菜心種質資源營養品質的綜合分析

李桂花 郭巨先 羅文龍 駱善偉 符梅

摘要 ［目的］ 對收集到的15個菜心品種維生素C、可溶性固形物、還原糖、蛋白質和粗纖維進行分析和評價，以期篩選出優質品種在生產上推廣應用。［方法］采用2，6-二氯靛酚滴定法、折射儀讀數法、比色法、紫外吸收法和酸堿洗滌法分別對15個菜心品種的維生素C、可溶性固形物、還原糖、蛋白質和粗纖維5個品質指標進行測定和綜合評價。［結果］15個菜心品種間的營養品質成分均有顯著差異（P<0.05），變異系數為12.86%～47.36%。利用隸屬函數法評價菜心的綜合品質，較優質品種為白菜薹、粵薹3號菜薹、青心薹、粵薹5號菜薹、粵薹2號菜薹，利用系統聚類分析法，按照品質優劣劃分為4個類群，優劣順序為Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅱ。［結論］該研究結果可以為菜心品質評價提供參考，為生產上推廣優質新品種奠定基礎。

關鍵詞 菜心；營養品質；聚類分析

中圖分類號 TS 201.6? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）07-0041-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.07.011

Comprehensive Analysis of the Nutritional Quality of Flowering Chinese Cabbage

LI Gui-hua， GUO Ju-xian， LUO Wen-long et al

（Vegetable Research Institute， Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Key Laboratory for New Technology Research of Vegetables， Guangzhou，Guangdong? 510640）

Abstract ［Objective］ To select high quality cultivars in the production， the vitamin C content， soluble solid content， reducing sugar content， protein content and crude fiber content of 15 different cultivars of flowering Chinese cabbage were analyzed and evaluated. ［Method］2，6-dichlorophenol titration， colorimetric method， refractometer reading method，enzymatic hydrolysis method， and acid-base washing method was used to test the content of vitamin C， soluble solid content， reducing sugar， starch， protein and dietary fiber.［Result］The results showed that there were significant differences in the contents of various nutrient components of the 15 cultivars of flowering Chinese cabbage（P<0.05）， and the coefficient of variation ranged from 12.86 % to 47.36 %. According to the comprehensive scores by the average membership function method， the top five varieties were Baicaitai， Yuetai 3， Qingxintai， Yuetai 5 and Yuetai 2. By using systematic cluster analysis method， four groups were divided according to the comprehensive quality， and their quality ranked as follows：III > IV > I > II. ［Conclusion］Therefore， this experiment can provide certain data support and analysis method reference for the evaluation of nutritional quality of flowering Chinese cabbage， and provide certain reference for applying high-quality varieties in farms.

Key words Flowering Chinese cabbage;Nutritional quality;Cluster analysis

基金項目 廣東省基礎與應用基礎研究基金項目（2020A1515110377）；廣州市科技計劃項目（202102020442，2023B03J1270）；廣東省農業科學院創新基金項目（202108）；廣東省農業廳項目（2022-NBA-00-014）；國家外專局項目（QN2022030025L）。

