4种甘薯的营养成分分析

汤丽琴，徐玉娟，唐道邦，温靖，余元善，卜智斌

1. 江西农业大学食品科学与工程学院（南昌 330045）；2. 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，农业部功能食品重点实验室，广东省农产品加工重点实验室（广州 510610）

甘薯是仅次于水稻、玉米、小麦的主要粮食作物，也是其他作物不可比拟的保健功能植物，对中国的经济具有不可替代的作用。随着人们健康意识的增强以及对甘薯保健价值的认知，越来越多的甘薯营养保健制品已经进入人们的日常生活且需求量在不断增大。甘薯在固体饮料[1]、化妆品[2]领域均有应用，但是整体发展状况仍落后于美国等发达国家，基础研究薄弱是重要的原因之一。甘薯加工不当会导致不必要的经济损失及资源浪费，了解甘薯的营养成分对甘薯加工具有重要的指导意义。我国对不同甘薯的营养成分有过研究[3-4]，但是还不够全面。试验就广东地区的湛江白、广薯87、普薯32、越南紫薯的还原糖、总糖、淀粉、胡萝卜素、抗坏血酸、多酚等营养成分指标进行了测定和分析，为进一步的甘薯加工提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

湛江白、普薯32、广薯87、越南紫薯，于6月份现摘现用，生长期、成熟度基本一致，由广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所提供，试验选取去皮后的甘薯块根部位。

甲醇，天津市富宇精细化工有限公司；浓盐酸、浓硫酸，广州德树化工有限公司；福林酚、DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼），上海源叶生物科技有限公司；碳酸钠、乙酸钠，天津市福晨化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

UV-1800型分光光度计，日本岛津公司；LC-20AT液相色谱仪，日本岛津公司；Kinetex C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），美国菲罗门；SYNERGY H1多功能酶标仪，美国伯腾仪器有限公司；K8400型蛋白质分析仪，瑞典FOSS ANALYTICALAB；SOX416型脂肪测定仪，德国Gerhardt。

1.3 方法

1.3.1 粗脂肪的测定

参照GB 5009.6—2016。

1.3.2 粗蛋白的测定

参照GB 5009.5—2016，方法略有修改，硼酸为质量浓度1%，其他不变。

1.3.3 水分的测定

参照GB 5009.3—2016。

1.3.4 还原糖、总糖、淀粉含量的测定

1.3.4.1 还原糖[5]、总糖[5]、淀粉[6]的提取

还原糖：各取0.5 g甘薯匀浆，加30 mL蒸馏水，在沸水浴中保温30 min，每隔10 min搅动1次，将匀浆转移至50 mL容量瓶中定容，过滤，待测。

总糖：各取0.3 g甘薯匀浆，加10 mL 6 mol/L HCl，摇匀，沸水浴中保温20 min，冷却，加10 mL 6 mol/L NaOH，摇匀，转移至100 mL容量瓶中定容，过滤，待测。

淀粉：采用酸解DNS法，方法略有改进。各取1 g甘薯匀浆，加入8 mL 80%的乙醇溶液，在50 ℃下水浴保温30 min，弃掉上清液，重复该操作3次。加入10 mL 6 mol/L HCl、14 mL蒸馏水，在沸水浴中保温30 min。用碘-碘化钾溶液检验淀粉水解程度，冷却、过滤，加40% NaOH溶液至滤液呈中性或微碱性。用蒸馏水定容至100 mL，待测。

1.3.4.2 测定方法

采用DNS比色法[6]。葡萄糖标准曲线为：y=13.303x-0.048 7；R2=0.999 2。式中：y为吸光度，x为标准葡萄糖溶液质量浓度（mg/mL）。

1.3.5 多酚、花青素含量和抗氧化能力的测定

1.3.5.1 酚类物质的提取

随机选取4种不同新鲜甘薯，各10个，洗净、去皮、切块，以2.5∶1的料液比用1%的盐酸-甲醇溶液打浆，置于-80 ℃保存备用。取1 g甘薯匀浆，加10 mL 1%的盐酸-甲醇溶液，低温、避光条件下超声20 min，以8 000 r/min离心5 min，收集上清液。重复该操作3次，合并所有上清液，过滤，定容至25 mL，用于多酚、花青素、抗氧化能力的测定。

1.3.5.2 多酚含量的测定

采用福林酚法[7]。总酚含量以没食子酸当量表示，单位为mg GAE/100 g。没食子酸标曲为：y=23.082x-0.019 7，R2=0.999。式中：y为吸光度，x为没食子酸质量浓度（mg/mL）。

1.3.5.3 花青素含量的测定[8]

采用pH示差法[8]：各取2 mL样品提取液，分别加3 mL pH 4.5、pH 1.0缓冲液，暗室避光反应15 min，于分光光度计中测510 nm和700 nm处的吸光度。

