24個桑樹品種桑葉營養(yǎng)和活性成分的測定與評價

摘要：為明確安康市桑葉的營養(yǎng)和活性成分含量，促進(jìn)桑葉資源的開發(fā)利用，以24個桑樹品種為研究對象，測定了上位葉和中位葉中營養(yǎng)、礦質(zhì)和藥用3個方面11項指標(biāo)的含量水平，采用主成分分析和聚類分析方法對桑葉品質(zhì)進(jìn)行了綜合評價，并分析了各項指標(biāo)之間的相關(guān)性。結(jié)果表明，不同部位、不同品種桑葉的營養(yǎng)和活性成分存在一定差異。利用變異系數(shù)計算各成分的離散情況，結(jié)果表明硒含量變異系數(shù)在上位葉、中位葉中均為最高，表明不同桑樹品種聚硒能力差異顯著。利用主成分分析方法，在上位葉、中位葉中分別提取了4個主成分，累計貢獻(xiàn)率分別為76.551%和78.114%，以此計算桑葉品質(zhì)綜合得分。結(jié)果表明，上位葉中以魯誘7號、金十、紅果2號等桑品種葉質(zhì)較好，中位葉中以豐田2號、711、魯誘7號等的葉質(zhì)綜合性能較好。相關(guān)性分析表明，各理化指標(biāo)在上位葉、中位葉中存在不同的關(guān)聯(lián)性和關(guān)聯(lián)程度。

關(guān)鍵詞：桑；營養(yǎng)成分；活性成分；硒含量；主成分分析

中圖分類號：S888.2" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）11-0072-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.11.013 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Determination and evaluation of nutritional and active ingredients in the leaves of 24 mulberry varieties

MENG Ganga， CHU Qua， WANG Rui-xianb， PENG Yun-wua， YANG Jin-honga， LIU Qianga， ZHU Wen-dongb

（a.Shaanxi Key Laboratory of Sericulture； b. College of Modern Agriculture and Biotechnology， Ankang University， Ankang" 725000， Shaanxi， China）

Abstract： Aiming to determine the contents of nutrients and active ingredients of mulberry leaves in Ankang City， and promote their development and utilization， 24 mulberry varieties were subjected as the research object， the contents of 11 indicators including nutritional components， medicinal components， and mineral elements in the up- and mid- position leaves were measured， the quality of mulberry leaves was comprehensively evaluated using principal component analysis， and the correlation between the quality indexes of mulberry leaves of different varieties was also analyzed. The results showed that nutritional and bioactive substances in 24 kinds of mulberry leaves presented a certain extent of differences. Using the coefficient of variation to calculate the dispersion of each component， the results showed that the coefficient of variation of selenium content was the maximum in varieties of mulberry， representing that different varieties of mulberry had significant differences in selenium accumulation ability. The cumulative contribution rate of the four principal components extracted from up- and mid-mulberry leaves was 76.551% and 78.114%， respectively， which was used to calculate the comprehensive score of mulberry leaf quality. The results showed that the up-leaves of Luyou 7， Jinshi and Hongguo 2， or mid-leaves of Fengtian 2， 711 and Luyou 7 had relatively high scores. Correlation analysis showed that various physical and chemical indicators in up- and mid-leaves had different correlation scores.

Key words： mulberry； nutritional composition； medicinal components； selenium content； principal component analysis

安康市蠶桑產(chǎn)業(yè)近年來呈現(xiàn)穩(wěn)健發(fā)展的趨勢，作為優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)，安康市有著豐富的桑樹資源。2020年，全市桑園面積2.67萬hm2，其中果桑、多用途桑等功能性桑品種0.13萬hm2［1］。桑葉是?？浦参锷洌∕orus alba L.）的葉片，含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和多種生物活性成分，如黃酮及黃酮苷類、維生素、多酚、礦質(zhì)元素、多糖、生物堿類等，具有降血糖、降血脂、抗衰老、抗病毒等藥理功效［2，3］。近年來，隨著桑葉資源方面的綜合研究不斷發(fā)展，桑葉的潛在利用價值備受關(guān)注，在食品開發(fā)［4］、醫(yī)療保?。?］、牲畜飼料［6-8］等方面獲得廣泛引用。