作者簡介 李桂花（1975—），女，江西新干人，研究員，博士，從事蔬菜育種研究。通信作者，研究員，博士，從事蔬菜育種研究。

收稿日期 2022-05-26

菜心又名菜薹，屬十字花科蕓薹屬小白菜變種，2n=20，是華南地區的特色葉菜，可以全年生產供應。菜心營養豐富，富含維生素 C、粗纖維、礦物質和胡蘿卜素等，經常食用不僅可以刺激腸胃的蠕動，起到潤腸、助消化的作用，而且在美容養顏方面有一定的功效，被譽為 “蔬品之冠”和“百蔬之王” ［1］。廣東省年種植面積達20萬hm2，菜心已在全國范圍銷售并出口港澳、東南亞、日本、美國、歐洲［2］。鐘玉娟等［3］研究菜薹硝酸鹽積累與品種、營養品質之間的關系發現，紅菜薹、白菜薹、綠菜薹不同品種間的硝酸鹽含量有顯著差異，其中紅菜薹和部分白菜薹屬于高營養品質和低硝酸鹽含量的一組，綠菜薹大部分是屬于高硝酸鹽含量和低營養品質的一組。相關性分析和PCA分析表明，硝酸鹽的積累與維生素C、可溶性固形物、還原糖和蛋白質的積累存在顯著相關，降低硝酸鹽含量將可能改善蔬菜的營養品質。盧宇鵬等［4］研究不同熟性菜心品質性狀的多樣性分析發現，10個品質性狀的變異系數均在11.17%～42.76%，變異系數最大的品質性狀是葉柄長，為42.76%，變異系數最小的品質性狀是葉綠素含量，為11.17%；而在早、中、晚3種不同熟型的菜心材料中，中熟類型菜心不僅硝酸鹽含量低，而且外觀品質也最符合優質菜心商品性狀的要求；除葉綠素含量、葉形和硝酸鹽含量外，早熟類型菜心的開展度、最大葉長、葉寬、葉柄長、薹高、薹粗、可溶性蛋白含量7個指標均顯著小于晚熟類型。梁春紅等［5］研究硒營養對菜心影響發現，適量濃度的硒可以顯著促進菜薹的膨大增加粗度，從而提高產量，且硒能明顯降低菜心葉的硝酸鹽含量，提高葉的類胡蘿卜素含量、游離氨基酸含量和維生素C含量。該研究對收集到的15個菜心品種維生素C、可溶性固形物、還原糖、蛋白質、粗纖維進行分析和評價，結果表明菜心品種間各營養成分含量差異明顯，可以為選擇優質品種在生產上推廣應用奠定理論基礎。筆者對除試驗數據的單一營養指標進行常規分析外，同時綜合品質分析采用平均隸屬函數法和主成分分析法來進行綜合品質分析評價，期望能找出單一營養成分最佳的菜心品種和綜合品質較好的菜心品種，為推廣優質菜心品種奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料包括15個菜心品種，這些品種均為生產上大面積推廣和應用的品種。2021年秋季在廣東省農業科學院蔬菜研究所白云基地種植，在商品成熟期取樣測定分析其營養品質指標。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品制備。菜心商品期收獲后，將其（包括嫩莖葉片）切成1 cm大小，混勻。取20 g鮮樣進行研磨、勻漿，用于測定維生素C的含量。將約200 g鮮樣稱重后放置于-40 ℃的冰柜中冷凍干燥保存，經5～6 d冷凍干燥后，將干樣粉碎后裝存于樣品瓶中，在干燥箱中放置保存。

1.2.2 營養品質分析。菜心維生素C含量測定依據GB 5009.86—2016［6］，采用2，6-二氯靛酚滴定法；可溶性固形物采用折射儀讀數法；還原糖含量測定依據GB 5009.7—2016［7］，采用直接滴定法（比色法），折射儀讀數法；蛋白質含量測定依據GB 5009.5—2016［8］，采用凱氏定氮法（紫外吸收法）；粗纖維含量測定依據GB5009.88—2014［9］，采用酶重量法（酸堿洗滌法）。

1.3 數據分析

數據的統計與分析采用聚類分析軟件SPSS 22.0和Excel進行，利用方差和分析法對不同菜心的營養品質進行分析，判斷分析得出P和F，則可以得出不同菜心的營養品質是否具有顯著差異。利用模糊數學隸屬函數法對不同品種菜心的營養品質進行綜合評價，菜心品種的平均隸屬函數值越大，則說明其綜合品質越好。

計算公式：

s2=（M-xi）2n

式中，s2為該營養品質的方差，xi為各營養品質的測定值，M為該營養品質的平均數。

X（μ）=（X-Xmax）/（Xmax-Xmin）

式中，X（μ）代表不同品種各項營養品質的隸屬函數值，Xmax表示不同營養品質指標的最大值，Xmin表示不同營養品質指標的最小值。

2 結果與分析

2.1 不同菜心品種營養品質分析

由表1可知，15個菜心品種的5個指標平均變異系數為26.31%，其中變異系數最大的是還原糖，達47.36%，其后依次是可溶性固含物28.49%、維生素C 22.57%、蛋白質20.29%，變異系數最小的是粗纖維12.86%。

