野生和栽培寒蔥揮發(fā)性物質(zhì)和營養(yǎng)成分分析

魯亞星，鄭慧明，李敏，張先*，李范洙

(1.延邊大學(xué)，吉林 延吉 133002；2.延邊特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，吉林 延吉 133000)

寒蔥，又名茖蔥(Alliumvictorialis)，為百合科蔥屬多年生草本植物，其性微溫、味辛、無毒、歸肺經(jīng)，具辛散溫通，芳香辟穢，在中醫(yī)上用于風(fēng)寒感冒、嘔惡脹滿之癥。生于陰濕山坡、林下、草地溝邊，嫩葉可供食用。在我國黑龍江、吉林、遼寧、河北、山西、內(nèi)蒙古、陜西、甘肅東部、四川北部、湖北、河南、浙江天目山地區(qū)均有分布[1]。

寒蔥中含有大量的含硫化合物，為蔥屬植物的特有成分，這些含硫物質(zhì)組成了寒蔥特殊的風(fēng)味[2]，介于蔥和蒜之間，既有蔥的清香，也有蒜的辛辣，而蔥和蒜在我國飲食中作為調(diào)味品，已經(jīng)具有悠久的歷史。寒蔥的這種特性，使其具有開發(fā)成調(diào)味品的潛力，用于日常飲食，更兼之保健和藥用功能，使其具有良好的開發(fā)前景和潛在的經(jīng)濟(jì)價值。

東北地區(qū)寒蔥分布較為廣泛，但是由于過度采挖，寒蔥資源逐漸減少。目前國內(nèi)對于寒蔥的研究多停留在其形態(tài)學(xué)和生物學(xué)特性上，尤其是在人工栽培方面取得了一定的成果，戴旭等[3]對寒蔥的人工栽培進(jìn)行了可能性分析，認(rèn)為寒蔥的人工栽培具有較強(qiáng)的可行性。侯穎等[4]對寒蔥的栽培技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。張忠寶等[5]對茖蔥種子繁殖特性及不同處理對種子發(fā)芽率影響進(jìn)行了研究，認(rèn)為寒蔥種子具有上胚軸休眠的現(xiàn)象，用GA3和NAA處理可以提高種子的發(fā)芽率。除此之外，還有一些學(xué)者對于寒蔥的功能性成分進(jìn)行了研究，尹永芹等[6]利用層析的方法，從寒蔥鱗莖中洗脫出胡蘿卜苷、原兒茶酸、山奈酚、1-O-十六烷酸甘油酯4種化合物。李倩竹等[7]對不同采摘時期長白山野生茖蔥功效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化規(guī)律進(jìn)行了研究，并對其降血脂效果進(jìn)行了比較。但是目前國內(nèi)對于野生與栽培寒蔥比較研究較少，寒蔥的揮發(fā)性成分研究未見報道。

本實驗對野生和栽培寒蔥的揮發(fā)性成分和營養(yǎng)成分進(jìn)行了分析，以比較野生和栽培的營養(yǎng)性差異，為促進(jìn)寒蔥的栽培以及其功能性研究提供一定的理論依據(jù)，并對其調(diào)味品開發(fā)做前期性準(zhǔn)備。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料

實驗用寒蔥為2016年5月從延邊地區(qū)采收的野生和人工栽培的寒蔥。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 7890A-5975C氣質(zhì)聯(lián)用儀 美國安捷倫公司；UV-7504紫外可見分光光度計 上海欣茂儀器有限公司；SZF-06C自動索氏提取器 浙江托普儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 揮發(fā)性成分分析

采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行揮發(fā)性成分分析[8]，利用科標(biāo)技術(shù)(青島)研發(fā)中心NIST 2008標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索各組分，僅報道相對含量大于0.1%的鑒定結(jié)果。按照面積歸一法計算各組分相對含量。分析條件如下：毛細(xì)管柱：DB-5MS：30 m× 250 μm×0.25 μm；載氣：He；流速：5 mL/min；樣品進(jìn)樣口：GC；進(jìn)樣方式：CTC PAL ALS。進(jìn)樣量：20.00 μL，進(jìn)樣針規(guī)格：Fiber。程序升溫：40 ℃保持2 min，以8 ℃/min升溫到250 ℃，進(jìn)樣口溫度：250 ℃；質(zhì)量掃描范圍：40～400 m/z 。

