高胡蘿卜素型甘薯新品種莆薯17 塊根生長過程中主要營養成分的變化規律研究

鐘玉揚 崔紀超 余金姜 武小霞 洪鼎剴 鄭建揚

（莆田市農業科學研究所，福建莆田 351100）

甘薯富含淀粉、蛋白質、胡蘿卜素、粗纖維、維生素C、粗脂肪、可溶性糖、還原糖等多種營養物質，被視為營養均衡的優質食物[1]。近年來，隨著人們生活水平的改善和健康消費觀念的不斷提高，甘薯營養品質成為人們關注的焦點。紅心甘薯品種除含有普通甘薯一般的營養成分外，還含有胡蘿卜素，而β-胡蘿卜素是合成維生素A 的重要前體物質[2]。維生素A 缺乏是造成“夜盲癥”的主要原因，可導致兒童生長遲緩、貧血、免疫力下降[3]。食用高胡蘿卜素甘薯可在一定程度上緩解維生素A 缺乏的問題[4]。目前，有關高胡蘿卜素甘薯品種的研究主要集中在栽培措施[5]、合成基因表達[6]、含量測定[7]等方面，而對高胡蘿卜素甘薯品種塊根生長過程的研究則相對較少。張小明等[8]研究了β-胡蘿卜素在甘薯膨大期塊根不同部位的變化規律。后猛等[9]對品種間甘薯塊根類胡蘿卜素變化規律和主要經濟性狀相關性進行了研究，但對主要營養成分變化規律及其相互關系的研究未全面涉及。為此，本研究分析了高胡蘿卜素甘薯新品種莆薯17塊根生長過程中主要營養成分的變化規律及其相互關系，為該品種選擇合適的收獲時間及品種改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為福建莆田市農業科學研究所選育的高胡蘿卜素甘薯新品種莆薯17。

1.2 方法

2022 年8 月18 日，于福建省莆田市荔城區黃石鎮清前村農作物試驗基地種植莆薯17，試驗地前茬為小白菜，其土壤理化性狀：pH 7.1，有機質含量17.6 g/kg，堿解氮68.6 mg/kg，有效磷142.7 mg/kg，速效鉀252 mg/kg。大田栽插后75、90、120和140 d分別取樣，樣品委托福建省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所進行β-胡蘿卜素、蛋白質、總氨基酸、粗脂肪、粗纖維、維生素C、還原糖及可溶性糖含量的檢測。β-胡蘿卜素采用GB 5009.83—2016《食品安全國家標準 食品中胡蘿卜素的測定》方法；蛋白質采用GB 5009.5—2016 食品安全國家標準食品中蛋白質的測定方法；總氨基酸采用GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》方法；粗脂肪采用GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》方法；粗纖維采用GB 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》方法；維生素C 采用GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》方法；還原糖采用GB 5009.7—2016《食品安全國家標準 食品中還原糖的測定》方法；可溶性糖采用NY/T 5009.86—2016《蔬菜及其制品中可溶性糖的測定 銅還原碘量法》。

1.3 試驗數據處理

采用Excel 2007與SPSS軟件進行數據處理分析。

2 結果與分析

2.1 莆薯17塊根發育過程中氨基酸含量的變化

從圖1 可以看出，莆薯17 塊根總氨基酸含量從75 d 開始逐漸上升，90 d 時含量達到最高值（0.64 g/100 g），之后一直到收獲，呈緩慢下降趨勢。說明在75～90 d 期間總氨基酸含量增幅最大，本時期是氨基酸積累的主要時期。

圖1 莆薯17塊根中總氨基酸含量的變化

2.2 莆薯17塊根發育過程中維生素C含量的變化

從圖2 可以看出，莆薯17 塊根維生素C 含量從栽后75～90 d 緩慢上升，90～120 d 保持相對穩定，120 d 時含量最高（27.3 mg/100 g），隨后一直到收獲，維生素C含量開始下降。

圖2 莆薯17塊根中維生素C含量的變化

2.3 莆薯17塊根發育過程中β-胡蘿卜素含量的變化

從圖3可以看出，莆薯17塊根β-胡蘿卜素含量從75 d開始快速上升，積累速率高，90 d時達到最高值（1 545 μg/100 g），說明β-胡蘿卜素含量在75～90 d 期間增幅最大，是β-胡蘿卜素積累的重要時期。從90 d開始一直到收獲，β-胡蘿卜素含量呈緩慢下降趨勢。

圖3 莆薯17塊根中β-胡蘿卜素含量的變化

2.4 莆薯17塊根發育過程中蛋白質含量的變化

從圖4可以看出，莆薯17塊根蛋白質含量從75 d開始呈下降趨勢，120 d時含量最低（0.84 g/100 g），隨后一直到收獲呈緩慢回升趨勢。從75～120 d，莆薯17的蛋白質含量總體表現出下降趨勢，說明蛋白質前期積累的速率較快。

圖4 莆薯17塊根中蛋白質含量的變化

2.5 莆薯17塊根發育過程中粗脂肪含量的變化

從圖5 可以看出，莆薯17 塊根粗脂肪含量從75 d 開始快速下降，然后在90～120 d 呈緩慢下降趨勢，120 d 時含量最低（0.1 g/100 g），隨后一直到收獲呈緩慢回升趨勢，整個生育期粗脂肪含量波動較大。