1.3.5.4 DPPH[9]和ORAC[10]抗氧化能力的测定

DPPH的测定[9]：取50 μL经稀释的各样品溶液，加入150 μL 0.2 mmol/L DPPH溶液，混匀，室温避光反应20 min，于酶标仪中测定517 nm处的吸光度。试验设置试剂空白组（无水乙醇）、对照组（等体积甲醇代替样品溶液）、样品空白组（无水乙醇代替DPPH溶液）和样品组。样品抗氧化能力以Trolox当量表示，单位为μmol TE/g。

1.3.6 胡萝卜素含量的测定[11]

各取1 g以一定比例蒸馏水搅打的甘薯匀浆，加25 mL丙酮溶液，暗室放置2～3 h，超声30 min，离心、过滤，于分光光度计中测定454 nm处的吸光度。

1.3.7 抗坏血酸含量的测定

1.3.7.1 样品处理

取1 g新鲜甘薯果肉，加25 mL 0.3%偏磷酸溶液研磨，离心、过滤（整个过程保持低温避光环境），提取液过0.22 μm滤膜。

1.3.7.2 测定方法

采用高效液相色谱法[12]进行测定。

1.4 数据处理

采用SPSS进行单因素方差分析和相关分析，试验重复3次，结果用“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 不同甘薯果肉粗脂肪、粗蛋白、水分含量

由表1可知，4种甘薯果肉的粗脂肪含量存在显著性差异（p＜0.05），变幅为0.09%～0.21%。在粗蛋白方面，湛江白含量显著高于其它甘薯，达到2.61%（p＜0.05）；越南紫薯粗蛋白含量则显著低于其他甘薯，为1.44%（p＜0.05）。水分含量以越南紫薯含量最高，可达72.98%，显著高于其它甘薯（p＜0.05）。

结果表明，4种甘薯的粗脂肪、粗蛋白、水分含量间均存在明显差异，这可能是由甘薯的品种差异造成的。4种甘薯的粗脂肪含量均较低，可用于制备低脂食品，供减肥人士专用，这与徐梦瑶等[13]的研究结果一致。甘薯油脂多由不饱和脂肪酸组成，有利于促进血液循环，能够提高脑细胞活性。甘薯的粗蛋白含量均较低，但甘薯蛋白具有良好的生物效价，其氨基酸评分明显高于同类植物蛋白，有较好的营养和保健作用，可以为人体提供优质的蛋白质。水分是营养成分的载体，能够直接影响甘薯的生理活性。4种甘薯的水分含量均较高，但低于韭菜、菠菜、油菜等蔬菜，在贮藏期间可能会比较容易发芽变质，要注意控制甘薯的贮藏环境。

2.2 不同甘薯果肉还原糖、总糖、淀粉含量

由表2可知，不同甘薯还原糖含量差别明显，普薯32的还原糖含量显著高于其他甘薯，为9.2 g/100 g FW；越南紫薯则显著低于其他甘薯，为3.13 g/100 g FW（p＜0.05）。由表2还可以看出，越南紫薯总糖含量最低，为13.16 g/100 g FW，广薯87与普薯32的总糖无明显差异，其他甘薯差异显著（p＜0.05）。普薯32和越南紫薯的淀粉含量没有明显差异，但与湛江白、广薯87差异显著（p＜0.05），湛江白的淀粉含量最高，为22.66 g/100 g FW。

碳水化合物是甘薯果肉的主要营养物质，说明甘薯的含热量较高。还原糖、总糖、淀粉含量会影响甘薯制品的口感，通常受果实发育成熟度及栽培措施影响较大。却志群等[5]在白心和紫心甘薯中测定出分别为21.30%和16.05%的总糖含量以及11.69%和7.94%的还原糖含量，与试验测定结果不同，这可能是因为甘薯的品种不同。甘薯中的还原糖通过美拉德反应影响甘薯产品的色泽以及食用口感，是构成甘薯风味的关键物质，普薯32在加工成小甘薯食品方面具有明显优势。甘薯总糖含量的高低会直接影响甘薯食品的加工品质，含量越低，加工品质越高，在这一方面，越南紫薯具有明显优势。4种不同甘薯的淀粉含量变幅为16～23 g/100 g FW，这和邵虹[14]得出每百克鲜薯中含淀粉10～30 g的研究结果一致。唐忠厚等[15]研究表明白肉品种甘薯一般以高淀粉为主要品质特性，研究中的湛江白有较高含量的淀粉，适用于制作成粉丝、粉条等食品以及作为工业能源原料。

