廣西菜用甘薯營養(yǎng)品質分析與綜合評價

Nutritional quality analysis and comprehensive assessment of vegetable sweet potato in Guangxi province

YAO Jinjie， ZHANG Xiyu， XIE Jin， LU Qinyu， GAN Zhiyong， HUANG Chanchan， CHEN Zhuangmei， CHEN Yuye， SUN Chengyuan，LU Lilan

（LaboratoryofQualityRiskAessmentforAgro-productsofMinistryofAgricultureandRuralAffisNaing）/KeyLaboratoryof QualityandSfetyControlforubroicalFrtandVegetableinistrofgictureandualAiQalitSpeisiondTest ingCenterofSubtropicalFruitandVegetableofMinistryofAgricultureandRuralAfais/GuangxiSubtropicalCropsResearchInsti tute，Nanning3o1，Guangxi，China）

Abstract：In order to establish acomprehensiveevaluation system for the nutritional qualityof vegetable sweet potato andclarifythenutrional qualitygradingstandard，the studyfocusedonthree primaryvarietiesofvegetable sweetpotato inGuangxi：FushuNo.18，TainongNo.71，andGuicaishuNo.1.Thecontentofsix primarynutritionalqualityindicators， includingthecontentoftotalsugariamiC，protein，detaryiber，carotene，andpotassmweredetermnedorrelationanalysis and normal distributiontest wereconducted.Combined withmethods suchas frequencydistributionandanalytichierarchy proces，the nutritional qualityof vegetable sweet potato was gradedand comprehensively evaluated，and a nutritional quality evaluation system basedonindex scoring was constructed.Theresults showed that thecontentof nutritional qualityindexesof thethreevegetable swetpotatovarietiesdiffred significantly，withcoeffcientsofariation ranging from 12.21% to 62.51% .The six nutritional quality indicators of vegetable sweet potato were positively correlated，andthe p -valueoftheKolmokhlov-Smilovnormaldistributiontestwas gtrsim0.05 ，which wasconsistent withthe normal distribution.Andbasedonthefrequencydistributionwhichcanbedividedinto gradeintervals，thenutritionalqualityindicators of vegetable sweet potato were classified into three grades：Low，medium，and high （ 20% 60% 20% ）.Thenutritionalqualityassessmentsystemof indicatorscoringwasconstructed basedonanalytichierarchyprocessand fulldistance equipoise，andtheweightoeficientsoftotalsugar，vitaminC，protein，dietaryfibre，caroteneandpotasiumcotent were determined as 28.29% 16.42% 9.00% 9.00% 0 9.00% ，and 28.29% ，respectively， through the analytic hierarchy process method，andthenutritionalqualityindicatorsofeachnutritionalqualityindicatorweredeterminedtobelow，medium andhighgradescores.Thecomprehensive nutritionalqualityofvegetable swetpotato was classified into three grades： High-grade（ gt;90 points），medium-grade（60-90 points），and low-grade（ lt;60 points）based on the sum of the scores of each index.Thecomprehensivenutritional evaluationof vegetable sweet potato revealed thatGuicaishuNo.lexhibited the highestcomprehensive nutritional quality，Tainong No.71rankedsecond，andFushuNo.18 was relativelysubpar. Thecomprehensive evaluationsystem，whichisbasedonthenutritionalqualityindexesofvegetable swetpotato，canscientificallygradeandevaluate thenutritionalqualityofvarious vegetableswetpotatovarieties.Italsoprovidesatheoretical foundationforthe evaluation of thenutritional qualityof vegetable sweet potatoand the selection and breeding of vegetable sweet potato varieties.

