2種栽培方式對5個馬鈴薯品種營養(yǎng)成分及抗氧化活性的影響

葛宇飛 陳卓 謝子玉

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;品種;栽培方式;營養(yǎng)成分;抗氧化活性;DPPH·;清除率;總酚

馬鈴薯廣泛分布于地中海地區(qū)、歐洲、南美洲、東亞（中國）和南亞。馬鈴薯適應(yīng)性強(qiáng)、易種植，營養(yǎng)價值高，是我國五大主食之一。馬鈴薯脂肪含量低，富含膳食纖維、碳水化合物和優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，并且含有大量的酚類、維生素等抗氧化物質(zhì)[1]。抗氧化物質(zhì)能與自由基反應(yīng)，形成非反應(yīng)性的穩(wěn)定自由基，從而降低自由基造成損傷的能力，保護(hù)身體免受諸如冠心病、癌癥、糖尿病等疾病的侵害。因此，馬鈴薯具有功能性食品的潛力[2]。

據(jù)報道，馬鈴薯的營養(yǎng)成分受到一些因素如品種、農(nóng)業(yè)實踐、農(nóng)業(yè)氣候因子或土壤類型的影響，但品種和栽培方式是重要的因素[3-4]。不同品種馬鈴薯間營養(yǎng)成分、多酚含量和種類、抗氧化活性差異較大，甚至有數(shù)倍差距[5]。如今設(shè)施栽培廣泛使用，通過調(diào)整設(shè)施條件可以無視當(dāng)?shù)貧夂颉⒓竟?jié)和溫度，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有更大的靈活性。但設(shè)施栽培具有弱光（光照度弱、光照時間短、光質(zhì)差、紫外線含量低）、低濃度CO2和高溫相結(jié)合的復(fù)雜環(huán)境，會對馬鈴薯的生長發(fā)育產(chǎn)生影響。

本試驗分析設(shè)施栽培和常規(guī)栽培2種栽培方式與5個馬鈴薯品種的營養(yǎng)成分水平、抗氧化活性的關(guān)系，可為不同品種的馬鈴薯栽培方式提供理論依據(jù)，也為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

馬鈴薯品種中薯5號、中薯3號、中薯20號、華頌7號、興佳2號，由金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供，每個品種分為常規(guī)栽培和設(shè)施栽培，其余生長條件相同。采集的新鮮馬鈴薯測完含水量及維生素C含量后，洗凈，切成薄片，于烘箱內(nèi)105 ℃殺青 2 min，在70 ℃下烘干，粉碎至40目，得馬鈴薯粉末備用。

蕓香苷標(biāo)準(zhǔn)品、抗壞血酸（維生素C）等標(biāo)準(zhǔn)品，購自美國Sigma公司;2，2-二苯基-1-苦基肼（2，2-diphenyl-1-picrylhydeazyl，DPPH），購自日本東京化成工業(yè)株式會社;2，6-二氯靛酚、鹽酸、氫氧化鈉、乙醚、濃硫酸、蒽酮、沒食子酸、乙醇、福林酚試劑、硝酸鋁、碳酸鈉、亞硝酸鈉均為國產(chǎn)分析純，購自金華市醫(yī)藥有限公司。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院田地（119°E、29°N）進(jìn)行，栽培密度為6萬～9萬株/hm2，施用有機(jī)肥30 000 kg/hm2、三元復(fù)合肥1 500 kg/hm2，2017年12月播種，2018年4月初收獲，3月時設(shè)施栽培須要開棚通風(fēng)，降低溫度。常規(guī)栽培以排水為主，設(shè)施栽培通過噴灌保持土壤濕潤。

1.3 試驗方法

1.3.1 營養(yǎng)成分含量測定 馬鈴薯含水量測定依照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》[6]進(jìn)行，采用直接干燥法;維生素C含量測定依照GB 5009.86—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測定》[7]進(jìn)行，采用2，6-二氯靛酚滴定法;總蛋白質(zhì)含量測定依照GB 5009.5—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》[8]進(jìn)行，采用自動凱氏定氮儀法;粗脂肪含量測定依照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》[9]進(jìn)行，采用索式抽提法。

