不同品種恰瑪古（蕪菁）營養品質分析及綜合評價

摘 要：【目的】研究不同品種恰瑪古（蕪菁）營養功能成分的差異，綜合評價新疆阿克蘇地區柯坪縣恰瑪古品質特性，為新疆阿克蘇地區柯坪縣優質恰瑪古種質資源開發提供理論依據。

【方法】以新疆阿克蘇地區柯坪縣的白色小恰瑪古、黃色恰瑪古、紫色恰瑪古和白色大恰瑪古4個恰瑪古品種為材料，分別測定粗纖維、總糖、可溶性固形物、蛋白質、氨基酸、多種礦物元素等34種基礎性營養指標和3種功能性成分指標；采用相關性、主成分及聚類分析方法綜合評價新疆阿克蘇地區柯坪縣恰瑪古品質。

【結果】在測定的34種基礎性營養指標中，不同品種恰瑪古中的水分含量無顯著性差異，粗纖維、可滴定酸、總糖、還原糖、蔗糖、VC、可溶性固形物、蛋白質、氨基酸和礦物元素指標有顯著性差異，3種功能性成分指標中粗多糖、總黃酮、皂苷含量有顯著性差異。在不同的品質指標之間均存在極顯著性（Plt;0.01）或顯著性差異（Plt;0.05）。提取獲得的前4個主成分累積貢獻率達到98.882%（反映大多數原變量信息）。黃色恰瑪古綜合評分排序最高，白色小恰瑪古次之，紫色恰瑪古和白色大恰瑪古分別為位列第3和第4。

【結論】新疆阿克蘇地區柯坪縣恰瑪古的營養功能成分之間存在品種間差異，而水分和總氨基酸含量在不同品種間基本穩定，不同品質指標之間均存在一定的相關性。獲得4個主要成分可以表征不同品質指標的大部分信息，黃色恰瑪古為品質最佳品種。

關鍵詞：恰瑪古；營養成分；功能性成分；品質評價

中圖分類號：S632.9 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2024）04-0926-12

0 引 言

【研究意義】恰瑪古（蕪菁Brassica rapa L.），是十字花科蕓薹屬蕪菁亞種［1］。恰瑪古在新疆阿克蘇地區、喀什地區、和田地區等地廣泛種植，恰瑪古富含生物堿、黃酮、皂苷和多糖等生物活性成分［2， 3］，具有提高免疫力、抗氧化等多種功效［4， 5］。新疆阿克蘇地區柯坪縣是恰瑪古優勢產區，分析和綜合評價其營養品質對該地開發利用恰瑪古產品有重要意義。【前人研究進展】目前恰瑪古品質研究主要集中在不同產地、不同種植品種以及不同部位的營養成分測定［6-9］。恰瑪古富含多糖［10， 11］、黃酮［12-15］、硫代葡萄糖苷類［16-19］等物質。趙瀅等［20］研究發現，恰瑪古多糖成分具有抗氧化活性，能夠清除羥基自由基和DPPH自由基，低濃度的多糖就能達到較好的抗氧化作用。王娜等［21］以19份國內外不同來源的恰瑪古為研究對象，對其可溶性糖、可溶性蛋白質等5個營養品質指標進行測定和比較，結果表明，綜合營養品質最好的2個品種均為新疆當地品種。馬一棟等［22］對50份恰瑪古種質資源的根肉組織進行營養指標檢測，相比較與其他十字花科蔬菜（大白菜、青蘿卜等），恰瑪古含有更高的VC含量與可溶性蛋白含量。【本研究切入點】目前對于新疆阿克蘇地區柯坪縣恰瑪古品質綜合評價研究報道較少，缺少明確的數據支撐其特色品質，無法體現其特色品質。需研究恰瑪古營養成分組成和含量的差異。

【擬解決的關鍵問題】測定新疆阿克蘇地區柯坪縣不同品種恰瑪古的營養功能成分，結合多元分析綜合評價恰瑪古的品質特性，為恰瑪古產品精深加工和開發提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 恰瑪古