深入了解桑葉的功能成分、效用機(jī)制及與動物的適配性，有助于將桑葉應(yīng)用于不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，提高桑資源的綜合利用效益。吳婧婧等［9］對廣西蠶區(qū)7個桑樹品種不同部位桑葉營養(yǎng)成分的富集規(guī)律和特性進(jìn)行了分析；鄭莎等［10］采用因子分析法對重慶45個桑樹種質(zhì)和品種資源葉的營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行了綜合評價分析；金超等［11］對華東蠶區(qū)5個主載桑品種不同采摘季節(jié)、不同葉位桑葉中的總黃酮和總生物堿等主要活性物質(zhì)在品種之間以及不同季節(jié)、不同葉位間的變化規(guī)律進(jìn)行了分析；郭紅梅等［12］對吐魯番市13個桑品種葉片中的生物活性成分進(jìn)行了測定，對桑葉品質(zhì)進(jìn)行了綜合評價；姚程杰等［13］對安康市石泉縣511個桑樹品種葉片硒元素和蛋白質(zhì)含量進(jìn)行了測定與評價；楊金宏等［14］對安康市5個產(chǎn)地桑葉的硒、總黃酮、總糖、綠原酸、木犀草苷、粗蛋白質(zhì)含量及桑葉對羥基自由基的清除能力和對鐵離子的還原力進(jìn)行了測定。

總體上，關(guān)于安康市桑葉資源的營養(yǎng)成分分析及綜合性能研究報道較少。為了更好地探索桑葉營養(yǎng)品質(zhì)特性，了解桑葉營養(yǎng)成分富集規(guī)律，篩選適用不同開發(fā)途徑的桑葉資源，本研究對24份桑資源夏季上位葉、中位葉中的營養(yǎng)成分進(jìn)行測定，并對桑葉的綜合性能進(jìn)行評價，以期為桑樹資源的充分開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 桑樹種質(zhì)

24個供試桑樹品種保存于安康學(xué)院陜西省蠶桑重點實驗室桑資源圃。各桑樹品種隨機(jī)選取3棵桑樹，采摘1～5葉位的上位葉和6～10葉位的中位葉，采摘時間為2020年6月20日。采摘后洗凈，60 ℃干燥至恒重，粉碎，過100目篩，裝袋密封，

-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 測試方法

粗蛋白質(zhì)含量參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》中的凱氏定氮法測定。粗纖維含量參照GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》中的范式洗滌法測定。游離氨基酸含量參照GB/T 8314—2013《茶游離氨基酸總量的測定》中規(guī)定的方法測定?？傸S酮含量采用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法測定［15］?？偺呛坎捎幂祯壬y定［16］?？偡雍繀⒄?GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》規(guī)定的方法測定。γ-氨基丁酸含量參照夏玉玲等［17］的方法測定。1-野尻霉素含量采用高效液相色譜法測定［18］。鈣和硒元素含量參照GB 5009.268—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測定》中規(guī)定的方法測定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 22軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計性分析、主成分提取和綜合性能計算，采用Origin 9.0作圖。所有物質(zhì)的含量均為干基（dry matter，d.m.）含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 桑葉營養(yǎng)物質(zhì)和礦物質(zhì)含量比較

粗蛋白質(zhì)、粗纖維等5項成分的含量水平如表1所示。結(jié)果顯示，在上位葉中，粗蛋白質(zhì)含量為244.244～380.781 g/kg，黑珍珠中的含量最高，垂桑中的含量最低，平均含量為331.095 g/kg，變異系數(shù)為11.016%；粗纖維含量為72.89～122.22 g/kg，魯誘7號中的含量最高，奶油蜜中的含量最低，平均含量為92.48 g/kg，變異系數(shù)為12.156%；游離氨基酸含量為46.010～79.706 g/kg，東光大白中的含量最高，一寧長果中的含量最低，平均含量為59.261 g/kg，變異系數(shù)為14.178%；鈣含量為8.528～18.982 g/kg，臺灣長果桑中的含量最高，桑品種72c002含量最低，平均含量為13.030 mg/kg，變異系數(shù)為23.108%。硒含量為0.045～0.612 mg/kg，大十中的含量最高，魯誘7號中的含量最低，平均含量為0.240 mg/kg，變異系數(shù)為79.916%。