1.3.2 可溶性糖含量測定 馬鈴薯醇提液采用蒽酮比色法[10]測定其可溶性糖含量。以葡萄糖溶液濃度為橫坐標(biāo)、620 nm處的吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，吸光度（y1）與葡萄糖濃度（x1）之間的關(guān)系為y1=0.009 4x1+0.016 2，r12=0.999。取合適濃度的醇提液置于冰水浴中加入蒽酮試劑，混勻后沸水浴，待冷卻至室溫，620 nm處測定吸光度，根據(jù)式（1）計算可溶性糖含量。

1.3.3 淀粉含量測定 取馬鈴薯醇提后濾渣，加入蒸餾水?dāng)嚢杈鶆蚝笥?0 ℃水浴至乙醇揮干。沸水浴糊化，待冷卻至室溫，加入一定量高氯酸溶液混勻后取上清，重復(fù)3遍，合并上清液，蒸餾水定容至50 mL，保存?zhèn)溆谩?/p>

采用高氯酸水解-蒽酮比色法[6]，測定馬鈴薯淀粉含量。標(biāo)準(zhǔn)曲線、樣品測定方法同“1.3.2”節(jié)可溶性糖含量測定。根據(jù)式（2）計算淀粉含量。

1.3.4 總酚含量測定 馬鈴薯醇提液采用Folin-Ciocalteu法[11]測定其總多酚含量。以沒食子酸溶液濃度為橫坐標(biāo)、765 nm處的吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，吸光度（y3）與沒食子酸濃度（x3）的關(guān)系為y3=0.013 2x3-0.008 5，r32=0.995 7。醇提液與福林酚碳酸鈉溶液混合后定容至10 mL，于 765 nm 處測定吸光度，根據(jù)式（3）計算總酚含量。

1.3.5 抗氧化能力測定 馬鈴薯醇提液，參照江震宇等的方法[12]。待測液與DPPH·溶液（用70%乙醇配制）混勻，避光反應(yīng)30 min，于517 nm處測定吸光度Di;70%乙醇溶液與DPPH·溶液混勻，避光反應(yīng)30 min，于517 nm處測定吸光度Dc;待測液與70%乙醇溶液混勻，避光反應(yīng)30 min，于517 nm處測定吸光度Dj，按式（5）計算DPPH·清除率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本試驗所有數(shù)值均為3次以上測定值，以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0軟件分析，采用Origin 9.0軟件進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯的營養(yǎng)成分

由表1可知，常規(guī)栽培的不同品種馬鈴薯維生素C含量在14.750～29.200 mg/100 g（FW）之間，其中中薯20號最高，是華頌7號的1.98倍;興佳2號次之，是華頌7號的1.73倍。興佳2號的可溶性糖和淀粉含量均是各品種中最高的，粗脂肪和總蛋白含量與其他品種之間的差異較小，因此興佳2號在此生長條件下其營養(yǎng)成分具有一定優(yōu)勢。

設(shè)施栽培的不同品種馬鈴薯維生素C含量在4.590～8.027 mg/100 g（FW）之間，其中中薯20號最高，是華頌7號的1.75倍;興佳2號次之，是華頌7號的1.52倍。興佳2號的可溶性糖含量顯著高于其他品種馬鈴薯，粗脂肪和總蛋白含量與其他品種之間的差異較小，淀粉含量低于中薯5號但顯著高于其他品種馬鈴薯。綜合各營養(yǎng)成分可知，興佳2號的營養(yǎng)成分均衡且含量豐富。

將不同栽培方式下同一品種馬鈴薯營養(yǎng)成分進(jìn)行比較，經(jīng)配對樣本t檢驗，結(jié)果如表2所示。不同栽培方式對5個品種馬鈴薯維生素C、總蛋白含量的影響均極顯著（P<0.01），中薯5號在2種栽培方式下粗脂肪含量沒有顯著性差異，華頌7號在2種栽培方式下可溶性糖含量沒有顯著性差異，除個別品種外，設(shè)施栽培的馬鈴薯含水量和總蛋白含量一般高于常規(guī)栽培馬鈴薯，而維生素C、粗脂肪、可溶性糖和淀粉含量是常規(guī)栽培馬鈴薯更高。

