不同肉色腳板薯營養(yǎng)成分和功能成分分析

邵勤 陳娜 李曉鵬 袁九香

摘要 以紫色、白色2種肉色腳板薯為試材，采用高效液相色譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）和pH示差法對其氨基酸、單糖、尿囊素、薯蕷皂苷、微量元素及總花色苷含量進行檢測分析，并測定水分、蛋白質、淀粉等成分含量。結果表明：2種不同肉色腳板薯營養(yǎng)成分和功能成分存在一定差異性。白色肉腳板薯蛋白質含量顯著高于紫色肉，而水分和淀粉含量顯著低于紫色肉；微量元素Bi、Rb和Se含量為白色＞紫色，Mo、Ca、Mg元素為白色＜紫色，其他元素差異不明顯；必需和非必需氨基酸總含量為白色＞紫色；富含精氨酸，含量為白色>紫色，分別為297.96和97.08 mg/kg；富含尿囊素，含量為白色＞紫色，分別為30.03和24.53 mg/kg；單糖、薯蕷皂苷、總花色苷含量均為白色＜紫色，單糖組成為葡萄糖＞半乳糖＞甘露糖＞半乳糖醛酸＞木糖＞核糖＞阿拉伯糖＞葡萄糖醛酸＞鼠李糖＞巖藻糖。

關鍵詞 腳板薯；肉色；營養(yǎng)成分；微量元素；功能成分

中圖分類號 TS201.4? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）10-0182-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.041

Analysis of Nutritional and Functional Components of Dioscorea alata of Different Colors

SHAO Qin，CHEN Na，LI Xiao-peng et al

（College of Life Science & Resource and Environment，Yichun University，Yichun，Jiangxi 336000）

Abstract The content of amino acids，monosaccharides，allantoin，diosgenin，trace elements，and total anthocyanins in purple and white Dioscorea alata were detected and analyzed using high-performance liquid chromatography，inductively coupled plasma emission spectroscopy （ICP-OES） and pH differential method.The content of water，protein，starch and other components was also determined.The results showed that there were certain differences in the nutritional and functional components between two different types of Dioscorea alata.The protein content of white was significantly higher than that of purple，while the content of water and starch were significantly lower than that of purple meat.The contents of Bi，Rb and Se in micronutrient was in the order of white > purple，but Mo，Ca and Mg was white < purple，and there was no significant difference among the other elements.The contents of essential amino acid and non-essential amino acid order was white > purple，rich in arginine，297.60 mg/kg and 97.08 mg/kg，respectively.The content of allantoin in two colors of Dioscorea alata order was white > purple，30.03 mg/kg and 24.53 mg/kg.The contents of monosaccharide，diosgenin and total anthocyanin were white < purple，among which the monosaccharide contents，in the order of glucose > galactose > mannose > galacturonic acid > xylose > ribose > arabinose>glucuronic acid>rhamnose>fucose.

Key words Dioscorea alata;Flesh color;Nutritional components;Trace elements;Functional components

基金項目 江西省重點研發(fā)計劃項目（20202BBFL63002）；江西省教育廳科學技術研究項目（GJJ201618）。

作者簡介 邵勤（1981—），男，浙江杭州人，講師，博士，從事蔬菜品質育種及生理生化研究。*通信作者，高級農(nóng)藝師，從事經(jīng)濟作物引種、示范及推廣研究。

收稿日期 2023-07-05

腳板薯（Dioscorea alata Lirm.sp）是薯蕷科（Dioscoreaceae）薯蕷屬（Dioscorea）一年生或多年生纏繞性藤本植物［1］，因其地下器官（塊根、塊莖）肥大呈掌狀或塊狀，酷似“腳板”而出名，富含微量元素、氨基酸等營養(yǎng)性成分及薯蕷皂苷、尿囊素等功能性成分，是一種珍貴的藥食同源蔬菜［2-3］；栽培歷史悠久、種植范圍分布廣泛，主要分布在我國南方沿海諸省的溫暖地帶，如江西、浙江、廣東、廣西、福建、臺灣等地，市場需求量較大、種植效益好，也是一種重要的菜糧兼用作物。腳板薯是江西省極具特色的山藥地方品種之一，品種類型豐富，分為白肉品種群和紫肉品種群，主要包括紫紅皮種、白皮種、紫紅肉種、白肉種和全紫種等，贛州、宜春等地區(qū)是主要的種植區(qū)域。近年來許多研究表明，紫色和白色肉腳板薯營養(yǎng)成分和功能成分差別較大，具有各自特有的營養(yǎng)物質。隨著人們對健康的日益重視，紫色肉腳板薯越來越受消費者的青睞和研究人員的關注［4-8］，但無論從營養(yǎng)價值角度還是食品加工和藥用方面考慮都應具有較高的開發(fā)利用價值，目前關于腳板薯口感品質、營養(yǎng)及功能成分的系統(tǒng)比較研究在國內(nèi)鮮見報道。因此，該研究以2種不同肉色腳板薯塊莖為研究對象，通過比較分析不同肉色腳板薯營養(yǎng)成分和功能成分含量的差異，旨在為深入了解腳板薯的營養(yǎng)價值、食品開發(fā)利用、品質評價和新品種選育提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試材料。

