不同品種枸杞葉片營養(yǎng)成分的區(qū)域化差異

李佳佳，任鋼，徐志標，汪貴斌，曹福亮，郭起榮*

1(南京林業(yè)大學 南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京，210037)2(南京林業(yè)大學 林學院，江蘇 南京，210037)3(海西州柴達木生物研究所，青海 德令哈，817000)4(鹽城林場，江蘇 鹽城，224000)

枸杞是茄科枸杞屬(Lycium)多年生落葉灌木，其葉、莖、花、果均可利用。據(jù)《本草綱目》中記載，枸杞葉名“天精草”，具有除煩益志、清熱解毒、祛風濕、止痛、止渴、益精明目等功效[1]?，F(xiàn)代研究表明，枸杞葉含有豐富的多糖、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、營養(yǎng)元素及黃酮、總酚等次生代謝物[2-6]，具有降血糖[7]、抗氧化[8]、提高免疫力[9]等作用。枸杞葉是傳統(tǒng)的草藥，在我國南方地區(qū)常作茶用和菜用[10-13]，另外枸杞葉還可以作飼用[14]、作為重要的食品添加劑[15]以及開發(fā)成天然香精[16]。由此可見，枸杞葉在食品、醫(yī)藥等領域具有很大的發(fā)展?jié)摿蛻们熬啊?/p>

相關研究表明，枸杞葉的營養(yǎng)成分及活性物質(zhì)組成方面與枸杞子相當，有些生物活性成分的含量甚至顯著高于枸杞子[14]，但目前對于枸杞的研究多集中在枸杞子[17-18]，對于枸杞葉的研究尚處于初步階段。已有的研究主要集中在對甘肅、寧夏、青海等西北地區(qū)的枸杞葉個別營養(yǎng)成分的測定[19-20]，對于不同品種枸杞葉及我國南方地區(qū)種植的枸杞葉營養(yǎng)成分研究較少。鑒于此，本研究對青海德令哈、甘肅玉門、江蘇鹽城3個地點種植的4個品種枸杞葉營養(yǎng)成分進行雙因素方差分析、主成分分析，為枸杞的引種、優(yōu)選、深加工提供理論依據(jù)，促進枸杞葉資源的開發(fā)利用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

選取海西州農(nóng)業(yè)科學研究所及寧夏神杞農(nóng)林科技有限責任公司培育的4個優(yōu)良枸杞品種(柴杞1號、柴杞2號、柴杞3號、寧杞1號)的一年生扦插苗，扦插苗規(guī)格基本一致，主干粗為(3.0±0.5) mm，株高為(40±10) cm，于2019年分別種植在青海德令哈、甘肅玉門、江蘇鹽城地點，地點概況見表1，氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)。

表1 試驗地點概況Table 1 The situation of three test place

1.2 試驗設計

3個試驗地均按照統(tǒng)一種植方式，采用完全隨機區(qū)組設計。每個試驗地的每個品種均有3個區(qū)組，每個區(qū)組種植40株，株行距為1 m×2 m。田間試驗管理采用與大田相同的管理措施。

1.3 試驗材料采集

2020年6月份，每個小區(qū)選擇10株樹，從東、西、南、北、中5個方向抽出的新稍上采摘10片已展開的成熟葉。將枸杞葉片于50 ℃烘干，磨碎后備用。

1.4 營養(yǎng)成分測定

選取1 g樣品，用濾紙包好后放入索氏提取器，加入75 mL石油醚在80 ℃下回流4 h，除去樣品中脂溶性等成分。回收濾紙包，用于測定多糖、總黃酮、總酚含量。多糖、總酚含量測定按照劉賽等[20]的方法，黃酮含量測定參照張鷹等[21]的方法。

蛋白質(zhì)含量測定采用國標GB/T 6432—2018方法；脂肪含量參照國標GB 5009.6—2016方法；游離氨基酸含量采用茚三酮比色法測定，以谷氨酸為標準品，參照梁曉婕等[22]研究具體操作。