2.1.1 維生素C含量。

由表2可知，15份材料的維生素C含量均處于373.50～803.73 mg/kg，其中含量高于600 mg/kg的有6個，在750～810 mg/kg的有4個，在600～750 mg/kg的有2個，低于600 mg/kg的品種有9個。供試品種中維生素C含量最高值是最低值的2.15倍，菜心品種間維生素C含量有顯著差異。

2.1.2 可溶性固形物含量。

由表2可知，15份菜心品種可溶性固形物含量均處于3.37%～8.13%，其中含量高于5%的有7個，含量在6.56%～8.13%的有4個，含量在5.0%～6.5%的有3個，含量低于5.0%的有8個。對15個菜心的可溶性固形物進行方差分析，最高值是最低值的2.41倍，可見菜心品種間可溶性固形物含量差異顯著。

2.1.3 還原糖含量。

由表2可知，15份材料還原糖含量均處于5.90～25.90 g/kg，其中含量高于15 g/kg的有7個，含量在25～30 g/kg的有2個，含量在15～25 g/kg的有5個，含量低于15 g/kg的有8個。對15個菜心的還原糖含量進行方差分析，最高值是最低值的4.39倍，菜心品種間還原糖含量有顯著差異。

2.1.4 蛋白質含量。

由表2可知，15份材料的蛋白質含量均處于15.50～30.50 g/kg，其中含量高于20 g/kg的有10個，含量在25～35 g/kg的有4個，含量在20～25 g/kg的有6個，含量低于20 g/kg的有5個。對15種菜心的蛋白質含量進行方差分析，最高值是最低值1.97，菜心品種間蛋白質含量差異顯著。

2.1.5 粗纖維含量。

由表2可知，15份材料的粗纖維含量為0.59%～0.89%，其中含量高于0.7%的有7個，含量在0.8%～0.9%的有4個，含量高于0.7%低于0.8%的有3個，含量低于等于0.7%的有8個。對15種菜心的粗纖維含量進行方差分析，最高值是最低值的1.51倍，菜心品種間粗纖維含量差異顯著。

2.2 菜心不同營養成分含量相關性分析

從表3可以看出，菜心各個營養品質中，維生素C含量與還原糖含量在0.05水平上呈顯著負相關，其相關系數為-0.294，與粗纖維含量在0.01水平上呈顯著正相關，其相關系數為0.453；可溶性固形物含量與還原糖含量在0.01水平上呈顯著正相關，其相關系數為0.908，與蛋白質含量在0.01水平上呈顯著正相關，其相關系數為0.903；還原糖含量與蛋白質含量在0.01水平上呈顯著正相關，其相關系數為0.760；蛋白質含量與粗纖維含量在0.01水平上呈顯著正相關，其相關系數為0.392；其他各項營養品質之間均呈不顯著正相關關系。

2.3 不同菜心品種間綜合營養品質分析

菜心的營養品質是一個綜合指標，利用模糊數學的平均隸屬函數值的大小，可以表示其相對的優劣。維生素C、可溶性固形物、還原糖、蛋白質和粗纖維均為優質營養品質指標。分別計算不同營養物質含量的隸屬函數值，并求平均值，當一個品種的平均隸屬函數值越大，則說明其綜合營養品質越好。菜心不同品種的平均隸屬函數值見表4。對不同品種菜心的各項營養指標的平均隸屬函數值進行分組（降序），結果見表5。

