4種甘薯的營養成分分析

湯麗琴，徐玉娟，唐道邦，溫靖，余元善，卜智斌

1. 江西農業大學食品科學與工程學院（南昌 330045）；2. 廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所，農業部功能食品重點實驗室，廣東省農產品加工重點實驗室（廣州 510610）

甘薯是僅次于水稻、玉米、小麥的主要糧食作物，也是其他作物不可比擬的保健功能植物，對中國的經濟具有不可替代的作用。隨著人們健康意識的增強以及對甘薯保健價值的認知，越來越多的甘薯營養保健制品已經進入人們的日常生活且需求量在不斷增大。甘薯在固體飲料[1]、化妝品[2]領域均有應用，但是整體發展狀況仍落后于美國等發達國家，基礎研究薄弱是重要的原因之一。甘薯加工不當會導致不必要的經濟損失及資源浪費，了解甘薯的營養成分對甘薯加工具有重要的指導意義。我國對不同甘薯的營養成分有過研究[3-4]，但是還不夠全面。試驗就廣東地區的湛江白、廣薯87、普薯32、越南紫薯的還原糖、總糖、淀粉、胡蘿卜素、抗壞血酸、多酚等營養成分指標進行了測定和分析，為進一步的甘薯加工提供了理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

湛江白、普薯32、廣薯87、越南紫薯，于6月份現摘現用，生長期、成熟度基本一致，由廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所提供，試驗選取去皮后的甘薯塊根部位。

甲醇，天津市富宇精細化工有限公司；濃鹽酸、濃硫酸，廣州德樹化工有限公司；福林酚、DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼），上海源葉生物科技有限公司；碳酸鈉、乙酸鈉，天津市福晨化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

UV-1800型分光光度計，日本島津公司；LC-20AT液相色譜儀，日本島津公司；Kinetex C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），美國菲羅門；SYNERGY H1多功能酶標儀，美國伯騰儀器有限公司；K8400型蛋白質分析儀，瑞典FOSS ANALYTICALAB；SOX416型脂肪測定儀，德國Gerhardt。

1.3 方法

1.3.1 粗脂肪的測定

參照GB 5009.6—2016。

1.3.2 粗蛋白的測定

參照GB 5009.5—2016，方法略有修改，硼酸為質量濃度1%，其他不變。

1.3.3 水分的測定

參照GB 5009.3—2016。

1.3.4 還原糖、總糖、淀粉含量的測定

1.3.4.1 還原糖[5]、總糖[5]、淀粉[6]的提取

還原糖：各取0.5 g甘薯勻漿，加30 mL蒸餾水，在沸水浴中保溫30 min，每隔10 min攪動1次，將勻漿轉移至50 mL容量瓶中定容，過濾，待測。

總糖：各取0.3 g甘薯勻漿，加10 mL 6 mol/L HCl，搖勻，沸水浴中保溫20 min，冷卻，加10 mL 6 mol/L NaOH，搖勻，轉移至100 mL容量瓶中定容，過濾，待測。

淀粉：采用酸解DNS法，方法略有改進。各取1 g甘薯勻漿，加入8 mL 80%的乙醇溶液，在50 ℃下水浴保溫30 min，棄掉上清液，重復該操作3次。加入10 mL 6 mol/L HCl、14 mL蒸餾水，在沸水浴中保溫30 min。用碘-碘化鉀溶液檢驗淀粉水解程度，冷卻、過濾，加40% NaOH溶液至濾液呈中性或微堿性。用蒸餾水定容至100 mL，待測。

1.3.4.2 測定方法

采用DNS比色法[6]。葡萄糖標準曲線為：y=13.303x-0.048 7；R2=0.999 2。式中：y為吸光度，x為標準葡萄糖溶液質量濃度（mg/mL）。

1.3.5 多酚、花青素含量和抗氧化能力的測定

1.3.5.1 酚類物質的提取

隨機選取4種不同新鮮甘薯，各10個，洗凈、去皮、切塊，以2.5∶1的料液比用1%的鹽酸-甲醇溶液打漿，置于-80 ℃保存備用。取1 g甘薯勻漿，加10 mL 1%的鹽酸-甲醇溶液，低溫、避光條件下超聲20 min，以8 000 r/min離心5 min，收集上清液。重復該操作3次，合并所有上清液，過濾，定容至25 mL，用于多酚、花青素、抗氧化能力的測定。

1.3.5.2 多酚含量的測定

采用福林酚法[7]。總酚含量以沒食子酸當量表示，單位為mg GAE/100 g。沒食子酸標曲為：y=23.082x-0.019 7，R2=0.999。式中：y為吸光度，x為沒食子酸質量濃度（mg/mL）。

1.3.5.3 花青素含量的測定[8]

采用pH示差法[8]：各取2 mL樣品提取液，分別加3 mL pH 4.5、pH 1.0緩沖液，暗室避光反應15 min，于分光光度計中測510 nm和700 nm處的吸光度。

