燕麥品種(系)的營養(yǎng)品質綜合評價

王 慧，楊 富 ，姜 超，施 毅，李 剛

(山西農業(yè)大學高寒區(qū)作物研究所，山西大同 037008)

燕麥(AvenasativaL.)為禾本科(Gramineae)燕麥屬(AvenaL.)1年生草本植物，不僅是重要的糧食兼飼料作物，也是重要的牧草作物[1]。燕麥分布廣泛，種植面積和產量位居全世界禾本科作物第六位，僅次于水稻、小麥、玉米、高粱和大麥[2]。燕麥是世界公認的營養(yǎng)和醫(yī)療保健價值較高的谷類作物之一[3]，其籽粒富含蛋白質、脂肪、淀粉、膳食纖維、抗氧化物、維生素和礦物質等，對人體有降血糖、降血脂、減肥、美容等功效[4]。

灰色關聯(lián)度分析是一種常用的綜合評價系統(tǒng)，它利用灰色關聯(lián)度表示因素間關系的強弱和順序[5]，可對研究目標的多個指標進行綜合衡量后作出合理、準確的評價[6]。使用此方法綜合評價燕麥的品質，結果準確，可以客觀評價品種的優(yōu)劣[7-8]。我國燕麥種質資源豐富，育成品種主要包括“白燕”系列、“壩莜”系列、“冀張莜”系列、“晉燕”系列、“定莜”系列、“蒙燕”系列等，而有關不同燕麥品種營養(yǎng)品質比較的報道較少。本研究選取72份不同地區(qū)近幾年選育的燕麥品種(系)，擬用灰色關聯(lián)度法對其營養(yǎng)品質進行綜合評價以篩選品質優(yōu)良的燕麥品種(系)，為燕麥品種的選育和推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試的72份不同來源的燕麥品種(系)均由山西農業(yè)大學高寒區(qū)作物研究所提供，分別用x1，x2，…，x72表示，具體見表1。

1.2 試驗設計

供試材料種植于山西省農業(yè)科學院高寒區(qū)作物研究所懷仁縣毛家皂基地(N39°55′17″，E113°16′23″)。試驗地位于山西省北部，海拔 1 043 m，年均日照時數為2 670 h，年均氣溫為7.3 ℃，無霜期約135 d，年均降水量380 mm，屬大陸性半干旱季風氣候。試驗地地勢平坦，肥力中等，灌溉方便，土質沙壤土。采用隨機區(qū)組設計，每品種4行，行長2 m，行距25 cm。田間管理措施同常規(guī)大田。3次重復。收獲后取各品種3 個重復的樣品混合后進行品質指標檢測。

1.3 測定項目與方法

粗纖維含量、粗蛋白含量、淀粉含量和β-葡聚糖含量，分別用y1、y2、y3、y4表示，依次參照GB/T 5515-2008、GB/T 5511-2008、GB 5009.9-2016和 NY/T 2006-2011測定。

1.4 數據統(tǒng)計分析

采用Excel 2003和SPSS 18.0進行數據整理和灰色關聯(lián)度分析。

根據灰色系統(tǒng)理論原理，將72個燕麥品種(系)的4個營養(yǎng)品質性狀視為同一灰色系統(tǒng)，取各品質性狀最優(yōu)值構建一個理想的參考品種x0，以供試品種(系)的品質性狀為比較數列xi，i=1,2,3…72，計算各供試品種(系)品質性狀與參考品種相應指標之間的關聯(lián)度，從而確定供試品種的優(yōu)劣。公式如下：

(1)

2 結果與分析

2.1 供試燕麥品種(系)的品質性狀

從表2可知，72份燕麥品種(系)的粗纖維平均含量為1.57%，px0412粗纖維含量最高，達 3.53%；冀張莜8號粗纖維含量最低，為0.51%。蛋白質含量變化范圍為13.82%(xhy-6)～ 36.97%(8928-2-2)，平均含量為19.35%。淀粉含量平均為41.98%，以148淀粉含量最高，為 60.43%，晉燕14號淀粉含量最低，為15.22%。β-葡聚糖含量的平均值為4.13%，WAYVOB的β-葡聚糖含量最高(5.47%)，美ND84281的β-葡聚糖含量最低(3.12%)。4個營養(yǎng)品質性狀的變異系數均大于10%，說明供試材料遺傳多樣性 豐富。

由圖1可以看出，56個燕麥品種的粗纖維含量集中在1%～2%，粗纖維含量大于3%的僅2個；有97.22%的品種(系)粗蛋白含量為14%～30%，粗蛋白含量大于30%的占 1.39%；88.89%品種(系)的淀粉含量在30%～60%之間，淀粉含量大于60%僅1個品種(系)；β-葡聚糖含量主要集中在3%～5%之間，含量高于5%的僅6個品種(系)，占總品種(系)數的8.33%。

