野生和栽培寒葱挥发性物质和营养成分分析

鲁亚星，郑慧明，李敏，张先*，李范洙

(1.延边大学，吉林 延吉 133002；2.延边特色产业发展中心，吉林 延吉 133000)

寒葱，又名茖葱(Alliumvictorialis)，为百合科葱属多年生草本植物，其性微温、味辛、无毒、归肺经，具辛散温通，芳香辟秽，在中医上用于风寒感冒、呕恶胀满之症。生于阴湿山坡、林下、草地沟边，嫩叶可供食用。在我国黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、内蒙古、陕西、甘肃东部、四川北部、湖北、河南、浙江天目山地区均有分布[1]。

寒葱中含有大量的含硫化合物，为葱属植物的特有成分，这些含硫物质组成了寒葱特殊的风味[2]，介于葱和蒜之间，既有葱的清香，也有蒜的辛辣，而葱和蒜在我国饮食中作为调味品，已经具有悠久的历史。寒葱的这种特性，使其具有开发成调味品的潜力，用于日常饮食，更兼之保健和药用功能，使其具有良好的开发前景和潜在的经济价值。

东北地区寒葱分布较为广泛，但是由于过度采挖，寒葱资源逐渐减少。目前国内对于寒葱的研究多停留在其形态学和生物学特性上，尤其是在人工栽培方面取得了一定的成果，戴旭等[3]对寒葱的人工栽培进行了可能性分析，认为寒葱的人工栽培具有较强的可行性。侯颖等[4]对寒葱的栽培技术进行了详细的论述。张忠宝等[5]对茖葱种子繁殖特性及不同处理对种子发芽率影响进行了研究，认为寒葱种子具有上胚轴休眠的现象，用GA3和NAA处理可以提高种子的发芽率。除此之外，还有一些学者对于寒葱的功能性成分进行了研究，尹永芹等[6]利用层析的方法，从寒葱鳞茎中洗脱出胡萝卜苷、原儿茶酸、山奈酚、1-O-十六烷酸甘油酯4种化合物。李倩竹等[7]对不同采摘时期长白山野生茖葱功效成分质量分数变化规律进行了研究，并对其降血脂效果进行了比较。但是目前国内对于野生与栽培寒葱比较研究较少，寒葱的挥发性成分研究未见报道。

本实验对野生和栽培寒葱的挥发性成分和营养成分进行了分析，以比较野生和栽培的营养性差异，为促进寒葱的栽培以及其功能性研究提供一定的理论依据，并对其调味品开发做前期性准备。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验材料

实验用寒葱为2016年5月从延边地区采收的野生和人工栽培的寒葱。

1.1.2 仪器与设备

Agilent 7890A-5975C气质联用仪 美国安捷伦公司；UV-7504紫外可见分光光度计 上海欣茂仪器有限公司；SZF-06C自动索氏提取器 浙江托普仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 挥发性成分分析

采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法进行挥发性成分分析[8]，利用科标技术(青岛)研发中心NIST 2008标准谱库检索各组分，仅报道相对含量大于0.1%的鉴定结果。按照面积归一法计算各组分相对含量。分析条件如下：毛细管柱：DB-5MS：30 m× 250 μm×0.25 μm；载气：He；流速：5 mL/min；样品进样口：GC；进样方式：CTC PAL ALS。进样量：20.00 μL，进样针规格：Fiber。程序升温：40 ℃保持2 min，以8 ℃/min升温到250 ℃，进样口温度：250 ℃；质量扫描范围：40～400 m/z 。

1.2.2 营养成分的分析

水分含量：按照GB 5009.3-2010中直接干燥法进行测定；粗脂肪含量：按照GB/T 14772-2008所规定方法测定；粗蛋白含量：按照GB 5009.5-2010所规定方法测定；灰分含量：按照GB 5009.4-2016所规定方法测定；总糖含量：采用苯酚-硫酸法进行测定[9]；粗纤维含量：采用中性洗涤纤维法进行测定[10]；维生素C含量：按照GB 6195-86所规定的二甲苯-二氯靛酚比色法进行测定；总酚含量：采用福林酚比色法进行测定[11]；总黄酮含量：采用紫外分光光度法进行测定[12]。

1.2.3 数据分析

本实验所得数据利用R软件进行分析，软件版本号为2.13.1(2011-07-08)。方差分析利用多重t检验法，为减小犯第一类错误的概率，用Holm法对p值进行调整[13]，显著性水平为p<0.05。

2 结果与分析

2.1 寒葱挥发性成分分析

2.1.1 寒葱叶中挥发性成分分析

对从延边地区采摘的野生和栽培寒葱进行挥发性物质分析，结果见表1。

表1 野生和栽培寒葱叶中挥发性物质成分Table 1 Volatile components of wild and cultivated Allium victorialis leaves %

