芦笋种质资源营养品质分析及评价

2018-05-14陈河龙马振川杨克军习金根高建明张世清杨龙谭施北郑金龙易克贤

热带作物学报 2018年6期

陈河龙马振川杨克军习金根高建明张世清杨龙谭施北郑金龙易克贤

摘要為评价不同芦笋种质营养品质，筛选出营养物质含量丰富的种质资源，对46份国内外不同芦笋种质资源的Fe、Mn、Cu、Zn、Se、维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸和芦丁10个营养指标的含量进行测定，并利用模糊数学的隶属函数法，通过计算不同芦笋种质单一营养指标的隶属函数值，对其进行营养品质综合评价。结果表明，不同芦笋种质嫩茎的营养品质存在明显差异，各营养品质指标变异程度不同。46份芦笋种质中，综合营养品质居上的是Pacific Purple、Backlim、JK106、Gijnlim。Pacific Purple营养品质最佳，平均隶属函数值为0.445。

关键词芦笋；种质资源；营养品质；评价

中图分类号 S644.6 文献标识码 A

Analysis and Assessment on Nutritional Quality of Asparagus （Asparagus officenalis L.） Germplasm Resources

CHEN Helong1， MA Zhenchuan2*， YANG Kejun2， XI Jingen3， GAO Jianming1， ZHANG Shiqing1，

YANG Long1， TAN Shibei1， ZHENG Jinlong3， YI Kexian1，3**

1 Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of Tropical Crops， Ministry of Agriculture， Haikou，Hainan 571101， China

2 Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163000， China

3 Institute of Environment and Plant Protection， CATAS， Haikou， Hainan 571101， China

Abstract To evaluate the nutritional quality of different Asparagus （Asparagus officinalis L.） germplasm resources and screen special accessment rich in nutrients， ten nutritional quality parameters including Fe， Mn， Cu， Zn， Se， Vc， soluble sugar， soluble protein， free amino acid and rutin of 46 Asparagus germplasm resources was determined in the experiment. Then the nutritional value of each nutritional quality parameter was calculated using the membership function anaysis in the fuzzy math. The results showed big differences of the nutritional quality among different Asparagus germplasm resources and different degree of variation in nutritional quality existed. Among the 46 species， the best of comprehensive nutritional qualities were Pacific Purple， Backlim， JK106 and Gijnlim. The accessment with the highest average membership function value of 0.445 was Pacific Purple.

Key words asparagus； germplasm resources； nutritional quality； accessment

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.06.004

芦笋（Asparagus officinalis L.）是百合科天门冬属植物，食用部位为嫩茎，营养均衡全面，是一种在欧美、日本和东南亚等地备用人们喜爱的食药兼用的蔬菜，在国际上享有“蔬菜之王”的美称[1]。现代研究表明，芦笋中蛋白质组成多样，人体必需氨基酸含量比例恰当，且其蛋白质、碳水化合物及维生素含量均高于普通蔬菜[2]。丰富的蛋白质、含硫氨基酸、B族维生素、叶酸、黄酮和酚类化合物以及铁、钙、硒、锌、猛、铜等矿质元素[3]，使其具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤、抗衰老、抗溃疡、提高免疫力等生理活性以及药理作用[4]。

随着生活水平的提高，人们的保健意识不断增强，高品质蔬菜日益受到重视。目前中国芦笋种植面积1×105 hm2左右，是世界第一大芦笋生产和出口国，主要分布在江苏、山东、福建、山西和河北等省份，年产值达100亿元[5]。关于芦笋营养品质特性国内外已有不少的报道[6-9]，根据这些报道本研究设定了Fe、Mn、Cu、Zn、Se、维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸、芦丁10个营养指标含量，利用隶属函数对46份芦笋种质资源品质进行综合评价，以期筛选出优异的芦笋种质，为进一步芦笋遗传改良及施肥管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试46份芦笋种质由江西农业科学院蔬菜研究所收集提供（表1），试验田位于海南省儋州国家农业科技园区，属于热带季风气候，年平均温度23.9 ℃，绝对最高温度38.4 ℃，绝对最低温度7.1 ℃，年降雨量1 763.2 mm，年日照时数2 202.6 h。试验田土壤为砖红壤，土壤有机质含量9.68 g/kg、全氮450 mg/kg、有效磷215.49 mg/kg、速效钾117.9 mg/kg、有效钙446.81 mg/kg、有效镁40.8 mg/kg、土壤pH 5.25。芦笋种质于2011年5月播种，2011年7月定植，田间管理一致。于2016年5月开始收获嫩茎，选择笋长18～22 cm，直径为0.8～1.0 cm的嫩茎进行试验。

1.2 测定项目与方法

Fe、Mn、Cu、Zn用原子吸收分光光度法测定[10]， Se用氢化物原子荧光光谱法测定[11]，维生素C含量用2，6-二氯靛酚滴定法测定[10]，可溶性糖含量用蒽酮比色法测定[12]，可溶性蛋白质含量用紫外吸收法测定[12]，游离氨基酸含量测定用茚三酮溶液显色法测定[12]，芦丁含量用高效液相色谱仪测定[13]。

1.3 数据统计与分析

营养品质评价采用模糊数学隶属函数法[14]。即按公式X（u）=（X- Xmin）/（Xmax- Xmin）计算各品种每个营养指标的隶属函数值，再求各品种的平均隶属函数值。

采用Microsoft Excel 2003与SPSS Statistics 23软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 芦笋种质矿质元素含量比较分析