1.3.5.4 DPPH[9]和ORAC[10]抗氧化能力的測定

DPPH的測定[9]：取50 μL經稀釋的各樣品溶液，加入150 μL 0.2 mmol/L DPPH溶液，混勻，室溫避光反應20 min，于酶標儀中測定517 nm處的吸光度。試驗設置試劑空白組（無水乙醇）、對照組（等體積甲醇代替樣品溶液）、樣品空白組（無水乙醇代替DPPH溶液）和樣品組。樣品抗氧化能力以Trolox當量表示，單位為μmol TE/g。

1.3.6 胡蘿卜素含量的測定[11]

各取1 g以一定比例蒸餾水攪打的甘薯勻漿，加25 mL丙酮溶液，暗室放置2～3 h，超聲30 min，離心、過濾，于分光光度計中測定454 nm處的吸光度。

1.3.7 抗壞血酸含量的測定

1.3.7.1 樣品處理

取1 g新鮮甘薯果肉，加25 mL 0.3%偏磷酸溶液研磨，離心、過濾（整個過程保持低溫避光環境），提取液過0.22 μm濾膜。

1.3.7.2 測定方法

采用高效液相色譜法[12]進行測定。

1.4 數據處理

采用SPSS進行單因素方差分析和相關分析，試驗重復3次，結果用“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 不同甘薯果肉粗脂肪、粗蛋白、水分含量

由表1可知，4種甘薯果肉的粗脂肪含量存在顯著性差異（p＜0.05），變幅為0.09%～0.21%。在粗蛋白方面，湛江白含量顯著高于其它甘薯，達到2.61%（p＜0.05）；越南紫薯粗蛋白含量則顯著低于其他甘薯，為1.44%（p＜0.05）。水分含量以越南紫薯含量最高，可達72.98%，顯著高于其它甘薯（p＜0.05）。

結果表明，4種甘薯的粗脂肪、粗蛋白、水分含量間均存在明顯差異，這可能是由甘薯的品種差異造成的。4種甘薯的粗脂肪含量均較低，可用于制備低脂食品，供減肥人士專用，這與徐夢瑤等[13]的研究結果一致。甘薯油脂多由不飽和脂肪酸組成，有利于促進血液循環，能夠提高腦細胞活性。甘薯的粗蛋白含量均較低，但甘薯蛋白具有良好的生物效價，其氨基酸評分明顯高于同類植物蛋白，有較好的營養和保健作用，可以為人體提供優質的蛋白質。水分是營養成分的載體，能夠直接影響甘薯的生理活性。4種甘薯的水分含量均較高，但低于韭菜、菠菜、油菜等蔬菜，在貯藏期間可能會比較容易發芽變質，要注意控制甘薯的貯藏環境。

2.2 不同甘薯果肉還原糖、總糖、淀粉含量

由表2可知，不同甘薯還原糖含量差別明顯，普薯32的還原糖含量顯著高于其他甘薯，為9.2 g/100 g FW；越南紫薯則顯著低于其他甘薯，為3.13 g/100 g FW（p＜0.05）。由表2還可以看出，越南紫薯總糖含量最低，為13.16 g/100 g FW，廣薯87與普薯32的總糖無明顯差異，其他甘薯差異顯著（p＜0.05）。普薯32和越南紫薯的淀粉含量沒有明顯差異，但與湛江白、廣薯87差異顯著（p＜0.05），湛江白的淀粉含量最高，為22.66 g/100 g FW。

碳水化合物是甘薯果肉的主要營養物質，說明甘薯的含熱量較高。還原糖、總糖、淀粉含量會影響甘薯制品的口感，通常受果實發育成熟度及栽培措施影響較大。卻志群等[5]在白心和紫心甘薯中測定出分別為21.30%和16.05%的總糖含量以及11.69%和7.94%的還原糖含量，與試驗測定結果不同，這可能是因為甘薯的品種不同。甘薯中的還原糖通過美拉德反應影響甘薯產品的色澤以及食用口感，是構成甘薯風味的關鍵物質，普薯32在加工成小甘薯食品方面具有明顯優勢。甘薯總糖含量的高低會直接影響甘薯食品的加工品質，含量越低，加工品質越高，在這一方面，越南紫薯具有明顯優勢。4種不同甘薯的淀粉含量變幅為16～23 g/100 g FW，這和邵虹[14]得出每百克鮮薯中含淀粉10～30 g的研究結果一致。唐忠厚等[15]研究表明白肉品種甘薯一般以高淀粉為主要品質特性，研究中的湛江白有較高含量的淀粉，適用于制作成粉絲、粉條等食品以及作為工業能源原料。