1.2.2 營養(yǎng)成分的分析

水分含量：按照GB 5009.3-2010中直接干燥法進(jìn)行測定；粗脂肪含量：按照GB/T 14772-2008所規(guī)定方法測定；粗蛋白含量：按照GB 5009.5-2010所規(guī)定方法測定；灰分含量：按照GB 5009.4-2016所規(guī)定方法測定；總糖含量：采用苯酚-硫酸法進(jìn)行測定[9]；粗纖維含量：采用中性洗滌纖維法進(jìn)行測定[10]；維生素C含量：按照GB 6195-86所規(guī)定的二甲苯-二氯靛酚比色法進(jìn)行測定；總酚含量：采用福林酚比色法進(jìn)行測定[11]；總黃酮含量：采用紫外分光光度法進(jìn)行測定[12]。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

本實驗所得數(shù)據(jù)利用R軟件進(jìn)行分析，軟件版本號為2.13.1(2011-07-08)。方差分析利用多重t檢驗法，為減小犯第一類錯誤的概率，用Holm法對p值進(jìn)行調(diào)整[13]，顯著性水平為p<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 寒蔥揮發(fā)性成分分析

2.1.1 寒蔥葉中揮發(fā)性成分分析

對從延邊地區(qū)采摘的野生和栽培寒蔥進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)分析，結(jié)果見表1。

表1 野生和栽培寒蔥葉中揮發(fā)性物質(zhì)成分Table 1 Volatile components of wild and cultivated Allium victorialis leaves %

注：“-”表示未檢出，下同。

寒蔥葉中檢出25種揮發(fā)性物質(zhì)，它們各自含量差別很大。根據(jù)寒蔥葉中揮發(fā)性成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)可將其分為含硫化合物和非含硫化合物，其中含硫化合物又可分為鏈狀含硫成分和環(huán)狀含硫成分。寒蔥葉中主要檢出的揮發(fā)性物質(zhì)包括9種非含硫成分、12種鏈狀含硫成分、4種環(huán)狀含硫成分。非含硫成分包括正己醛、正己醇、壬醛、1-辛烯-3-醇等醛類和醇類物質(zhì)，其中，正己醛和壬醛是主要成分，栽培寒蔥葉中正己醛相對含量高達(dá)4.65%，野生寒蔥葉中壬醛相對含量為3.49%，這兩種醛類都具有強(qiáng)烈刺激性，有催淚作用，對風(fēng)味有一定貢獻(xiàn)[14]。鏈狀含硫成分主要包括二烯丙基硫醚、二甲基二硫醚、二甲硫基甲烷、二烯丙基三硫醚、二烯丙基二硫醚、二甲基三硫醚等，這些鏈狀含硫成分為蔥屬類特有的風(fēng)味物質(zhì)，在其他蔥屬種類如大蒜、沙蔥、香蔥、韭菜等植物中都有檢出[15-18]。其中二烯丙基二硫醚在栽培的寒蔥葉中的相對含量高達(dá)16.38%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于野生葉中的含量。二烯丙基二硫醚又被稱為大蒜辣素，是百合科蔥屬植物辣味的主要來源，可作為醫(yī)藥中間體，也是大蒜藥用價值的衡量指標(biāo)[19]。二甲基二硫醚在野生和栽培的寒蔥葉中均有較高的含量，分別為6.88%和7.74%。環(huán)狀含硫成分主要包括1,3-二噻烷，野生寒蔥葉中相對含量為43.81%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于栽培寒蔥葉中相對含量19.14%。

2.1.2 寒蔥莖中揮發(fā)性物質(zhì)成分分析

野生和栽培寒蔥莖的揮發(fā)性成分分析結(jié)果見表2。

表2 野生和栽培寒蔥莖中揮發(fā)性物質(zhì)成分Table 2 Volatile components of wild and cultivated Allium victorialis stems %

