彩色甘薯不同品種中基本物質(zhì)及功能成分分析

劉水英　李新生　江?！〉?/p>

摘要：以不同品種的彩色甘薯為試驗材料，采用紫外可見分光光度法、高效液相色譜法、參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)等方法測定該系列彩色甘薯所含的基本物質(zhì)及功能成分。分析結(jié)果可知，10種彩色甘薯鮮樣中水分含量為58.52%～7326%，維生素C含量為26.14～94.87 μg/g；干樣中總糖含量為27.58～33.30 mg/g，還原糖含量為6.56～18.82 mg/g，淀粉含量為31.13～69.86 mg/g；粗脂肪含量占干粉質(zhì)量1.93%～2.88%，花青苷含量為0.098 7～4.357 8 mg/g，總黃酮含量為1.87～18.03 mg/g，脫脂后的彩色甘薯干粉中B族維生素含量：維生素B1為28.13～10170 μg/g、維生素B2為28.37～138.21 μg/g、維生素B6為20.73～354.54 μg/g。結(jié)果表明，彩色甘薯中各種基本物質(zhì)及功能成分的含量與甘薯品種、生長條件、氣候環(huán)境、栽培條件等諸多因素有關(guān)；當(dāng)生長環(huán)境及栽培條件相同時，不同品種甘薯中相同基本物質(zhì)或功能成分不同，同一品種甘薯中不同基本物質(zhì)或功能成分的含量不同。在供試薯樣中的水分、總糖及脂肪的含量在甘薯品種間差異不顯著，不同品種甘薯中水分、總糖及脂肪含量基本一致。而薯樣中花青苷、總黃酮、維生素C、維生素B1、維生素B2、維生素B6在不同品種甘薯中的含量差異較大，尤其是花青苷、總黃酮、維生素B6。

關(guān)鍵詞：彩色甘薯；品種；基本物質(zhì)；功能成分

中圖分類號： S531.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0303-03

收稿日期：2014-03-03

基金項目：陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃（編號：2014KTCL02-18）。

作者簡介：劉水英（1987—），女，陜西漢中人，碩士研究生，主要從事應(yīng)用生物化學(xué)方向的研究。E-mail：snutlsy@163.com。

通信作者：李新生，教授，主要從事生物資源開發(fā)應(yīng)用的研究。E-mail：lxs9@tom.com。甘薯（sweet potato）屬旋花科甘薯屬，別稱山芋、紅芋、地瓜、紅苕，為多年生或1年生蔓生草本植物。因其具有抗旱、耐貧瘠、易栽培、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在我國主要糧食作物中占據(jù)相當(dāng)重要的地位，僅次于水稻、小麥和玉米[1]。我國甘薯資源豐富，種植面積和總產(chǎn)量均居世界首位[2-4]。彩色甘薯是甘薯品種中一個重要的分支，在我國甘薯產(chǎn)業(yè)中占據(jù)很重要的地位[5-6]，除了含有普通甘薯所具有的淀粉、膳食纖維、碳水化合物、糖類物質(zhì)等基本成分外，還富含天然色素——花青苷[7-8]，以及微量元素、B族維生素、維生素C、胡蘿卜素、視黃醇、糖蛋白[9-10]、去氫表雄（甾）酮及不飽和脂肪酸等多種功能因子。《本草綱目》記載 “補(bǔ)虛乏，益氣力，健脾胃，強(qiáng)腎陰，功效同薯蕷”。

近年來，隨著人們物質(zhì)生活水平的提高和健康基本物質(zhì)及保健意識的不斷增強(qiáng)，甘薯的用途逐漸從原來的單純食用轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸橹?、食飼兼用[11]。伴隨著甘薯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展及產(chǎn)后加工的深入，急需選擇出與加工相適應(yīng)的甘薯品種，如鮮食型、高糖型、高色素型、髙淀粉型、保健型、兼容型品種。迄今為止，雖然有對甘薯[11-12]及彩色甘薯基本物質(zhì)成分[13-18]的報道，但還很不系統(tǒng)。仍有很多區(qū)域及地方的甘薯品種的化學(xué)基本物質(zhì)成分尚不清楚[19-20]，嚴(yán)重制約了甘薯的綜合利用及產(chǎn)品開發(fā)。

