紅薯葉、紫薯塊根及不同時(shí)期紫薯葉中主要活性成分含量比較

徐 柯曾凡坤,2袁 美羅婧文

(1. 西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400715)

甘薯(Sweet potato)又名地瓜、番薯等，屬旋花科一年生草本植物[1]。根據(jù)塊根內(nèi)部的顏色可以將甘薯大致劃分為白薯、紅薯和紫薯。紫薯(Purple sweet potato)自引入中國(guó)以來(lái)得到廣泛的種植，近年來(lái)它的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到越來(lái)越多研究者的認(rèn)可[2-3]。紫薯葉作為紫薯的副產(chǎn)物，資源量巨大，目前除了部分用作家畜飼料外，絕大部分被丟棄，鮮有其他形式的開(kāi)發(fā)，造成了資源的極大浪費(fèi)[4-5]。而引入中國(guó)更早、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較紫薯葉差的紅薯葉已經(jīng)作為新鮮蔬菜直接進(jìn)入百姓廚房。因此，紫薯葉這一植物資源的研究與利用已成為一項(xiàng)亟待解決的問(wèn)題。

據(jù)報(bào)道，紫薯葉中含有豐富的多糖[5]、氨基酸[6]、粗纖維、礦質(zhì)元素、多酚[7-9]、黃酮[10-12]、花色苷[13]、類胡蘿卜素[14-15]等成分，其中很多都具有抗氧化、抑菌、降血脂的功效[16]，對(duì)生理具有促進(jìn)作用，被稱為活性成分[17]。了解不同品種的紫薯葉中主要活性成分的含量，可為紫薯種植品種的選擇和從葉中提取活性成分進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)，對(duì)提高紫薯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益亦有重要的意義。

近年來(lái)，研究者對(duì)紫薯葉的關(guān)注日益增加，但研究最多的是紫薯葉中某一種或某一類活性成分的提取[18-20]，鮮有涉及不同品種紫薯葉中活性成分含量的比較，對(duì)紫薯葉中活性成分隨時(shí)間變化規(guī)律的研究更是罕見(jiàn)。為了更好地了解薯葉中某類活性成分含量的大致情況，本研究選取總多酚、總黃酮、花色苷、綠原酸和蘆丁作為考察指標(biāo)，探討不同品種及不同采收期紫薯葉中主要活性成分含量的動(dòng)態(tài)變化，揭示紫薯葉活性成分含量隨時(shí)期的變化規(guī)律，進(jìn)而確定紫薯葉的最佳采收期。通過(guò)比較紫薯葉與紅薯葉、紫薯葉與紫薯塊根中主要活性成分含量，突出紫薯葉的優(yōu)勢(shì)，使其能得到更好的開(kāi)發(fā)和利用。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

本試驗(yàn)選用重慶市常見(jiàn)的6個(gè)紫薯品種(渝紫3號(hào)，渝紫7號(hào)，11-10-153，渝蘇43，山川紫，寧紫1號(hào))和6個(gè)紅薯品種(徐渝34，徐渝35，渝薯17，渝薯99，萬(wàn)薯7號(hào)，y25)，于2017年6月24日將試驗(yàn)田設(shè)置在重慶市合川區(qū)渭沱鎮(zhèn)西南大學(xué)合川基地，試驗(yàn)的光照、土壤肥力和管理措施等條件一致。試驗(yàn)田中每種紫薯苗種植30株，每種紅薯苗種植6株；每30 d采樣一次，每次每個(gè)品種采樣6株。30～120 d每次采摘6種紫薯葉，150 d采摘6種紅薯葉、6種紫薯葉和紫薯。要求葉片無(wú)病蟲害，清洗晾干，45 ℃下烘干、粉碎過(guò)100目篩、編號(hào)備用；塊根無(wú)病蟲害，紫薯粉的制備參照孫海燕等[21]的方法進(jìn)行，并編號(hào)備用。

沒(méi)食子酸、綠原酸、蘆丁、莧菜紅標(biāo)準(zhǔn)品：純度均為98%，北京索萊寶科技有限公司；

檸檬酸、氫氧化鈉、硝酸鋁、亞硝酸鈉、亞硫酸鈉、碳酸鈉、無(wú)水乙醇：分析純，成都市科龍化工試劑廠；

磷酸、甲醇：色譜純，成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

小型超微粉碎機(jī)：ZK-FDV-98型，北京中科浩宇科技發(fā)展有限公司；

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：UV-6100型，上海元析儀器有限公司；

臺(tái)式離心機(jī)：TGL-16G型，上海安亭科學(xué)儀器廠；

數(shù)控超聲波發(fā)生器：KQ5200DE型，昆山市超聲儀器有限公司；

高效液相色譜儀：LC-20A型，日本島津公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HWS-28型，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：RE-52AA型，上海亞榮生化儀器廠；

