高胡蘿卜素型甘薯新品種莆薯17 塊根生長過程中主要營養(yǎng)成分的變化規(guī)律研究

鐘玉揚 崔紀超 余金姜 武小霞 洪鼎剴 鄭建揚

（莆田市農(nóng)業(yè)科學研究所，福建莆田 351100）

甘薯富含淀粉、蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、粗纖維、維生素C、粗脂肪、可溶性糖、還原糖等多種營養(yǎng)物質(zhì)，被視為營養(yǎng)均衡的優(yōu)質(zhì)食物[1]。近年來，隨著人們生活水平的改善和健康消費觀念的不斷提高，甘薯營養(yǎng)品質(zhì)成為人們關注的焦點。紅心甘薯品種除含有普通甘薯一般的營養(yǎng)成分外，還含有胡蘿卜素，而β-胡蘿卜素是合成維生素A 的重要前體物質(zhì)[2]。維生素A 缺乏是造成“夜盲癥”的主要原因，可導致兒童生長遲緩、貧血、免疫力下降[3]。食用高胡蘿卜素甘薯可在一定程度上緩解維生素A 缺乏的問題[4]。目前，有關高胡蘿卜素甘薯品種的研究主要集中在栽培措施[5]、合成基因表達[6]、含量測定[7]等方面，而對高胡蘿卜素甘薯品種塊根生長過程的研究則相對較少。張小明等[8]研究了β-胡蘿卜素在甘薯膨大期塊根不同部位的變化規(guī)律。后猛等[9]對品種間甘薯塊根類胡蘿卜素變化規(guī)律和主要經(jīng)濟性狀相關性進行了研究，但對主要營養(yǎng)成分變化規(guī)律及其相互關系的研究未全面涉及。為此，本研究分析了高胡蘿卜素甘薯新品種莆薯17塊根生長過程中主要營養(yǎng)成分的變化規(guī)律及其相互關系，為該品種選擇合適的收獲時間及品種改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為福建莆田市農(nóng)業(yè)科學研究所選育的高胡蘿卜素甘薯新品種莆薯17。

1.2 方法

2022 年8 月18 日，于福建省莆田市荔城區(qū)黃石鎮(zhèn)清前村農(nóng)作物試驗基地種植莆薯17，試驗地前茬為小白菜，其土壤理化性狀：pH 7.1，有機質(zhì)含量17.6 g/kg，堿解氮68.6 mg/kg，有效磷142.7 mg/kg，速效鉀252 mg/kg。大田栽插后75、90、120和140 d分別取樣，樣品委托福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標準與檢測技術研究所進行β-胡蘿卜素、蛋白質(zhì)、總氨基酸、粗脂肪、粗纖維、維生素C、還原糖及可溶性糖含量的檢測。β-胡蘿卜素采用GB 5009.83—2016《食品安全國家標準 食品中胡蘿卜素的測定》方法；蛋白質(zhì)采用GB 5009.5—2016 食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定方法；總氨基酸采用GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》方法；粗脂肪采用GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》方法；粗纖維采用GB 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》方法；維生素C 采用GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》方法；還原糖采用GB 5009.7—2016《食品安全國家標準 食品中還原糖的測定》方法；可溶性糖采用NY/T 5009.86—2016《蔬菜及其制品中可溶性糖的測定 銅還原碘量法》。

1.3 試驗數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007與SPSS軟件進行數(shù)據(jù)處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 莆薯17塊根發(fā)育過程中氨基酸含量的變化

從圖1 可以看出，莆薯17 塊根總氨基酸含量從75 d 開始逐漸上升，90 d 時含量達到最高值（0.64 g/100 g），之后一直到收獲，呈緩慢下降趨勢。說明在75～90 d 期間總氨基酸含量增幅最大，本時期是氨基酸積累的主要時期。

圖1 莆薯17塊根中總氨基酸含量的變化

2.2 莆薯17塊根發(fā)育過程中維生素C含量的變化

從圖2 可以看出，莆薯17 塊根維生素C 含量從栽后75～90 d 緩慢上升，90～120 d 保持相對穩(wěn)定，120 d 時含量最高（27.3 mg/100 g），隨后一直到收獲，維生素C含量開始下降。

圖2 莆薯17塊根中維生素C含量的變化

2.3 莆薯17塊根發(fā)育過程中β-胡蘿卜素含量的變化

從圖3可以看出，莆薯17塊根β-胡蘿卜素含量從75 d開始快速上升，積累速率高，90 d時達到最高值（1 545 μg/100 g），說明β-胡蘿卜素含量在75～90 d 期間增幅最大，是β-胡蘿卜素積累的重要時期。從90 d開始一直到收獲，β-胡蘿卜素含量呈緩慢下降趨勢。

圖3 莆薯17塊根中β-胡蘿卜素含量的變化

2.4 莆薯17塊根發(fā)育過程中蛋白質(zhì)含量的變化

從圖4可以看出，莆薯17塊根蛋白質(zhì)含量從75 d開始呈下降趨勢，120 d時含量最低（0.84 g/100 g），隨后一直到收獲呈緩慢回升趨勢。從75～120 d，莆薯17的蛋白質(zhì)含量總體表現(xiàn)出下降趨勢，說明蛋白質(zhì)前期積累的速率較快。

圖4 莆薯17塊根中蛋白質(zhì)含量的變化

2.5 莆薯17塊根發(fā)育過程中粗脂肪含量的變化

從圖5 可以看出，莆薯17 塊根粗脂肪含量從75 d 開始快速下降，然后在90～120 d 呈緩慢下降趨勢，120 d 時含量最低（0.1 g/100 g），隨后一直到收獲呈緩慢回升趨勢，整個生育期粗脂肪含量波動較大。