在中位葉中，粗蛋白質(zhì)含量為127.556～291.594 g/kg，康麗1號中的含量最高，魯誘7號中的含量最低，平均含量為236.812 g/kg，變異系數(shù)為17.538%；粗纖維含量為80.21～134.74 g/kg，一寧長果中的含量最高，紅果2號中的含量最低，平均含量為99.18 g/kg，變異系數(shù)為13.574%；游離氨基酸含量為34.918～93.656 g/kg，桑46-019中的含量最高，東光大白中的含量最低，平均含量為45.329 g/kg，變異系數(shù)為24.684%；鈣含量為12.778～47.545 g/kg，桑46-019中的含量最高，強桑2號中的含量最低，平均含量為24.683 g/kg，變異系數(shù)為35.516%；硒含量為0.064～0.737 mg/kg，臺灣長果桑中的含量最高，強桑2號中的含量最低，平均含量為0.240 mg/kg，變異系數(shù)為75.828%。

上位葉和中位葉中各營養(yǎng)成分含量水平的差異顯著性如表1所示。結(jié)果顯示，粗纖維、硒含量在上位葉和中位葉中無顯著差異（Pgt;0.05），而粗蛋白質(zhì)、游離氨基酸和鈣含量在上位葉和中位葉中有極顯著差異（Plt;0.01）。

2.2 藥用成分含量比較

γ-氨基丁酸、總黃酮、總酚、總糖、1-野尻霉素和生物堿6項藥用成分的含量水平如表2所示。結(jié)果顯示，在上位葉中，γ-氨基丁酸含量為1.974～3.324 g/kg，桑305中的含量最高，強桑2號中的含量最低，平均含量為2.520 g/kg，變異系數(shù)為9.762%；總黃酮含量為12.182～31.600 g/kg，魯誘7號中的含量最高，黑椹桑中的含量最低，平均含量為16.003 g/kg，變異系數(shù)為26.270%；總酚含量為7.617～20.396 g/kg，魯誘7號中的含量最高，桑711中的含量最低，平均含量為10.033 g/kg，變異系數(shù)為28.725%；總糖含量為176.744～474.297 g/kg，平均含量為278.156 g/kg，變異系數(shù)為27.054%；1-野尻霉素含量為1.410～2.321 g/kg，金十中的含量最高，強桑2號中的含量最低，平均含量為1.841 g/kg，變異系數(shù)為12.547%；生物堿含量為0.970～5.687 g/kg，魯誘7號中的含量最高，東光大白中的含量最低，平均含量為2.381 g/kg，變異系數(shù)為42.797%。

在中位葉中，γ-氨基丁酸含量為2.011～3.554 g/kg，桑711中的含量最高，一寧長果中的含量最低，平均含量為2.530 g/kg，變異系數(shù)為13.674%；總黃酮含量為8.094～28.090 g/kg，豐田2號中的含量最高，桑46-019中的含量最低，平均含量為18.346 g/kg，變異系數(shù)為26.761%；總酚含量為4.317～16.343 g/kg，魯誘7號中的含量最高，桑46-019中的含量最低，平均含量為8.364 g/kg，變異系數(shù)為42.286%；總糖含量為291.030～543.054 g/kg，豐田2號中的含量最高，康麗1號中的含量最低，平均含量為408.532 g/kg，變異系數(shù)為17.398%；1-野尻霉素含量為1.330～3.297 g/kg，桑46-019中的含量最高，強桑2號中的含量最低，平均含量為2.027 g/kg，變異系數(shù)為23.112%；生物堿含量為1.583～7.926 g/kg，桑711中的含量最高，大十中的含量最低，平均含量為4.986 g/kg，變異系數(shù)為30.113%。

上位葉和中位葉中各藥用成分的差異顯著性如表2所示。結(jié)果顯示，γ-氨基丁酸、總黃酮、總酚和1-野尻霉素在上位葉、中位葉之間無顯著差異（Pgt;0.05），而總糖和生物堿含量在二者之間存在極顯著差異（Plt;0.05）。