微波快速制樣系統(tǒng)：MAS-Ⅱ型，上海新儀微波化學(xué)科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 提取方法對(duì)提取物中主要活性成分含量的影響 選用采收期150 d渝紫7號(hào)為材料，采用傳統(tǒng)提取法[22]、酶提取法[22]、超聲波提取法[23]及微波提取法[24]4種方法提取紫薯葉中主要活性成分，測(cè)定并比較其含量。

1.3.2 紫薯葉、紫薯塊根、紅薯葉提取物中主要活性成分含量比較 紅薯和紫薯的生長(zhǎng)周期即采收期一般為150 d左右。因此選取30～150 d的6個(gè)品種紫薯葉，分別測(cè)定總酚、總黃酮、花色苷、綠原酸及蘆丁的含量，繪制各成分含量隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)圖；比較采收期150 d的紫薯葉與紅薯葉、采收期150 d的紫薯葉與紫薯塊根中總酚、總黃酮、花色苷、綠原酸和蘆丁含量。

1.3.3 指標(biāo)及測(cè)定方法

(1) 總酚：采用Folin—酚法[25-26]測(cè)定，以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=0.085 86x+0.063 23(R2=0.996 3)。

(2) 總黃酮：采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH顯色法[27]測(cè)定，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=11.887x+0.007 9(R2=0.999 8)。

(3) 總花色苷：采用可見(jiàn)分光光度法[28]測(cè)定，以莧菜紅為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=0.023 4x-0.020 9(R2=0.999 1)。

(4) 綠原酸：采用高效液相色譜法，參照劉華亮[29]28的方法并稍做修改，以綠原酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=22 442x-24 815(R2=0.999 5)。

(5) 蘆?。翰捎酶咝б合嗌V法，參照李鑫[30]的方法并稍做修改，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=17 584x-3 277(R2=0.999 6)。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理方法 每組試驗(yàn)重復(fù)3次，采用Excel和Origin 9.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取方法對(duì)提取物中主要活性成分含量的比較

從表1可以看出超聲提取法對(duì)紫薯葉中主要活性成分的提取效果明顯優(yōu)于其他方法。傳統(tǒng)提取法、酶提取法和微波提取法對(duì)活性物質(zhì)的提取不充分，導(dǎo)致提取效果不佳。且傳統(tǒng)提取法耗時(shí)太長(zhǎng)，酶提取法所用的纖維素酶價(jià)格昂貴，微波提取法工藝繁瑣。綜上，選擇超聲提取法作為本試驗(yàn)的提取方法。

表1 不同方法提取物中主要活性成分含量?

? 同列上標(biāo)字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 不同生長(zhǎng)期不同品種的紫薯葉中主要活性成分含量比較

根據(jù)上述測(cè)定方法，計(jì)算出不同生長(zhǎng)期及不同品種紫薯葉中總多酚、總黃酮、花色苷、綠原酸及蘆丁含量，其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律見(jiàn)圖1～5。

各品種紫薯葉中總多酚含量隨生長(zhǎng)期增加均呈現(xiàn)曲折上升的趨勢(shì)(圖1)。11-10-153和寧紫1號(hào)在30～90 d含量先上升后下降，而其他品種與之相反；90～120 d時(shí)有3個(gè)品種的紫薯葉總多酚含量下降，3個(gè)品種含量上升，且120 d時(shí)各品種間含量差異達(dá)到最小。所有品種的紫薯葉都在150 d采收期時(shí)總多酚含量達(dá)到最高，此時(shí)山川紫含量最大，為84.58 mg/g。因此150 d采樣比較適宜，同時(shí)也能作為提取多酚的有用資源。

圖1 不同時(shí)期紫薯葉中總多酚含量

Figure 1 Content of total polyphenols in purple potato leaves during different periods

圖2 不同時(shí)期紫薯葉中總黃酮含量

Figure 2 Content of total flavonoids in purple potato leaves during different periods

圖3 不同時(shí)期紫薯葉中花色苷含量

圖4 不同時(shí)期紫薯葉中綠原酸含量

圖5 不同時(shí)期紫薯葉中蘆丁含量

由不同生長(zhǎng)時(shí)期各品種紫薯葉中總黃酮含量變化(圖2)可知，各品種總黃酮含量變化大體一致，除了渝紫7號(hào)在60～90 d呈上升趨勢(shì)，其他品種均為下降趨勢(shì)。此外，不同品種紫薯葉中總黃酮含量存在顯著性差異(P<0.05)，山川紫>11-10-153>渝紫3號(hào)>渝紫7號(hào)>渝蘇43>寧紫1號(hào)，且山川紫在各時(shí)期總黃酮含量幾乎都為寧紫1號(hào)的2倍。所有品種紫薯葉的總黃酮含量都在120 d時(shí)達(dá)到最高，此時(shí)渝蘇43含量最大，為132.68 mg/g。與李文芳等[31]研究結(jié)果基本一致，但本試驗(yàn)結(jié)果總黃酮含量稍高，可能是所選的薯類品種和生長(zhǎng)環(huán)境不同。