由表2可知，寒蔥莖中檢出的主要揮發(fā)性物質(zhì)共有24種，包括5種非含硫成分、13種鏈狀含硫成分、6種環(huán)狀含硫成分。其中非含硫物質(zhì)包括正己醛等，種類和相對含量與寒蔥葉中非含硫物質(zhì)相比都較少，相對含量都在0.5%以下。鏈狀含硫成分中含量最多的是二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚等，其次為二甲基二硫醚、二烯丙基硫醚、二烯丙基三硫醚、二烯丙基四硫醚、二甲基三硫醚等。野生和栽培的寒蔥莖相比較，栽培寒蔥莖中的二烯丙基二硫醚含量為35.59%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于野生寒蔥莖中的含量0.75%，而烯丙基甲基二硫醚則相反，野生寒蔥莖中含量為10.50%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于栽培寒蔥莖中的含量0.31%，這個結(jié)果與寒蔥葉的檢測結(jié)果一致，說明栽培寒蔥與野生寒蔥中鏈狀二硫醚含量有很大差異。與寒蔥葉中分析結(jié)果一樣，環(huán)狀含硫成分含量最高的為1,3-二噻烷，在栽培和野生的寒蔥莖中，1,3-二噻烷的含量相差不大，約為20%。1,3-二噻烷及其衍生物具有殺菌和防腐作用，是某些殺蟲劑的主要成分，可能與其殺菌作用的產(chǎn)生有關(guān)[20]。與寒蔥葉中的揮發(fā)性成分相比，兩者成分種類和含量都有較大的差異。這個結(jié)果與高京草等[21]對于不同器官大蒜揮發(fā)性風(fēng)味的成分分析比較的結(jié)果相符合。這些揮發(fā)性成分不僅共同構(gòu)成了寒蔥所具有的獨特的風(fēng)味，也對寒蔥所具有的殺菌等功能性做出貢獻(xiàn)。

2.2 寒蔥營養(yǎng)及活性成分分析

寒蔥中的營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)決定了寒蔥的營養(yǎng)價值和保健功能[22]。寒蔥中營養(yǎng)成分的分析結(jié)果見表3。

表3 野生和栽培寒蔥的營養(yǎng)成分Table 3 Nutrient content of wild and cultivated Allium victorialis

注：同一行中不同字母表示差異顯著。

寒蔥葉莖中的水分含量在84.8%～92.0%，其中栽培寒蔥葉和莖中含量顯著高于野生寒蔥，這可能是因為在人工栽培的過程中，通過灌溉等方式增大了寒蔥水分的吸收量，使寒蔥具有了更高的含水量。水分影響植物的嫩度、硬度和口感，栽培寒蔥的水分含量顯著高于野生的，這也與其口感優(yōu)于野生寒蔥相符合。寒蔥的脂肪含量為0.30%～0.47%，不同的生長方式以及莖和葉之間的脂肪含量沒有顯著差異。寒蔥葉中粗蛋白的含量為3.46%～3.62%，顯著高于其在莖中的含量1.62%～2.02%，這是由器官的差異造成的。但是寒蔥莖葉中粗蛋白的含量都高于同為蔥屬的大蔥、洋蔥[23]。寒蔥莖中總糖的含量為4.64%～5.52%，顯著高于葉中含量2.65%～3.49%，并且野生莖葉中糖顯著高于栽培莖葉中的糖含量，寒蔥具有一定的甜味，尤其在寒蔥莖中甜味更加明顯，這與其含糖量高有關(guān)。寒蔥葉中的灰分含量為0.70%～0.80%，顯著高于莖中含量0.34%～0.51%，并且野生的高于栽培的含量，這個結(jié)果表明野生寒蔥所含礦物質(zhì)元素多于栽培寒蔥，這可能與其生長環(huán)境有關(guān)，由于野生寒蔥生長在具有一定海拔高度的山地，在野外的環(huán)境中吸收了氮、磷、鉀之外更多的礦物質(zhì)。

