苗菜型藜麦新品系筛选及营养品质综合评价

姚燕辉，李晋田，邢丽斌，彭锁堂，2，段永红*

（1.山西农业大学农学院，山西 晋中 030600；2.山西蓬勃农业科技股份有限公司，山西 大同 037000）

藜麦（ChenopodiumquinoaWilld.）是藜科藜属一年生双子叶草本植物，又称南美藜、奎藜、印第安麦等，原产于南美洲印第安斯山脉的秘鲁、厄瓜多尔和玻利维亚［1-2］。藜麦是古印加人的传统主粮之一，古印加人称其为“谷物之母”［3］，联合国粮食及农业组织认定藜麦是唯一能够满足人体所有基本营养需求的植物，被称为丢失的“远古营养黄金”，并推荐其为适合人类的完美全营养食物［4-5］。苗菜型藜麦是以藜麦幼嫩的叶片和嫩茎作为取食部位，质地柔嫩，具有营养价值高、食用风味好的特点，其生长速度快，周期短，可一次播种多次采收，为优质的高品质蔬菜［6-8］。

目前，藜麦研究主要着重于相关品质分析，通过品质指标的测定比较籽粒营养差异［9-11］。藜麦籽粒营养丰富，蛋白质含量高，氨基酸组成均衡，富含多种活性成分，多酚是主要的生物活性物质之一，具有减肥、抗氧化、抗炎、增强免疫、降血糖、降血脂等生理功效［12］。近年来，也有学者开展了藜麦苗的相关研究［13-15］。研究表明藜麦苗营养也较为丰富，维生素含量高于一般食用的叶菜类蔬菜，且苗期藜麦不含有皂苷类物质，符合膳食推荐的标准。陈光［16］综述了藜麦全植株的营养价值，展望了藜麦全植株的开发利用前景，为拓宽其应用领域及研发新产品提供了理论依据。

藜麦原产于安第斯高原，对气候条件要求严格，籽粒产量低，国内引种常受到限制，而藜麦苗的栽培并没有上述限制，全国各地几乎都可以种植生产［17］；但不同种植地区气候和土壤等环境条件差异较大，各地选育的苗菜型藜麦品系也不同。同时，仅通过单一指标的高低不能全面评价苗菜型藜麦的营养品质差异。为此，本研究以收集的国内外30份苗菜型藜麦品系为试验材料，测定并比较其营养品质性状差异，进行相关性及聚类分析，并利用隶属函数法对各品系营养品质进行综合评价，旨在筛选优质苗菜型藜麦新品系，为山西晋北地区发展藜麦产业提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试藜麦种质资源共30份，由山西稼祺藜麦开发有限公司所提供，其中包括国内外引进的资源以及公司培育的材料，具体信息见表1。

表1 30份藜麦种质资源Tab.1 30 germplasmresources of quinoa

1.2 仪器与设备

TG16-WS台式离心机（湖南省长沙市望城经济开发区湘仪工业园）；HH系列-4数显恒温水浴锅（青岛聚创环保集团有限公司）；JC-UT2000紫外可见分光光度计（青岛聚创环保集团有限公司）；DHG-9070A鼓风干燥箱（上海合恒仪器设备有限公司）。

1.3 试验地概况及试验设计

试验于2020年在山西蓬勃农业科技股份有限公司进行。采用单因素随机区组设计，设置3个重复，小区面积为15 m2（5 m×3 m），每小区种植1个品系。8月5日，播种藜麦品系于温室大棚，采用人工条播方式种植，播深2 cm，每穴4粒，常规种植技术管理。

1.4 指标测定

苗菜型藜麦均于一个月后进行采收，每小区筛选长势一致的藜麦苗菜割取整株，每小区取9株，去土去根，分别在通风处阴干，研磨样品后过40目的筛，密封，于-20℃冰箱储存作为待测样品备用。

蛋白质含量的测定：按照林智［18］总结的食品中蛋白质含量测定中的双缩脲法进行测定；

维生素C含量的测定：按照GB 5009.86-2016（食品中抗坏血酸的测定）中的2，6-二氯靛酚滴定法进行测定［19］；

总多酚含量的测定：按照T/AHFIA 005-2018（植物提取物及其制品中总多酚含量的测定）中的分光光度法进行测定［20］；

可溶性糖含量的测定：采用蒽酮硫酸比色法进行测定［21］；

硝态氮含量的测定：采用水杨酸硝化法进行测定［22］。

1.5 数据处理

苗菜型藜麦的各项品质指标均进行3次重复试验。应用Microsoft Excel 2010软件对试验数据进行初步整理；SPSS 25.0软件进行方差分析、相关性分析、聚类分析；采用模糊数学隶属函数法综合评价苗菜型藜麦的营养品质［23-24］，先计算各品系单个营养品质指标的隶属函数值，再将各指标隶属函数值取平均值进行相互比较，平均隶属函数值（D）越大，表明苗菜型藜麦品系的综合营养品质越好。