圖5 莆薯17塊根中粗脂肪含量的變化

2.6 莆薯17塊根發育過程中還原糖含量的變化

從圖6 可以看出，莆薯17 塊根還原糖含量從75 d 開始呈快速下降趨勢，然后在90～120 d 下降趨緩，120 d時含量最低（2.2 g/100 g），隨后一直到收獲呈回升趨勢。與粗脂肪含量變化的趨勢相似，但在后期還原糖含量回升幅度較小，說明還原糖含量在前期積累的速率較快。

圖6 普薯17塊根中還原糖含量的變化

2.7 莆薯17塊根發育過程中可溶性糖含量的變化

從圖7 可以看出，莆薯17 塊根可溶性糖含量從75 d 開始呈下降趨勢，90 d 時為最低值（4.92%），從90 d 開始一直到收獲，呈緩慢上升趨勢，140 d 時為最高值（5.93%）。

圖7 莆薯17塊根中可溶性糖含量的變化

2.8 莆薯17塊根發育過程中粗纖維含量的變化

從圖8 可以看出，莆薯17 塊根粗纖維含量呈“上升—下降—上升”近似“Z”字形的變化趨勢，從栽后75～90 d開始上升，90～120 d開始下降，120 d時含量最低（0.70%），隨后一直到收獲，又開始緩慢上升。

圖8 莆薯17塊根中粗纖維含量的變化

2.9 莆薯17塊根主要營養成分間的相關性分析

在甘薯生長發育過程中，塊根各營養品質組分既相互獨立又相互聯系，大多數品質指標之間具有一定的相關性[10]。為了解莆薯17 主要營養成分成分品質性狀之間的相互關系，對其生長發育過程中的8 個品質性狀進行了相關性分析，其結果見表1。由表1可知，莆薯17塊根維生素C含量與可溶性糖、粗脂肪含量表現出顯著負相關。其余主要營養成分品質性狀之間表現出正相關的有：β-胡蘿卜素含量與維生素C、總氨基酸、粗纖維含量；總氨基酸含量與維生素C、蛋白質、粗纖維含量；蛋白質與還原糖、粗脂肪、粗纖維、可溶性糖；粗脂肪含量與可溶性糖含量。表現出負相關的有：總氨基酸含量與粗脂肪、還原糖、可溶性糖含量；維生素C含量與蛋白質、還原糖、粗纖維含量；β-胡蘿卜素含量與蛋白質、粗脂肪、還原糖、可溶性糖含量。

表1 莆薯17營養成分的相關性分析

3 討論與結論

3.1 討論

本研究中，莆薯17 塊根β-胡蘿卜素、氨基酸和維生素C含量在塊根生長過程中呈現先升后降的變化趨勢，β-胡蘿卜素、氨基酸含量均在90 d 達到最高值，維生素C 含量在120 d 達到最高值。莆薯17塊根蛋白質、粗脂肪、還原糖、可溶性糖的含量呈現先降后升變化波動趨勢，除可溶性糖含量最低值在90 d 外，其余的最低值均在120 d。莆薯17 塊根粗纖維呈“上升—下降—上升”近似“Z”字形的變化趨勢。后猛等[11]研究表明，高胡蘿卜素型甘薯新品系徐渝薯34塊根塊根β-胡蘿卜素含量變化動態為“升高—降低”的單峰波動曲線。這與本研究中莆薯17塊根β-胡蘿卜素含量變化趨勢結果相符。張曉艷等[12]研究表明，蛋白質含量在塊根形成期較高，此后逐漸下降，到收獲期又略有提高。這與本研究蛋白質含量含量變化趨勢結果相符。梁媛媛等[13]研究發現，可溶性糖含量在甘薯塊根整個生長期間的變化趨勢為前期高，隨后開始降低，一般在100 d左右最低，生長中期穩定波動，生長末期再緩慢上升。這與莆薯17塊根還原糖含量的變化趨勢相似。

在研究莆薯17塊根主要營養成分間的相互關系時發現，維生素C含量與可溶性糖、粗脂肪含量表現出顯著負相關，這說明同時提高莆薯17塊根中維生素C含量與粗脂肪含量，或者維生素C含量與可溶性糖含量的可能性很小。其余各營養成分之間表現為正相關或負相關，但均未達到顯著或極顯著水平。

莆薯17 塊根的β-胡蘿卜素、氨基酸、維生素C含量呈現先上升后下降的波動趨勢。莆薯17 塊根的蛋白質、可溶性糖和還原性糖含量在生長前期高，后期波動變化，粗纖維含量高會影響口感。因此，甘薯的最佳收獲時期應綜合考慮上述因素。

3.2 結論

甘薯胡蘿卜素含量受栽培條件影響較大，不同生長期含量變化較大。本研究中，莆薯17的β-胡蘿卜素、總氨基酸含量在生長過程中表現出“升高—降低”的波動曲線；蛋白質、粗脂肪、還原糖和可溶性糖含量的波動曲線相似，表現出“降低—升高”的變化趨勢；粗纖維含量表現出“升高—降低—升高”的變化趨勢；維生素C含量表現出先緩慢上升、后緩慢下降變化趨勢。鮮薯維生素C 含量與粗脂肪含量、可溶性糖含量呈顯著相關。