本研究從食品加工的角度出發(fā)，根據(jù)相關(guān)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對10種不同品種彩色甘薯的基本理化數(shù)據(jù)和基本物質(zhì)成分進(jìn)行了系統(tǒng)分析與檢測，旨在為彩色甘薯品種的選育、栽培、品質(zhì)分析，以及彩色甘薯不同品種產(chǎn)品深加工及在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用提供科學(xué)、合理依據(jù)，為進(jìn)一步提高甘薯資源的附加值及其資源綜合開發(fā)利用，推動地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

10種不同品種彩色甘薯，均由陜西省漢中市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心提供，樣品采自陜西省漢中市漢臺區(qū)洋縣龍亭鎮(zhèn)彩色甘薯種植基地。不同品種（品系）彩色甘薯及其外觀特征見表1。

表1彩色甘薯不同品種及塊根的外觀特征

品種塊根外觀特征浙紫1號薯塊紡錘或長紡錘形，薯皮紫色、表皮光滑，薯肉紫色均勻紫薯1號薯塊紡錘或長紡錘形，薯肉呈紫色至深紫色秦薯5號薯塊長紡錘形，紫紅皮，淡黃肉秦薯7號薯形為紡錘形，黃皮橘紅肉，薯皮光滑秦薯8號薯塊長紡錘形、光滑無條溝，紫紅皮，橘紅肉密選1號薯塊紡錘形、較光滑，紫紅皮，淡乳黃肉徐薯27薯塊紡錘形，薯皮紅色、光滑，薯肉白色，薯干白色紅心431薯塊紡錘形，薯皮紅色，薯肉偏粉偏黃色香黃薯塊紡錘形，薯皮紅色，薯肉淡黃色較均勻心香薯塊紡錘形，薯皮淡紅色，薯肉乳白色均勻

由于甘薯中某些組分不穩(wěn)定、易氧化變質(zhì)，故先取部分鮮樣進(jìn)行水分、維生素C等的測定；其余鮮薯洗凈、切片（2～3 mm 厚）、55 ℃烘干、粉碎過80目篩（烘干后含水量<5%），于密封干燥避光陰涼處保存、備用。

1.2儀器與試劑

Waters高效液相色譜儀帶紫外檢測器（美國Waters公司）；UV-2550型紫外-可見分光光度計（日本島津儀器公司）；SHIMADZU AUY220 萬分之一電子天平（日本島津公司）；KQ100-DA超聲波清洗機(jī)（昆山市超聲儀器有限公司）；LC-800型低速臺式離心機(jī)（科大創(chuàng)新股份有限公司）；101-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京科偉永興儀器有限公司）；HH-S4型數(shù)顯恒溫水浴鍋（北京長風(fēng)儀器儀表有限公司）；中草藥萬能粉碎機(jī)（天津市泰斯特儀器有限公司）等。濃H2SO4、濃HCl、C2H5OH、NaNO2、Al（NO3）3、NaOH、KOH、Na2SO4等（分析純，上海國藥集團(tuán)）；鋅粉、蒽酮、石油醚（沸程30～60 ℃）、2，4-二硝基苯肼、草酸、硫脲等（分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司）；甲酸（色譜純，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司）；甲醇、乙腈、三氯甲烷、正己烷等（色譜純，霍尼韋爾公司）維生素C（CAS NO. 50-81-7、C6H8O6、相對分子質(zhì)量176.13，天津一方科技有限公司，純度≥99%）；維生素B1、維生素B2、維生素B6標(biāo)準(zhǔn)品（Sigma公司）。endprint