試驗設在新疆阿克蘇地區柯坪縣阿恰勒鎮吐拉村、喀拉瑪村、庫木魯勒村、蓋孜力克村，分別采集白色小恰瑪古、黃色恰瑪古、紫色恰瑪古和白色大恰瑪古，隨機選取成熟期生長良好，長勢一致，無病害的植株，采樣依據為對角線法則。恰瑪古鮮樣用攪拌機破碎，混合均勻。制備完成的恰瑪古鮮樣裝入潔凈聚乙烯瓶中，密封，于-18℃冰箱保存備用。

1.1.2 主要儀器與設備

XSE204分析天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）；iCAP Q型電感耦合等離子體原子發射光譜儀（美國 Thermo 公司）；Waters e 2695型高效液相色譜儀（美國 Waters 公司）；CEM Mars6型微波消解儀（美國 CEM 公司）；UV-2700型紫外分光光度計（日本島津公司）；L-8900型全自動氨基酸分析儀（日本日立公司）；8400型全自動凱氏定氮儀（丹麥福斯有限公司）；

1.2 方 法

參照GB 5009.3-2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中的第二法測定水分含量；

參照GB 5009.8-2016《食品安全國家標準 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》中的第二法測定總糖、蔗糖含量；

參照GB 5009.7-2016《食品安全國家標準 食品中還原糖的測定》中的第一法測定還原糖含量；

參照NY/T 2637-2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法》測定可溶性固形物含量；

參照GB 12456-2021《食品中總酸的測定》中的第一法測定可滴定酸含量；

參照GB 5009.86-2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》中的第三法測定VC含量；

參照GB/T 5009.10-2003《植物類食品中粗纖維的測定》測定粗纖維含量；

參照GB 5009.5-2016《食品中蛋白質的測定》中的第一法測定蛋白質含量；

參照GB 5009.124-2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》測定氨基酸含量；

參照GB/T 5009.268-2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》測定礦物元素含量；

參照SN/T 4260-2015《出口植物源食品中粗多糖的測定 苯酚硫酸法》測定粗多糖含量；

參照張麗靜等［23］測定總黃酮、皂苷含量。

1.3 數據處理

采用Excel 2010和SPSS 26.0對數據進行統計和方差分析（Analysis of variance，ANOVA），采用最小顯著性法（Least significance difference，LSD）、鄧肯方差分析法（Duncan）進行單因素方差分析和多重比較，差異顯著性水平為P＜0.05，并對所測樣本進行相關性分析（Correlation Analysis，CA）、主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）及聚類分析（Hierarchical clustering analysis，HCA）。檢驗各指標正態分布特性，進行Pearson積差相關性分析。將恰瑪古品質指標數據標準化處理與降維，通過因子分析與協方差矩陣計算得出對應因子分析系數和特征值，計算出對應指標的貢獻率、主成分分析系數及綜合權重。聚類分析采用系統聚類組間聯接歐氏距離法。數據用均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 不同品種恰瑪古營養功能成分特異性

研究表明，恰瑪古的營養功能成分具有品種特異性。不同品種恰瑪古營養功能成分中水分含量無顯著性差異，粗纖維、粗多糖、可滴定酸、總糖、還原糖、蔗糖、VC、可溶性固形物、總黃酮、皂苷、蛋白質含量在不同品種間存在顯著性差異（Plt;0.05）。黃色恰瑪古中，粗纖維、粗多糖、總糖、還原糖、VC、可溶性固形物、皂苷的含量均為最高；其中總糖、還原糖、VC和皂苷含量顯著高于其他3個品種（Plt;0.05），而粗纖維和粗多糖含量顯著高于紫色恰瑪古和白色大恰瑪古（Plt;0.05）。紫色恰瑪古可滴定酸和總黃酮含量分別為（0.21±0.02）g/100g和（0.126 5±0.001 2）mg/g，顯著高于其他3個品種；白色大恰瑪古中蔗糖含量為（2.24±0.10）g/100g顯著高于其他3個品種。表1

