不同荚色豇豆品种花青素和营养成分含量变化分析

张红梅 许文静 陈华涛 刘晓庆 张智民 崔晓艳 袁星星 顾和平 陈新

摘要：【目的】分析不同莢色品种豇豆花青素和营养成分含量的变化规律，为豇豆特色品种选育及其规模化生产提供参考依据。【方法】以白荚的苏豇1419、紫荚的苏紫41、青荚的苏青29和绿白荚的苏豇3号为材料，测定分析其不同发育时期嫩荚及商品荚的花青素、矿物质（钙、镁和铁）及常规营养成分（可溶性蛋白、可溶性总糖、纤维素、维生素C、淀粉、干物质和脂肪）含量。【结果】苏紫41商品荚的花青素含量为330.48 nmol/gFW，极显著高于其他3个不同荚色品种（P<0.01）；苏豇1419的钙含量最高（1295.75 mg/kgDW），显著高于苏豇3号和苏紫41（P<0.05）；4个不同荚色豇豆品种均有各自突出的常规营养成分。在豆荚发育过程中，苏豇1419、苏豇3号和苏青29的花青素含量（3.92～30.98 nmol/gFW）均有明显变化，但变化范围明显小于苏紫41（花青素含量为174.33～644.52 nmol/gFW）；苏豇1419、苏豇3号和苏紫41的可溶性蛋白含量呈先上升后下降的变化趋势，苏青29呈上升—下降—上升的变化趋势；苏豇1419、苏青29和苏豇3号的可溶性总糖含量总体上呈上升趋势，苏紫41呈上升—下降变化趋势；苏豇1419、苏豇3号和苏青29 的维生素C含量最高值分别出现在前期荚（长30 cm）、后期荚（长40 cm）和前期荚（长30 cm），苏紫41的维生素C含量最高值出现在后期荚（长50 cm）；4个不同荚色品种豇豆豆荚的纤维素含量总体上也呈上升趋势。不同荚色品种豇豆的花青素含量与营养成分含量间存在不同程度的协同或拮抗关系。【结论】紫荚的苏紫41花青素含量最高，青荚的苏青29纤维素含量较高、脂肪含量较低，白荚的苏豇1419钙和脂肪含量较高，绿白荚的苏豇3号营养成分含量一般，这些特征可供豇豆特色品种选育及其规模化生产参考利用。

关键词： 豇豆；花青素；营养成分；变化特性

中图分类号： S643.4 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）06-1080-06

Abstract：【Objective】Variations of anthocyanin contents and nutrient component contents of yardlong bean varieties with various pod colors were studied in order to provide reference for breeding of yardlong bean and large-scale planting.【Method】Yardlong bean varieties Sujiang 1419（white pod）， Suzi 41（purple pod）， Suqing 29（green pod） and Sujiang No.3（green-white pod） were selected as the materials. Anthocyanin，mineral（calcium，magnesium and iron） and conventional nutrient contents（soluble protein，soluble total sugar，cellulose，vitamin C，starc，dry matter and fat） in different development periods of tender pods and commercial pods were measured and analyzed. 【Result】As for commercial pods， the content of anthocyanin in Suzi 41 was 330.48 nmol/gFW，which was extremely significantly higher than that of the other three varieties（P<0.01）. Content of calcium in Sujiang 1419 was the highest（1295.75 mg/kgDW），which was significantly（P<0.05） higher than that of Suijiang No.3 and Suzi 41.The four yardlong bean varieties with different pod colors had their own prominent conventional nutrient contents. During development period of pods，there were significant or obvious changes in anthocyanin content（3.92-30.98 nmol/gFW） of Sujiang 1419，Sujiang No.3 and Suqing 29，but the variation range of which was lower than that of Suzi 41（174.33-644.52 nmol/gFW）. The changes of soluble protein content was in an up-down trend in Sujiang 1419，Sujiang No.3 and Suzi 41，but it appeared up-down-up trend in Suqing 29. The total soluble sugar content rised continuously in Sujiang 1419，Suqing 29 and Sujiang No.3，but it rose and then fell in Suzi 41. The highest value of vitamin C content appeared at early pod（30 cm in length） stage in Sujiang 1419 and Suqing 29，but it was at late pod in Sujiang No.3（40 cm in length） and Suzi 41（50 cm in length）. Cellulose content of the four yardlong bean varieties with different pod colors showed an increasing trend. There were synergic relationship or antagonism relationship between anthocyanin content and nutrient component contents in pods of different yardlong beans. 【Conclusion】Suzi 41 with purple pods contains the highest content of anthocyanins； Suqing 29 with green pods contains high content of cellulose and low content of fat； Sujiang 1419 with white pods contains high calcium and fat content and Sujiang No.3 with green-white pods contains general nutrient content. These characteristics can be used for breeding special varieties of yardlong bean and its large-scale planting.