Keywords： Vegetablesweet potato; Nutritional quality; Qualitygrading;Analytichierarchyprocess; Comprehensiveas sessment

甘薯[Ipomoeabatatas（L.）Lam.]作為全球第四大糧食作物，在食品加工、工業(yè)及生物能源生產(chǎn)等領域表現(xiàn)出良好的發(fā)展?jié)摿。隨著人們對甘薯的了解進一步加深，人們對甘薯的食用部位不再局限于塊莖，因其莖葉富含蛋白質、膳食纖維、維生素等營養(yǎng)物質，且口感脆嫩、風味獨特，逐漸受到人們的喜愛[2-4]。為進一步滿足人們對甘薯莖葉的消費需求，目前已研發(fā)了以莖葉作為主要食用部分的甘薯品種，此類品種統(tǒng)稱為“菜用甘薯”，通常將菜用甘薯距莖尖 10～15cm 的鮮嫩莖葉作為主要食用部分[5-。隨著人們對水果蔬菜營養(yǎng)品質要求的提高，果蔬營養(yǎng)品質的分級及評價方法成為當下研究的熱點與難點。菜用甘薯在營養(yǎng)品質評價方面相關的研究較少，急需建立相關的品質分級標準及綜合評價體系。因此，建立菜用甘薯的營養(yǎng)品質分級標準及綜合評價體系，可為其營養(yǎng)品質綜合評價提供一定的科學依據(jù)，同時也對后續(xù)的品種選育、優(yōu)化生產(chǎn)具有一定的指導意義。

目前，許多研究者對水果蔬菜的營養(yǎng)品質進行了一系列的綜合評價，評價方式主要集中在聚類分析、主成分分析及綜合多種分析方法等[7-8]。聚類分析法是果蔬營養(yǎng)品質評價中常用的方法，任朝輝等對80份不同辣椒資源的粗脂肪等營養(yǎng)品質指標含量進行測定，使用隸屬函數(shù)值法對品質指標進行分析，篩選出了最佳品質的辣椒品種。主成分分析也是較常見的分析方法，伍明理等[通過主成分分析法篩選出貴州竹筍營養(yǎng)指標中的4個主成分，隨后根據(jù)相關的結果篩選出了最佳的竹筍品種。此外，也有較多的研究結合兩種及兩種以上的分析方法進行營養(yǎng)品質評價。楊加虎等[使用相關性分析、主成分分析及聚類分析對長果桑果實品質進行了綜合評價，趙麗芬等1運用相關性分析及聚類分析兩種方法對韭菜進行了營養(yǎng)評級，篩選出了3個營養(yǎng)品質較高的韭菜品種。郭琳琳等[13]基于主成分分析及層次分析等多種方法，明確了用于獼猴桃營養(yǎng)品質評價的4項主要指標，于此基礎上建立了一種弼猴桃營養(yǎng)品質的綜合評價方法。近年來，菜用甘薯營養(yǎng)品質評價方面的研究仍相對較少，僅對菜用甘薯營養(yǎng)品質開展了單一指標對比法的品質評價[、基于隸屬函數(shù)綜合分析的綜合評價及基于因子分析的綜合評價[15等研究，缺乏更全面的營養(yǎng)品質綜合評價體系。

菜用甘薯營養(yǎng)品質綜合評價的關鍵除了評價方式之外，其營養(yǎng)品質指標的選擇也極為重要，選擇主要的、具有代表性的指標將能更好地反映最真實的菜用甘薯營養(yǎng)品質情況。維生素C與蛋白質是蔬菜中常見的主要營養(yǎng)成分，維生素C能增強人體免疫功能，蛋白質為人體提供必需氨基酸。有研究表明，菜用甘薯比芹菜、菠菜等蔬菜的維生素C、蛋白質含量更高[10，16-17]。膳食纖維含量及總糖含量均為蔬菜的重要營養(yǎng)指標，膳食纖維有助于人體腸胃蠕動，能在一定程度上促進人體代謝，而總糖反映了蔬菜的口感，總糖含量高的蔬菜更為鮮甜[718]。胡蘿卜素為蔬菜的一類重要的天然色素和營養(yǎng)素，能起到抗氧化、調(diào)節(jié)脂質代謝等作用[19]。此外，鉀在維持人體滲透壓及酸堿平衡方面發(fā)揮重要作用，食用富含鉀的水果蔬菜能有效防止高血壓等疾病[2。因此，為較全面地反映菜用甘薯的營養(yǎng)品質情況，本研究將以維生素C、蛋白質、鉀、膳食纖維、總糖和胡蘿卜素含量作為菜用甘薯營養(yǎng)品質綜合評價的主要參照的指標。