表1 4种不同甘薯营养特性指标比较

表2 4种不同甘薯营养特性指标比较

2.3 不同甘薯果肉花青素、多酚含量

由表3可知，越南紫薯果肉中的花青素含量最高，为26.32 mg/100 g FW，其他甘薯基本不含花青素。4种甘薯的多酚含量均差异显著（p＜0.05），其中越南紫薯含量显著高于其他品种，可达110.82 mg GAE/100 g FW。

花青素的基本骨架是C6-C3-C6，具有消除活性氧和清除自由基的作用。目前，甘薯中被发现的花青苷类色素有甲基花青素和花青素。花青素是越南紫薯呈现鲜亮紫红色的主要原因，与同类天然色素相比，甘薯中的花青素更稳定。结果表明，越南紫薯的花青素含量较高，可用于生产花青苷类浸膏、软胶囊等。Zhang等[16]研究结果表明酚类物质在一定程度上能够达到保护肝脏的目的。唐忠厚等[15]的研究表明紫肉甘薯多酚含量高于白肉和黄肉品系，研究结果与之一致。越南紫薯中的酚类物质与其他营养成分相比，其含量相对较高。酚类物质是甘薯最具营养价值和保健价值的活性成分，其含量很大程度上决定了甘薯保健价值的高低，在这一方面，越南紫薯有明显的优势。因此，越南紫薯是理想的健康食品，在保健食品研制方面具有良好的发展前景。

表3 4种不同甘薯营养特性指标比较

2.4 不同甘薯果肉胡萝卜素、抗坏血酸含量

由表4可以看出，越南紫薯和湛江白的胡萝卜素含量无明显差异，普薯32的含量显著高于其它甘薯，达8.73 g/100 g FW（p＜0.05）。在抗坏血酸方面，4种甘薯均存在显著性差异（p＜0.05），变幅为6.6～27.7 mg/100 g FW，其中普薯32的抗坏血酸含量最高。

甘薯中的胡萝卜素可转化成维生素A，较易安全地被人体吸收，具有延缓衰老的功效。Sullivan等[17]以热带作物作为对比，已经证实甘薯是提取胡萝卜素的首选食品。余华等[18]测定了不同甘薯的胡萝卜素含量，结果发现橘红色品系甘薯胡萝卜素含量远高于黄色和紫色，试验研究结果与之一致。普薯32的颜色主要来源于胡萝卜素，其颜色越红，表明胡萝卜素含量越高，这和甘薯的色泽测定结果一致。抗坏血酸是人体生命活动的重要物质，能够结合有毒物质将其转化为无毒物质而排出体外。甘薯的抗坏血酸含量较为丰富，相当于胡萝卜的2倍、白菜的3倍、西红柿的4倍，但是抗坏血酸的化学性质较不稳定，容易在光照和加热时发生氧化反应而流失。目前鲜有关于保护甘薯抗坏血酸的研究，后期可进一步对此进行探讨。综上可知，普薯32有更好的保护视力和增强人体免疫力的作用，是鲜食及加工成果汁果酒的较好品种。

表4 4种不同甘薯营养特性指标比较

2.5 不同甘薯果肉抗氧化能力

由表5可知，4种甘薯的DPPH无明显差异，越南紫薯最高，达8.32 μ mol TE/g FW。湛江白和普薯32的ORAC无明显差异，但其他甘薯之间存在显著性差异（p＜0.05），越南紫薯的ORAC抗氧化能力最高，达31.88 μmol TE/g FW。两种抗氧化能力的测定结果一致，即越南紫薯＞广薯87＞湛江白＞普薯32。

DPPH和ORAC常被用于测定果蔬类食品的抗氧化能力。Teow等[19]对不同肉色甘薯的DPPH和ORAC进行测定，结果表明紫薯的清除率最高，研究结果与之一致，这可能与越南紫薯含有丰富的酚类物质有关。试验表明，4种甘薯在DPPH的测定中无明显差异，而在ORAC中存在差异，这可能是因为DPPH仅溶于甲醇、乙醇等有机溶剂，而ORAC的反应体系为水系。据有关报道，DPPH自由基和生物分子之间的反应可能导致严重的组织损伤或细胞死亡，氧自由基及其衍生物可能通过破坏DNA和细胞膜而破坏细胞，因此越南紫薯可以作为清除人体内多余自由基的保健食品。

表5 4种不同甘薯抗氧化能力比较

3 结论

研究通过对4种不同甘薯的营养成分进行测定分析，发现同一地区的不同品种甘薯的营养成分存在较大的差异性，并且越南紫薯的抗氧化活性显著高于其他甘薯。所以，在研究甘薯的营养成分组成和含量时要重点考虑品种带来的差异，有利于优异品种的选育和保留。相对于其他甘薯，越南紫薯有更好的营养保健价值，具有较大的开发前景。仅对越南紫薯的多酚类物质含量进行了测定，后期可对越南紫薯中多酚化合物的代谢路径以及功能活性多酚单体进行深入研究。