Key words： yardlong bean； anthocyanin； nutrient component； variation characteristics

0 引言

【研究意义】我国豇豆种植面积常年维持在33万ha以上，主要产区为河北、河南、江苏、浙江、安徽、四川、重庆、湖北、湖南和广西（潘磊等，2014）。豇豆为一年生草本植物，经济价值较高，其豆芽、幼苗、嫩荚均可作蔬菜食用，是我国重要的夏季豆类蔬菜品种之一。紫皮豇豆富含维生素B、维生素C和植物蛋白，尤其是花青素含量更高，具有超强的抗氧化能力，有助于人体抵御癌症、心血管疾病及与机体衰老相关的疾病（Yoshimoto et al.，1999；Wang et al.，2000；Kong et al.，2003），是优良保健蔬菜及花青素来源蔬菜（高华杰等，2010）。自然界中有300多种花青素来源于不同品种的水果和蔬菜，如紫甘薯、越橘、酸果蔓、蓝莓、葡萄、接骨木红、黑加仑、紫胡罗卜和红甘蓝等，但近年来关于豇豆不同荚色品种选育及其花青素含量状况方面的研究极少。因此，分析不同品种豇豆花青素和营养成分含量的变化规律，对豇豆优良特色品种选育及开发利用具有重要意义。【前人研究进展】谢文华和王瑞昌（1989）用相关性分析及通径分析方法研究构成长豇豆产量各性状间及其与蛋白质间的关系，结果表明，单株结莢数是决定产量至关重要的性状。蛋白质含量与豆荚长度呈显著正相关，荚长是决定蛋白质含量的主要性状，且荚长的广义遗传力达93.6%，选择效果好。豇豆的荚色多种多样，常见的有深绿色、淡绿色、紫红色、血红色、银白色和斑驳色等（张渭章等，1992）。汪雁峰等（1993）研究认为，绿荚与淡绿荚、紫荚与淡绿荚间均仅表现1对等位基因差异，一个位点基因控制绿荚和淡绿荚，另一基因位点控制紫荚和非紫荚，紫荚∶绿荚∶淡绿荚呈12∶3∶1分离。陈禅友等（2002）对长豇豆荚色的研究结果表明，荚色因材料不同有的表现为质量性状，且紫荚对浅绿荚为显性、浅绿荚对绿荚为显性、白荚对浅绿荚为显性；有的表现为数量性状，即由多基因控制。高华杰等（2010）研究发现，紫皮豇豆花色苷含量较高，主要为含飞燕草色素、矢车菊色素和天竺葵色素的葡萄糖苷3种花色苷，其中矢车菊葡糖糖苷相对含量达93.4%。隋华嵩等（2013）的研究结果显示，紫红豇豆豆荚与种子的紫红色素在紫外区的最大吸收波长分别为270和207 nm，在可见区的最大吸收波长分别为542和481 nm，紫红色素水溶性好。祖艳霞等（2016）研究发现，青荚盐豇1号和紫荚盐紫豇2号豇豆的钙、镁、铁、干物质、纤维素及可溶性蛋白含量差异不显著，可溶性糖、淀粉和纤维素含量差异显著；盐紫豇2号的花青素、淀粉和可溶性糖含量显著高于盐豇1号，而盐豇1号的脂肪和维生素C含量显著高于盐紫豇2号。【本研究切入点】目前，针对不同荚色品种豇豆嫩荚发育过程中花青素和营养成分含量变化规律的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】分析不同荚色豇豆品种商品荚及其不同发育时期嫩荚花青素和营养成分含量的变化规律，以期为优质豇豆品种选育及其规模化生产提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试豇豆品种苏豇1419、苏豇3号、苏青29和苏紫41均由江苏省农业科学院蔬菜研究所提供，各品种性状见表1。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 试验设计 试验于2015年春季在江苏省农业科学院六合动物基地大棚内进行。采用垄作栽培，畦面连沟120 cm起垄做畦，垄宽80 cm，垄高35 cm，垄间距40 cm；每垄种植豇豆2行，行距60 cm，穴距30 cm，每穴种植2株，行长4 m，每小区2行。随机区组排列，3次重复。常规栽培管理。