圖5 莆薯17塊根中粗脂肪含量的變化

2.6 莆薯17塊根發(fā)育過程中還原糖含量的變化

從圖6 可以看出，莆薯17 塊根還原糖含量從75 d 開始呈快速下降趨勢，然后在90～120 d 下降趨緩，120 d時含量最低（2.2 g/100 g），隨后一直到收獲呈回升趨勢。與粗脂肪含量變化的趨勢相似，但在后期還原糖含量回升幅度較小，說明還原糖含量在前期積累的速率較快。

圖6 普薯17塊根中還原糖含量的變化

2.7 莆薯17塊根發(fā)育過程中可溶性糖含量的變化

從圖7 可以看出，莆薯17 塊根可溶性糖含量從75 d 開始呈下降趨勢，90 d 時為最低值（4.92%），從90 d 開始一直到收獲，呈緩慢上升趨勢，140 d 時為最高值（5.93%）。

圖7 莆薯17塊根中可溶性糖含量的變化

2.8 莆薯17塊根發(fā)育過程中粗纖維含量的變化

從圖8 可以看出，莆薯17 塊根粗纖維含量呈“上升—下降—上升”近似“Z”字形的變化趨勢，從栽后75～90 d開始上升，90～120 d開始下降，120 d時含量最低（0.70%），隨后一直到收獲，又開始緩慢上升。

圖8 莆薯17塊根中粗纖維含量的變化

2.9 莆薯17塊根主要營養(yǎng)成分間的相關性分析

在甘薯生長發(fā)育過程中，塊根各營養(yǎng)品質(zhì)組分既相互獨立又相互聯(lián)系，大多數(shù)品質(zhì)指標之間具有一定的相關性[10]。為了解莆薯17 主要營養(yǎng)成分成分品質(zhì)性狀之間的相互關系，對其生長發(fā)育過程中的8 個品質(zhì)性狀進行了相關性分析，其結(jié)果見表1。由表1可知，莆薯17塊根維生素C含量與可溶性糖、粗脂肪含量表現(xiàn)出顯著負相關。其余主要營養(yǎng)成分品質(zhì)性狀之間表現(xiàn)出正相關的有：β-胡蘿卜素含量與維生素C、總氨基酸、粗纖維含量；總氨基酸含量與維生素C、蛋白質(zhì)、粗纖維含量；蛋白質(zhì)與還原糖、粗脂肪、粗纖維、可溶性糖；粗脂肪含量與可溶性糖含量。表現(xiàn)出負相關的有：總氨基酸含量與粗脂肪、還原糖、可溶性糖含量；維生素C含量與蛋白質(zhì)、還原糖、粗纖維含量；β-胡蘿卜素含量與蛋白質(zhì)、粗脂肪、還原糖、可溶性糖含量。

表1 莆薯17營養(yǎng)成分的相關性分析

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

本研究中，莆薯17 塊根β-胡蘿卜素、氨基酸和維生素C含量在塊根生長過程中呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，β-胡蘿卜素、氨基酸含量均在90 d 達到最高值，維生素C 含量在120 d 達到最高值。莆薯17塊根蛋白質(zhì)、粗脂肪、還原糖、可溶性糖的含量呈現(xiàn)先降后升變化波動趨勢，除可溶性糖含量最低值在90 d 外，其余的最低值均在120 d。莆薯17 塊根粗纖維呈“上升—下降—上升”近似“Z”字形的變化趨勢。后猛等[11]研究表明，高胡蘿卜素型甘薯新品系徐渝薯34塊根塊根β-胡蘿卜素含量變化動態(tài)為“升高—降低”的單峰波動曲線。這與本研究中莆薯17塊根β-胡蘿卜素含量變化趨勢結(jié)果相符。張曉艷等[12]研究表明，蛋白質(zhì)含量在塊根形成期較高，此后逐漸下降，到收獲期又略有提高。這與本研究蛋白質(zhì)含量含量變化趨勢結(jié)果相符。梁媛媛等[13]研究發(fā)現(xiàn)，可溶性糖含量在甘薯塊根整個生長期間的變化趨勢為前期高，隨后開始降低，一般在100 d左右最低，生長中期穩(wěn)定波動，生長末期再緩慢上升。這與莆薯17塊根還原糖含量的變化趨勢相似。

在研究莆薯17塊根主要營養(yǎng)成分間的相互關系時發(fā)現(xiàn)，維生素C含量與可溶性糖、粗脂肪含量表現(xiàn)出顯著負相關，這說明同時提高莆薯17塊根中維生素C含量與粗脂肪含量，或者維生素C含量與可溶性糖含量的可能性很小。其余各營養(yǎng)成分之間表現(xiàn)為正相關或負相關，但均未達到顯著或極顯著水平。

莆薯17 塊根的β-胡蘿卜素、氨基酸、維生素C含量呈現(xiàn)先上升后下降的波動趨勢。莆薯17 塊根的蛋白質(zhì)、可溶性糖和還原性糖含量在生長前期高，后期波動變化，粗纖維含量高會影響口感。因此，甘薯的最佳收獲時期應綜合考慮上述因素。

3.2 結(jié)論

甘薯胡蘿卜素含量受栽培條件影響較大，不同生長期含量變化較大。本研究中，莆薯17的β-胡蘿卜素、總氨基酸含量在生長過程中表現(xiàn)出“升高—降低”的波動曲線；蛋白質(zhì)、粗脂肪、還原糖和可溶性糖含量的波動曲線相似，表現(xiàn)出“降低—升高”的變化趨勢；粗纖維含量表現(xiàn)出“升高—降低—升高”的變化趨勢；維生素C含量表現(xiàn)出先緩慢上升、后緩慢下降變化趨勢。鮮薯維生素C 含量與粗脂肪含量、可溶性糖含量呈顯著相關。