不同品種枸杞葉片營養成分的區域化差異

李佳佳，任鋼，徐志標，汪貴斌，曹福亮，郭起榮*

1(南京林業大學 南方現代林業協同創新中心，江蘇 南京，210037)2(南京林業大學 林學院，江蘇 南京，210037)3(海西州柴達木生物研究所，青海 德令哈，817000)4(鹽城林場，江蘇 鹽城，224000)

枸杞是茄科枸杞屬(Lycium)多年生落葉灌木，其葉、莖、花、果均可利用。據《本草綱目》中記載，枸杞葉名“天精草”，具有除煩益志、清熱解毒、祛風濕、止痛、止渴、益精明目等功效[1]。現代研究表明，枸杞葉含有豐富的多糖、蛋白質、脂肪、氨基酸、營養元素及黃酮、總酚等次生代謝物[2-6]，具有降血糖[7]、抗氧化[8]、提高免疫力[9]等作用。枸杞葉是傳統的草藥，在我國南方地區常作茶用和菜用[10-13]，另外枸杞葉還可以作飼用[14]、作為重要的食品添加劑[15]以及開發成天然香精[16]。由此可見，枸杞葉在食品、醫藥等領域具有很大的發展潛力和應用前景。

相關研究表明，枸杞葉的營養成分及活性物質組成方面與枸杞子相當，有些生物活性成分的含量甚至顯著高于枸杞子[14]，但目前對于枸杞的研究多集中在枸杞子[17-18]，對于枸杞葉的研究尚處于初步階段。已有的研究主要集中在對甘肅、寧夏、青海等西北地區的枸杞葉個別營養成分的測定[19-20]，對于不同品種枸杞葉及我國南方地區種植的枸杞葉營養成分研究較少。鑒于此，本研究對青海德令哈、甘肅玉門、江蘇鹽城3個地點種植的4個品種枸杞葉營養成分進行雙因素方差分析、主成分分析，為枸杞的引種、優選、深加工提供理論依據，促進枸杞葉資源的開發利用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

選取海西州農業科學研究所及寧夏神杞農林科技有限責任公司培育的4個優良枸杞品種(柴杞1號、柴杞2號、柴杞3號、寧杞1號)的一年生扦插苗，扦插苗規格基本一致，主干粗為(3.0±0.5) mm，株高為(40±10) cm，于2019年分別種植在青海德令哈、甘肅玉門、江蘇鹽城地點，地點概況見表1，氣象數據來源于中國氣象數據網(http://data.cma.cn/)。

表1 試驗地點概況Table 1 The situation of three test place

1.2 試驗設計

3個試驗地均按照統一種植方式，采用完全隨機區組設計。每個試驗地的每個品種均有3個區組，每個區組種植40株，株行距為1 m×2 m。田間試驗管理采用與大田相同的管理措施。

1.3 試驗材料采集

2020年6月份，每個小區選擇10株樹，從東、西、南、北、中5個方向抽出的新稍上采摘10片已展開的成熟葉。將枸杞葉片于50 ℃烘干，磨碎后備用。

1.4 營養成分測定

選取1 g樣品，用濾紙包好后放入索氏提取器，加入75 mL石油醚在80 ℃下回流4 h，除去樣品中脂溶性等成分。回收濾紙包，用于測定多糖、總黃酮、總酚含量。多糖、總酚含量測定按照劉賽等[20]的方法，黃酮含量測定參照張鷹等[21]的方法。

蛋白質含量測定采用國標GB/T 6432—2018方法；脂肪含量參照國標GB 5009.6—2016方法；游離氨基酸含量采用茚三酮比色法測定，以谷氨酸為標準品，參照梁曉婕等[22]研究具體操作。

營養元素含量的測定主要包括鉀、鈣、鐵、鋅4種營養元素。稱取0.2 g樣品于燒瓶中，加入1 mL高氯酸和9 mL濃硫酸，進行消煮，直至溶液變透明，冷卻后過濾，并定容至100 mL。待測液用原子吸收光譜儀測定鉀和鈣；用電感耦合等離子體質譜儀測定鐵和鋅。

1.5 數據處理與分析

試驗數據采用Excel 2013進行數據統計分析，DPS 9.01進行方差分析，Duncan多重比較(P<0.05)，Origin 2018制圖。由于枸杞葉各項營養成分指標存在差異，根據各指標相關性大小，通過SPSS 24.0將10個營養成分指標降維成4個綜合指標，以4個主成分指標進行綜合指標評價。