為解決目前菜用甘薯營養(yǎng)品質評價存在的營養(yǎng)指標分級標準尚未明確、缺乏系統(tǒng)的營養(yǎng)品質綜合評價體系等問題，本試驗選取近年來廣西最常見的3個菜用甘薯品種，對6個主要營養(yǎng)品質指標進行比較分析，運用相關性分析、頻次分布及層次分析等對營養(yǎng)品質進行綜合分析，確定營養(yǎng)品質指標分級標準，并構建以指標評分的營養(yǎng)品質綜合評價體系，為菜用甘薯營養(yǎng)品質綜合評價及品種選育等提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

2024年2一6月在廣西南寧市金橋國際農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場、邕武路菜市場、高峰農(nóng)貿(mào)市場及南寧武鳴區(qū)蔬菜種植基地抽取3個廣西主栽菜用甘薯品種（福薯18號、臺農(nóng)71號及桂菜薯1號）的蔬菜樣品，每個品種各20份，共60份樣品。試驗所用的菜用甘薯應符合以下基本條件：新鮮完整，無黃葉，基本無缺陷；無腐爛，無異味；基本無病蟲害、凍害癥狀；無異常的外部水分。取樣品莖尖 15cm 部分，洗凈并濾干后，切碎制成勻漿，將勻漿放置在 ^-4°C 環(huán)境下保存待用。

主要儀器設備：PL203分析天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）；DHG-9245A電熱恒溫干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）；K1100全自動凱氏定氮儀（山東海能科學儀器有限公司）；DE-20pluspH計（梅特勒-托利多儀器有限公司）；e2695液相色譜儀（美國Waters公司）；AA240Z石墨爐原子吸收光譜儀（美國Varian公司）。

1.2 方法

根據(jù)GB5009.8—2023測定總糖含量[21；根 據(jù)GB5009.86—2016測定維生素C含量[22；根據(jù) GB5009.88—2023測定膳食纖維含量[23]；根據(jù) GB5009.5—2016測定蛋白質含量[24；根據(jù) GB5009.83—2016測定胡蘿卜素含量[25]；根據(jù) GB 5009.91—2017測定鉀含量[2]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

運用IBMSPSS26軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理、Kolmogorov-Smirnov（K-S）正態(tài)分布檢驗、相關性分析、頻次分布等統(tǒng)計分析，采用Exce1對數(shù)據(jù)進行分析處理，采用Origin2021作圖。

2 結果與分析

2.1不同品種的菜用甘薯營養(yǎng)成分分析

對3個菜用甘薯品種（共60份樣品）的總糖、維生素C、膳食纖維、蛋白質、胡蘿卜素及鉀含量6個營養(yǎng)品質指標進行測定，各指標的含量范圍、平均值、標準差及中值等如表1所示。由結果可知，6種營養(yǎng)品質指標的變異系數(shù)為 12.21%～62.51% ，變異系數(shù)均大于 10% ，表明3個菜用甘薯品種的指標之間差異明顯。總糖含量 （w ，后同）介于 0.01～ 1.58g?100g^-1 之間，變異系數(shù)為 62.51% ，其中臺農(nóng)71號的總糖含量平均值最高，為 0.83g?100g^-1 ，分別是桂菜薯1號、福薯18號的1.66倍、2.02倍。維生素C含量介于 5.09～38.90mg?100g^-1 之間，變異系數(shù)為 37.22% ，桂菜薯1號的維生素C含量平均值最高，為 26.74mg?100g^-1 ，分別是福薯18號、臺農(nóng)71號的1.90倍、1.31倍。膳食纖維含量介于2.33～3.91mg?100g^-1 之間，變異系數(shù)為 12.21% ，其中桂菜薯1號的膳食纖維含量平均值最高，為3.10mg?100g^-1 ，分別是福薯18號、臺農(nóng)71號的1.14倍、1.06倍。蛋白質含量介于 1.39～3.20g?100g^-1 之間，變異系數(shù)為 21.23% ，其中臺農(nóng)71號的蛋白質含量平均值最高，為 2.84g?100g^-1 ，分別是福薯18號、桂菜薯1號的1.53倍、1.31倍。胡蘿卜素含量介于 0.94～4.34mg?100g^-1 之間，變異系數(shù)為30.30% ，其中臺農(nóng)71號的胡蘿卜素含量平均值最高，為 3.35mg?100g^-1 ，分別是福薯18號、桂菜薯1號的1.69倍、1.21倍。鉀含量介于 203.23～ 372.49mg?100g^-1 之間，變異系數(shù)為 13.01% ，桂菜薯1號的鉀含量平均值最高，為 331.15mg?100g^-1 ，分別是福薯18號、臺農(nóng)71號的1.28倍、1.16倍。綜上，臺農(nóng)71號的總糖、蛋白質、胡蘿卜素含量均最高，桂菜薯1號的維生素C、膳食纖維、鉀含量均最高。

