蘆筍種質(zhì)資源營養(yǎng)品質(zhì)分析及評(píng)價(jià)

陳河龍 馬振川 楊克軍 習(xí)金根 高建明 張世清 楊龍 譚施北 鄭金龍 易克賢

摘 要 為評(píng)價(jià)不同蘆筍種質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)，篩選出營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富的種質(zhì)資源，對(duì)46份國內(nèi)外不同蘆筍種質(zhì)資源的Fe、Mn、Cu、Zn、Se、維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸和蘆丁10個(gè)營養(yǎng)指標(biāo)的含量進(jìn)行測定，并利用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法，通過計(jì)算不同蘆筍種質(zhì)單一營養(yǎng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，對(duì)其進(jìn)行營養(yǎng)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，不同蘆筍種質(zhì)嫩莖的營養(yǎng)品質(zhì)存在明顯差異，各營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)變異程度不同。46份蘆筍種質(zhì)中，綜合營養(yǎng)品質(zhì)居上的是Pacific Purple、Backlim、JK106、Gijnlim。Pacific Purple營養(yǎng)品質(zhì)最佳，平均隸屬函數(shù)值為0.445。

關(guān)鍵詞 蘆筍；種質(zhì)資源；營養(yǎng)品質(zhì)；評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào) S644.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Analysis and Assessment on Nutritional Quality of Asparagus （Asparagus officenalis L.） Germplasm Resources

CHEN Helong1， MA Zhenchuan2*， YANG Kejun2， XI Jingen3， GAO Jianming1， ZHANG Shiqing1，

YANG Long1， TAN Shibei1， ZHENG Jinlong3， YI Kexian1，3**

1 Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of Tropical Crops， Ministry of Agriculture， Haikou，Hainan 571101， China

2 Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163000， China

3 Institute of Environment and Plant Protection， CATAS， Haikou， Hainan 571101， China

Abstract To evaluate the nutritional quality of different Asparagus （Asparagus officinalis L.） germplasm resources and screen special accessment rich in nutrients， ten nutritional quality parameters including Fe， Mn， Cu， Zn， Se， Vc， soluble sugar， soluble protein， free amino acid and rutin of 46 Asparagus germplasm resources was determined in the experiment. Then the nutritional value of each nutritional quality parameter was calculated using the membership function anaysis in the fuzzy math. The results showed big differences of the nutritional quality among different Asparagus germplasm resources and different degree of variation in nutritional quality existed. Among the 46 species， the best of comprehensive nutritional qualities were Pacific Purple， Backlim， JK106 and Gijnlim. The accessment with the highest average membership function value of 0.445 was Pacific Purple.

Key words asparagus； germplasm resources； nutritional quality； accessment

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2018.06.004

蘆筍（Asparagus officinalis L.）是百合科天門冬屬植物，食用部位為嫩莖，營養(yǎng)均衡全面，是一種在歐美、日本和東南亞等地備用人們喜愛的食藥兼用的蔬菜，在國際上享有“蔬菜之王”的美稱[1]?，F(xiàn)代研究表明，蘆筍中蛋白質(zhì)組成多樣，人體必需氨基酸含量比例恰當(dāng)，且其蛋白質(zhì)、碳水化合物及維生素含量均高于普通蔬菜[2]。豐富的蛋白質(zhì)、含硫氨基酸、B族維生素、葉酸、黃酮和酚類化合物以及鐵、鈣、硒、鋅、猛、銅等礦質(zhì)元素[3]，使其具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤、抗衰老、抗?jié)?、提高免疫力等生理活性以及藥理作用[4]。