隶属函数公式为：

若某一指标与综合营养品质呈负相关，则运用反隶属函数进行计算：

式中，X1、X2为隶属函数值；Xi为某一苗菜型藜麦品系某一指标的测定值；Xmax、Xmin为所有苗菜型藜麦品系中某一测定指标的最大值和最小值。

2 结果与分析

2.1 不同苗菜型藜麦品系营养品质指标比较分析

由表2可知，不同苗菜型藜麦品系蛋白质平均含量为2.55%，变异系数为47.50%，不同品系之间差异显著。其中JQ-01728的蛋白质含量最高为5.10%，JQ-02242的含量最低为0.55%，最高含量是最低含量的9.3倍。蛋白质含量介于3.0%～5.5%的品系有11个，介于2.0%～3.0%的品系有6个，介于1.0%～2.0%的品系有10个，小于1.0%的品系有3个。

不同苗菜型藜麦品系维生素C平均含量为17.39 mg/100g，变异系数为42.69%，不同品系之间差异显著。其中JQ-02261的维生素C含量最高为44.32 mg/100g，JQ-01904的含量最低为5.24 mg/100g，最高含量是最低含量的8.5倍。维生素C含量在20.0～45.0 mg/100g的品系有8个，在10.0～20.0mg/100g的品系有21个。

不同苗菜型藜麦品系总多酚平均含量为9.51 g/L，变异系数为39.26%，不同品系之间差异显著。其中JQ-01028的总多酚含量最高为20.75 g/L，JQ-02260的含量最低为4.67 g/L，最高含量是最低含量的4.4倍。总多酚含量在12.0～21.0 g/L的品系有6个，在9.0～12.0 g/L的品系有10个，在5.0～9.0 g/L的品系有13个。

不同苗菜型藜麦品系可溶性糖平均含量为1.39%，变异系数为46.64%，不同品系之间差异显著。其中JQ-01591的可溶性糖含量最高为2.49%，JQ-01590的含量最低为0.43%，最高含量是最低含量的5.8倍。可溶性糖含量在2.0%～2.5%的品系有8个，在1.0%～2.0%的品系有11个，小于1.0%的品系有11个。

硝态氮是植物利用的主要无机氮源。从表2可得，不同苗菜型藜麦品系硝态氮平均含量为274.73mg/kg，变异系数为43.72%，不同品系之间差异显著。其中JQ-01728的硝态氮含量最高为424.4 mg/kg，JQ-02242的含量最低为105.7 mg/kg，最高含量是最低含量的4.0倍。

表2 不同苗菜型藜麦品系营养品质指标比较Tab.2 Comparison nutritional quality indexes of different strains in quinoa seedling

综上所述，不同苗菜型藜麦品系的5个营养品质指标变异系数较大，其中蛋白质含量变异系数最大，为47.50%，总多酚含量变异系数最小，为39.26%；可能与材料本身的遗传特性有关，这5个指标在供试苗菜型藜麦品系间变异丰富，其选择范围和改良潜力均较大。

续表

2.2 不同苗菜型藜麦品系营养品质指标间的相关性分析

由表3可知，苗菜型藜麦品系中蛋白质含量与总多酚含量呈负相关，但未达到显著水平，与可溶性糖含量呈正相关，但未达到显著水平，与硝态氮含量呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数是0.954；维生素C含量与总多酚含量呈正相关，但未达到显著水平；总多酚含量与可溶性糖含量、硝态氮含量呈负相关，但未达到显著水平。营养品质指标间的相关性分析可揭示各成分间的密切关联程度，预测与之相关指标的增减趋势。

表3 不同苗菜型藜麦品系营养品质特性间的相关性Tab.3 Correlation between nutritional quality characteristics of different quinoa seedling strains

2.3 不同苗菜型藜麦品系营养品质聚类分析

由供试苗菜型藜麦品系5个营养指标的平方欧氏距离为测量区间，采用系统聚类法，在类间距离10处，将30份苗菜型藜麦品系分为六大类，如图1所示。

图1 不同苗菜型藜麦品系聚类分析谱系图Fig.1 Cluster analysis pedigrees of different seedling types of Quinoa

