云南24个紫山药品系的营养保健功能成分分析

2024-04-03孙志刚陈强苏俊武槐可跃刘永刚陈友祥王绍昌凌敏

安徽农业科学 2024年6期

孙志刚陈强苏俊武槐可跃刘永刚陈友祥王绍昌凌敏

摘要對云南24个紫山药品系8个主要功能成分进行分析，研究云南紫山药的主要营养保健功能成分。结果表明，云南紫山药的淀粉、膳食纤维、蛋白质、粗多糖、花青素、尿囊素和多酚等营养保健功能成分含量较高，而薯蓣皂苷的含量较低。24个品系鲜样平均的淀粉含量为23.7%，膳食纤维含量为2.42%，蛋白质含量为2.56%，粗多糖含量为0.65%，花青素总量为161.8 mg/kg；干样平均的薯蓣皂苷含量为0.012 5%，尿囊素含量为0.75%，多酚含量为0.23%。花青素主要是矢车菊色素，其次是芍药素，还含有少量的天竺葵色素、飞燕草色素和锦葵色素，基本不含有矮牵牛色素。不同功能成分间的相关性不强，仅淀粉含量与粗多糖、薯蓣皂苷的含量间存在极显著正相关，膳食纤维与多酚的含量间存在显著正相关，蛋白质与尿囊素、多酚的含量间存在显著正相关。不同品系间的营养保健功能成分含量差异较大，在良种选育上有较大的潜力，通过对8个功能成分排序进行综合评价，较为优良的品系为YP3-3、LD13-1、JC1-1、LD25-6、MZ1-3、PE1、LD21-1、SXC3-2、YS5-3、YP7-1和YP7-5共11个。

关键词紫山药；品系；营养保健；功能成分；含量测定

中图分类号 TS215 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）06-0185-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.06.041

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Nutritional and Health Functional Components of 24 Purple Yam in Yunnan

SUN Zhi-gang，CHEN Qiang，SU Jun-wu et al

（Yunnan Academy of Forestry and Grassland Sciences，Kunming，Yunnan 650201）

Abstract 8 main functional components of 24 purple yam in Yunnan were analyzed，and the main nutritional and health functional components of purple yam in Yunnan were studied.The result showed that the content of starch，dietary fiber，protein，crude polysaccharide，anthocyanin，allantoin and polyphenols in Yunnan purple yam was high，while the diosgenin content was low.About this 24 purple yam，the average starch content was 23.7%，dietary fiber content was 2.42%，protein content was 2.56%，crude polysaccharide content was 0.65% ，total anthocyanin content was 161.8 mg/kg，and dry samples of the content of diosgenin was 0.012 5%，allantoin was 0.75% and polyphenols was 0.23%.Anthocyanins mainly include cornflower pigment，followed by paeoniflorin，and also contain a small amount of geranium pigment，delphinium pigment and mallow pigment，basically without petunia pigment.The correlation between different functional components was not obvious，only the starch content had a very significant positive correlation with the content of crude polysaccharide and diosgenin，the dietary fiber had a significant positive correlation with the polyphenols content，and the protein had a significant positive correlation with the content of allantoin and polyphenols.The content of nutrition and health care functional components among different types was quite different，which had great potential in breeding of improved varieties.Through comprehensive evaluation of 8 functional components，11 better types were YP3-3，LD13-1，JC1-1，LD25-6，MZ1-3，PE1，LD21-1，SXC3-2，YS5-3，YP7-1 and YP7-5.

Key words Purple yam;Strain;Nutrition and health care;Functional components;Content determination

紫山药又名紫莳药、紫淮山和紫参薯等，属薯蓣科（Dioscoreaceae）薯蓣属（Dioscorea）参薯（D.alata），块茎肉质呈紫红色［1］，分布于广东、广西、湖南、湖北、福建、四川、云南、贵州、江西［2］。对紫山药的研究集中在良种选育［3-5］、种苗繁育［6-8］、栽培技术［9-13］、营养成分［1，13-17］、加工利用技术［17-20］等方面，许多学者对紫山药的淀粉［1，15］、膳食纤维［15］、蛋白质［1，14-15，17］、粗多糖［1］、花青素［16］等功能成分开展了研究，但一般研究选择的功能指标都不多，笔者通过对多品系8个主要功能成分的分析，较为全面地研究云南紫山药的主要营养保健功能成分，为紫山药良种的选育提供了科学依据，对紫山药的开发利用具有重要的指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