從表4、5可以看出，菜心綜合營養品質較好（X>0.5）的品種有5個，約占33%，分別是白菜薹（0.836）、粵薹3號菜薹（0.785）、青心薹（0.732）、粵薹5號菜薹（0.591）、粵薹2號（0.543）。綜合營養品質相對較好（0.4<X≤0.5）的品種有3個，占20%，分別是粵薹6號（0.499）、連州菜心（0.487）、粵薹1號（0.436）。綜合營養品質較次（0.3<X≤0.4）的有3個，占20%，分別是粵薹4號菜薹（0.396）、美蘭菜心（0.327）、遲心4號（0.316）。綜合營養品質相對較差（X≤

0.3）的有4個，約占27%，分別是70 d菜心（0.251）、冠蘭菜心（0.215）、油綠802（0.125）、80 d菜心（0.088）。在所選的菜心品種中，綜合營養品質最高白菜薹的平均隸屬函數值為0.836，是綜合營養品質最低品種80 d菜心的平均隸屬函數值0.088的9.5倍，其綜合營養品質差異較大。

2.4 不同菜心品種營養品質聚類分析

對15個不同品種菜心的5個營養品質進行聚類分析，結果見圖1。由圖1可知，在歐氏距離為13時，可將15中菜心品種按照品質優劣劃分為4個類群。Ⅰ類群包括4個品種，分別是連州菜心、粵薹6號、遲心4號、美蘭菜心（平均隸屬函數排名分別為7、6、11、10）；Ⅱ類群包括4個品種，分別是70 d菜心、油綠802、冠蘭菜心、80 d菜心（平均隸屬函數排名分別為12、14、13、15）；Ⅲ類群包括2個品種，分別是粵薹3號菜薹、白菜薹（平均隸屬函數排名分別為2、1）；Ⅳ類群包括5個品種，分別是粵薹4號菜薹、粵薹5號菜薹、粵薹1號、粵薹2號、青心薹（平均隸屬函數排名分別為9、4、8、5、3），Ⅲ類群的維生素C、可溶性固形物、還原糖、蛋白質均高于其他類群，說明其營養品質優于其他類群，按照平均隸屬函數的優劣分出4個類群大小排序為Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅱ（表6）。

3 討論

維生素C、可溶性固形物、還原糖、蛋白質、粗纖維是菜心品質的重要指標，在菜心育種中，也是育種的重要目標，是提高菜心品質的重要環節。因此，對于菜心營養成分的測定與分析有極其重要的意義。

對15種菜心品種進行營養品質的分析表明，變異系數最大的是還原糖，為47.36%，最小的是粗纖維，為12.86%。15個菜心品種的維生素C、可溶性固形物、還原糖、蛋白質、粗纖維等含量均存在顯著差異（P<0.05）。各營養成分之間，可溶性固形物含量、還原糖含量、蛋白質含量之間相互存在極顯著正相關關系（P<0.01），維生素C含量與粗纖維含量存在極顯著正相關關系（P<0.01），與還原糖含量存在顯著負相關關系（P<0.05），蛋白質含量與粗纖維含量存在極顯著正相關關系（P<0.01），其他各項營養品質之間均為不顯著正相關關系。在15個菜心品種中，沒有某個菜心品種各項營養成分含量均高，僅有某一項營養成分含量高，維生素C含量最高的是美蘭菜心，為803.67 mg/kg，可溶性固形物含量最高的是白菜薹，為8.3%，還原糖含量最高的是粵薹4號菜薹，為25.90 g/kg，蛋白質含量最高的是白菜薹，為30.50 g/kg，粗纖維含量最高的是青心薹，為0.89%，但在對菜心營養品質的綜合評價中，篩選了綜合營養品質較高的5個菜心品種，其由高到低分別是白菜薹、粵薹3號菜薹、青心薹、粵薹5號菜薹、粵薹2號菜薹。聚類分析中，將15個品種大體聚類為4個類群，優劣順序為Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅱ。