2 結果與分析

2.1 枸杞葉營養成含量

3個地點4個品種枸杞葉6種基本營養成分中多糖、總黃酮、總酚、游離氨基酸的含量變幅較大，蛋白質和脂肪含量變幅較小(表2)。多糖含量的變幅是4.56%～8.51%，其中含量最高的是甘肅地區的寧杞1號。總黃酮含量的變幅是3.65%～10.49%，青海德令哈的寧杞1號含量最高，江蘇鹽城的柴杞2號含量最低。總酚含量的變幅是5.71%～12.02%，青海的柴杞1號含量最高，江蘇鹽城的柴杞3號含量最低。游離氨基酸含量的變幅是1.60%～3.68%，甘肅玉門柴杞1號含量是青海德令哈寧杞1號的2.3倍。3個地點4個品種枸杞葉的營養元素的變幅較大(表3)，鉀含量的變幅是3 327.33～5 341.50 mg/100g。鈣含量的變幅是624.12～1 178.43 mg/100g，青海德令哈的寧杞1號含量最高，甘肅玉門寧杞1號含量最低。鐵和鋅含量最高的均是甘肅玉門的柴杞1號，含量分別為16.88和1.99 mg/100g。

表2 三個地點的不同品種枸杞葉基本營養成分含量 單位：%

表3 三個地點的不同品種枸杞葉營養元素含量 單位：mg/100g

2.2 不同地點間枸杞葉營養成含量

對參試地點枸杞葉的多糖、總黃酮、總酚、蛋白質、脂肪、游離氨基酸以及4種營養元素的分析，發現不同地點間枸杞葉營養成分差異顯著(P<0.05)(表4)。對參試品種各地點枸杞葉10種營養成分的做了精確分析，結果見圖1和圖2。

圖1 不同地點枸杞葉基本營養成分含量Fig.1 The contents of basic nutrients in Lycium barbarum leaves in different place注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

圖2 不同地點枸杞葉營養元素含量Fig.2 The contents of nutritional elements in different Lycium barbarum leaves in different place

表4 枸杞葉營養成分雙因素方差分析Table 4 Two-factor variance analysis on the nutrients content of Lycium barbarum leaves

各參試地點中，青海德令哈的枸杞葉片中總黃酮和總酚顯著高于其他兩地，分別為9.34%，10.70%；江蘇鹽城的蛋白含量顯著高于其他兩地，含量為5.27%，但多糖、總黃酮和總酚含量顯著低于其他兩地；甘肅玉門的葉片多糖、脂肪和總游離氨基酸含量相對較高，含量分別為6.70%、2.85%和3.48%。

甘肅玉門的枸杞葉片中鉀、鐵、鋅這3種元素含量顯著高于其他地點，含量分別是4 817.3、12.17、1.53 mg/100g；青海德令哈的枸杞葉中鈣含量最高(1 071.16 mg/100g)，是甘肅玉門的1.55倍。

2.3 不同品種間枸杞葉營養成分含量的差異

對參試品種枸杞葉的多糖、總黃酮、總酚、蛋白質、游離氨基酸以及4種營養元素的分析，發現不同品種之間除蛋白質外，其他營養成分均差異顯著(P<0.05)(表4)。對各個參試品種枸杞葉10種營養成分的進行了精確分析，結果見圖3和圖4。

圖3 不同品種枸杞葉基本營養成分含量Fig.3 The contents of basic nutrients in leaves of different Lycium barbarum varieties

圖4 不同品種枸杞葉營養元素含量Fig.4 The contents of nutritional elements in leaves of different Lycium barbarum varieties

參試品種中，柴杞1號的總酚和游離氨基酸含量均高與其他3個品種，分別為9.55%和2.66%；柴杞2號的多糖含量和總酚含量均低于其他品種，含量分別為5.37%和8.44%；柴杞3號的基本營養成分在參試品種中處于中等水平；寧杞1號多糖、總黃酮、脂肪含量顯著高于其他品種，含量分別為6.89%、8.28%和2.96%。

參試品種中，柴杞1號的鉀含量最高，含量為4 966.89 mg/100g，但與柴杞2號和柴杞3號差異不顯著；柴杞3號的鈣含量最高，但與柴杞1號差異不顯著；寧杞1號的鐵和鋅含量顯著高于其他品種，含量分別為13.23和1.31 mg/100g。

2.4 主成分分析

對3個地點4個品種枸杞葉營養成分的10個指標進主成分分析，前4個主成分累計貢獻率達到87.61%。基本上包括了10個指標的大部分信息，因此選擇前4個主成分作為綜合指標對其品質進行綜合評價。指標轉化為4個獨立的主成分，如表5所示，第1主成分貢獻率38.54%，鐵、鋅、多糖、總黃酮、總酚有較高載荷。第2主成分貢獻率為22.91%，脂肪、游離氨基酸、鉀、鈣具有較高載荷量，其中鈣符號為負，說明鈣與之呈顯著負相關。第3主成分貢獻率為15.85%，多糖、蛋白質有較高的載荷。第4主成分貢獻率10.33%，脂肪和鉀有較高載荷。

表5 主成分荷載矩陣及方差貢獻率Table 5 Principal component load matrices and variance contribution rates

根據表5計算出特征向量，再以特征向量為權重構建4個主成分的表達函數式:

F1=0.22X1-0.05X2-0.07X3-0.55X4+0.44X5+0.46X6-0.45X7+0.36X8+0.21X9-0.30X10

F2=-0.04X1+0.57X2+0.55X3-0.17X4-0.25X5+0.03X6+0.19X7+0.20X8-0.02X9-0.45X10

F3=0.68X1-0.01X2+0.13X3-0.02X4-0.16X5-0.15X6+0.06X7-0.26X8+0.63X9+0.05X10

F4=-0.10X1+0.01X2+0.13X3+0.73X4+0.09X5+0.28X6+0.24X7+0.42X8+0.32X9+0.14X10

式中：X1～X10分別表示多糖、總黃酮、總酚、蛋白質、脂肪、游離氨基酸、鉀、鈣、鐵、鋅等原始數據的標準化值。

綜合評價函數的計算方法：以各個主成分對應的方差貢獻率作為權重，由主成分得分和對應的權重線性加權求和:

F=0.39F1+0.23F2+0.16F3+0.10F4

根據主成分綜合得分模型，計算出3個地點枸杞品種的綜合得分值和排序結果(表6)。綜合得分由大到小依次為寧杞1號(青海德令哈)、柴杞3號(青海德令哈)、柴杞1號(青海德令哈)、柴杞1號(甘肅玉門)、柴杞3號(甘肅玉門)、寧杞1號(甘肅玉門)、柴杞2號(青海德令哈)、柴杞2號(甘肅玉門)、寧杞1號(江蘇鹽城)、柴杞3號(江蘇鹽城)、柴杞1號(江蘇鹽城)、柴杞2號(江蘇鹽城)。

表6 三個地點不同品種枸杞葉營養成分綜合得分Table 6 The comprehensive score of nutrient composition of different varieties of Lycium barbarum leaves in three place

3 結論與討論

研究結果表明，枸杞葉的多糖、總黃酮、總酚、游離氨基酸及4種營養元素含量均受地點、品種及其交互作用影響，蛋白質含量受地點及地點與品種交互作用影響。

不同地點枸杞營養成分及品質具有較大差異[19,23]。本研究對青海德令哈、甘肅玉門、江蘇鹽城3個地點的枸杞葉營養成分進行分析，發現多糖、總黃酮和總酚基本上表現為青海德令哈和甘肅玉門高于江蘇鹽城，這可能是因為青海德令哈和甘肅玉門差地海拔高具有晝夜溫差大、平均日照時數長等氣候條件，有利于糖分和次生代謝物的積累[20,24]。3個地點中江蘇鹽城和甘肅玉門枸杞葉的蛋白質和游離氨基酸含量較高，這有可能是與不同地點的土壤因子有關，比如土壤中的水解氮含量對枸杞蛋白質和氨基酸的合成有一定作用[25]。甘肅玉門枸杞葉的脂肪、鉀、鐵、鋅含量均較高，說明參試地點中，該地環境最有利于脂肪的積累及鉀、鐵、鋅元素的聚集，此地屬于溫帶干旱氣候，氣候干燥，降雨量少，在3個參試地點中，海拔和年平均溫度適中。

不同枸杞品種之間營養成分具有較大差異[26-28]。但目前關于不同品種枸杞葉營養成分分析的研究鮮有報道。本研究結果表明，4個不同品種枸杞葉片多糖、黃酮、總酚、鈣和鐵含量差異較大，可以通過品種篩選來獲得具有不同營養成分的植株，在生產上可根據枸杞葉不同營養成分及其功效進行相關的加工利用。寧杞1號多糖和黃酮含量較高，柴杞1號枸杞葉的多糖和總酚含量較高，有望開發成功能性食品或者可作為提取天然多糖、黃酮和總酚的原料。鈣元素是人體必需元素之一，缺鈣會導致骨質疏松癥，柴杞1號、柴杞3號枸杞葉中鈣元素較高，有望開發成新的補鈣食品。鐵是重要的微量元素，柴杞3號和寧杞1號枸杞葉鐵元素含量高，可以作為重要的食品添加劑，補充人體所需要的鐵元素。

為了科學評價不同地點和不同品種枸杞葉的營養成分，本研究通過主成分分析提取了4個獨立的主成分，對3個地點，4個品種枸杞葉營養品質進行綜合排名。青海德令哈總體上得分較高，這可能是由于青海是枸杞的原產地。柴杞3號和寧杞1號在3個地點的排名都高于另外2個品種，說明柴杞3號和寧杞1號6月份葉片比柴杞1號和柴杞2號6月份葉片綜合營養價值高。

本文通過對2年生的枸杞葉營養成分進行分析，根據綜合得分作出排名，在未來3個地點各品種表現排名可能會由于樹齡或其他因素的變化而出現差異[29]。還需要繼續展開試驗，為枸杞引種及枸杞葉資源開發利用提供完整的理論及技術支撐。