營養(yǎng)元素含量的測定主要包括鉀、鈣、鐵、鋅4種營養(yǎng)元素。稱取0.2 g樣品于燒瓶中，加入1 mL高氯酸和9 mL濃硫酸，進行消煮，直至溶液變透明，冷卻后過濾，并定容至100 mL。待測液用原子吸收光譜儀測定鉀和鈣；用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定鐵和鋅。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2013進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，DPS 9.01進行方差分析，Duncan多重比較(P<0.05)，Origin 2018制圖。由于枸杞葉各項營養(yǎng)成分指標存在差異，根據(jù)各指標相關性大小，通過SPSS 24.0將10個營養(yǎng)成分指標降維成4個綜合指標，以4個主成分指標進行綜合指標評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 枸杞葉營養(yǎng)成含量

3個地點4個品種枸杞葉6種基本營養(yǎng)成分中多糖、總黃酮、總酚、游離氨基酸的含量變幅較大，蛋白質(zhì)和脂肪含量變幅較小(表2)。多糖含量的變幅是4.56%～8.51%，其中含量最高的是甘肅地區(qū)的寧杞1號。總黃酮含量的變幅是3.65%～10.49%，青海德令哈的寧杞1號含量最高，江蘇鹽城的柴杞2號含量最低。總酚含量的變幅是5.71%～12.02%，青海的柴杞1號含量最高，江蘇鹽城的柴杞3號含量最低。游離氨基酸含量的變幅是1.60%～3.68%，甘肅玉門柴杞1號含量是青海德令哈寧杞1號的2.3倍。3個地點4個品種枸杞葉的營養(yǎng)元素的變幅較大(表3)，鉀含量的變幅是3 327.33～5 341.50 mg/100g。鈣含量的變幅是624.12～1 178.43 mg/100g，青海德令哈的寧杞1號含量最高，甘肅玉門寧杞1號含量最低。鐵和鋅含量最高的均是甘肅玉門的柴杞1號，含量分別為16.88和1.99 mg/100g。

表2 三個地點的不同品種枸杞葉基本營養(yǎng)成分含量 單位：%

表3 三個地點的不同品種枸杞葉營養(yǎng)元素含量 單位：mg/100g

2.2 不同地點間枸杞葉營養(yǎng)成含量

對參試地點枸杞葉的多糖、總黃酮、總酚、蛋白質(zhì)、脂肪、游離氨基酸以及4種營養(yǎng)元素的分析，發(fā)現(xiàn)不同地點間枸杞葉營養(yǎng)成分差異顯著(P<0.05)(表4)。對參試品種各地點枸杞葉10種營養(yǎng)成分的做了精確分析，結(jié)果見圖1和圖2。

圖1 不同地點枸杞葉基本營養(yǎng)成分含量Fig.1 The contents of basic nutrients in Lycium barbarum leaves in different place注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

圖2 不同地點枸杞葉營養(yǎng)元素含量Fig.2 The contents of nutritional elements in different Lycium barbarum leaves in different place

表4 枸杞葉營養(yǎng)成分雙因素方差分析Table 4 Two-factor variance analysis on the nutrients content of Lycium barbarum leaves

各參試地點中，青海德令哈的枸杞葉片中總黃酮和總酚顯著高于其他兩地，分別為9.34%，10.70%；江蘇鹽城的蛋白含量顯著高于其他兩地，含量為5.27%，但多糖、總黃酮和總酚含量顯著低于其他兩地；甘肅玉門的葉片多糖、脂肪和總游離氨基酸含量相對較高，含量分別為6.70%、2.85%和3.48%。

甘肅玉門的枸杞葉片中鉀、鐵、鋅這3種元素含量顯著高于其他地點，含量分別是4 817.3、12.17、1.53 mg/100g；青海德令哈的枸杞葉中鈣含量最高(1 071.16 mg/100g)，是甘肅玉門的1.55倍。