2.2 馬鈴薯的總酚含量及抗氧化活性

由圖1可知，中薯5號、中薯3號、中薯20號、興佳2號4個品種馬鈴薯在常規(guī)栽培下的多酚含量均顯著高于設(shè)施栽培，設(shè)施栽培條件下，這4個品種馬鈴薯的多酚含量分別下降43.55%、19.30%、4326%、24.77%;而華頌7號在2種栽培方式下差異較小。

由圖2可知，對于等濃度馬鈴薯提取液對DPPH·清除率而言，5個品種馬鈴薯均為常規(guī)栽培高于設(shè)施栽培。其中，常規(guī)栽培的中薯20號 DPPH· 清除率最高，比設(shè)施栽培的中薯20號高364.56%;常規(guī)栽培的興佳2號對DPPH·清除率較設(shè)施栽培增加115.99%。

2.3 馬鈴薯各指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表3可知，維生素C含量與粗脂肪、可溶性糖、淀粉、總酚含量相關(guān)性極顯著;總酚含量與淀粉含量相關(guān)性極顯著;粗脂肪含量與總蛋白含量相關(guān)性極顯著;可溶性糖含量與淀粉含量相關(guān)性極顯著;DPPH·清除率與粗脂肪、淀粉含量相關(guān)性顯著，與維生素C、總酚含量相關(guān)性極顯著。

進(jìn)一步對馬鈴薯維生素C、總酚含量與抗氧化活性進(jìn)行相關(guān)性分析，如圖3、圖4所示，總酚、維生素C含量與抗氧化活性之間相關(guān)性極顯著（P<0.01，表3），且總酚和維生素C含量越高，抗氧化活性越強(qiáng)。

3 結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，不同品種及不同栽培方式對馬鈴薯的維生素C、粗脂肪、總蛋白、可溶性糖、淀粉含量影響顯著。在2種栽培條件下，興佳2號馬鈴薯與其他品種相比，可溶性糖和淀粉含量較高，而維生素C、粗脂肪、總蛋白含量相差不大。除中薯3號外，其他品種馬鈴薯在常規(guī)栽培下的總蛋白含量顯著的低于設(shè)施栽培;除華頌7號外，其他品種馬鈴薯的維生素C、粗脂肪、可溶性糖、淀粉、總酚含量及對DPPH·清除率均表現(xiàn)為常規(guī)栽培高于設(shè)施栽培，其中不同栽培方式對維生素C和總蛋白含量的影響最大。

維生素C是公認(rèn)的抗氧化物質(zhì)，5個品種馬鈴薯在常規(guī)栽培方式下的維生素C含量極顯著高于設(shè)施栽培（P<0.01），常規(guī)栽培下的馬鈴薯多酚含量高于設(shè)施栽培，因為設(shè)施栽培下馬鈴薯接收到的紫外線減少，已有報道指出合適劑量紫外輻射會增強(qiáng)植物體內(nèi)的紫外光受體和相關(guān)酶活性，從而增加多酚含量，有助于植物抵御紫外輻射，也能增強(qiáng)其抗氧化能力[13]。馬鈴薯的維生素C、總酚含量與對DPPH·的清除率呈極顯著正相關(guān)，說明馬鈴薯的維生素C和總酚是其抗氧化活性的主要成分。

從營養(yǎng)價值角度綜合評價，馬鈴薯作為糧食作物，須要為人們提供充足的能量供應(yīng)，因此淀粉含量為重要指標(biāo)，興佳2號馬鈴薯不管是在常規(guī)栽培條件下還是在設(shè)施栽培條件下均具有較大的品種優(yōu)勢，其淀粉含量較高，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價值。就栽培方式而言，常規(guī)栽培下的馬鈴薯的抗氧化活性均高于設(shè)施栽培;與其他4個品種馬鈴薯相比，中薯20號具有較高的維生素C、總酚含量和DPPH·清除率，而淀粉含量較低，說明中薯20號馬鈴薯具有較高的保健價值。

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