在云南省屏边县种植的云南紫山药良种选育试验地中，分别于2020和2021年采集紫山药块茎作为供试样本，2020年5月采集了YP3-3、JC1-1、LD9-4、LD16-1、MZ1-3、PE1、SXC3-2、YP7-1、YS5-3共9个品系的样品，2021年4月采集了YP10-1、JC1-2、GT2-6、LD16-16、LD21-1、MJ8-3、YS1-2、LD21-2、MJ1-3、YS8、YP7-5、LD25-6、LD5-2、LD13-1、LD2-6共15个品系的样品。将样品送英格尔检测技术服务（上海）有限公司和云南省分析测试中心进行功能成分的测定，将每个品系500 g以上的样品送至云南省分析测试中心、1 kg 以上的样品送至英格爾检测技术服务（上海）有限公司。

1.2 测定方法

英格尔检测技术服务（上海）有限公司测定内容为鲜样中淀粉、膳食纤维、蛋白质、粗多糖和花青素。检测方法：淀粉按GB 5009.9—2016第二法测定，膳食纤维按GB 5009.88—2014测定，蛋白质按GB 5009.5—2016第一法测定，粗多糖（以葡萄糖计）按SN/T 4260—2015测定，花青素总量、芍药素、天竺葵色素、矮牵牛色素、矢车菊色素、飞燕草色素和锦葵色素等按NY/T 2640—2014测定。

云南省分析测试中心测定内容为干样中的薯蓣皂苷、尿囊素和多酚，测定仪器为高效液相色谱仪、紫外可见分光光度计，检测依据为《中国药典》。

1.3 统计分析方法采用Excel软件计算各功能成分的平均值、标准差、变异系数、相关系数、排序和序秩和。

品系综合评价：计算序秩和的平均值和标准差，按平均值±标准差进行品系划分，即优良品系，Ii＞ +δ；良好品系， +δ≥Ii＞；一般品系，≥Ii＞ -δ；劣质品系，Ii≤ -δ。

2 结果与分析

2.1 不同品系的功能成分

2.1.1 淀粉含量。

从表1～2可以看出，云南紫山药鲜样的淀粉含量在14.3%～32.2%，平均为23.7%，标准差为3.9%，变异系数为16.55%。不同品系间的淀粉含量差异较大，淀粉含量高的达到30.0%以上，较高的JC1-1、LD16-1分别为32.2%、30.3%；淀粉含量低的不到20.0%，较低的YS8、GT2-6和LD16-16分别为14.3%、18.8%和18.8%。

2.1.2 膳食纤维含量。

云南紫山药鲜样的膳食纤维含量在1.62%～4.35%，平均为2.42%，标准差为0.53%，变异系数为21.78%。不同品系间膳食纤维的含量差异较大，膳食纤维含量最高的YP3-3达4.35%，其次是JC1-1和YP7-1，分别为2.99%和2.94%；膳食纤维含量低的不到2.00%，较低的LD16-1、JC1-2、YP7-5、GT2-6分别为1.62%、1.79%、1.97%、1.98%。

2.1.3 蛋白质含量。

云南紫山药鲜样的蛋白质含量在1.69%～3.17%，平均为2.56%，标准差为0.37%，变异系数为14.60%。云南紫山药鲜样的蛋白质含量较高，24个品系的不同品系间的含量差异较大，蛋白质含量较高的SXC3-2、LD13-1、LD25-6分别为3.17%、3.12%和3.07%；蛋白质含量较低的YP10-1、LD16-16和GT2-6分别为1.69%、1.91%和2.02%。

2.1.4 粗多糖含量。

云南紫山药鲜样的粗多糖含量在0.33%～1.14%，平均为0.65%，标准差为0.16%，变异系数为25.18%。云南紫山药鲜样的粗多糖含量较高，不同品系间的含量差异较大，粗多糖含量最高的JC1-1达1.14%，其次是YP3-3和LD16-1，分别为0.97%和0.84%；粗多糖含量低的不到0.50%，最低的PE1仅有0.33%，其次是YS5-3和LD16-16，均为0.51%。

2.1.5 花青素含量。

云南紫山药含有芍药素、天竺葵色素、矮牵牛色素、矢车菊色素、飞燕草色素和锦葵色素，花青素总量在48.2～423.0 mg/kg，平均为161.8 mg/kg，标准差为111.6 mg/kg，变异系数为68.97%。云南紫山药的花青素含量较高，不同品系间的含量差异较大，花青素总量最高的LD25-6达423.0 mg/kg，其次是LD16-16、MJ8-3、YP3-3，分别为356.0、349.0和335.0 mg/kg；花青素含量较低的LD16-1、LD9-4和GT2-6分别为48.2、48.6和57.0 mg/kg。