隨機選取白色和紫色腳板薯品種2個（圖1），每個品種10株，于2022年4—10月在宜春學院農(nóng)學基地地方特色蔬菜種植區(qū)塊進行種植，期間進行正常的田間栽培管理，至10月26日統(tǒng)一收獲取樣，每個樣品隨機選取3株，每株取薯塊3塊用蒸餾水清洗干凈并冷藏備用。

1.1.2 供試試劑。三氯乙酸、乙醇、檸檬酸、氫氧化鈉、考馬斯亮蘭、鹽酸，分析純，廣州霖華生物科技有限公司；乙腈、甲醇，色譜純，默克西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司；尿囊素、氨基酸、薯蕷皂苷等標準品，購于默克西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司；As、Ba、Bi、Cd、Co、Cr、Fe、Cu、Ga、Rb、Mo、Ca、In、Mn、Ni、Pb、Zn、Tl、Ag、Hg、B、Se、Mg等標準物質，購于德國MERCK公司。

1.1.3 供試設備。安捷倫高效液相色譜儀（1200系列），美國安捷倫公司；島津液相色譜儀（LC-2030Plus系列），日本島津公司；電耦合等離子體發(fā)射光譜儀（AVIO200），美國鉑金埃爾默公司；紫外可見分光光度計（UV2800A），尤尼柯（上海）儀器有限責任公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 水分測定。

采用直接干燥法進行測定。精確稱取白色和紫色腳板薯薯肉各10 g（厚度不超過5 mm），分別放入稱量瓶中，置于101～105 ℃干燥箱中，干燥3 h后，蓋好取出，放入干燥器冷卻0.5 h后稱重，然后再放入101～105 ℃干燥箱中干燥1 h，取出放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h后再稱重，重復上述操作3次，至恒重。

1.2.2 蛋白質含量測定。

采用考馬斯亮藍法進行測定。稱取白色和紫色腳板薯薯肉2 g放入研缽中，加入2 mL蒸餾水研磨成勻漿，轉移到離心管中，再用6 mL蒸餾水分次洗滌研缽，收集于離心管中，放置1 h，4 000 r/min離心20 min，去上清液轉入10 mL容量瓶中，以蒸餾水滴定，用分光光度計法比色測定595 nm處的吸光度（A595）。

1.2.3 淀粉含量測定。

1.2.3.1 淀粉提取。稱取0.1 g紫色和白色肉腳板薯薯肉于研缽中研碎，加入1 mL試劑一，充分勻漿后轉移到EP管中，80 ℃水浴提取30 min，6 000 r/min常溫離心5 min，棄上清，留沉淀；沉淀中加入0.5 mL蒸餾水，放入沸水浴中糊化15 min（蓋緊，以防止水分散失）；冷卻后，加入0.35 mL試劑二，常溫提取15 min，振蕩3～5次；加入0.85 mL雙蒸水，混勻，6 000 r/min 常溫離心10 min，取上清液備用。

1.2.3.2 含量測定。采用淀粉含量檢測試劑盒（BC0700- 50T/48S，solarbio）進行淀粉測定，具體按照試劑盒步驟操作，以樣本鮮重計算。

淀粉含量（mg/g）=［（A+0.029 5）×V1］/（W×V1/V2） =0.289×（A+0.029 5）/W

式中：V1為加入反應體系中樣本體積，0.2 mL；V2為加入提取液體積，1.7 mL；W為樣本質量（g）；A為620 nm波長下記錄的吸光度。

1.2.4 微量元素含量測定。

腳板薯薯肉中微量元素含量測定參照曹志源等［9］的方法，利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）進行測定。參數(shù)條件：功率1 150 W，等離子氣流量15 L/min，輔助氣流量1.5 L/min，霧化氣壓力0.2 MPa，泵速50 r/min，清洗時間30 s。