2.3 上位葉主成分分析和桑葉綜合性能評價

桑葉中的營養(yǎng)物質(zhì)和活性物質(zhì)復(fù)雜繁多，利用主成分分析法可以降低數(shù)據(jù)維數(shù)，準(zhǔn)確地評價不同品種的綜合品質(zhì)。從表3可以看出，上位葉第1主成分中粗纖維、總黃酮、總酚、總糖、生物堿、1-野尻霉素和生物堿的絕對特征值較大，綜合了營養(yǎng)和藥用成分，以總酚、總黃酮、總糖含量為主，貢獻(xiàn)率為34.536%。第2主成分中γ-氨基丁酸、1-野尻霉素、鈣、總黃酮和粗蛋白質(zhì)的絕對特征值較大，綜合了藥用和礦質(zhì)成分，以γ-氨基丁酸、1-野尻霉素、鈣含量為主，貢獻(xiàn)率為15.775%。第3主成分中硒、鈣、生物堿和總糖的絕對特征值較大，綜合了藥用和礦質(zhì)成分，以硒、鈣、生物堿為主，貢獻(xiàn)率為13.353%。第4主成分中生物堿、粗蛋白質(zhì)、氨基酸、總黃酮、總酚、γ-氨基丁酸、硒絕對特征值較大，綜合了藥用、營養(yǎng)、礦物質(zhì)元素成分，以生物堿、氨基酸、總黃酮為主，貢獻(xiàn)率為12.888%。以上前4個主成分的累計貢獻(xiàn)率達(dá)76.551%，利用這4個主成分代替原來的11項指標(biāo)對桑葉品種進(jìn)行綜合評價。

以4個主成分及每個主成分所對應(yīng)的特征值占所提取主成分特征值之和的比率作為權(quán)重，建立主成分綜合分值計算模型，對24個桑品種的夏季上位葉品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，求得葉質(zhì)主成分得分和綜合主成分分值（表4）。結(jié)果顯示，得分為正值的桑品種有10個，其中魯誘7號葉質(zhì)的主成分綜合得分最高，為3.549，其后依次為金十（1.087）、紅果2號（0.934）、一寧長果（0.656）、46-019（0.541）、臺灣長果桑（0.425）等桑品種，葉質(zhì)綜合性能較好；綜合得分為負(fù)值的桑品種有14個，其中得分較低的3個桑品種是黑椹桑（-1.341）、東光大白（-1.032）、康麗1號（-0.873），葉質(zhì)綜合性能較差。

2.4 中位葉主成分分析和葉質(zhì)綜合性能評價

中位葉葉質(zhì)指標(biāo)的主成分分析如表5所示，提取了4個主成分，累計貢獻(xiàn)率為78.114%。第1主成分中以總黃酮、總酚、總糖和γ-氨基丁酸含量為主，貢獻(xiàn)率為38.228%；第2主成分中以生物堿、粗蛋白質(zhì)、粗纖維含量為主，貢獻(xiàn)率為17.998%；第3主成分中以硒、鈣、γ-氨基丁酸和生物堿含量為主，貢獻(xiàn)率為13.205%；第4主成分中以游離氨基酸、γ-氨基丁酸、1-野尻霉素、總酚含量為主，貢獻(xiàn)率為8.683%。

以主成分分析提取的4個主成分建立主成分綜合分值計算模型，對24個桑樹品種夏季中位葉的綜合性能進(jìn)行評價，計算葉質(zhì)主成分得分和綜合主成分分值（表6）。結(jié)果表明，10個桑樹品種綜合得分為正值，其中豐田2號綜合分值最高（2.08），其次是桑711（1.69）和魯誘7號（1.35），而14個桑樹品種綜合得分為負(fù)值，其中桑46-019綜合得分最低