第一类群有9个品系，包括：JQ-01704、JQ-02206、JQ-02215、JQ-02260、JQ-01591、JQ-01593、JQ-01728、JQ-01649、JQ-01794，经比较发现这9个品系蛋白质含量、硝态氮含量以及可溶性糖含量都较高，可作为高蛋白、高糖分苗菜型藜麦品系选育的育种材料；第二类群有7个品系，包括：JQ-01590、JQ-01904、JQ-01736、JQ-01779、JQ-01592、JQ-01674、JQ-01647，它们的蛋白质含量、硝态氮含量高，但低于第一类群的含量，可溶性糖含量较低，都低于平均值，该类群可作为高蛋白、低糖分苗菜型藜麦品系选育的育种材料；第三大类有11个品系，包括：JQ-01477、JQ-02285、JQ-02050、JQ-02219、JQ-02244、JQ-00128、JQ-00744、JQ-02242、JQ-00612、JQ-01706、JQ-02361，共同特征表现为：蛋白质含量极低，硝态氮含量也较低；第四大类群仅有1个品系JQ-01663，其蛋白质含量、硝态氮含量、总多酚含量都较高，但可溶性糖含量较低；第五大类群也只有品系JQ-01028，其总多酚含量最高、维生素C含量较高，可溶性糖含量较低；品系JQ-02261属第六大类群，其维生素C含量最高、总多酚含量及可溶性糖含量较高。

2.4 不同苗菜型藜麦品系各营养指标的隶属函数值及营养品质综合评价

由表2不同苗菜型藜麦品系营养品质指标的差异可知，不能通过单一指标对参试品系进行综合评价。因此，采用隶属函数对不同苗菜型藜麦品系的营养品质进行综合评价，其中D值越高，表明综合营养品质越好。由表4可知，D值最高（0.67）的品系是JQ-01728，D值最低（0.14）的品系是JQ-01904。以D值为基准向两侧等距分级，分级间距≈（Dmax－Dmin）/4=0.1325，由高到低依次划分为4个等级，分别标注为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级［25］。Ⅰ级品系（D＞0.5375）有2个，Ⅱ级品系（0.405＜D＜0.5375）有13个，Ⅲ级品系（0.2725＜D＜0.405）有13个，Ⅳ级品系（D＜0.2725）有2个，其中Ⅰ级、Ⅱ级苗菜型藜麦品系综合营养品质较为突出，可作为选育高品质苗菜型藜麦品系的育种材料。

表4 隶属函数值及营养品质指标综合比较Tab.4 Comprehensive comparison of membership function values and nutritional quality indicators

3 讨论

3.1 苗菜型藜麦营养品质综合评价

绿叶类蔬菜属于营养价值极好的蔬菜类型，其为人体提供不同类型和数量丰富的养分［15］。本试验中，不同品系苗菜型藜麦蛋白质含量为0.55%～5.10%，维生素C含量为5.24～44.32 mg/100g，可溶性糖含量为0.43%～2.49%。周彦航［11］在28 d测定了藜麦苗的营养成分，结果表明蛋白质含量为19.68%～20.81%，维生素C含量为10.81～12.13 mg/100g，总糖含量为1.93%～2.23%；崔纪菡［7，15］通过测定不同品系菜用藜麦的品质得出，参试材料的粗蛋白含量为2.7%～3.0%，维生素C含量为25.3～65.9 mg/100g。经比较发现，本试验测定的蛋白质含量低于周彦航的测定结果，而与崔纪菡的测定结果趋于一致，个别品系高于或低于崔纪菡的结果；维生素C含量测定结果在崔纪菡的测定范围内，除了个别含量低的品系外，大多数品系高于周彦航的测定结果；可溶性糖含量与周彦航所测的相符。分析其原因，可能与参试材料的选取、种植地气候环境条件等的差异，以及藜麦苗菜的采收时期不同有关，具体原因还需进一步研究。

多酚类化合物又称黄酮类，具有抗氧化活性和抑制癌细胞增长的作用［26］。本试验中JQ-01028的籽粒为红色，其总多酚含量最高。石振兴［9］分析了60份国内外藜麦籽粒的品质性状，得出不同颜色藜麦籽粒之间的品质存在差异，其中红色藜麦的总多酚含量较高，与本试验结果相符。本试验研究表明蛋白质含量与硝态氮含量呈极显著正相关。钟玉娟［27］分析了菜薹硝酸盐积累与营养品质间的关系，也指出蛋白质含量与硝酸盐含量存在显著相关性，有关蛋白质与硝态氮在植物体内的作用机理，仍需进一步分析研究。

