1号[4]、‘芹峰怀山[5]、‘明溪淮山1号[6]、‘闽选山药1号、‘明淮1号[7]等特色品种。目前，对福建本地山药的营养品质已有一定的研究[8-12]，但研究主要是对收集的不同种质资源进行比较，由于各地区的山药在长期栽培过程中会对当地环境产生特殊的适应性，营养品质除受到基因型的影响外，还和产地的生态环境及栽培技术有关，形成了特有的地理标志证明商标。因此，采集原产地的山药进行品质分析更加有意义。马铺乡位于福建省云霄县西北部，该地气候宜人，雨量充沛，光能充足，热量丰富，无霜期长，常年平均气温20.9℃，常年种植山药面积700 hm2以上，获得国家工商行政管理局授予的地理标志证明商标，80%的农户参与了山药的种植、经营和销售，年产值上亿元，开发的淮山面、淮山面线、山药米线等系列产品广销省内外[13]。目前，对不同马铺山药营养价值品质的比较研究还未见报道。隶属函数法在营养品质比较中是较为常用的方法，可以对多个指标进行较为综合、全面的评价，避免了单一指标评价的片面性。本研究通过测定分析7个马铺主栽山药品系的蛋白质、氨基酸、淀粉、粗纤维、灰分、多糖、尿囊素等成分，并利用隶属函数法对其进行综合评价，旨在为马铺山药特色种质的筛选利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

以马铺主栽的7个山药品系为研究对象，分类及编号等见表1。供试材料于2015年种植于云霄马铺山药基地，土质为沙壤土，采用间比法种植排列，两头设保护行，水肥管理与大田生产相同。每个株系在其收获期采挖地下块茎，随机取10条块茎，清洗、去皮、切片、风干，粉碎机磨碎后过80目筛，4℃低温密封保存，备用。试剂采用的磷酸二氢钾、磷酸、无水乙醇、葡萄糖、浓硫酸均为国产分析纯，尿囊素对照品购自中国药品生物制品检定研究所（111501-200202）。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

山药粉的粗多糖含量采用苯酚硫酸法测定，标准曲线制备：从0.10 mg/mL的葡萄糖工作液中分别取0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL加入试管，用蒸馏水补充至2.00 mL，加入1 mL 5%苯酚溶液和5 mL浓硫酸混匀，沸水浴2 min，自来水冷却5 min，后用分光光度计在490 nm波长处以试剂空白溶液为参比，测定吸光度值（A），以葡萄糖含量（mg）为横坐标，A为纵坐标绘制标准曲线。得到回归方程为：Y=7.7X+0.003，r2=0.998 5。样品处理及测定：精密称取1.00 g山药粉末于100 mL容量瓶中，加水80 mL摇匀，沸水浴加热2 h，每0.5 h摇匀1次，冷却至室温，定容至100 mL ，混匀后过滤，准确吸取上述滤液4 mL，加入无水乙醇16 mL，8 000 rpm离心10 min，沉淀用10 mL 80%乙醇8 000 rpm润洗2次后加蒸馏水溶解，定容至50 mL作为供试溶液，取供试溶液2 mL，按标准曲线制备方法测定吸光度，根据标准曲线计算各材料粗多糖含量。尿囊素含量参照黄瑞平[12]的方法测定；蛋白质、氨基酸、淀粉、粗纤维、灰分分别参照国家标准[14-18]测定。

1.2.2 数据处理

采用模糊数学隶属函数法对不同品系的主要营养品质综合评价比较，分别计算各个品种每个营养指标的隶属函数值X，按公式（1）计算：再将各品系所有营养指标的平均隶属函数值进行比较。采用 Microsoft Excel 2010软件对试验数据进行作图和统计分析。

X（μ）=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）（1）

2 结果与分析

2.1 山药品系间营养成分测定及比较

2.1.1 山药品系间粗多糖含量比较

山药粗多糖具有增强免疫、延缓衰老、抗肿瘤、降低血糖等多种药理作用[19]。由图1可知，7个品系的山药多糖含量在2.12%～3.92%，平均2.98%，白肉山药以MP1含量最高，达3.17%，MP2和MP4含量较低，为2.12%和2.16%，紫肉山药的粗多糖含量均高于白肉山药，以MP6含量最高，达3.92%。

2.1.2 山药品系间尿囊素含量比较

尿囊素是山药的活性成分之一，与山药的功效密切相关，常作为活性成分评价山药品质，具有促进上皮细胞生长、软化角质、增加皮肤的柔软性、弹性和光泽的作用[20]。由图2可知，7个品系的尿囊素含量在3.38‰～7.69‰，平均4.79‰，白肉山药以MP1含量最高，达7.69‰，MP4含量最低，為3.38‰，紫肉山药中MP6含量最高，为5.10‰，MP7含量最低，为3.83‰。

2.1.3 山药品系间蛋白质含量比较

蛋白质是生命的物质基础，山药中的蛋白质在被人体消化吸收后，能用于合成人体所需的蛋白质。由图3可知，7个品系的蛋白质含量在6.74%～10.40%，平均8.59%，白肉山药以MP1含量最高，达9.83%，MP2最低，为6.74%，紫肉山药以MP6含量最高，达10.40%，MP7含量最低，为7.12%。