1.3測定方法

粗脂肪的測定：參考GB/T 14772—2008《食品中粗脂肪的測定》采用索氏提取法；水分測定：參考GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》；還原糖測定：參考GB/T5009.7—2008 《食品中還原糖的測定》中的直接滴定法；總糖測定：參考蒽酮-硫酸比色法；淀粉測定：參考GB/T 5514—200《糧油檢驗 糧食、油料中淀粉含量測定》；維生素C測定：參考GB/T 5009.86—2003《蔬菜、水果及其制品中總抗壞血酸的測定（熒光法和2，4-二硝基苯肼法）》中的2，4-二硝基苯肼法；花青苷測定：參考QB 1228-91 《食品添加劑紅米紅》采用紫外-可見分光光度法進(jìn)行測定，以矢車菊素-3-葡萄糖苷為標(biāo)準(zhǔn)品，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，以吸光度D對花青苷濃度做標(biāo)準(zhǔn)曲線，于波長為530 nm處測定；總黃酮測定：參照常規(guī)甘薯中總黃酮的測定法[21-24]。

B族維生素測定：包括維生素B1、維生素B2、維生素B6 的測定。（1）維生素樣品前處理。稱取一定量的干粉樣品，采用索氏提取法除去粗脂肪（取適量樣品用濾紙包好后裝入索氏提取管中，圓底燒瓶中加入150 mL石油醚，在60 ℃水浴中提取2 h），將脫脂后的樣品揮發(fā)干。（2）精確稱取一定量的上述樣品，加入1%甲酸溶液并定容到25 mL棕色容量瓶中，室溫下超聲提取30 min，冷卻后倒出上清液，再加入1%甲酸定容，超聲提取，重復(fù)操作2次。（3）合并3次提取液，用雙層濾紙抽濾得澄清提取液，并用1%甲酸定容至100 mL棕色容量瓶中，用0.2 μm過濾器過濾，用高效液相標(biāo)準(zhǔn)曲線法在對應(yīng)波長處測定B族維生素的含量[25]。

2結(jié)果與分析

2.1營養(yǎng)物質(zhì)含量

不同品種彩色甘薯中所含基本物質(zhì)見表2。由表2看出：10種彩色甘薯中水分含量為鮮質(zhì)量的58.52%～7326%，其中紅心431含水量最高，紫薯1號含水量最低；干樣中總糖含量為27.58～33.30 mg/g，其中秦薯8號最低，香黃次之，紫薯1號中含量30.90 mg/g，浙紫1號含量最高；干樣中還原糖含量為6.56～18.82 mg/g，秦薯8號含量最高，秦薯7號次之，紫薯1號中含量最低；干樣中淀粉含量為 31.13～69.86 mg/g，浙紫1號含量最高，紫薯1號次之，秦薯7號和徐薯27含量相當(dāng)，秦薯5號含量最低；粗脂肪含量占干粉質(zhì)量的1.93%～2.88%，紫薯1號中粗脂肪含量最低，香黃含量最高。

表2不同品種甘薯營養(yǎng)物質(zhì)含量比較

品種水分

（%）糖分（mg/g）總糖還原糖淀粉粗脂肪

（%）浙紫1號65.2033.3038.2869.862.41紫薯1號58.5230.8966.5669.481.93秦薯5號65.9130.3417.7031.132.71秦薯7號71.1431.07818.6269.282.33秦薯8號65.2527.58018.8240.122.40密選1號64.2530.16810.8858.502.56徐薯2769.1028.53711.0169.242.31紅心43173.2629.1618.6968.132.12香黃63.3428.50810.2853.812.88心香64.7030.91311.2050.932.49