取4个品种豇豆商品荚及其不同发育时期嫩荚（前期荚长10～30 cm；后期荚长40～50 cm），放入冰盒，迅速带回实验室，在液氮中速冻10 min后取出置于-80 ℃冰箱中，待样品收集完全后，统一测定其花青素和营养成分含量。3次重复。

1. 2. 2 测定项目及方法 花青素含量采用比色法测定（李小方等，2009）；镁、钙和铁含量采用高压消解原子吸收分光光度法测定（苏建军等，2006）；维生素C含量采用钼蓝比色法测定（李莉等，2002）；可溶性总糖含量采用蒽酮比色法、可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝比色法测定（王学奎，2006）；粗脂肪含量参照GB/T 14772-2008的索氏抽提法进行测定；淀粉含量采用碘显色法测定（徐昌杰等，1998）；纤维素含量采用冷硫酸消解蒽酮比色法测定（王学奎，2006）。

1. 3 统计分析

试验数据采用SPSS 19.0进行统计分析，以Origin 8.5制图。

2 结果与分析

2. 1 不同荚色豇豆品种商品荚花青素和矿物质含量分析

由表2可知，紫荚的苏紫41商品荚花青素含量最高（330.48 nmol/gFW），极显著高于其他3个荚色品种（P<0.01，下同），绿白荚的苏豇3号花青素含量最低（7.39 nmol/gFW），但与白荚的苏豇1419和青荚的苏豇29差异不显著（P>0.05，下同）；白荚的苏豇1419商品荚钙含量最高（1295.75 mg/kgDW），显著高于绿白荚的苏豇3号（868.85 mg/kgDW）和紫荚的苏紫41（978.98 mg/kgDW）（P<0.05，下同），但与青荚的苏青29（1041.46 mg/kgDW）差异不显著；4个不同荚色品种豇豆的镁含量均较高，为4397.80～5027.92 mg/kgDW，相互间差异不显著，而铁含量均较低，仅102.29～155.37 mg/kgDW，相互间差异不显著。说明紫荚的苏紫41可作为富含花青素豇豆品种、白荚的苏豇1419可作为富含钙豇豆品种开发利用。

2. 2 不同荚色豇豆品种商品荚常规营养成分含量分析

由表 3 可知，青荚的苏青29商品荚可溶性蛋白含量最高（4.15 mg/gDW），显著高于紫荚的苏紫41，但与绿白荚的苏豇3号和白荚的苏豇1419差异不显著；青荚的苏青29商品荚可溶性总糖含量最高（181.72 mg/gDW），极显著高于其他3个不同荚色品种；青荚的苏青29和紫荚的苏紫41纤维素含量较高（334.9和341.18 mg/gDW），极顯著高于绿白荚的苏豇3号和白荚的苏豇1419；紫荚的苏紫41淀粉和维生素C含量最高（分别为31.90 mg/gDW和87.88 mg/100 gFW），均极显著高于其他3个不同荚色豇豆品种；白荚的苏豇1419 脂肪含量（1.90%）最高，极显著高于其他3个不同荚色品种；4个不同荚色豇豆品种的干物质含量间差异不显著。说明不同荚色品种豇豆商品荚均有各自突出的常规营养成分，有利于豇豆特色品种选育和开发利用。