2.2 不同品種恰瑪古礦物元素含量變化

研究表明，恰瑪古中富含鉀、鈉、鈣和磷4種礦物元素，其中鉀元素含量最高為（3 804.69±216.97）mg/kg（白色大恰瑪古）。不同品種恰瑪古礦物元素含量中銅含量無顯著性差異，鈣、鐵、鉀、鎂、錳、鈉、磷含量均有顯著性差異（Plt;0.05）。4個不同品種恰瑪古中礦物元素總量由高到低順序依次為白色小恰瑪古gt;白色大恰瑪古gt;紫色恰瑪古gt;黃色恰瑪古，其中白色小恰瑪古中鈣、鎂、錳含量顯著高于其他品種，而鈉含量顯著高于黃色恰瑪古和紫色恰瑪古。不同品種恰瑪古的礦物元素種類具有相似的分布規律，但在不同品種中的礦物元素含量存在顯著性差異。表2

2.3 不同品種恰瑪古氨基酸含量變化

研究表明，不同品種恰瑪古中共檢測出17種氨基酸，其中含有蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸等7種成人必需氨基酸，恰瑪古中氨基酸組分較豐富。黃色恰瑪古中含量最高的必需氨基酸為蛋氨酸，而其他必需氨基酸均在白色小恰瑪古中含量最高，不同品種恰瑪古中的必需氨基酸中蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸含量無顯著性差異（Plt;0.05）。非必需氨基酸中脯氨酸為不同恰瑪古品種中含量最高的氨基酸，在白色小恰瑪古、黃色恰瑪古、紫色恰瑪古、白色大恰瑪古分別占氨基酸總量的34.50%、32.85%、26.08%、27.68%。紫色恰瑪古中藥用氨基酸總量最高（935.74 mg/100g），占氨基酸總量的55.18%，其次是白色大恰瑪古為（826.72 mg/100g），占總氨基酸含量的52.56%。不同品種恰瑪古中含有豐富的鮮味氨基酸和甜味氨基酸，其中鮮味氨基酸含量最高的是紫色恰瑪古為（766.36 mg/100g），占總氨基酸含量的45.19%，其次是白色大恰瑪古為（699.94 mg/100g），占總氨基酸含量的44.50%；甜味氨基酸總量最高的是白色小恰瑪古（744.94 mg/100g），其次為黃色恰瑪古（596.02 mg/100g）。芳香族氨基酸和含硫氨基酸含量最高的分別為白色小恰瑪古和黃色恰瑪古，占總氨基酸含量的5.15%和1.74%。必需氨基酸、非必需氨基酸、藥用氨基酸和味覺氨基酸在不同品種恰瑪古中各具優勢。表3～4，圖1

2.4 比較不同品種恰瑪古品質性狀

2.4.1 不同品種恰瑪古品質性狀的相關性

研究表明，不同品種恰瑪古的14項品質指標之間均呈不同程度的相關性。14種營養元素之間呈現顯著相關（Plt;0.05）或極顯著相關（Plt;0.01）。不同品種恰瑪古中，水分含量與可滴定酸、蔗糖、總黃酮、蛋白質含量之間呈顯著正相關；粗纖維含量與總糖、還原糖、VC、可溶性固形物含量之間呈極顯著正相關；粗多糖含量與總糖、還原糖、可溶性固形物含量呈極顯著正相關；可滴定酸含量與蛋白質含量呈顯著正相關；總糖含量與還原糖、可溶性固形物含量呈極顯著正相關，與蛋白質、總礦物元素含量呈極顯著負相關；還原糖含量與蔗糖、蛋白質、總礦物元素含量呈極顯著負相關；VC含量與總礦物元素含量之間呈顯著負相關；可溶性固形物含量與皂苷含量之間呈顯著正相關；總黃酮含量與蛋白質含量呈極顯著正相關；蛋白質含量與總礦物元素含量呈極顯著正相關。各品質指標間既呈一定相關性又存在一定獨立性，包含一些重疊信息。表5