所有品種的紫薯葉在30～90 d花色苷含量變化趨勢(shì)一致；在90～150 d渝蘇43和渝紫3號(hào)花色苷含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，而其他4個(gè)品種的變化趨勢(shì)與之相反(圖3)。傅玉凡等[32]認(rèn)為是紫甘薯品種間的花色苷含量在生育過(guò)程中存在緩慢增加、波動(dòng)變化和曲折上升等變化類型。此外，各品種紫薯葉中花色苷含量差異大，寧紫1號(hào)在各時(shí)期花色苷含量都很低，渝蘇43和山川紫花色苷含量較高，渝蘇43花色苷含量最高時(shí)可達(dá)到1.35 mg/g。

如圖4所示，各品種紫薯葉中綠原酸含量隨時(shí)間變化呈現(xiàn)大體相似的趨勢(shì)，均為先下降再上升的過(guò)程，且采收期150 d 時(shí)各品種紫薯葉中綠原酸含量均達(dá)到最大值，渝蘇43可達(dá)到16.66 mg/g。向昌國(guó)等[33]研究表明甘薯葉中綠原酸含量在10月份達(dá)到最大，而本試驗(yàn)在150 d(11月)含量達(dá)到最大，可能是本研究所種植的紫薯時(shí)期比正常的甘薯種植期晚1個(gè)月。劉華亮[29]34研究表明，甘薯葉中綠原酸含量最大為3.977 mg/g，可能與所選甘薯品種、采摘時(shí)期及生態(tài)環(huán)境等因素有關(guān)。

由圖5可知，6種紫薯葉中蘆丁含量的變化趨勢(shì)大體一致，除了11-10-153和山川紫在90～120 d蘆丁含量有所降低，其他品種在該時(shí)期黃酮含量均呈上升趨勢(shì)。從圖5中還可看出，不同品種紫薯葉中蘆丁含量存在顯著性差異(P<0.05)，山川紫>11-10-153>渝蘇43>寧紫1號(hào)>渝紫7號(hào)>渝紫3號(hào)，與圖2的結(jié)果相似。60 d時(shí)山川紫中的蘆丁含量達(dá)到最大，為7.48 mg/g。

2.3 紫薯葉與紅薯葉中主要活性成分含量比較

6種紫薯葉和6種紅薯葉中總多酚、總黃酮、花色苷、綠原酸及蘆丁含量結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2可知，紫薯葉的總多酚、花色苷及蘆丁含量普遍較紅薯葉多；總黃酮和綠原酸含量在紫薯葉和紅薯葉中大體一致，且?guī)追N活性成分的含量在品種間產(chǎn)生的差異顯著(P<0.05)，紫薯葉尤其突出。因此，紅薯葉和紫薯葉都是很好的自然資源，特別是紫薯葉中某些活性成分的含量比紅薯葉更高，值得開(kāi)發(fā)和研究。

2.4 紫薯葉與紫薯塊根中主要活性成分含量比較

從6種紫薯葉和紫薯塊根中主要活性成分的含量(表3)來(lái)看，紫薯塊根除了花色苷含量比紫薯葉高，其他幾種活性成分含量都遠(yuǎn)低于紫薯葉。因此，紫薯葉值得開(kāi)發(fā)利用。

表2 紫薯葉紅薯葉中主要活性成分含量?

? 同列同類薯葉上標(biāo)字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

表3 紫薯葉紫薯塊根中主要活性成分含量

3 結(jié)論

(1) 通過(guò)比較幾種提取方法對(duì)紫薯葉中主要活性成分的提取效果，發(fā)現(xiàn)超聲提取法最適合作為本試驗(yàn)的提取方法，且操作相對(duì)簡(jiǎn)單，節(jié)約時(shí)間和成本。

(2) 通過(guò)測(cè)定不同生長(zhǎng)期6個(gè)品種的紫薯葉中主要活性成分的含量，發(fā)現(xiàn)每種活性成分含量隨時(shí)間都有一定的變化趨勢(shì)，且各品種的紫薯葉都遵循相似的變化趨勢(shì)。不同品種間含量差異明顯，可根據(jù)所需的活性成分選擇含量最高的紫薯葉品種進(jìn)行提取。幾種活性成分均在采收期為150 d時(shí)含量達(dá)到最大，且此時(shí)薯葉資源豐富，采收紫薯塊根的同時(shí)收集薯葉，有利于紫薯資源的綜合利用。

(3) 通過(guò)比較紫薯葉和紅薯葉、紫薯葉和紫薯塊根中主要活性成分含量，發(fā)現(xiàn)紫薯葉中總多酚、花色苷及蘆丁含量普遍較紅薯葉多，總黃酮和綠原酸含量在紫薯葉和紅薯葉中大體一致；紫薯塊根除了花色苷含量比紫薯葉高，其他幾種活性成分含量都遠(yuǎn)低于紫薯葉?？傊?，紫薯葉比紅薯葉和紫薯塊根更具營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，大有開(kāi)發(fā)前景。