云南紫山药的花青素主要是矢车菊色素，24个品系的矢车菊色素含量平均为152.7 mg/kg，标准差为107.4 mg/kg，变异系数为70.33%。不同品系间的含量差异较大，矢车菊色素含量最高的LD25-6达409.0 mg/kg，其次是LD16-16和MJ8-3，分别为343.0和339.0 mg/kg；花青素含量较低的LD9-4、LD16-1和GT2-6分别为43.9、45.0和54.3 mg/kg。

云南紫山药含有一定量的芍药素，24个品系的芍药素含量平均为5.56 mg/kg，标准差为6.14 mg/kg，变异系数为110.29%。不同品系间芍药素含量差异较大，芍药素含量最高的YP3-3达26.60 mg/kg，其次是MZ1-3和JC1-1，分别为18.30和13.00 mg/kg；芍药素含量最低的是SXC3-2，仅有0.37 mg/kg，其次是GT2-6和YS8，分别为0.89和1.05 mg/kg。

云南紫山药含有的天竺葵色素、飞燕草色素和锦葵色素则较少或没有，一般在5 mg/kg以下，24个品系检出天竺葵色素、飞燕草色素和锦葵色素分别有18、16和11个。

云南紫山药基本不含有矮牵牛色素，24个品系仅检出2个含有矮牵牛色素，分别是YP3-3和JC1-2，含量分别为3.41和1.03 mg/kg。

2.1.6 薯蓣皂苷含量。

云南紫山药干样的薯蓣皂苷含量在0.000 3%～0.023 0%，平均为0.012 5%，标准差为0.010 0%，变异系数为44.42%。云南紫山药的薯蓣皂苷含量较低，不同品系间的薯蓣皂苷含量差异较大，薯蓣皂苷含量较高的JC1-1、MZ1-3、PE1、JC1-2和YP7-1分别为0.023 0%、0.022 0%、0.022 0%、0.021 0%和0.020 0%；薯蓣皂苷含量最低的YP10-1仅有0.000 3%，其次是LD5-2、LD16-1和YS8，分别为0.007 6%、0.008 0%和0.008 0%。

2.1.7 尿囊素含量。

云南紫山药干样的尿囊素含量在0.44%～1.35%，平均为0.75%，标准差为0.23%，变异系数为30.39%。云南紫山药的尿囊素含量较高，不同品系间的尿囊素含量差异较大，尿囊素含量最高的YS8为1.35%，其次是LD13-1和YS5-3，分别为1.10%和1.07%；尿囊素含量较低的YS1-2、YP7-5和JC1-2分别为0.44%、0.45%和0.46%。

2.1.8 多酚含量。

云南紫山药干样的多酚含量在0.05%～0.52%，平均值为0.23%，标准差为0.13%，变异系数为56.54%。云南紫山药的多酚含量在不同品系间差异较大，多酚含量较高的YP3-3和SXC3-2分别为0.52%和0.51%，多酚含量较低的JC1-2、LD5-2和LD2-6分别为0.05%、0.10%和0.10%。

2.2 不同功能成分间的相关性

从云南紫山药不同功能成分间的相关系数（表3）可以看出，云南紫山药大多数功能成分之间的相关性不强，仅淀粉含量与粗多糖、薯蓣皂苷的含量间存在极显著正相关（P<0.01），膳食纤维与多酚含量间存在显著正相关（P<0.05），蛋白质与尿囊素、多酚的含量间存在显著正相关（P<0.05）。可见，云南紫山药的功能成分相对独立，在良种选育中应根据用途选用不同的指标来进行。

2.3 综合评价

24个品系8个功能成分的排序和序秩和见表4，序秩和的平均值为98、标准差为30，综合评价的品系等级划分标准为优良品系（Ii＞127.95）、良好品系（127.95≥Ii＞98.08）、一般品系（98.08≥Ii＞68.21）、劣质品系（Ii≤68.21）。云南紫山药24个品系划分结果：优良品系为YP3-3、LD13-1、JC1-1和 LD25-6共4个品系，良好品系为MZ1-3、PE1、LD21-1、SXC3-2、YS5-3、YP7-1和YP7-5共7个品系，一般品系为MJ8-3、LD16-1、LD21-2、YS8、LD9-4、YS1-2、JC1-2、LD5-2和MJ1-3共9个品系，劣质品系为LD2-6、YP10-1、LD16-16和GT2-6共4个品系。