隨著生活水平的提高，人們的保健意識(shí)不斷增強(qiáng)，高品質(zhì)蔬菜日益受到重視。目前中國蘆筍種植面積1×105 hm2左右，是世界第一大蘆筍生產(chǎn)和出口國，主要分布在江蘇、山東、福建、山西和河北等省份，年產(chǎn)值達(dá)100億元[5]。關(guān)于蘆筍營養(yǎng)品質(zhì)特性國內(nèi)外已有不少的報(bào)道[6-9]，根據(jù)這些報(bào)道本研究設(shè)定了Fe、Mn、Cu、Zn、Se、維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸、蘆丁10個(gè)營養(yǎng)指標(biāo)含量，利用隸屬函數(shù)對(duì)46份蘆筍種質(zhì)資源品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期篩選出優(yōu)異的蘆筍種質(zhì)，為進(jìn)一步蘆筍遺傳改良及施肥管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試46份蘆筍種質(zhì)由江西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所收集提供（表1），試驗(yàn)田位于海南省儋州國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，屬于熱帶季風(fēng)氣候，年平均溫度23.9 ℃，絕對(duì)最高溫度38.4 ℃，絕對(duì)最低溫度7.1 ℃，年降雨量1 763.2 mm，年日照時(shí)數(shù)2 202.6 h。試驗(yàn)田土壤為磚紅壤，土壤有機(jī)質(zhì)含量9.68 g/kg、全氮450 mg/kg、有效磷215.49 mg/kg、速效鉀117.9 mg/kg、有效鈣446.81 mg/kg、有效鎂40.8 mg/kg、土壤pH 5.25。蘆筍種質(zhì)于2011年5月播種，2011年7月定植，田間管理一致。于2016年5月開始收獲嫩莖，選擇筍長18～22 cm，直徑為0.8～1.0 cm的嫩莖進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

Fe、Mn、Cu、Zn用原子吸收分光光度法測定[10]， Se用氫化物原子熒光光譜法測定[11]，維生素C含量用2，6-二氯靛酚滴定法測定[10]，可溶性糖含量用蒽酮比色法測定[12]，可溶性蛋白質(zhì)含量用紫外吸收法測定[12]，游離氨基酸含量測定用茚三酮溶液顯色法測定[12]，蘆丁含量用高效液相色譜儀測定[13]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

營養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法[14]。即按公式X（u）=（X- Xmin）/（Xmax- Xmin）計(jì)算各品種每個(gè)營養(yǎng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，再求各品種的平均隸屬函數(shù)值。

采用Microsoft Excel 2003與SPSS Statistics 23軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘆筍種質(zhì)礦質(zhì)元素含量比較分析

由表2可見，蘆筍嫩莖的礦質(zhì)元素平均含量大小順序依次為Fe﹥Zn﹥Mn﹥Cu﹥Se，變異系數(shù)為14.57%～47.62%，其中Se含量的變異系數(shù)最大；新世紀(jì)的鐵含量最高，但與082的鐵含量無顯著差異，Pacific Challenger 2的鐵含量最低，但與鐵含量在153.00 mg/kg以下的種質(zhì)（24份）差異不顯著；京紫蘆2號(hào)的錳含量最高，并與與其他種質(zhì)的錳含量有顯著差異，0914的錳含量最低，與Fortems、JK05、冠軍的錳含量差異不顯著，與其他種質(zhì)的錳含量有顯著差異；Pacific Endeavour的銅含量最高，0914的銅含量最低，并均與其他種質(zhì)有顯著差異；TC的鋅含量最高，并與其他種質(zhì)差異顯著，Pacific Challenger 2的鋅含量最低，但與鋅含量在52.40 mg/kg以下的種質(zhì)（21份）無顯著差異；冠軍的硒含量最高，并與其它種質(zhì)差異顯著，Precoce的硒含量最低，但與與硒含量在0.26 mg/kg以下的種質(zhì)（37份）差異不顯著。

因此，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果篩選到各單一營養(yǎng)指標(biāo)含量高的優(yōu)異種質(zhì)：Fe含量高的種質(zhì)是新世紀(jì)和82；Mn含量高的種質(zhì)是京紫蘆2號(hào)；Cu含量高的種質(zhì)是Pacific Endeavour；Zn含量高的種質(zhì)是TC；Se含量高的種質(zhì)是冠軍。

2.2 蘆筍種質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)比較分析

由表3可見，不同蘆筍種質(zhì)還原型VC、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸和蘆丁含量均有顯著差異，變異系數(shù)為19.24%～45.39%，蘆丁含量的變異系數(shù)最大；京綠蘆1號(hào)的Vc含量最高，并與其他種質(zhì)的Vc含量差異顯著；Backlim的可溶性糖含量最高，并與其它種質(zhì)的可溶性糖含量有顯著差異，Pacific Peak的可溶性糖含量最低，但與JK102的可溶性糖差異不顯著，與其他種質(zhì)的可溶性糖含量差異顯著；Gijnlim的可溶性蛋白含量最高，JK104的可溶性蛋白含量最低，均與其他種質(zhì)有顯著差異；JK104的游離氨基酸含量最高，JK101的游離氨基酸含量最低，均與其他種質(zhì)差異顯著；JK103的蘆丁含量最高，并與其他種質(zhì)有顯著差異，97的蘆丁含量最低，但與蘆丁含量在479.06 mg/kg以下的種質(zhì)（13份）無顯著差異。