表1 4種不同甘薯營養特性指標比較

表2 4種不同甘薯營養特性指標比較

2.3 不同甘薯果肉花青素、多酚含量

由表3可知，越南紫薯果肉中的花青素含量最高，為26.32 mg/100 g FW，其他甘薯基本不含花青素。4種甘薯的多酚含量均差異顯著（p＜0.05），其中越南紫薯含量顯著高于其他品種，可達110.82 mg GAE/100 g FW。

花青素的基本骨架是C6-C3-C6，具有消除活性氧和清除自由基的作用。目前，甘薯中被發現的花青苷類色素有甲基花青素和花青素。花青素是越南紫薯呈現鮮亮紫紅色的主要原因，與同類天然色素相比，甘薯中的花青素更穩定。結果表明，越南紫薯的花青素含量較高，可用于生產花青苷類浸膏、軟膠囊等。Zhang等[16]研究結果表明酚類物質在一定程度上能夠達到保護肝臟的目的。唐忠厚等[15]的研究表明紫肉甘薯多酚含量高于白肉和黃肉品系，研究結果與之一致。越南紫薯中的酚類物質與其他營養成分相比，其含量相對較高。酚類物質是甘薯最具營養價值和保健價值的活性成分，其含量很大程度上決定了甘薯保健價值的高低，在這一方面，越南紫薯有明顯的優勢。因此，越南紫薯是理想的健康食品，在保健食品研制方面具有良好的發展前景。

表3 4種不同甘薯營養特性指標比較

2.4 不同甘薯果肉胡蘿卜素、抗壞血酸含量

由表4可以看出，越南紫薯和湛江白的胡蘿卜素含量無明顯差異，普薯32的含量顯著高于其它甘薯，達8.73 g/100 g FW（p＜0.05）。在抗壞血酸方面，4種甘薯均存在顯著性差異（p＜0.05），變幅為6.6～27.7 mg/100 g FW，其中普薯32的抗壞血酸含量最高。

甘薯中的胡蘿卜素可轉化成維生素A，較易安全地被人體吸收，具有延緩衰老的功效。Sullivan等[17]以熱帶作物作為對比，已經證實甘薯是提取胡蘿卜素的首選食品。余華等[18]測定了不同甘薯的胡蘿卜素含量，結果發現橘紅色品系甘薯胡蘿卜素含量遠高于黃色和紫色，試驗研究結果與之一致。普薯32的顏色主要來源于胡蘿卜素，其顏色越紅，表明胡蘿卜素含量越高，這和甘薯的色澤測定結果一致。抗壞血酸是人體生命活動的重要物質，能夠結合有毒物質將其轉化為無毒物質而排出體外。甘薯的抗壞血酸含量較為豐富，相當于胡蘿卜的2倍、白菜的3倍、西紅柿的4倍，但是抗壞血酸的化學性質較不穩定，容易在光照和加熱時發生氧化反應而流失。目前鮮有關于保護甘薯抗壞血酸的研究，后期可進一步對此進行探討。綜上可知，普薯32有更好的保護視力和增強人體免疫力的作用，是鮮食及加工成果汁果酒的較好品種。

表4 4種不同甘薯營養特性指標比較

2.5 不同甘薯果肉抗氧化能力

由表5可知，4種甘薯的DPPH無明顯差異，越南紫薯最高，達8.32 μ mol TE/g FW。湛江白和普薯32的ORAC無明顯差異，但其他甘薯之間存在顯著性差異（p＜0.05），越南紫薯的ORAC抗氧化能力最高，達31.88 μmol TE/g FW。兩種抗氧化能力的測定結果一致，即越南紫薯＞廣薯87＞湛江白＞普薯32。

DPPH和ORAC常被用于測定果蔬類食品的抗氧化能力。Teow等[19]對不同肉色甘薯的DPPH和ORAC進行測定，結果表明紫薯的清除率最高，研究結果與之一致，這可能與越南紫薯含有豐富的酚類物質有關。試驗表明，4種甘薯在DPPH的測定中無明顯差異，而在ORAC中存在差異，這可能是因為DPPH僅溶于甲醇、乙醇等有機溶劑，而ORAC的反應體系為水系。據有關報道，DPPH自由基和生物分子之間的反應可能導致嚴重的組織損傷或細胞死亡，氧自由基及其衍生物可能通過破壞DNA和細胞膜而破壞細胞，因此越南紫薯可以作為清除人體內多余自由基的保健食品。

表5 4種不同甘薯抗氧化能力比較

3 結論

研究通過對4種不同甘薯的營養成分進行測定分析，發現同一地區的不同品種甘薯的營養成分存在較大的差異性，并且越南紫薯的抗氧化活性顯著高于其他甘薯。所以，在研究甘薯的營養成分組成和含量時要重點考慮品種帶來的差異，有利于優異品種的選育和保留。相對于其他甘薯，越南紫薯有更好的營養保健價值，具有較大的開發前景。僅對越南紫薯的多酚類物質含量進行了測定，后期可對越南紫薯中多酚化合物的代謝路徑以及功能活性多酚單體進行深入研究。