1.2.5 氨基酸含量測定。

腳板薯薯肉中氨基酸含量測定參照Dilobar等［10］的方法，利用高效液相色譜法進行檢測。色譜條件：Shim-pack VP-ODS分析柱（4.6 mm×150 mm，5 μm）；流速1.0 mL/min；檢測波長248 nm；柱溫37 ℃。

1.2.6 單糖組成測定。

腳板薯薯肉中單糖組成測定參照Yang等［11］的方法，利用高效液相色譜法進行檢測。色譜條件：色譜柱為Agilent Eclipse XDB-C18（4.6 mm×150 mm，5 μm）;流速1.0 mL/min；檢測波長250 nm，柱溫為室溫。

1.2.7 尿囊素含量測定。

腳板薯薯肉中尿囊素含量測定參照王海波等［12］的方法，利用高效液相色譜法進行檢測。色譜條件：色譜柱為Zorbax ODS C18（250 mm×4.6 mm，5 μm），保護柱為Zorbax ODS （20 mm×2.0 mm，3 μm）；流動相為甲醇-氯仿-水（0.5∶0.012∶100）；流速0.5 mL/min；檢測波長224 nm；柱溫35 ℃。

1.2.8 薯蕷皂苷含量測定。

腳板薯薯肉中薯蕷皂苷含量測定參照史君星等［13］的方法，利用高效液相色譜法進行檢測。色譜條件：色譜柱為DIKMA C18（250 mm×4.6 mm，5 μm），流動相為乙腈-水（52∶48），流速1.0? mL/min；檢測波長203 nm；柱溫30 ℃。

1.2.9 總花色苷含量測定。

腳板薯薯肉中總花色苷含量測定參照于東等［14］的方法，采用pH示差法進行檢測。取白色和紫色腳板薯薯肉各10 g，在4 ℃條件下加入250 mL鹽酸甲醇溶液（pH=3），避光條件下提取24 h，4 000 r/min離心10 min 后去上清液，在40 ℃條件下進行真空濃縮除甲醇，濃縮液用0.01%鹽酸水溶液定容至50 mL待用。測試前，島津UV-2800A紫外分光光度計在250～600 nm進行掃描，測定待測樣品溶液最大吸收波長。分別在最大吸收波長和700 nm 處測定樣品花色苷提取液在pH 4.5和pH 1.0時的吸光度?？偦ㄉ蘸坑嬎愎饺缦拢?/p>

A=（A1-A3）-（A2- A4）

C=（A×103×MW×DF）/（ε×1）

總花色苷含量（mg/kg）=（C×V）/（M×104）

式中：A1、A2分別表示在最大吸收波長處測定樣品花色苷提取液在pH 4.5和pH 1.0時的吸光度；A3、A4分別表示在波長700 nm處測定樣品花色苷提取液在pH 4.5和pH 1.0時的吸光度；MW表示以矢車菊-3-葡萄糖苷為標準的相對分子質量，取449.4；ε為消光系數(shù)，取29 600；DF為待測液稀釋倍數(shù)；C為花色苷濃度（mg/L）；V為待測液體積（mL）；M為樣品重量（g）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，利用SPSS 19.0 軟件對數(shù)據(jù)進行分析，采用最小顯著差數(shù)法（P＜0.05，LSD）進行均值的顯著性差異比較。

2 結果與分析

2.1 不同肉色腳板薯薯肉中水分、淀粉和蛋白質含量分析

由表1可知，2種肉色腳板薯薯肉中水分含量差異顯著，其中白色肉水分含量為65.54%，紫色肉為78.23%，由此可以推斷白色肉腳板薯塊莖因含水量低，更利于貯藏，紫色肉則不耐貯藏，易變質；同時，淀粉和蛋白質含量差異較大，紫色肉淀粉含量較高，白色肉蛋白質含量較高，這可能與紫色肉口感偏硬、白色肉口感較好密切相關。

2.2 不同肉色腳板薯薯肉中微量元素含量分析

利用ICP-OES測得2種肉色腳板薯薯肉中的微量元素含量見表2。由表2可知，白色肉、紫色肉色腳板薯薯肉中均未檢測到As、In、Cd、Co、Cr、Ga、Pb、Tl、Ag、Hg，符合國家標準要求；Ba、Mn、Ni這3種元素含量差異較小；白色肉腳板薯薯肉中的Bi、Fe、Rb、B、Se元素含量均較高，其中Bi、Rb和Se含量分別為10.53、18.00、0.30 mg/kg，是紫色肉腳板薯薯肉的6.7、40.0和3.8倍；紫色肉腳板薯薯肉中的Mo、Ca、Mg含量較高，分別是白色肉腳板薯薯肉中對應元素的2.5、1.4、1.1倍。