2.4.2 不同品種恰瑪古品質性狀的主成分

研究表明，根據主成分累計貢獻率大于85%的標準，共確定了4個主成分，第一、二、三、四主成分對總方差的貢獻率分別為55.545%、22.866%、12.125%、8.346%，累計貢獻率為98.882%，累計貢獻率值大于85%且特征值大于1，提取的主成分對評價恰瑪古品種綜合品質具有一定的代表性。第一主成分中載荷值絕對值排前三位的是蛋白質、還原糖、總糖，第一主成分可以定義為蛋白質、還原糖、總糖的綜合表現。第二主成分中載荷值前三位的是皂苷、氨基酸含量、可滴定酸，第二主成分可以定義為皂苷、氨基酸含量、可滴定酸指標的綜合表現。第三主成分中載荷值絕對值前三位的是VC、蔗糖、水分成正相關，第三主成分可以定義為VC、蔗糖、水分指標的綜合表現。第四主成分中載荷值絕對值前三位的是礦物元素含量、粗多糖、氨基酸含量，第四主成分可以定義為礦物元素含量、粗多糖、氨基酸含量的綜合表現。蛋白質、還原糖、總糖、皂苷、總氨基酸、可滴定酸、VC、蔗糖、水分、總礦物元素含量、粗多糖是影響不同品種恰瑪古品質的主要指標。

設提取的主成分1、2、3、4得分分別為Y1、Y2、Y3、Y4，根據表7建立各成分得分模型：

Y1=-0.577 1X1+0.764 7X2+0.849 6X3-0.579 5X4+0.932 7X5+0.945 8X6-0.687 6X7+0.659 1X8+0.807 8X9-0.746 3X10+0.378 3X11-0.960 4X12-0.778 1X13-0.498 8X14.

Y2=0.582 3X1+0.405 5X2-0.002 8X3+0.744 4X4+0.348 5X5+0.285 0X6-0.1.662X7-0.171 9X8+0.557 3X9+0.504 0X10+0.821 1X11-0.151 7X12+0.017 4X13+0.788 4X14.

Y3=0.508 8X1+0.467 8X2-0.108 6X3-0.002 8X4+0.080 7X5-0.154 2X6+0.703 1X7+0.717 8X8-0.098 8X9+0.022 0X10-0.350 8X11-0.032 6X12-0.183 8X13-0.004 8X14.

Y4=0.228 3X1+0.145 8X2+0.510 1X3-0.298 0X4-0.007 9X5-0.003 5X6-0.025 7X7-0.123 1X8+0.159 9X9-0.371 2X10-0.239 4X11+0.225 5X12+0.582 9X13+0.344 6X14.

以表6中提取出的4個主成分的方差貢獻率作為權重，對各主成分得分進行加權求和，建立評價函數：F=0.561 7Y1+0.231 2Y2+0.122 6Y3+0.084 4Y4，將不同品種恰瑪古計算出的Y1、Y2、Y3、Y4得分帶入評價函數中，計算不同品種恰瑪古品質的綜合得分，4種恰瑪古的品質綜合得分在-0.906 5～2.329 6，其中黃色恰瑪古綜合品質得分排名第一為2.329 6，其次為白色小恰瑪古，紫色恰瑪古排名第三，白色大恰瑪古得分最低，黃色恰瑪古綜合品質最優。表6～8

2.4.3 不同品種恰瑪古品質性狀的聚類

研究表明，所測定的營養功能成分對4個品種恰瑪古能夠實現較好的區分，4個品種被劃分兩大類，紫色恰瑪古與白色小恰瑪古營養功能成分組成結構相近，其次為白色大恰瑪古，3個品種聚為一類。而黃色恰瑪古成分優勢明顯集中在粗纖維、VC、粗多糖、還原糖、總糖、可溶性固形物這一簇，與前3個品種成分優勢顯著不同，該品種獨自構成另一類。各指標被劃分為兩大類，粗纖維、VC、粗多糖、還原糖、總糖、可溶性固形物劃分為一類；皂苷、水分、總氨基酸含量、可滴定酸、總黃酮、蔗糖、總礦物元素、蛋白質含量這幾種指標被劃分在另一大類中，其中皂苷、水分、總氨基酸、可滴定酸、總黃酮關系密切，聚為一小類，蔗糖、蛋白質、總礦物元素含量成分再聚為另一小類。圖2