陳榮宇等［10］在《不同菜心品種的營養品質及外在感官品質評價分析》中得出“菜心可溶性糖含量與可溶性固形物含量之間存在顯著正相關性；可溶性糖含量與維生素C含量之間存在顯著負相關性”。與該研究結果相類似，即菜心可溶性固形物含量和還原糖含量在0.01水平上呈顯著正相關，維生素C含量與還原糖含量呈負相關關系。黃穎等［11］基于主成分和聚類分析的油菜薹營養與感官品質評價中，認為獅山菜薹、白菜薹和紅菜薹綜合品質優良，具有較好的推廣價值，與該研究中評選出的綜合品質優良的白菜薹結果部分重合，認為白菜薹具有較好的推廣價值。

利用模糊數學的隸屬函數法對菜心的營養品質進行綜合評價，是根據性狀與研究目標的正負相關性分別計算隸屬度，依靠隸屬度平均值進行分類，可以消除個別指標帶來的片面性。張素君［12］對蘿卜耐抽薹性使用隸屬函數法的評價結果與主成分分析的結果基本一致，可證明使用隸屬函數法對蔬菜的綜合營養品質分析具有科學性，聚類分析主要是用來研究多個要素事物之間分類問題的一種方法，屬于多元統計的分支，充分展示了現代多元分析和分類學的有機結合。

該研究對菜心品種間營養品質進行了綜合分析主要是為了選出品質更好、價值更高、值得推廣的菜心品種，可結合柴喜榮等［13］花生麩處理對菜心品質及糖代謝相關酶活性的影響研究結果，王湛等［14］生物炭對有機菜心產量、品質及水分利用的影響研究結果以及陳文康等［15］廣州地區有機菜心標準化栽培技術的研究結果，將白菜薹等優質品種進行種植示范和推廣，讓廣大市民有更多優質蔬菜可供篩選。

參考文獻

［1］ 黃曲英，蘇蔚，劉少群，等.低溫、包裝和茉莉酸甲酯處理對菜心貯藏及品質的影響［J］.廣東農業科學，2009，36（12）：126-128，138.

［2］ 范勇新，羅妙明，彭維，等.菜心優質高產栽培技術［J］.廣東農業科學，2009，36（5）：177-178.

［3］ 鐘玉娟，張白鴿，羅少波，等.菜薹硝酸鹽積累與品種、營養品質之間的關系［J］.中國農學通報，2017，33（18）：49-55.

［4］ 盧宇鵬，夏巖石，溫少波，等.不同熟性菜心品質性狀的多樣性分析［J］.廣東農業科學，2020，47（5）：29-36.

［5］ 梁春紅，康云艷，柴喜榮，等.硒營養對菜心（菜薹）植株生長、產量和品質的影響［J］.廣東農業科學，2014，41（7）：33-37.

［6］ 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定：GB 5009.86—2016［S］.北京：中國標準出版社，2017.

［7］ 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品中還原糖的測定：GB 5009.7—2016［S］.北京：中國標準出版社，2017.

［8］ 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會，國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定：GB 5009.5—2016［S］.北京：中國標準出版社，2017.

［9］ 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品中膳食纖維的測定：GB 5009.88—2014［S］.北京：中國標準出版社，2016.

［10］ 陳榮宇，鐘玉娟，謝大森，等.不同菜心品種的營養品質及外在感官品質評價分析［J］.廣東農業科學，2020，47（5）：21-28.

［11］ 黃穎，吳婷，曹偉偉，等.基于主成分和聚類分析的油菜薹營養與感官品質評價 ［J］.食品與發酵工業，2020，46（17）：253-258.

［12］ 張素君.蘿卜種質資源耐抽薹性鑒定評價及相關基因的克隆分析［D］.北京：中國農業科學院，2013.

［13］ 柴喜榮，楊錦榮，王惠，等.不同花生麩處理對菜心品質及糖代謝相關酶活性的影響［J］.中國瓜菜，2022，35（3）：48-52.

［14］ 王湛，李銀坤，王利春，等.生物炭對有機菜心產量、品質及水分利用的影響［J］.農業機械學報，2018，49（12）：273-280.

［15］ 陳文康，盧波斯，馬碩，等.廣州地區有機菜心標準化栽培技術［J］.現代農業科技，2018（14）：82，86.