2.3 不同品種間枸杞葉營養(yǎng)成分含量的差異

對參試品種枸杞葉的多糖、總黃酮、總酚、蛋白質(zhì)、游離氨基酸以及4種營養(yǎng)元素的分析，發(fā)現(xiàn)不同品種之間除蛋白質(zhì)外，其他營養(yǎng)成分均差異顯著(P<0.05)(表4)。對各個參試品種枸杞葉10種營養(yǎng)成分的進行了精確分析，結(jié)果見圖3和圖4。

圖3 不同品種枸杞葉基本營養(yǎng)成分含量Fig.3 The contents of basic nutrients in leaves of different Lycium barbarum varieties

圖4 不同品種枸杞葉營養(yǎng)元素含量Fig.4 The contents of nutritional elements in leaves of different Lycium barbarum varieties

參試品種中，柴杞1號的總酚和游離氨基酸含量均高與其他3個品種，分別為9.55%和2.66%；柴杞2號的多糖含量和總酚含量均低于其他品種，含量分別為5.37%和8.44%；柴杞3號的基本營養(yǎng)成分在參試品種中處于中等水平；寧杞1號多糖、總黃酮、脂肪含量顯著高于其他品種，含量分別為6.89%、8.28%和2.96%。

參試品種中，柴杞1號的鉀含量最高，含量為4 966.89 mg/100g，但與柴杞2號和柴杞3號差異不顯著；柴杞3號的鈣含量最高，但與柴杞1號差異不顯著；寧杞1號的鐵和鋅含量顯著高于其他品種，含量分別為13.23和1.31 mg/100g。

2.4 主成分分析

對3個地點4個品種枸杞葉營養(yǎng)成分的10個指標進主成分分析，前4個主成分累計貢獻率達到87.61%?；旧习?0個指標的大部分信息，因此選擇前4個主成分作為綜合指標對其品質(zhì)進行綜合評價。指標轉(zhuǎn)化為4個獨立的主成分，如表5所示，第1主成分貢獻率38.54%，鐵、鋅、多糖、總黃酮、總酚有較高載荷。第2主成分貢獻率為22.91%，脂肪、游離氨基酸、鉀、鈣具有較高載荷量，其中鈣符號為負，說明鈣與之呈顯著負相關。第3主成分貢獻率為15.85%，多糖、蛋白質(zhì)有較高的載荷。第4主成分貢獻率10.33%，脂肪和鉀有較高載荷。

表5 主成分荷載矩陣及方差貢獻率Table 5 Principal component load matrices and variance contribution rates

根據(jù)表5計算出特征向量，再以特征向量為權(quán)重構(gòu)建4個主成分的表達函數(shù)式:

F1=0.22X1-0.05X2-0.07X3-0.55X4+0.44X5+0.46X6-0.45X7+0.36X8+0.21X9-0.30X10

F2=-0.04X1+0.57X2+0.55X3-0.17X4-0.25X5+0.03X6+0.19X7+0.20X8-0.02X9-0.45X10

F3=0.68X1-0.01X2+0.13X3-0.02X4-0.16X5-0.15X6+0.06X7-0.26X8+0.63X9+0.05X10

F4=-0.10X1+0.01X2+0.13X3+0.73X4+0.09X5+0.28X6+0.24X7+0.42X8+0.32X9+0.14X10

式中：X1～X10分別表示多糖、總黃酮、總酚、蛋白質(zhì)、脂肪、游離氨基酸、鉀、鈣、鐵、鋅等原始數(shù)據(jù)的標準化值。

綜合評價函數(shù)的計算方法：以各個主成分對應的方差貢獻率作為權(quán)重，由主成分得分和對應的權(quán)重線性加權(quán)求和:

F=0.39F1+0.23F2+0.16F3+0.10F4

根據(jù)主成分綜合得分模型，計算出3個地點枸杞品種的綜合得分值和排序結(jié)果(表6)。綜合得分由大到小依次為寧杞1號(青海德令哈)、柴杞3號(青海德令哈)、柴杞1號(青海德令哈)、柴杞1號(甘肅玉門)、柴杞3號(甘肅玉門)、寧杞1號(甘肅玉門)、柴杞2號(青海德令哈)、柴杞2號(甘肅玉門)、寧杞1號(江蘇鹽城)、柴杞3號(江蘇鹽城)、柴杞1號(江蘇鹽城)、柴杞2號(江蘇鹽城)。

表6 三個地點不同品種枸杞葉營養(yǎng)成分綜合得分Table 6 The comprehensive score of nutrient composition of different varieties of Lycium barbarum leaves in three place

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，枸杞葉的多糖、總黃酮、總酚、游離氨基酸及4種營養(yǎng)元素含量均受地點、品種及其交互作用影響，蛋白質(zhì)含量受地點及地點與品種交互作用影響。

不同地點枸杞營養(yǎng)成分及品質(zhì)具有較大差異[19,23]。本研究對青海德令哈、甘肅玉門、江蘇鹽城3個地點的枸杞葉營養(yǎng)成分進行分析，發(fā)現(xiàn)多糖、總黃酮和總酚基本上表現(xiàn)為青海德令哈和甘肅玉門高于江蘇鹽城，這可能是因為青海德令哈和甘肅玉門差地海拔高具有晝夜溫差大、平均日照時數(shù)長等氣候條件，有利于糖分和次生代謝物的積累[20,24]。3個地點中江蘇鹽城和甘肅玉門枸杞葉的蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量較高，這有可能是與不同地點的土壤因子有關，比如土壤中的水解氮含量對枸杞蛋白質(zhì)和氨基酸的合成有一定作用[25]。甘肅玉門枸杞葉的脂肪、鉀、鐵、鋅含量均較高，說明參試地點中，該地環(huán)境最有利于脂肪的積累及鉀、鐵、鋅元素的聚集，此地屬于溫帶干旱氣候，氣候干燥，降雨量少，在3個參試地點中，海拔和年平均溫度適中。

不同枸杞品種之間營養(yǎng)成分具有較大差異[26-28]。但目前關于不同品種枸杞葉營養(yǎng)成分分析的研究鮮有報道。本研究結(jié)果表明，4個不同品種枸杞葉片多糖、黃酮、總酚、鈣和鐵含量差異較大，可以通過品種篩選來獲得具有不同營養(yǎng)成分的植株，在生產(chǎn)上可根據(jù)枸杞葉不同營養(yǎng)成分及其功效進行相關的加工利用。寧杞1號多糖和黃酮含量較高，柴杞1號枸杞葉的多糖和總酚含量較高，有望開發(fā)成功能性食品或者可作為提取天然多糖、黃酮和總酚的原料。鈣元素是人體必需元素之一，缺鈣會導致骨質(zhì)疏松癥，柴杞1號、柴杞3號枸杞葉中鈣元素較高，有望開發(fā)成新的補鈣食品。鐵是重要的微量元素，柴杞3號和寧杞1號枸杞葉鐵元素含量高，可以作為重要的食品添加劑，補充人體所需要的鐵元素。

為了科學評價不同地點和不同品種枸杞葉的營養(yǎng)成分，本研究通過主成分分析提取了4個獨立的主成分，對3個地點，4個品種枸杞葉營養(yǎng)品質(zhì)進行綜合排名。青海德令哈總體上得分較高，這可能是由于青海是枸杞的原產(chǎn)地。柴杞3號和寧杞1號在3個地點的排名都高于另外2個品種，說明柴杞3號和寧杞1號6月份葉片比柴杞1號和柴杞2號6月份葉片綜合營養(yǎng)價值高。

本文通過對2年生的枸杞葉營養(yǎng)成分進行分析，根據(jù)綜合得分作出排名，在未來3個地點各品種表現(xiàn)排名可能會由于樹齡或其他因素的變化而出現(xiàn)差異[29]。還需要繼續(xù)展開試驗，為枸杞引種及枸杞葉資源開發(fā)利用提供完整的理論及技術(shù)支撐。