2.2菜用甘薯營養(yǎng)品質指標相關性分析

營養(yǎng)品質指標反映了菜用甘薯的營養(yǎng)特性，同時各指標之間也存在一定的相關性，為進一步了解菜用甘薯不同指標之間的相關性，對不同指標進行了相關性分析。本研究采用Peason相關系數(shù)分析3個品種菜用甘薯的6個營養(yǎng)品質指標間的相關性，結果如圖1所示。菜用甘薯的6個營養(yǎng)品質指標間均呈正相關。其中，總糖含量與蛋白質含量、胡蘿卜素含量均呈顯著正相關；維生素C含量與膳食纖維含量、胡蘿卜素含量、鉀含量均呈顯著正相關；膳食纖維含量與鉀含量呈顯著正相關；蛋白質含量與胡蘿卜素含量呈顯著正相關；鉀含量與胡蘿卜素含量呈顯著正相關。其他品質指標間也存在不同程度的相關性，但未達到顯著正相關水平，為深入探究菜用甘薯各指標的關聯(lián)特性，故需要使用多元化分析方法對6個營養(yǎng)品質指標進一步分析與綜合評價。

2.3菜用甘薯營養(yǎng)品質綜合評價

2.3.1菜用甘薯營養(yǎng)品質指標分級為對菜用甘薯的營養(yǎng)品質進行全面的評價，需對指標進行分級。首先對各項指標進行柯爾莫可洛夫-斯米洛夫（Kolmogorov-Smirnov，K-S）正態(tài)分布檢驗，K-S的p 值 ?0.05 即呈正態(tài)分布，經(jīng)檢驗后 p?0.05 方可開展后續(xù)的統(tǒng)計分析。6個營養(yǎng)品質指標的 K?Sp 值見表 ^1，p 值均大于0.05，可開展后續(xù)的統(tǒng)計分析。隨后使用SPSS軟件的頻次分布，將各營養(yǎng)品質指標數(shù)據(jù)根據(jù)比例分為高、中、低3個等級 （20%，60% 、20% ，具體分級結果如表2所示。菜用甘薯的總糖含量分為3個等級，分別為高級 （gt;0.91g?100g^-1） ，中級 （0.30～0.91g?100g^-1） ，低級 （lt;0.30g?100g^-1） ·維生素C含量分為3個等級，分別為高級 （gt; 25.7mg?100g^-1） ，中級 （12.9～25.7mg?100g^-1） ，低級（ lt;12.9mg?100g^-1） ；膳食纖維含量分為3個等級，分別為高級 （gt;3.19mg?100g^-1） ，中級 （2.66～ 3.19mg?100g^-1） ，低級 （lt;2.66mg?100g^-1） ；蛋白質含量分為3個等級，分別為高級 （gt;2.79g?100g^-1） ，中級（1.86～2.79g?100g^-1） ，低級 （lt;1.86g?100g^-1） ;胡蘿卜素含量分為3個等級，分別為高級 （gt;3.39mg?100g^-1） ！中級 ?1.87～3.89mg?100g^-1） ，低級 （lt;1.87mg?100g^-1） ：鉀含量分為3個等級，分別為高級 （gt;327mg?100g^-1） ，中級 （260～327mg?100g^-1） ，低級 （lt;260mg?100g^-1） 。2.3.2菜用甘薯營養(yǎng)品質指標權重的確定根據(jù)菜用甘薯6個營養(yǎng)品質指標貢獻及其重要性，并結合實際的生產(chǎn)實踐情況，采用1＼～9標度法構建菜用甘薯主要營養(yǎng)品質指標的判別矩陣，結合SPSSAU以及Excel計算權重并進行一致性檢驗。結果如表3所示，經(jīng)一致性檢驗，判別矩陣的一致性比率（CR）為0.002，小于標準0.10，表明通過該方法建立的判斷矩陣中各因素的相互關系比較一致，不需要調(diào)整。計算得到層次分析最終排序結果權重依次為總糖含量 28.29% 、鉀含量28.29% 、維生素C含量 16.42% 、膳食纖維含量9.00% 、蛋白質含量 9.00% 、胡蘿卜素含量 9.00% 。由此可見，總糖含量和鉀含量對菜用甘薯的品質影響最大，其次為維生素C含量，膳食纖維、蛋白質及胡蘿卜素含量等營養(yǎng)品質指標對菜用甘薯的品質影響相對較小。