注：“-”表示未检出，下同。

寒葱叶中检出25种挥发性物质，它们各自含量差别很大。根据寒葱叶中挥发性成分的化学结构可将其分为含硫化合物和非含硫化合物，其中含硫化合物又可分为链状含硫成分和环状含硫成分。寒葱叶中主要检出的挥发性物质包括9种非含硫成分、12种链状含硫成分、4种环状含硫成分。非含硫成分包括正己醛、正己醇、壬醛、1-辛烯-3-醇等醛类和醇类物质，其中，正己醛和壬醛是主要成分，栽培寒葱叶中正己醛相对含量高达4.65%，野生寒葱叶中壬醛相对含量为3.49%，这两种醛类都具有强烈刺激性，有催泪作用，对风味有一定贡献[14]。链状含硫成分主要包括二烯丙基硫醚、二甲基二硫醚、二甲硫基甲烷、二烯丙基三硫醚、二烯丙基二硫醚、二甲基三硫醚等，这些链状含硫成分为葱属类特有的风味物质，在其他葱属种类如大蒜、沙葱、香葱、韭菜等植物中都有检出[15-18]。其中二烯丙基二硫醚在栽培的寒葱叶中的相对含量高达16.38%，远远高于野生叶中的含量。二烯丙基二硫醚又被称为大蒜辣素，是百合科葱属植物辣味的主要来源，可作为医药中间体，也是大蒜药用价值的衡量指标[19]。二甲基二硫醚在野生和栽培的寒葱叶中均有较高的含量，分别为6.88%和7.74%。环状含硫成分主要包括1,3-二噻烷，野生寒葱叶中相对含量为43.81%，远远高于栽培寒葱叶中相对含量19.14%。

2.1.2 寒葱茎中挥发性物质成分分析

野生和栽培寒葱茎的挥发性成分分析结果见表2。

表2 野生和栽培寒葱茎中挥发性物质成分Table 2 Volatile components of wild and cultivated Allium victorialis stems %

由表2可知，寒葱茎中检出的主要挥发性物质共有24种，包括5种非含硫成分、13种链状含硫成分、6种环状含硫成分。其中非含硫物质包括正己醛等，种类和相对含量与寒葱叶中非含硫物质相比都较少，相对含量都在0.5%以下。链状含硫成分中含量最多的是二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚等，其次为二甲基二硫醚、二烯丙基硫醚、二烯丙基三硫醚、二烯丙基四硫醚、二甲基三硫醚等。野生和栽培的寒葱茎相比较，栽培寒葱茎中的二烯丙基二硫醚含量为35.59%，远远高于野生寒葱茎中的含量0.75%，而烯丙基甲基二硫醚则相反，野生寒葱茎中含量为10.50%，远远高于栽培寒葱茎中的含量0.31%，这个结果与寒葱叶的检测结果一致，说明栽培寒葱与野生寒葱中链状二硫醚含量有很大差异。与寒葱叶中分析结果一样，环状含硫成分含量最高的为1,3-二噻烷，在栽培和野生的寒葱茎中，1,3-二噻烷的含量相差不大，约为20%。1,3-二噻烷及其衍生物具有杀菌和防腐作用，是某些杀虫剂的主要成分，可能与其杀菌作用的产生有关[20]。与寒葱叶中的挥发性成分相比，两者成分种类和含量都有较大的差异。这个结果与高京草等[21]对于不同器官大蒜挥发性风味的成分分析比较的结果相符合。这些挥发性成分不仅共同构成了寒葱所具有的独特的风味，也对寒葱所具有的杀菌等功能性做出贡献。

2.2 寒葱营养及活性成分分析

寒葱中的营养成分和生物活性物质决定了寒葱的营养价值和保健功能[22]。寒葱中营养成分的分析结果见表3。

表3 野生和栽培寒葱的营养成分Table 3 Nutrient content of wild and cultivated Allium victorialis

注：同一行中不同字母表示差异显著。

寒葱叶茎中的水分含量在84.8%～92.0%，其中栽培寒葱叶和茎中含量显著高于野生寒葱，这可能是因为在人工栽培的过程中，通过灌溉等方式增大了寒葱水分的吸收量，使寒葱具有了更高的含水量。水分影响植物的嫩度、硬度和口感，栽培寒葱的水分含量显著高于野生的，这也与其口感优于野生寒葱相符合。寒葱的脂肪含量为0.30%～0.47%，不同的生长方式以及茎和叶之间的脂肪含量没有显著差异。寒葱叶中粗蛋白的含量为3.46%～3.62%，显著高于其在茎中的含量1.62%～2.02%，这是由器官的差异造成的。但是寒葱茎叶中粗蛋白的含量都高于同为葱属的大葱、洋葱[23]。寒葱茎中总糖的含量为4.64%～5.52%，显著高于叶中含量2.65%～3.49%，并且野生茎叶中糖显著高于栽培茎叶中的糖含量，寒葱具有一定的甜味，尤其在寒葱茎中甜味更加明显，这与其含糖量高有关。寒葱叶中的灰分含量为0.70%～0.80%，显著高于茎中含量0.34%～0.51%，并且野生的高于栽培的含量，这个结果表明野生寒葱所含矿物质元素多于栽培寒葱，这可能与其生长环境有关，由于野生寒葱生长在具有一定海拔高度的山地，在野外的环境中吸收了氮、磷、钾之外更多的矿物质。