表2 72份燕麥品種(系)的營養(yǎng)品質分析Table 2 Quality analysis of the 72 oat varieties(lines) %

2.2 灰色關聯(lián)度分析

2.2.1 數據的無綱量化處理

由于各性狀的量綱不同，根據灰色系統(tǒng)理論，需對各性狀進行無量綱化處理。本研究采用初值化處理方法，即用xi數列除以x0相應的指標，得到各項指標數值都在0～1之間的新數列(表3)。

圖1 燕麥營養(yǎng)品質含量分布Fig.1 Distribution of nutritional components of oat

表3 原始數據初始化Table 3 Initialization of the original data

(續(xù)表3 Continued table 3)

2.2.2 供試燕麥品種(系)與理想品種的關聯(lián)系數分析

表4 供試燕麥品種(系)的關聯(lián)系數Table 4 Grey correlation coefficients of the tested oat varieties(lines)

(續(xù)表4 Continued table 4)

2.2.3 關聯(lián)度分析

計算各供試燕麥品種(系)的等權關聯(lián)度和加權關聯(lián)度，并進行排序，結果見表5。供試品種(系)與參考品種(系)的關聯(lián)度值越大，品質越優(yōu)，反之則越劣。等權關聯(lián)度排名前10的燕麥品種(系)依次是px0412、8928-2-2、3121-3、8928-7-5、WAYVOB、魏都莜5號、XZ0603-2、148、壩莜12號和壩莜18號；加權關聯(lián)度排名前10的品種(系)分別是px0412、8928-2-2、3121-3、8928-7-5、魏都莜5號、WAYVOB、148、XZ0603-2、壩莜18號和XZ0448。其中，px0412、8928-2-2、3121-3、8928-7-5的加權關聯(lián)度和等權關聯(lián)度均排名前4。

表5 供試燕麥品種(系)的關聯(lián)度及排名Table 5 Correlation degree and order of the tested oat varieties(lines)

(續(xù)表5 Continued table 5)

3 討 論

燕麥蛋白中含有人體必需8種氨基酸，其中賴氨酸的含量是大米和小麥的2倍以上，被認為是一種更優(yōu)質的谷物蛋白[9]。徐向英等[10]分析了73份燕麥樣品，發(fā)現(xiàn)燕麥籽粒蛋白質含量為12.79%～23.31%，平均含量為18.45%。本研究結果顯示，72個燕麥品種(系)籽粒的粗蛋白質為13.82%～36.97%，平均含量為19.35%，略高于前者，這可能是年份和品種的差別所致。燕麥β-葡聚糖是一種黏性水溶性膳食纖維，被認為是降脂功能因子[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，燕麥籽粒中β-葡聚糖含量為3.12%～5.47%，平均為4.13%，這與鄧萬和等[12]的研究結果相近。粗纖維含量為 0.51%～3.53%，平均為1.57% ；淀粉含量在 15.22%～60.43%之間，平均含量為41.98%。

灰色關聯(lián)度分析法是建立在多個性狀定量分析的基礎上，有較強的可比性和可靠性[13]，能夠較為全面地反映一個品種綜合性能的優(yōu)劣，已有前人運用此方法對不同地區(qū)燕麥營養(yǎng)品質進行了綜合評價[14-15]。本研究測定了72份燕麥品種(系)的4個營養(yǎng)品質性狀，計算其等權關聯(lián)度和加權關聯(lián)度，發(fā)現(xiàn)px0412的等權關聯(lián)度數值最大，說明其綜合營養(yǎng)品質最好，8928-2-2、3121-3、8928-7-5、WAYVOB、魏都莜5號、XZ0603-2、148、壩莜12號和壩莜18號分別排名第2～10位。等權關聯(lián)度只有在各指標性狀同等重要的情況下才能用于評價不同品種的優(yōu)劣[16]，實際上各指標重要性不盡相同，故進一步運用加權關聯(lián)度對參試品種進行了評價，結果加權關聯(lián)度排名前4的品種仍然是px0412、8928-2-2、3121-3、8928-7-5，其他品種(系)的加權關聯(lián)度排名與等權關聯(lián)度排名稍有變化。說明兩種方法均具有一定參考價值。

我國燕麥品種多、種植區(qū)域分布廣，影響燕麥籽粒整體品質的因素有很多，如基因、品種、種植地、氣候等[17]。本試驗中僅對72份材料的4個營養(yǎng)品質進行比較，尚有不足之處，今后將擴大燕麥品種指標性狀的研究，以期為當地高品質燕麥品種篩選提供指導。