2.1.4 山药品系间淀粉含量比较

淀粉在山药中含量最为丰富，既可为人体提供能量，又可用于开发改性淀粉[21]。由图4可知，7个品系的淀粉含量在61.70%～70.60%，变化不大，平均65.63%，紫肉山药MP5含量最高，达70.60%，而白肉山药MP4含量最低，为61.70%。

2.1.5 山药品系间粗纤维含量比较

纤维素在体内能促进胃肠蠕动，刺激消化腺分泌，帮助消化其它营养成分[22]。由图5可知，7个品系的粗纤维含量在0.90%～1.50%，平均1.29%，其中5个品系含量为1.30%～1.50%，白肉山药中MP2含量最低，为1.10%，紫肉山药中MP5含量最低，为0.90%。

2.1.6 山药品系间灰分含量比较

植物灰分包括一系列矿物元素，如钾、钠、钙、磷、铁、铜、钴、镁、锌、锰、硫等常量和微量元素，这些元素是植物干物质的组成部分，也是动物有机体正常生长发育不可缺少的营养物质[23]。由图6可知，7个品系的灰分含量在1.379%～3.29%，变化较大，平均2.07%，白肉山药中以MP1和MP3较高，分别为2.21%和2.19%，紫肉山药以MP6含量最高，达3.29%， MP5含量最低，为1.37%。

2.1.7 山药品系间氨基酸含量比较

植物氨基酸的含量、种类及比例是评价其营养价值优劣的主要指标之一。由表2可知，7个品系的氨基酸总量在5.47%～6.81%，平均6.28%，就必需氨基酸来看，7个马铺山药的7种必需氨基酸齐全，占总氨基酸的33%～34%，含量在1.83%～2.32%，由高到低顺序依次是亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、缬氨酸、苏氨酸、异亮氨酸和甲硫氨酸。4种呈鲜味或甜味的氨基酸占总氨基酸含量的38%～41%，由高到低顺序依次是谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸，谷氨酸有助于调节神经衰落，保护肝脏，治疗胃病及美容，天冬氨酸可降血压、抗疲劳、保护心脏[24]。相关性分析显示，总氨基酸、必需氨基酸和呈味氨基酸的含量极显著相关，三者的两两相关系数都达到0.97以上，白肉山药中均为MP3含量最高，MP2含量最低，紫肉山药中以MP6最高，MP7最低。

2.2 山药品系间营养成分综合评价

山药的营养品质包括多糖、尿囊素、蛋白质、淀粉、灰分、粗纤维、氨基酸含量等指标，平均隶属函数值可以表示综合指标的相对优劣，平均隶属函数值越大，综合营养品质越佳[25]。为此，计算了7个品系山药的7个营养成分的平均隶属函数值（表3）。结果表明，供试的7个山药品系中，平均隶属函数值大于0.50的有MP1、MP3、MP6，从综合营养评价来考虑，以MP1、MP3、MP6三个品系较优。

3 结论与讨论

3.1 马铺山药营养品质较高

多糖和尿囊素为山药中的活性成分。华树妹[11]等测定了61份福建山药的多糖含量，结果在0.73%～8.63%，平均值2.45%。本研究测得结果为2.10%～3.90%，平均值2.98%，略高于华树妹测得的61份福建山药多糖含量的平均值；本研究测得的7个马铺山药品系的尿囊素含量在3.4‰～7.7‰，其中3个品系高于4.58‰，平均含量4.79‰，高于黄瑞平[12]测定的8份福建参薯的尿囊素含量；7个马铺山药的氨基酸总量在5.47%～6.81%，平均6.28%，高于张丽梅[8]报道的建阳主栽山药的平均氨基酸含量，可见马铺山药在多糖、尿囊素、氨基酸含量上品质较高。

3.2 不同马铺山药品质各有特点

本研究测定了7个马铺山药品系的多糖、尿囊素、蛋白质、淀粉、粗纤维、灰分、以及总氨基酸含量，发现不同品系的山药其品质各有特点，用隶属函数法分析得到综合营养品质较优的品系为MP1、MP3和 MP6，系本课题组经系统选育而成。MP1为‘马铺山药1号，尿囊素含量最高，且具有抗逆性强、产量高，块茎具有断面肉白、粉质、不易褐化等优点，适合加工成饮片，为优质的药材来源；MP3为‘马铺山药3号，其总氨基酸、必需氨基酸和呈味氨基酸含量均最高，产量较高，传统起垄种植产量39～48 t/hm2，根茎圆柱形易削皮，口感绵滑，适合鲜食，为优良的粮、菜来源；MP6为‘马铺紫山药6号，多糖、蛋白质、粗纤维含量最高，肉色紫色亮丽，富含花青素，块茎圆柱形易削皮，适合鲜食及保健产品开发；紫色山药价格高于一般白山药，MP6具有较大的开发价值和市场空间，应作为特色山药品系进行开发利用。本研究比较了同一产区不同品系的山药营养成分，能更好地发现不同品系基因型间的品质差异，从而为马铺特色山药品种选育提供参考。

参考文献

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