2. 3 不同荚色豇豆品种豆荚发育过程中花青素含量的变化

从图1可看出，紫荚的苏紫41前期荚花青素含量呈先上升后下降的变化趋势，后期荚呈上升趋势，且后期荚花青素含量显著高于前期荚；白荚的苏豇1419、绿白荚的苏豇3号和青荚的苏青29花青素含量（3.92～30.98 nmol/gFW）变化范围较小，紫荚的苏紫41的花青素含量（174.33～644.52 nmol/gFW）变化范围较大，进一步说明紫荚的苏紫41可作为富含花青素豇豆品种开发利用。

2. 4 不同荚色豇豆品种豆荚发育过程中常规营养成分含量的变化

2. 4. 1 可溶性蛋白含量的变化 从图2-A可看出，白荚的苏豇1419、绿白荚的苏豇3号和紫荚的苏紫41可溶性蛋白含量呈先升高后降低的变化趋势，青荚的苏青29可溶性蛋白含量在前期荚呈先升高后降低的变化趋势，后期荚呈升高趋势，但4个不同荚色品种豇豆的可溶性蛋白含量均以长10 cm前期荚显著低于相同品种后期荚，明显低于相同品种长20和30 cm的前期荚；前期荚可溶性蛋白含量以长30 cm绿白荚的苏豇3号最高（4.34 mg/gDW）；白荚的苏豇1419、紫荚的苏紫41和青荚的苏青29后期荚可溶性蛋白含量总体上高于前期荚。说明不同荚色品种豇豆荚长30和40 cm时期（即嫩荚由缓慢生长期转向嫩荚迅速生长期）是其蛋白质积累、转运和分配的关键时期。

2. 4. 2 可溶性总糖含量的变化 从图2-B可看出，白荚的苏豇1419、青荚的苏青29和绿白荚的苏豇3号可溶性总糖含量总体上呈上升趋势（30 cm长苏青29的前期荚除外），最高值均出现在后期荚（长50 cm），分别为219.82、196.26和250.24 mg/gDW；紫荚的苏紫41前期荚可溶性总糖含量呈上升趋势，后期荚呈降低趋势，最高值出现在前期荚（长30 cm），为176.72 mg/gDW；前期荚（长10 cm）可溶性总糖含量以紫荚的苏紫41最高，达79.79 mg/gDW。说明不同荚色品种豇豆在荚长50和30 cm阶段的可溶性总糖含量积累较多。

2. 4. 3 维生素C含量的变化 从图2-C可看出，白荚的苏豇1419、绿白荚的苏豇3号和青荚的苏青29维生素C含量呈先上升后下降的变化趋势，最高值分别出现在前期荚（长30 cm）、后期荚（长40 cm）和前期荚（长30 cm），分别为93.03、106.60和102.15 mg/100 gFW；紫荚的苏紫41维生素C含量总体上呈上升趋势，最高值出现在后期荚（长50 cm），为116.11 mg/100 gFW；长10 cm前期荚的维生素C含量以紫荚的苏紫41最高，达67.18 mg/100 gFW。说明不同荚色品种豇豆维生素C含量的波动幅度差异不明显，而总体上以荚长30～50 cm时期积累量较大。

2. 4. 4 纤维素含量的变化 从图2-D可看出，白荚的苏豇1419、青荚的苏青29和紫荚的苏紫41纤维素含量呈上升趋势，最高值均出现在后期荚（长50 cm），分别为314.14、396.55和160.86 mg/gDW；绿白荚的苏豇3号纤维素含量前期荚呈上升趋势，后期荚呈降低趋势，最高值出现在后期荚（长40 cm），为232.13 mg/gDW；处于生长初期的前期荚（长10 cm）纤维素含量以白荚的苏豇1419最低，为79.02 mg/gDW。说明不同荚色品种豇豆的纤维素含量均以后期荚（长40和50 cm）高于前期荚（长10和30 cm）。