2.2主要功能成分含量

不同品種彩色甘薯主要功能成分含量見表3。由表3可以看出，干樣中花青苷含量為0.098 7～4.357 8 mg/g，其中紫薯1號中花青苷含量最高，浙紫1號次之，紅心431含量最低；干樣中總黃酮含量為1.87～18.03 mg/g，密選1號最低，香黃次之，秦薯7號為11.90 mg/g，紫薯1號含量最高。甘薯鮮樣中維生素C含量為26.14～94.87 μg/g，秦薯5號含量最高，浙紫1號次之，紫薯1號含量為51.42 μg/g，徐薯27最低；脫脂后的彩色甘薯干粉中B族維生素含量為：維生素B1 28.13～101.70 μg/g，徐薯27中的維生素B1的含量最低，約為紫薯1號的28%；維生素B2為28.37～138.21 μg/g，浙紫1號中維生素B2的含量最低，紫薯1號中的含量最高；維生素B6為20.73～354.54 μg/g，紫薯1號和徐薯27中維生素B6的含量最高。

3結(jié)論與討論

參照相關(guān)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)，采用紫外-可見分光光度表3不同品種（系）甘薯功能成分含量比較

品種花青苷含量

（mg/g）總黃酮含量

（mg/g）維生素含量（μg/g）維生素C維生素B1維生素B2維生素B6浙紫1號1.358 92.65486.510 298.1728.3735.21紫薯1號4.357 818.02551.420 1101.70138.21338.15秦薯5號0.159 63.57294.871 834.2354.6520.73秦薯7號0.254 111.90332.412 676.01101.2353.16秦薯8號0.126 82.55842.703 364.5137.09109.47密選1號0.250 71.87241.794 045.0285.3434.68徐薯270.214 52.45226.136 228.1349.02354.54紅心4310.098 75.67844.420 838.8336.5848.53香黃0.167 81.93032.349 535.8046.34116.51心香0.142 62.28135.457 752.3268.25132.98

法、高效液相色譜法等分析了陜西南部甘薯主要栽培區(qū)的彩色甘薯不同品種中的水分、總糖、還原糖、淀粉、粗脂肪、花青苷、總黃酮、維生素C、B族維生素（維生素B1、維生素B2、維生素B6）等基本物質(zhì)及功能成分。結(jié)果表明，彩色甘薯中各種基本物質(zhì)及功能成分的含量與甘薯品種、生長條件、氣候環(huán)境、栽培條件等有關(guān)；當(dāng)生長環(huán)境及栽培條件相同時，不同品種甘薯中相同基本物質(zhì)或功能成分不同，同一品種甘薯中不同基本物質(zhì)或功能成分的含量不同。endprint

薯樣中的水分、總糖及脂肪的含量與甘薯品種差異性的關(guān)系不顯著，不同品種甘薯中水分、總糖及脂肪含量基本一致。而薯樣中花青苷、總黃酮、維生素C、維生素B1、維生素B2、維生素B6在不同品種甘薯中的含量差異較大，尤其是花青苷、總黃酮和維生素B6。浙紫1號、紫薯1號中的花青苷遠(yuǎn)高于其他供試品種，紫薯1號和徐薯27中的維生素B6明顯高于其他供試品種。從基本物質(zhì)及功能成分的角度分析，秦薯5號、秦薯7號、紫薯1號、浙紫1號中的總黃酮、維生素C、維生素B1、維生素B2、維生素B6相對其他品種甘薯中的含量較高，還原糖、脂肪含量相對較低，屬于保健型甘薯，在功能性食品及保健品方面具有更大的開發(fā)潛力。浙紫1號、紫薯1號中花青苷的含量比其他供試薯樣中的都高，屬于高色素型甘薯，在天然植物色素提取方面具有極大的應(yīng)用前景。秦薯7號、秦薯8號中的還原糖含量相對其他供試薯樣更高，屬于高糖型甘薯，更適合于鮮食。秦薯5號中的淀粉含量在所有供試薯樣中最低，屬于低淀粉型，更適合于中老年人及糖尿病患者食用。密選1號、徐薯27、紅心431、香黃和心香屬于兼容型甘薯。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃寶華，張?zhí)烊A. 甘薯的種植和開發(fā)利用[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1994：45-46.

[2]杜連起，張紅新. 討論我國甘薯加工產(chǎn)業(yè)化[J]. 河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2002，16（2）：61-65.