寒蔥葉中的粗纖維含量為1.23%～1.71%，顯著高于莖中含量0.76%～1.57%，野生的顯著高于栽培的。膳食纖維被稱為“第七大營養(yǎng)素”，可以刺激腸道蠕動，可以推測，相對于栽培寒蔥，食用野生寒蔥可攝入更多的膳食纖維，更有利于腸道健康。寒蔥葉中維生素C的含量約為30 mg/100 g，莖中維生素C含量為25.40～27.15 mg/100 g，野生和栽培寒蔥之間沒有顯著性差異，這說明栽培寒蔥和野生寒蔥具有相似的維生素C含量水平。與常見果蔬相比，寒蔥中維生素C含量較高，高于白菜、韭菜、蘋果等[24]，寒蔥葉中維生素C含量接近草莓[25]。寒蔥葉中的總酚含量為0.23%～0.30%，顯著高于莖中含量0.10%～0.11%，可能與其部位有關(guān)。總黃酮含量和總酚含量相似，葉中顯著高于莖中，野生和栽培之間沒有顯著性差異。植物多酚和黃酮具有抗氧化、降血脂、抗炎等多種功效[26]，而野生寒蔥和栽培寒蔥在功能性成分的含量上差異不大，這表明栽培寒蔥與野生寒蔥具有相似的保健功能。

3 討論

寒蔥中揮發(fā)性成分多為含硫物質(zhì)，這與同為蔥屬的植物大蔥、洋蔥、大蒜、韭菜和沙蔥等植物一致。寒蔥的主要揮發(fā)性成分為1,3-二噻烷和二烯丙基二硫醚，與司民真等[27]的蔥屬植物揮發(fā)性物質(zhì)研究結(jié)果相比較，二烯丙基二硫醚也是大蒜和韭菜的主要揮發(fā)物，但是沒有檢出1,3-二噻烷。與王長柱等[28]對于蒜薹揮發(fā)性物質(zhì)研究結(jié)果相比較，含量最多的兩種揮發(fā)性物質(zhì)同為1,3-二噻烷和二烯丙基二硫醚。另外，寒蔥中相對含量較高的二硫醚、三硫醚等也在其他蔥屬植物中被檢出。野生和栽培寒蔥相比較，兩者所含揮發(fā)性成分的種類相似，只有二烯丙基二硫醚的含量有較大差異，栽培寒蔥中二烯丙基二硫醚含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于野生寒蔥。

對寒蔥營養(yǎng)性成分的測定結(jié)果表明，寒蔥的總糖含量在一個相對較高的水平，尤其在野生寒蔥莖中總糖含量達(dá)到5.52%，在數(shù)值上接近同為蔥屬的洋蔥、高葶韭，而高于沙蔥、大蔥、韭菜[29]；與常見水果相比較，高于柑橘類水果柚子、金橘、檸檬等3.16%～4.21%[30]，這些糖賦予了寒蔥清脆甘甜的口感。寒蔥中的維生素C含量也很高，是其他蔥屬植物的2倍以上，與常見果蔬相比，接近于柑橘、白菜、菠菜等，而高于葡萄、檸檬、西紅柿，寒蔥的高維生素C含量也為其提供了一定的保健價值。野生和栽培寒蔥相比較，野生寒蔥的總糖、粗纖維含量顯著高于栽培寒蔥，栽培寒蔥的水分含量顯著高于野生寒蔥。但是活性成分維生素C和總黃酮的含量上，兩者沒有顯著性差異。

通過對寒蔥的揮發(fā)性成分及營養(yǎng)物質(zhì)的分析，可以發(fā)現(xiàn)寒蔥具有很高的營養(yǎng)價值，其中豐富的揮發(fā)性成分，使其具有開發(fā)為調(diào)味品的巨大潛力。

4 結(jié)論

寒蔥中含有大量的蔥屬植物特有的含硫物質(zhì)，其中含量最多的為1,3-二噻烷，相對含量達(dá)到19.14%以上，還有二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚等，這些含硫物質(zhì)使寒蔥具有蔥屬植物的特征香味，并且具有一定的功能性。此外還含有少量的正己醛、壬醛等非含硫物質(zhì)，增強(qiáng)了寒蔥的刺激性氣味。野生和栽培寒蔥相比較，兩者所含揮發(fā)性成分的種類相似，含量有所差別。

寒蔥含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，其中維生素C的含量高于常見果蔬。野生寒蔥和栽培寒蔥的營養(yǎng)成分含量存在一些差異，但是功能性成分的含量沒有顯著性差異。

寒蔥的營養(yǎng)物質(zhì)和揮發(fā)性成分共同構(gòu)建了其功能性和營養(yǎng)價值，并使其具有開發(fā)成為調(diào)味品的潛力。

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