2. 5 不同荚色豇豆品种花青素含量与营养成分含量的相关性分析结果

从表4可看出，白荚的苏豇1419、绿白荚的苏豇3号和紫荚的苏紫41花青素含量与荚长呈极显著正相关，青荚的苏青29花青素含量与荚长呈极显著负相关；白荚的苏豇1419花青素含量与可溶性蛋白和维生素C含量呈显著正相关，与可溶性总糖和纤维素含量呈极显著正相关；绿白荚的苏豇3号花青素含量与可溶性总糖含量呈显著正相关；青荚的苏青29花青素含量与可溶性总糖、维生素C和纤维素含量呈极显著负相关；紫荚的苏紫41花青素含量与可溶性蛋白和维生素C含量呈显著正相关，与纤维素含量呈极显著正相关。说明不同荚色品种豇豆荚的花青素含量与营养成分含量间存在不同程度的协同或拮抗关系，某种营养成分含量积累过多可能会促进或限制花青素含量的积累，尤以可溶性总糖和纤维素含量产生的作用更突出。

3 讨论

衡量豇豆营养品质的主要指标有粗纤维、淀粉、蛋白质和可溶性糖含量等（张渭章等，1992）。花青素是引起植物花果呈现颜色的主要物质，其含量与成分直接决定果实的色泽品质（Holton and Cornish，1995）。本研究结果表明，紫荚的苏紫41花青素含量（330.48 nmol/gFW）极显著高于其他3个不同荚色豇豆品种，说明紫豇豆富含花青素；不同荚色豇豆品种的镁含量和铁含量差异均不显著，但镁含量较高，为4397.80～ 5027.92 mg/kgDW，铁含量相对最低，仅102.29～155.37 mg/kgDW；苏青29的可溶性总糖含量、苏紫41的淀粉和维生素C含量均极显著高于其他3个不同荚色豇豆品种，与祖艳侠等（2016）对不同荚色豇豆品种的研究结果相似，说明通过筛选豇豆资源，有可能获得花青素含量和营养品质均较高的豇豆材料应用于规模化生产；4个品种豇豆的钙含量、可溶性蛋白含量及纤维素含量均存在一定的差异，与祖艳侠等（2016）的研究结果不一致，可能与试验材料本身存在差异，或与蔬菜的选择性吸收、富集能力及种植、施肥和管理方式不同等因素有关（陈民生，2007）。

本研究中，不同荚色品种豇豆豆荚发育过程中花青素含量差异较明显，且变化规律不同，其中，白荚的苏豇1419、绿白荚的苏豇3号和青荚的苏青29花青素含量（3.92～30.98 nmol/gFW）在豆荚发育过程中虽有明显变化，但相对于紫荚的苏紫41（花青素含量为174.33～644.52 nmol/g），其变化范围较小，进一步说明紫荚的苏紫41可作为富含花青素豇豆品种开发利用。4个不同荚色品种豇豆前期荚（长10 cm）的可溶性蛋白、可溶性总糖、维生素C和纤维素含量最低，此后呈现不同的变化规律，可能与品种差异有关，也可能与营养成分合成相关基因的调控方式不同有关。

紫荚的苏紫41花青素含量与维生素C含量呈显著正相关，可能与二者间具有协同抗氧化效应有关（周玮婧等，2012），且此品种的纤维素含量较低，口感较好，既可作为优良的保健蔬菜，又可作为丰富的维生素C来源蔬菜。白荚的苏豇1419花青素含量与可溶性蛋白、可溶性总糖、Vc和纤维素含量呈显著正相关，说明营养成分间的关系较复杂，其具体原因有待进一步探究。

4 结论

紫荚的苏紫41花青素含量最高，青荚的苏青29纤维素含量较高、脂肪含量较低，白荚的苏豇1419钙和脂肪含量较高，绿白荚的苏豇3号营养成分含量一般，这些特征可供豇豆特色品种选育及其规模化生产参考利用。

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（责任编辑 思利华）