將層次分析確定的各項指標權重分為3級，均分級為高級、中級、低級，根據(jù)相關性分析的結果，6個營養(yǎng)品質指標均為正向指標，正向指標將從低到高分級，將各營養(yǎng)品質指標低級、中級、高級的分值總和分別設置為50分、75分、100分，并結合實際情況進行了相應調(diào)整，不同營養(yǎng)品質指標的等級得分如表4所示。

2.3.3菜用甘薯營養(yǎng)品質指標綜合評價通過計算每個菜用甘薯的6項營養(yǎng)品質指標的得分之和，確定最終的營養(yǎng)品質綜合得分，滿分100分。根據(jù)全距等分法，計算菜用甘薯的營養(yǎng)品質綜合得分，分為高級、中級、低級3個等級，即以高于平均分15% 為高級，在平均分 ±15% 范圍內(nèi)為中級，低于平均分 15% 為低級，計算后得出的分級節(jié)點為60分與90分，故對應的得分區(qū)間如表5所示，即 ＞ 9 0"分為高級，60＼～90分為中級， lt;60 分為低級。

表5菜用甘薯營養(yǎng)品質綜合評價等級劃分標準

2.4菜用甘薯綜合品質分析情況

根據(jù)本研究建立的綜合營養(yǎng)品質評價方法，對3種菜用甘薯（每個品種各20份樣品）進行了綜合評價，其營養(yǎng)品質分級結果如圖2所示。桂菜薯1號的整體品質最佳，無低級，高級（1個）、中級（19個）的占比分別為 5%.95% ；臺農(nóng)71號的整體品質次之，高級（1個）中級（17個）低級（2個）的占比分別為 5%.85%.10% ；福薯18號整體品質相對較低，無高級，中級（14個）、低級（6個）的占比分別為70%.30% 。