因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果篩選到各單一營養(yǎng)指標(biāo)含量高的優(yōu)異種質(zhì)：Vc含量高的種質(zhì)是京綠蘆1號(hào)；可溶性糖含量高的種質(zhì)是Backlim；可溶性蛋白含量高的種質(zhì)是Gijnlim；游離氨基酸含量高的種質(zhì)是JK104；蘆丁含量高的種質(zhì)是JK103。

2.3 蘆筍種質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)

由表4可知，4個(gè)品種Pacific Purple、Backlim、JK106、Gijnlim的營養(yǎng)品質(zhì)居上（X>0.4），占供試蘆筍種質(zhì)8.70%，其中Pacific Purple平均隸屬函數(shù)值最大0.445，即綜合營養(yǎng)品質(zhì)最佳。營養(yǎng)品質(zhì)居中（0.3

3 討論

蘆筍營養(yǎng)豐富，富含各種活性成分而具有“一減二抗三降”的生物功能，還原型VC、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸和蘆丁是其中較為重要的指標(biāo)，這些指標(biāo)亦同樣是篩選單個(gè)性狀或單個(gè)指標(biāo)的優(yōu)異種質(zhì)的主要參考指標(biāo)。礦質(zhì)營養(yǎng)是植物生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)提高的基礎(chǔ)，礦質(zhì)營養(yǎng)分析與診斷技術(shù)亦是準(zhǔn)確施肥的前提。同時(shí)，嫩莖作為呈現(xiàn)給消費(fèi)者的載體，其礦質(zhì)營養(yǎng)備受關(guān)注，其中號(hào)稱長壽元素的Se更是人們關(guān)注的重中之重。此外，嫩莖的礦質(zhì)元素含量也是育種者篩選優(yōu)異種質(zhì)的重要指標(biāo)，尤其是對(duì)篩選單個(gè)性狀或單個(gè)指標(biāo)的優(yōu)異種質(zhì)而言。

基于蘆筍種質(zhì)資源品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究結(jié)果表明，嫩莖的營養(yǎng)品質(zhì)存在明顯差異，各營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)變異程度不同，變異系數(shù)范圍為14.57%～47.62%，變異程度較大的為Se、蘆丁、可溶性蛋白質(zhì)、Fe、游離氨基酸。曾有研究表明，如果植物品種間營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)較大，那么可用不同的育種手段培育該植物的優(yōu)質(zhì)新品種，如馬鈴薯[15]和結(jié)球生菜[16]。由于Se、蘆丁、可溶性蛋白質(zhì)、Fe、游離氨基酸含量在品種間變異程度較大，因此可通過育種等相關(guān)技術(shù)措施來提高蘆筍的綜合營養(yǎng)品質(zhì)，特別是蘆筍嫩莖中富含Se、蘆丁均有防癌抗腫瘤的功效，可為蘆筍開展高含量藥用成分育種工作提供理論依據(jù)。