3 討 論

3.1

青海省玉樹藏族自治州曲麻萊縣蕪菁中蛋白質、總氨基酸和總皂苷含量最高，稱多縣蕪菁中總糖含量最

高，囊謙縣蕪菁中粗纖維和總礦物質元素含量最高［23］。綠昆蕪菁具有高氨基酸、高礦質元素、高蛋白、低酸等優良品質［4］。不同地區及品種之間的評價分析揭示，恰瑪古（蕪菁）品質評價也呈現異質性。不同地區來源的50份蕪菁品質評價表明，來源于中國青海（G2）和日本（T11）的兩種蕪菁的總礦質元素含量最高，G4具有突出的總氨基酸含量［24］。基于主成分與聚類分析綜合評價西藏15個產地蕪菁發現，總酸、黃酮、VC、還原糖及 DPPH自由基清除能力為核心品質指標，為西藏蕪菁品質評價提供了理論依據［6］。恰瑪古（蕪菁）的營養品質分析和綜合評價對于闡明地域差異的營養成分特性和發掘當地優異品種具有重要意義。

3.2

研究表明，不同品種恰瑪古中的多種營養成分存在顯著性差異，其中還原糖和皂苷含量具有顯著的品種特異性，還原糖和皂苷含量可能是區分品質的重要營養指標。皂苷除了具有藥物的治療作用，還表現出抗真菌、抗病毒和抗菌活性［25］。礦物元素對于維持細胞穩態、促進骨骼發育、保護神經系統和肌肉生理功能具有重要作用［26， 27］。新疆阿克蘇地區柯坪縣不同品種恰瑪古中礦物元素含量具有元素特異性，例如，鉀含量在3 804.69～3 547.07 mg/kg，而銅含量在0.379 0～0.388 0 mg/kg，且相同元素在不同品種之間存在顯著性差異。礦物元素是植物生長所必需的，不同元素含量之間相互關聯，影響植物的整體的營養價值［28］。氨基酸對于人體發育具有重要功能［29-31］，其中谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、絲氨酸、脯氨酸等氨基酸能夠呈現出特有的鮮味和甜味［24］。不同品種的恰瑪古氨基酸種類豐富，總氨基酸含量在1 365.41～1 705.56 mg/100g，不同地理位置對恰瑪古氨基酸含量具有重要影響［4， 24］。此外，不同氨基酸分類表明，白色小恰瑪古中必需氨基酸總量最高，紫色恰瑪古中藥用氨基酸總量和鮮味氨基酸總量最高，黃色恰瑪古中甜味氨基酸總量最高，恰瑪古的氨基酸組成及含量具有品種異質性。不同營養元素之間存在極顯著性（Plt;0.01）或顯著性相關（Plt;0.05），恰瑪古中的營養功能成分變化是多種元素相互影響的結果。

4 結 論

不同品種恰瑪古品質指標之間存在顯著性差異，且黃色恰瑪古總體呈現出特有的品質優勢。部分指標之間存在極顯著相關性；在運用主成分分析提取出4個主成分，累計貢獻率達到98.882%。從34項品質指標中篩選出主要品質指標，即蛋白質、還原糖、總糖、皂苷、總氨基酸、可滴定酸、VC、蔗糖、水分、總礦物元素含量、粗多糖。計算各成分得分，通過建立品質得分模型得到排序為黃色恰瑪古gt;白色小恰瑪古gt;紫色恰瑪古gt;白色大恰瑪古，即新疆阿克蘇地區柯坪縣黃色恰瑪古營養品質得分排名第一，黃色恰瑪古綜合品質最好。4個品種恰瑪古可以劃分為兩大類，其中黃色恰瑪古單獨聚為一類。

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