寒葱叶中的粗纤维含量为1.23%～1.71%，显著高于茎中含量0.76%～1.57%，野生的显著高于栽培的。膳食纤维被称为“第七大营养素”，可以刺激肠道蠕动，可以推测，相对于栽培寒葱，食用野生寒葱可摄入更多的膳食纤维，更有利于肠道健康。寒葱叶中维生素C的含量约为30 mg/100 g，茎中维生素C含量为25.40～27.15 mg/100 g，野生和栽培寒葱之间没有显著性差异，这说明栽培寒葱和野生寒葱具有相似的维生素C含量水平。与常见果蔬相比，寒葱中维生素C含量较高，高于白菜、韭菜、苹果等[24]，寒葱叶中维生素C含量接近草莓[25]。寒葱叶中的总酚含量为0.23%～0.30%，显著高于茎中含量0.10%～0.11%，可能与其部位有关。总黄酮含量和总酚含量相似，叶中显著高于茎中，野生和栽培之间没有显著性差异。植物多酚和黄酮具有抗氧化、降血脂、抗炎等多种功效[26]，而野生寒葱和栽培寒葱在功能性成分的含量上差异不大，这表明栽培寒葱与野生寒葱具有相似的保健功能。

3 讨论

寒葱中挥发性成分多为含硫物质，这与同为葱属的植物大葱、洋葱、大蒜、韭菜和沙葱等植物一致。寒葱的主要挥发性成分为1,3-二噻烷和二烯丙基二硫醚，与司民真等[27]的葱属植物挥发性物质研究结果相比较，二烯丙基二硫醚也是大蒜和韭菜的主要挥发物，但是没有检出1,3-二噻烷。与王长柱等[28]对于蒜薹挥发性物质研究结果相比较，含量最多的两种挥发性物质同为1,3-二噻烷和二烯丙基二硫醚。另外，寒葱中相对含量较高的二硫醚、三硫醚等也在其他葱属植物中被检出。野生和栽培寒葱相比较，两者所含挥发性成分的种类相似，只有二烯丙基二硫醚的含量有较大差异，栽培寒葱中二烯丙基二硫醚含量远远高于野生寒葱。

对寒葱营养性成分的测定结果表明，寒葱的总糖含量在一个相对较高的水平，尤其在野生寒葱茎中总糖含量达到5.52%，在数值上接近同为葱属的洋葱、高葶韭，而高于沙葱、大葱、韭菜[29]；与常见水果相比较，高于柑橘类水果柚子、金橘、柠檬等3.16%～4.21%[30]，这些糖赋予了寒葱清脆甘甜的口感。寒葱中的维生素C含量也很高，是其他葱属植物的2倍以上，与常见果蔬相比，接近于柑橘、白菜、菠菜等，而高于葡萄、柠檬、西红柿，寒葱的高维生素C含量也为其提供了一定的保健价值。野生和栽培寒葱相比较，野生寒葱的总糖、粗纤维含量显著高于栽培寒葱，栽培寒葱的水分含量显著高于野生寒葱。但是活性成分维生素C和总黄酮的含量上，两者没有显著性差异。

通过对寒葱的挥发性成分及营养物质的分析，可以发现寒葱具有很高的营养价值，其中丰富的挥发性成分，使其具有开发为调味品的巨大潜力。

4 结论

寒葱中含有大量的葱属植物特有的含硫物质，其中含量最多的为1,3-二噻烷，相对含量达到19.14%以上，还有二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚等，这些含硫物质使寒葱具有葱属植物的特征香味，并且具有一定的功能性。此外还含有少量的正己醛、壬醛等非含硫物质，增强了寒葱的刺激性气味。野生和栽培寒葱相比较，两者所含挥发性成分的种类相似，含量有所差别。

寒葱含有丰富的营养物质，其中维生素C的含量高于常见果蔬。野生寒葱和栽培寒葱的营养成分含量存在一些差异，但是功能性成分的含量没有显著性差异。

寒葱的营养物质和挥发性成分共同构建了其功能性和营养价值，并使其具有开发成为调味品的潜力。

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