[3]陳信波，戴曉陽. 我國甘薯加工利用的現(xiàn)狀概述[J]. 作物研究，1994，8（4）：43-44.

[4]張立明，陳賜民. 淺談甘薯綜合開發(fā)利用[J]. 國外農(nóng)學(xué)-雜糧作物，1995（2）：44-45.

[5]唐君，周志林，張允剛，等. 國內(nèi)外甘薯種植資源研究進(jìn)展[J]. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)：自然科學(xué)版，2009，29（5）：478-482.

[6]劉慶昌. 甘薯在我國糧食和能源安全中的重要作用[J]. 科技導(dǎo)報，2004，21（9）：21-22.

[7]Konczak I，Zhang W. Anthocyanins-more than natures colours[J]. Journal of Biomedicine and Biotechnology，2004（5）：239-240.

[8]Goda Y，Shimizu T，Kato Y，et al. Two acylated anthocyanins from purple sweet potato[J]. Phytochemistry，1997，44（1）：183-186.

[9]趙舒暢，侯利霞，相朝清. 甘薯蛋白的提取純化及生物活性研究進(jìn)展[J]. 糧油加工，2010（6）：100-103.

[10]劉主，朱必瘋，彭凌，等. 甘薯糖蛋白化學(xué)結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)活性[J]. 食品科學(xué)，2008，29（11）：582-584.

[11]王意宏，李洪民，鈕福祥. 甘薯的基本物質(zhì)及化學(xué)組成的再認(rèn)識[J]. 中國甘薯，1994（7）：214-218.

[12]陸國權(quán). 甘薯品質(zhì)性狀的基因型與環(huán)境效應(yīng)研究[M]. 北京：氣象出版社，2003：21-24.

[13]夏春麗，于永利，張小燕. 甘薯的基本物質(zhì)保健作用及開發(fā)利用[J]. 食品工程，2008（3）：28-31.

[14]張佩華，張輝，劉偉. 甘薯的基本物質(zhì)保健及其開發(fā)利用[J]. 河南農(nóng)業(yè)，2010（13）：34.

[15]江陽，孫成均. 甘薯的基本物質(zhì)成分及其保健功效研究進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2010（4）：56-61.

[16]侯芮. 甘薯的基本物質(zhì)成分及其保健功效[J]. 青春歲月，2012（14）：384.

[17]商麗麗，趙德虎，杜清福，等. 甘薯的基本物質(zhì)成分及開發(fā)利用研究進(jìn)展綜述[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報，2012（9）：73-74.

[18]張立明，王慶美，王蔭墀.甘薯的主要基本物質(zhì)成分和保健作用[J]. 雜糧作物，2003（3）：162-166.

[19]趙秀玲. 甘薯的基本物質(zhì)成分與保健作用[J]. 中國食物與基本物質(zhì)，2008（10）：58-60.

[20]何勝生. 紫甘薯的功能性質(zhì)及產(chǎn)品開發(fā)研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（3）：1288-1290.

[21]李鳳林，李青旺，高大威，等. 超聲波法提取甘薯葉總黃酮的工藝研究[J]. 江蘇調(diào)味副食品，2008（3）：13-18.

[22]劉春花，高金鋒，王鵬科，等. 超聲波法提取苦蕎黃酮的工藝研究[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009（1）：281-284.

[23]王玫，張?zhí)┿?，熊運(yùn)海. 超聲波法提取紫甘薯葉總黃酮的工藝研究[J]. 廣州化學(xué)，2010（2）：13-18.

[24]胡春霖，鄭可利，羅利琴，等. 超聲波法虎杖中總黃酮提取工藝研究[J]. 寶雞文理學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2013（4）：31-35.

[25]韓豪，李新生，高玥，等. UPLC-MS/MS測定黑小麥中B族維生素[J]. 中國生化藥物雜志，2012（5）：528-531.周巾英，朱雪晶，潘潤天，等. 花生殼中黃酮類化合物的抗氧化活性[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（1）：306-308.endprint