3 小结与讨论

（1）云南紫山药24个品系鲜样平均的淀粉含量为23.7%、膳食纤维含量为2.42%、蛋白質含量为2.56%、粗多糖含量为0.65%、花青素总量为161.8 mg/kg，干样平均的薯蓣皂苷含量为0.012 5%、尿囊素含量为0.75%、多酚含量为0.23%。花青素主要是矢车菊色素，平均含量为152.7 mg/kg，占花青素总量的94.38%；其次是芍药素，平均含量为5.56 mg/kg，占花青素总量的3.44%；还含有少量的天竺葵色素、飞燕草色素和锦葵色素，基本不含有矮牵牛色素。不同品系间的营养保健功能成分含量差异较大，其中花青素、多酚和薯蓣皂苷的变异系数在40%以上，膳食纤维、粗多糖和尿囊素的变异系数在20%～40%，淀粉和蛋白质的变异系数小于20%。通过对8个功能成分排序进行综合评价，较为优良的品系为YP3-3、LD13-1、JC1-1、LD25-6、MZ1-3、PE1、LD21-1、SXC3-2、YS5-3、YP7-1和YP7-5共11个。

（2）云南紫山药鲜样的淀粉、膳食纤维、蛋白质和粗多糖含量为29.33%，含水率约70.67%，与邱珊莲等［14］测定福建紫山药含水率为75.56%、苏小军等［15］测定湖南紫山药含水率为85.16%比较，云南紫山药的含水率较低，即干物质含量较高。需要注意的是块茎的含水率与采收时间亦有关系，采收季节早的含水率高于采收晚的。云南紫山药鲜样的膳食纤维含量为2.42%，与苏小军等［15］测定湖南紫山药膳食纤维含量为0.77%比较，云南紫山药的膳食纤维含量极高。云南紫山药鲜样的蛋白质含量为2.56%，与邱珊莲等［14］测定福建紫山药蛋白质含量为2.12%、苏小军等［15］测定湖南紫山药蛋白质含量为1.92%（按其测定干样含量12.95%、含水率85.16%折算）、于东［17］测定紫山药蛋白质含量为1.92%相比，云南紫山药的蛋白质含量较高。云南紫山药鲜样的粗多糖含量为0.65%，按测定的淀粉含量为23.7%，以干物质含量25%计，干样中的粗多糖含量约为2.60%，与张武君等［1］测定的干样中粗多糖含量为1.81%比较，云南品系的粗多糖含量较高。云南紫山药鲜样的花青素含量很高，平均值为161.8 mg/kg，最高的达到423.0 mg/kg;陈晓蓉［16］研究发现江西8个品种的花青素含量平均值为39.6 mg/kg，最高为86.2 mg/kg；可见云南紫山药在高花青素含量选育具有极大的潜力。

（3）云南紫山药干样的薯蓣皂苷含量不高，平均值为0.012 5%，与《中国药典》2020版［21］中的黄山药（Dioscorea panthaica）需含有伪原薯蓣皂苷（C51H82O21）不得少于0.050%相比较，有一定的差距，因此云南紫山药的良种选育应注重其他功能成分的筛选。云南紫山药干样的尿囊素含量较高，平均值为0.75%，与张武君等［1］测定的平均值含量（0.75%）相同。

（4）云南紫山药不同功能成分间的相关性与所发表文献的结论不尽相同。云南紫山药蛋白质与尿囊素含量间存在显著正相关，与张武君等［1］的研究结果一致；云南紫山药淀粉含量与粗多糖、薯蓣皂苷的含量间存在极显著正相关，而张武君等［1］研究表明淀粉含量与粗纤维、蛋白质、粗灰分和尿囊素含量均呈极显著负相关。

参考文献

［1］张武君，刘保财，陈菁瑛，等.17个紫山药地方品种的品质比较与评价［J］.亚热带农业研究，2021，17（4）：231-237.

［2］中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴：第5册［M］.北京：科学出版社，2011.

［3］陈晓蓉，晏文武，林敏荣，等.江西紫山药JYW4的筛选及应用［J］.浙江农业科学，2017，58（6）：937-939.

［4］杨贝贝，杨敬先，刘海荣，等.山药新品系招紫一号的选育［J］.农业科技通讯，2018（3）：248-250.

［5］殷剑美，张培通，韩晓勇，等.优质块状紫山药新品种苏蓣 1 号的选育［J］.中国蔬菜，2017（2）：76-78.

［6］王碧琴，肖亮，孙晓艳，等.LED 光源对紫山药试管苗生长因素的研究［J］.江西科学，2015，33（2）：176-178，202.

［7］许竹溦，余文慧，张鑫，等.不同营养液对紫山药扦插繁殖的影响［J］.浙江农业科学，2020，61（12）：2583-2585，2589.

［8］陈芝华，陈木兰，李丽红，等.参薯‘明淮 1 号组培快繁技术研究［J］.云南农业大学学报（自然科学），2017，32（3）：564-569.

［9］苗明军，杨亮，杨建华，等.紫山药定向高产高效栽培技术［J］.四川农业科技，2018（9）：15-16.

［10］邱筱莉，邓小华，熊兵才.山药品种对比及自然越冬试验［J］.现代园艺，2016（11）：7-8.