3 討論與結論

菜用甘薯的營養(yǎng)品質受多方面因素的影響，如品種、種植方式及產(chǎn)地環(huán)境等，這會直接導致不同菜用甘薯的營養(yǎng)品質存在一定的差異。研究表明，25種不同品種的菜用甘薯的不同部位營養(yǎng)品質綜合排名存在明顯區(qū)別，結合葉片、葉柄及莖3個部位總酚、纖維素、維生素C、可溶性糖和蛋白質含量的綜合評價情況，其中福菜薯23、鄂菜薯2號、萬菜薯19號的綜合營養(yǎng)品質較好[27。本研究結果也表明，不同品種的菜用甘薯間的營養(yǎng)品質存在差異，臺農(nóng)71號的總糖、蛋白質、胡蘿卜素含量均最高，而桂菜薯1號的維生素C、膳食纖維、鉀含量均最高，而福薯18號的6個營養(yǎng)品質指標相對略低。菜用甘薯的綜合營養(yǎng)品質與各個營養(yǎng)品質指標緊密關聯(lián)，故比較分析不同營養(yǎng)品質指標之間的關聯(lián)性有利于營養(yǎng)品質的評價[15]。本研究為進一步探究菜用甘薯不同營養(yǎng)品質指標之間的關聯(lián)，進行了相關性分析，結果表明菜用甘薯的6個營養(yǎng)品質指標之間均呈正相關，但相關程度不同。此外，經(jīng)正態(tài)分布檢驗，6個營養(yǎng)品質指標均符合正態(tài)分布，表明菜用甘薯營養(yǎng)品質的差異受多種獨立隨機的因素影響[28]。雖然不同品種的菜用甘薯在不同的營養(yǎng)品質指標上具有一定的優(yōu)勢，但不能從單一方面對其進行營養(yǎng)品質評價，需構建一種綜合評價方式，對菜用甘薯的營養(yǎng)品質進行綜合分析。

菜用甘薯的營養(yǎng)品質綜合評價需綜合考慮各項營養(yǎng)品質指標，明確不同營養(yǎng)品質指標的分級標準，并在分級標準的基礎上構建評分體系，這將使菜用甘薯的綜合評價簡便化、可視化。為建立不同營養(yǎng)品質指標的分級標準，本研究采用了頻次分布、層次分析法對菜用甘薯的6個營養(yǎng)指標進行分析。根據(jù)GB/T30763—20142及NY/T2113—2012[3的規(guī)定，將菜用甘薯的營養(yǎng)品質分為高級、中級、低級3個等級，并根據(jù)各營養(yǎng)品質指標數(shù)據(jù)的頻次分布情況分別得到了不同等級的含量范圍，確定了分級標準。層次分析方法是一種定性和定量相結合、系統(tǒng)性和層次化的多目標決策分析方法，其核心是將決策者的經(jīng)驗判斷定量化，增強了決策依據(jù)的準確性[31]，可根據(jù)不同評價因子對指標的影響程度計算權重[32]，目前該方法已在蘋果[3]、桑葚4等水果中得到應用。本研究通過層次分析法確定了菜用甘薯營養(yǎng)品質指標的權重，結果為總糖含量 鉀含量 gt; 維生素C含量 gt; 膳食纖維含量 Σ=Σ 蛋白質含量 胡蘿卜素含量，在此基礎上進一步得出了各指標的等級得分。通過累加各指標的等級得分從而得到總得分，將總得分對照菜用甘薯營養(yǎng)品質綜合評價等級劃分標準，即可得到最終的綜合評價等級。使用此綜合評價方法對不同品種的菜用甘薯進行了驗證，結果表明同一品種的菜用甘薯的營養(yǎng)品質差異較小，但也存在不同的分級情況，桂菜薯1號的總體營養(yǎng)品質綜合評價集中于中級，少部分為高級；臺農(nóng)71號的總體營養(yǎng)品質綜合評價大部分集中于中級，而低級、高級僅占小部分，這可能與菜用甘薯的營養(yǎng)品質受種植環(huán)境、管理水平等因素影響有關[35]。不同品種的菜用甘薯分級情況也不同，桂菜薯1號的綜合品質最佳，而福薯18號相對較低，表明不同品種營養(yǎng)品質存在較大的差異，可對品種選育提供一定的依據(jù)。

綜上所述，本研究為解決菜用甘薯缺乏營養(yǎng)品質分級標準及營養(yǎng)品質綜合評價方法等問題，對3個品種菜用甘薯的6個主要營養(yǎng)品質指標進行測定，通過相關性分析、頻次分布和層次分析及全距等分等分析方法，確定了菜用甘薯營養(yǎng)品質分級標準及綜合評價方法，結果表明桂菜薯1號的整體綜合營養(yǎng)品質為優(yōu)，臺農(nóng)71號次之，福薯18號相對較低，這將為后續(xù)的營養(yǎng)品質綜合評價及品種選育提供一定的理論依據(jù)。

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