目前，尚缺乏一套统一的体系对蔬菜营养品质进行综合评价。隶属函数分析方法提供了一种在多指标测定基础上对某种特性综合评价的途径［28］。付文婷［29］利用隶属函数法对10个贵州地方辣椒品种品质进行评价，得到综合品质最优的品种；徐义康等［30］运用隶属函数法综合评价了8个大白菜品种性状，并根据分析结果将参试品种按照从优到劣的顺序进行了排序；吴应齐［25］运用隶属函数法对国内11个藜麦苗菜品系的营养品质进行了分级。本试验同样采用隶属函数法对30份苗菜型藜麦品系的营养品质进行综合评价，筛选出综合营养品质最佳的品系JQ-01728。

3.2 苗菜型藜麦硝态氮含量分析

蔬菜类作物，特别是叶菜类和根菜类，其体内积累大量硝酸盐时，在烹调和腌制过程中可转化为亚硝酸盐而危害人体健康，引发各种病症。因此，植物体内硝态氮含量成为蔬菜及其加工品的重要品质指标。

蔬菜中硝酸盐限量标准（GB/T19338-2003）规定叶菜类蔬菜中硝酸盐含量要低于3000 mg/kg［31］；孙凤春［32］总结了蔬菜中硝态氮含量污染程度的卫生评价标准，指出硝态氮含量≤432.1 mg/kg为轻度污染，允许生食；而本试验测定的不同苗菜型藜麦品系的硝态氮平均含量为274.73 mg/kg，硝态氮含量都低于国家标准限定值，也低于432.1 mg/kg，为轻度污染，可以安全食用。程秀云［33］的研究表明蔬菜经热烫水煮后，其亚硝酸盐的含量均有所下降，在食用苗菜型藜麦时，可以选择焯熟后食用。综上所述，为降低叶菜类蔬菜中硝酸盐的危害，筛选低硝酸盐的苗菜型藜麦品系将成为藜麦育种的一个重要方向。

3.3 苗菜型藜麦与叶菜类蔬菜营养品质比较分析

蔬菜在我国居民膳食中的食物构成比为33.7%，是膳食的重要组成部分［34］。袁媛［35］对不同种类蔬菜的营养成分进行比较分析，发现各类新鲜蔬菜蛋白质含量均值为2.33%，其中鲜豆类蔬菜的蛋白质含量最高为4.17%，根菜类蔬菜蛋白质含量最低为1.13%，而叶茎类蔬菜的蛋白质含量为2.48%。本试验测定的不同苗菜型藜麦蛋白质的平均含量为2.55%，可见苗菜型藜麦比根菜类、叶茎类蔬菜蛋白质含量高。

菠菜是营养价值比较高的蔬菜之一，它和藜麦同属藜科植物。据冯国军［36］统计，菠菜中维生素C含量达28 mg/100g，蛋白质含量达2.86%，总糖含量达0.42%；而本试验中不同苗菜型藜麦品系的维生素C、蛋白质、可溶性糖含量均值分别为17.39 mg/100g、2.55%、1.39%，与菠菜相比不同参试材料的维生素C、蛋白质的平均含量都低于菠菜，但糖类的平均含量高于菠菜。在30份参试材料中，JQ-02261的维生素C含量最高为44.32 mg/100g，JQ-01728的蛋白质含量最高为5.10%，而个别品系的维生素C、蛋白质含量极显著高于菠菜。可见，苗菜型藜麦具有较高的食用价值，可培育专用型苗菜型藜麦新品系，丰富人们的菜篮子。

4 结论

对不同苗菜型藜麦品系进行营养品质指标测定，结果表明：蛋白质含量最高的品系是JQ-01728（5.10%），维生素C含量最高的品系是JQ-02261（44.32 mg/100g），总多酚含量最高的品系是JQ-01028（20.75 g/L），可溶性糖含量最高的品系是JQ-01591（2.49%），硝态氮含量最高的品系是JQ-01728（424.4 mg/kg）；运用模糊数学隶属函数法对营养品质进行综合评价，最优的品系为JQ-01728。本研究将为高品质苗菜型藜麦的选育提供研究材料及试验依据。