（-3.05），臺灣長果桑（-1.08）、一寧長果（-1.03）得分稍次，桑葉綜合品質(zhì)較差。

2.5 葉質(zhì)理化指標(biāo)相關(guān)性分析

分析和了解各理化指標(biāo)之間的相互關(guān)聯(lián)程度，有利于通過測定部分指標(biāo)就可預(yù)測與之相關(guān)的其他指標(biāo)的變化趨勢，有助于快速地對桑葉品質(zhì)進(jìn)行綜合評價。夏季上位葉中各指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果如表7所示。結(jié)果表明，粗纖維與總黃酮顯著正相關(guān)（Plt;0.05），與總酚、總糖極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）；游離氨基酸與總糖顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）；硒與總酚顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）；γ-氨基丁酸與1-野尻霉素顯著正相關(guān)（Plt;0.05）；總黃酮與總酚、總糖、生物堿極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）；總酚與總糖、生物堿極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）。

夏季中位葉中各指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果如表8所示。結(jié)果表明，粗蛋白質(zhì)與總酚顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05），與總糖極顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.01）；游離氨基酸與鈣顯著正相關(guān)（Plt;0.05）；鈣與硒極顯著正相關(guān)（Plt;0.01），與總黃酮、總酚極顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.01），與總糖顯著負(fù)相關(guān)；硒與總糖顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）；γ-氨基丁酸與總黃酮顯著正相關(guān)（Plt;0.05），與生物堿極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）；總黃酮與總酚、總糖極顯著正相關(guān)（Plt;0.01），與1-野尻霉素極顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.01），總酚與總糖極顯著正相關(guān)（Plt;0.01），與1-野尻霉素顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）。

3 小結(jié)與討論

本研究對24個桑資源夏季上位、中位桑葉的11項營養(yǎng)、活性成分進(jìn)行了測定，對葉質(zhì)綜合性能進(jìn)行了評價。結(jié)果表明，各營養(yǎng)活性成分在不同桑樹品種之間均存在明顯差異。利用變異系數(shù)來表征不同指標(biāo)數(shù)據(jù)的離散情況。通常認(rèn)為，變異系數(shù)大于10%，說明品種間差異較大；變異系數(shù)小于10%，說明品種間差異較?。?9］。結(jié)果表明，除上位葉中的γ-氨基丁酸含量變異系數(shù)較小（9.762%）外，其余指標(biāo)在上位葉和中位葉中的含量變異系數(shù)均較高，其中尤以硒含量為最，上位、中位桑葉中的含量變異系數(shù)分別高達(dá)79.916%、75.828%，顯示出不同桑樹品種在富硒方面存在顯著差異，因此在選育富硒桑樹品種或者開發(fā)富硒桑食品等方面要注重對品種來源的選擇，而不同桑樹品種在聚硒能力差異方面的內(nèi)外在機(jī)制值得深入探討和研究。

主成分分析常用于高維數(shù)據(jù)的降維，可用于提取數(shù)據(jù)的主要特征分量。本研究中，采用主成分分析方法比較桑葉綜合品質(zhì)差異。結(jié)果顯示，不同品種桑的上位、中位桑葉綜合得分有較大差異，僅魯誘7號、金十在二者中的綜合得分均為正值。在上位葉中，4個主成分構(gòu)建葉質(zhì)品質(zhì)綜合預(yù)測評價模型，對桑葉綜合性能進(jìn)行評價，結(jié)果顯示魯誘7號綜合得分最高，表明其葉質(zhì)綜合性能最佳，而黑椹桑得分最低，表明其葉質(zhì)綜合性能較差；在中位葉中，豐田2號綜合得分最高，而桑46-019得分最低，分析結(jié)果為食品加工、藥物提取、飼料加工等產(chǎn)業(yè)中的桑葉來源提供了理論依據(jù)，但本研究僅分析了夏季桑葉的物質(zhì)含量情況，今后還需要探索多個季節(jié)不同桑樹品種不同葉位的物質(zhì)含量差異，為今后的桑資源開發(fā)利用提供更有力的依據(jù)。

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收稿日期：2023-06-19

基金項目：陜西省教育廳重點實驗室科研計劃項目（18JS002）；陜西省重點研發(fā)計劃項目（2022XYKJ-08）；安康市科技計劃項目（AK2022-NY-06）

作者簡介：孟 剛（1984-），男，湖北隨州人，副研究員，博士，主要從事蠶桑種質(zhì)資源與遺傳育種工作，（電話）0915-3352237（電子信箱）

nsymg@aku.edu.cn。