由表2可见，芦笋嫩茎的矿质元素平均含量大小顺序依次为Fe﹥Zn﹥Mn﹥Cu﹥Se，变异系数为14.57%～47.62%，其中Se含量的变异系数最大；新世纪的铁含量最高，但与082的铁含量无显著差异，Pacific Challenger 2的铁含量最低，但与铁含量在153.00 mg/kg以下的种质（24份）差异不显著；京紫芦2号的锰含量最高，并与与其他种质的锰含量有显著差异，0914的锰含量最低，与Fortems、JK05、冠军的锰含量差异不显著，与其他种质的锰含量有显著差异；Pacific Endeavour的铜含量最高，0914的铜含量最低，并均与其他种质有显著差异；TC的锌含量最高，并与其他种质差异显著，Pacific Challenger 2的锌含量最低，但与锌含量在52.40 mg/kg以下的种质（21份）无显著差异；冠军的硒含量最高，并与其它种质差异显著，Precoce的硒含量最低，但与与硒含量在0.26 mg/kg以下的种质（37份）差異不显著。

因此，根据试验结果筛选到各单一营养指标含量高的优异种质：Fe含量高的种质是新世纪和82；Mn含量高的种质是京紫芦2号；Cu含量高的种质是Pacific Endeavour；Zn含量高的种质是TC；Se含量高的种质是冠军。

2.2 芦笋种质营养品质比较分析

由表3可见，不同芦笋种质还原型VC、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸和芦丁含量均有显著差异，变异系数为19.24%～45.39%，芦丁含量的变异系数最大；京绿芦1号的Vc含量最高，并与其他种质的Vc含量差异显著；Backlim的可溶性糖含量最高，并与其它种质的可溶性糖含量有显著差异，Pacific Peak的可溶性糖含量最低，但与JK102的可溶性糖差异不显著，与其他种质的可溶性糖含量差异显著；Gijnlim的可溶性蛋白含量最高，JK104的可溶性蛋白含量最低，均与其他种质有显著差异；JK104的游离氨基酸含量最高，JK101的游离氨基酸含量最低，均与其他种质差异显著；JK103的芦丁含量最高，并与其他种质有显著差异，97的芦丁含量最低，但与芦丁含量在479.06 mg/kg以下的种质（13份）无显著差异。

因此，根据实验结果筛选到各单一营养指标含量高的优异种质：Vc含量高的种质是京绿芦1号；可溶性糖含量高的种质是Backlim；可溶性蛋白含量高的种质是Gijnlim；游离氨基酸含量高的种质是JK104；芦丁含量高的种质是JK103。

2.3 芦笋种质营养品质评价

由表4可知，4个品种Pacific Purple、Backlim、JK106、Gijnlim的营养品质居上（X>0.4），占供试芦笋种质8.70%，其中Pacific Purple平均隶属函数值最大0.445，即综合营养品质最佳。营养品质居中（0.3

3 讨论

芦笋营养丰富，富含各种活性成分而具有“一减二抗三降”的生物功能，还原型VC、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸和芦丁是其中较为重要的指标，这些指标亦同样是筛选单个性状或单个指标的优异种质的主要参考指标。矿质营养是植物生长发育、产量形成和品质提高的基础，矿质营养分析与诊断技术亦是准确施肥的前提。同时，嫩茎作为呈现给消费者的载体，其矿质营养备受关注，其中号称长寿元素的Se更是人们关注的重中之重。此外，嫩茎的矿质元素含量也是育种者筛选优异种质的重要指标，尤其是对筛选单个性状或单个指标的优异种质而言。

基于芦笋种质资源品质评价的研究结果表明，嫩茎的营养品质存在明显差异，各营养品质指标变异程度不同，变异系数范围为14.57%～47.62%，变异程度较大的为Se、芦丁、可溶性蛋白质、Fe、游离氨基酸。曾有研究表明，如果植物品种间营养品质指标变异系数较大，那么可用不同的育种手段培育该植物的优质新品种，如马铃薯[15]和结球生菜[16]。由于Se、芦丁、可溶性蛋白质、Fe、游离氨基酸含量在品种间变异程度较大，因此可通过育种等相关技术措施来提高芦笋的综合营养品质，特别是芦笋嫩茎中富含Se、芦丁均有防癌抗肿瘤的功效，可为芦笋开展高含量药用成分育种工作提供理论依据。

由于蔬菜的品质成分复杂、种类多样，导致蔬菜营养品质评级困难[17]。国外一些研究内容主要是对蔬菜感官品质和贮藏加工品质的评价，而国内关于蔬菜营养品质的评价，并没有标准统一的评价模式，叶用莴苣、马铃薯和香青菜的品质是通过平均隶属函数法来分析的[14-15，18]，甜菜品质则基于主成分综合模型法[19]。此外，研究表明品质指标含量高的种质是改良营养指标的亲本材料来源[20-22]。芦笋营养品质是一个综合指标，可用模糊数学的平均隶属函数值大小表示其相对优劣。Fe、Mn、Cu、Zn、Se、Vc、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸、芦丁含量均为芦笋优良的品质指标，优良指标的平均隶属函数值越大，说明该品种品质越好。基于实验结果和模糊数学隶属函数法，筛选到单一或综合营养指标优异的种质：综合营养品质优异的种质是Pacific Purple、Backlim、JK106和Gijnlim；Fe含量高的种质是新世纪和082，Mn含量高的种质是京紫芦2号；Cu含量高的种质是Pacific Endeavour；Zn含量高的种质是TC；Se含量高的种质是冠军；Vc含量高的种质是京绿芦1号；可溶性糖含量高的种质是Backlim；可溶性蛋白含量高的种质是Gijnlim；游离氨基酸含量高的种质是JK104；芦丁含量高的种质是JK103，这些种质均可作为改善单一品质的优良亲本材料。

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