由于蔬菜的品質(zhì)成分復(fù)雜、種類多樣，導(dǎo)致蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)評(píng)級(jí)困難[17]。國外一些研究內(nèi)容主要是對(duì)蔬菜感官品質(zhì)和貯藏加工品質(zhì)的評(píng)價(jià)，而國內(nèi)關(guān)于蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)的評(píng)價(jià)，并沒有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)模式，葉用萵苣、馬鈴薯和香青菜的品質(zhì)是通過平均隸屬函數(shù)法來分析的[14-15，18]，甜菜品質(zhì)則基于主成分綜合模型法[19]。此外，研究表明品質(zhì)指標(biāo)含量高的種質(zhì)是改良營養(yǎng)指標(biāo)的親本材料來源[20-22]。蘆筍營養(yǎng)品質(zhì)是一個(gè)綜合指標(biāo)，可用模糊數(shù)學(xué)的平均隸屬函數(shù)值大小表示其相對(duì)優(yōu)劣。Fe、Mn、Cu、Zn、Se、Vc、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸、蘆丁含量均為蘆筍優(yōu)良的品質(zhì)指標(biāo)，優(yōu)良指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值越大，說明該品種品質(zhì)越好。基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法，篩選到單一或綜合營養(yǎng)指標(biāo)優(yōu)異的種質(zhì)：綜合營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)異的種質(zhì)是Pacific Purple、Backlim、JK106和Gijnlim；Fe含量高的種質(zhì)是新世紀(jì)和082，Mn含量高的種質(zhì)是京紫蘆2號(hào)；Cu含量高的種質(zhì)是Pacific Endeavour；Zn含量高的種質(zhì)是TC；Se含量高的種質(zhì)是冠軍；Vc含量高的種質(zhì)是京綠蘆1號(hào)；可溶性糖含量高的種質(zhì)是Backlim；可溶性蛋白含量高的種質(zhì)是Gijnlim；游離氨基酸含量高的種質(zhì)是JK104；蘆丁含量高的種質(zhì)是JK103，這些種質(zhì)均可作為改善單一品質(zhì)的優(yōu)良親本材料。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫春艷，趙伯濤，郁志芳，等. 蘆筍的化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展[J]. 中國野生植物資源，2004，23（5）：1-5.

[2] 陳海媛. 蘆筍花藥培養(yǎng)與再生植株性別分子標(biāo)記鑒定[D]. 保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[3] 幸勝平，肖華志，馮健雄，等. 淺論我國蘆筍加工利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，20（12）：89-92.

[5] 彭柳林，余艷鋒，周開洪. 我國蘆筍產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2015，36（1）：123-127.

[6] Ketsa S，Uthaiburt J. Chemical composition of white and green spears of asparagus （Asparagus officinalis L.）[J]. Applied Entomology & Zoology，2013，41（4）：641-650.

[7] 李素珍，張 貴. 蘆筍不同色澤和部位嫩莖的化學(xué)成分分析[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1994，6（1）：55-58.

[8] 顧關(guān)云，蔣 昱. 蘆筍的化學(xué)成分和生物活性[J]. 國外醫(yī)藥（植物藥分冊），2007（2）：47-50.

[9] 付 婕，谷建田，范雙喜. 不同品種蘆筍主要營養(yǎng)品質(zhì)研究[J]. 北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，21（3）：26-28.

[10] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：359-362.

[11] 中華人們共和國衛(wèi)生部. GB/T 5009.93-2010 食品中硒的測定[S]. 北京： 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[12] 李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[13] 朱立華，孫 萍，曹國紅，等. 反相高效液相色譜法測定蘆筍各段蘆丁的含量[J]. 濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，21（1）：53-55.

[14] 劉雪瑩，范雙喜，韓瑩琰，等. 不同品種葉用萵苣營養(yǎng)品質(zhì)分析[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，32（22）： 57-62.

[15] 白 磊，肖繼坪，郭華春. 130個(gè)馬鈴薯品種（系）的塊莖營養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 中國食物與營養(yǎng)，2017，23（2）： 70-74.

[16] 王曉茜，段雨琳，楊景愛，等. 結(jié)球生菜營養(yǎng)品質(zhì)品種比較[J]. 北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，32（1）：28-32.

[17] 李會(huì)合，田秀英，季天委. 蔬菜品質(zhì)評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（13）：5 920-5 922.

[18] 胡曉航，吳玉梅，王皙瑋. 不同品種（系）甜菜氨基酸主成分分析與營養(yǎng)綜合評(píng)價(jià)[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，32（27）：69-75.

[19] 王桃云，沈雪林，蔣偉娜，等. 香青菜營養(yǎng)成分分析與品質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 食品工業(yè)，2016（8）：294-297.

[20] 楊 焱，楊樸麗，徐 榮，等. 不同諾麗種質(zhì)外觀性狀與營養(yǎng)成分的分析及評(píng)價(jià)[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2017，38（1）：53-58.

[21] 王 娜，高 杰，妥秀蘭，等. 不同來源蕪菁品種營養(yǎng)品質(zhì)分析與評(píng)價(jià)[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，21（10）：1-6.

[22] 莊紅梅，王 浩，貝麗克孜.阿西木，等. 干旱區(qū)蕪菁種質(zhì)資源營養(yǎng)品質(zhì)特性評(píng)價(jià)[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，54（7）：1 269-1 277.