2.3 不同肉色腳板薯薯肉中氨基酸組成及含量分析

利用高效液相色譜法對2種肉色腳板薯樣品中的18種氨基酸進行檢測。由表3可知，腳板薯薯肉樣品中共檢測出17種氨基酸，其中組氨酸未檢測出。主要包括人體必需氨基酸8種（蘇氨酸、甲硫氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、色氨酸、纈氨酸）、非必需氨基酸9種（精氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸、酪氨酸、絲氨酸、甘氨酸）。各種氨基酸在不同肉色腳板薯薯肉中有一定的差異，其中白色、紫色2種肉色腳板薯薯塊的氨基酸總量分別為1 819.39和719.52 mg/kg，其中精氨酸含量均為最高，分別為297.96和97.08 mg/kg，分別占氨基酸總量的16.38%和13.49%；必需氨基酸中亮氨酸含量差異最大，含量分別為147.40和43.90 mg/kg，占必需氨基酸總量的20.23%、15.75%。

2.4 不同肉色腳板薯薯肉中單糖組成及含量分析

利用高效液相色譜法測定腳板薯薯肉中甘露糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、巖藻糖的含量，初步分析了10種單糖組成。由表4可知，不同肉色腳板薯薯肉中單糖含量存在差異且紫色＞白色，其中半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸含量差異較大，均為白色肉腳板薯2倍以上；2種肉色腳板薯薯肉中單糖含量從大到小依次為葡萄糖＞半乳糖＞甘露糖＞半乳糖醛酸＞木糖＞核糖＞阿拉伯糖＞葡萄糖醛酸＞鼠李糖＞巖藻糖，其中葡萄糖含量均為最高，大于200 000 mg/kg，而巖藻糖含量均為最低，小于500 mg/kg。

2.5 不同肉色腳板薯薯肉中主要功能成分及含量分析 腳板薯薯肉中的主要功能成分為尿囊素、薯蕷皂苷、花色苷等。該研究對不同肉色腳板薯薯肉中的尿囊素、薯蕷皂苷和總花色苷進行測定，結果發(fā)現(xiàn)（表5），白色肉腳板薯尿囊素含量顯著高于紫色肉，而薯蕷皂苷和總花色苷含量顯著低于紫色肉，說明白色肉腳板薯和紫色肉腳板薯的功能成分的積累存在差異，這可能受到品種、栽培措施以及種植地的環(huán)境條件等因素影響。

3 結論與討論

通過測定2種肉色腳板薯主要營養(yǎng)成分（水分、淀粉、蛋白質、氨基酸、微量元素、單糖）和功能成分（尿囊素、薯蕷皂苷、總花色苷）的含量，紫色肉腳板薯和白色肉腳板薯幾乎涵蓋了人體日常需要的營養(yǎng)成分，發(fā)現(xiàn)白色肉腳板薯薯肉中蛋白質含量較高，水分、淀粉含量偏低，氨基酸、尿囊素以及Bi、Fe、Rb、B、Se元素含量普遍較高，而Mo、Ca和Mg元素、總花色苷、薯蕷皂苷和單糖含量則顯著低于紫色肉腳板薯。

前人研究發(fā)現(xiàn)腳板薯種植土壤環(huán)境、栽培管理措施和氣候條件等不同會影響營養(yǎng)成分和功能成分的積累，從而導致不同地區(qū)、相同類型腳板薯薯肉在營養(yǎng)和功能成分含量上有較大的差異，如花色苷、氨基酸、淀粉、蛋白質等，與該研究結果一致。腳板薯地方特色品種較多，不同類型腳板薯資源間營養(yǎng)成分和功能成分差異較大，其含量高低對品質有重要影響。在常種的幾種腳板薯地方品種中，紫色肉腳板薯越來越受到消費者的青睞和關注，尤其與氨基酸、尿囊素、花色苷、薯蕷皂苷含量等有密切關系，直接影響食品功效、口感品質和營養(yǎng)價值等。綜上所述，從營養(yǎng)價值還是功效角度看，紫色肉和白色肉腳板薯薯肉中均含有各自的營養(yǎng)物質和功能成分，利用這些差異和特點可以建立腳板薯品種營養(yǎng)評價體系，改進評價手段，可為消費者選擇適宜的腳板薯提供參考，也可為不同類型腳板薯的品種選育、分類篩選以及功能性產(chǎn)品開發(fā)等提供科學依據(jù)。

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