不同苦瓜营养成分与皂苷含量的差异分析

江定　李光光　朱文斌　原远　郑岩松

摘 要： 為了分析油绿苦瓜、珍珠苦瓜和大顶苦瓜这3种不同苦瓜的营养成分与皂苷含量的差异，笔者以5个油绿苦瓜品种（系）、4个珍珠苦瓜品种（系）和5个大顶苦瓜品种（系）为材料，测定其维生素C、可溶性糖、粗蛋白、粗纤维和可溶性固形物含量、总皂苷和皂苷单体的含量，探讨不同苦瓜营养成分与皂苷含量的差异及相关性。结果表明，不同苦瓜果肉中的可溶性固形物、粗纤维含量变幅分别为（5.1～5.8）、（0.7～0.9） g·100 g-1，两者差异均不显著，其变异系数分别为4.18%、8.75%;不同苦瓜果肉中的维生素C、可溶性糖含量变幅分别为（36.7～71.0）mg·100 g-1、（0.28～0.65） g·100 g-1，两者均存在显著差异，其变异系数分别为17.52%和26.00%;‘油瓜材料3号‘珍珠材料2号和‘珍珠材料3号的粗蛋白含量显著低于其他苦瓜品种（系），其他品种（系）间均无显著差异，其变异系数为8.75%。不同苦瓜果肉皂苷的总含量变幅为（12.39～17.65） mg·g-1 ，变异系数为11.35%。不同品种（系）中都含有苦瓜皂苷L和苦瓜皂苷K，其他皂苷单体在一些品种（系）中未被检测出，说明该皂苷单体在这些品种（系）中含量很低或不存在;苦瓜皂苷元I和苦瓜皂苷II在超过一半的品种（系）中未被检测出。皂苷单体总含量变幅为（68.61～260.79） μg·g-1，基本属于弱相关或者不相关。以上研究结果可以为选育皂苷含量适中且鲜食品质优良的苦瓜新品种（系）或皂苷含量高的医用原料栽培苦瓜新品种（系）提供理论依据和科学指导。

关键词：苦瓜;营养成分;皂苷

中图分类号：S642.5    文献标志码：A    文章编号：1673-2871（2020）06-034-07

Abstract： In order to analyze the differences in nutrient contents and saponin contents of three different bitter gourd types（oil-green bitter gourd， pearl bitter gourd and big-top bitter gourd）， five oil green bitter gourd varieties （lines）， four pearl bitter gourd varieties （lines）and five big-top bitter gourd varieties （lines） were used as materials in this research. The contents of vitamin C， soluble sugar， crude protein， crude fiber， soluble solids， total saponins and saponin monomers were measured.. The results showed that the soluble solids contents of different bitter gourds varied from 5.1 g·100 g-1 to 5.8 g·100 g-1 and the crude fiber contents changed from 0.7 g·100 g-1 to 0.9 g·100 g-1， both of them were found no significant difference among all the materials， and the coefficients of variation were 4.18% and 8.75%， respectively. While the vitamin C contents ranged from 36.7 mg·100 g-1 to 71.0 mg·100 g-1 and soluble sugar content ranged from 0.28 g·100 g-1 to 0.65 g·100 g-1， which were observed significant differences， with coefficients of variation of 17.52% and 26.00%， respectively. The crude protein contents of each variety were significantly higher than those of ‘Oil-green material No. 3， ‘Pearl material No. 2 and ‘Pearl material No. 3， and there was no significant difference among other varieties， with a coefficient of variation of 8.75%. The variation of saponin contents in bitter gourd pulp of different varieties （lines） were from 12.39 mg·g-1 to 17.65 mg·g-1， and the coefficient of variation was 11.35%. Bitter gourd momordicoside L and momordicoside K were detected in all varieties （lines）， and the remaining saponin monomers were not detected in some varieties （lines）， indicating that these saponin monomers were very low in these varieties （lines）， or they might not contain these saponin monomers， and momordicines I and momordicines II were not found in more than half of the varieties （lines）. The total contents of saponin monomers varied from 68.61 μg·g-1 to 260.79 μg·g-1 and the total contents of bitter saponins changed from 19.86 μg·g-1 to 110.45 μg·g-1. In general， the correlation between nutritional content and saponin content was low. These results provide a theoretical basis and scientific guidance for the breeding of new varieties （lines） with moderate saponin content and high-saponin content medical raw materials.

Key words： Bitter gourd; Nutritional ingredients; Saponins

苦瓜（Momordica charantia L.）又名凉瓜，为葫芦科苦瓜属攀缘草本植物，是华南特色作物，是兼有鲜食和药用功能的蔬菜作物[1]。苦瓜皂苷是苦瓜呈苦味的主要影响因子，是苦瓜中一类重要的功能性成分，具有降血糖、减肥、抗氧化、抑菌、降低胆固醇、消炎等多种药理作用[2-7]。苦瓜具有丰富的营养价值和药用价值，一直以来深受人们的喜爱。

在生产过程中，由于不同苦瓜品种（系）基因型和生长环境等的差异，其营养成分和皂苷含量及组分也普遍存在差异。刘慧娟等[8]研究表明，广东主栽苦瓜品种和马来西亚、印尼引进苦瓜品种果肉中皂苷含量的平均值为0.79 g·100 g-1，而品种间皂苷含量差异可达2.31倍。张武君等[2]研究了福建29个苦瓜品种果肉的皂苷含量，结果表明，苦瓜果肉皂苷含量的平均值为1.28%，变幅为0.90%～2.47%。田力东等[9]研究表明，广东和广西地区35个苦瓜品种皂苷含量的平均值为1.96%，变幅为1.17%～4.07%。目前，有关苦瓜营养成分和总皂苷含量的相关研究较多，但对不同苦瓜营养成分含量和皂苷总含量及单体含量比较分析的研究还较少见。

笔者测定比较了3种不同类型共14个品种（系）苦瓜果肉中营养成分、皂苷总含量及皂苷中含量相对较多的8种皂苷单体物质[10-13]，比较皂苷含量与营养成分的差异，并对营养成分与皂苷含量进行了相关性分析，为选育皂苷含量适中且鲜食品质优良的苦瓜新品种（系）或皂苷含量高的医用原料栽培苦瓜新品种（系）提供理论依据和科学指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试苦瓜品种（系）14个，其中油绿苦瓜品种（系）5个、珍珠苦瓜品种（系）4个、大顶苦瓜品种（系）5个。所有苦瓜材料在2019年3月种植于广州市农业科学研究院南沙基地，采取随机区组种植，每个小区20 m2，3次重复，苦瓜成熟时，分区分品种（系）采收，后续的检测试验在广州市农业科学研究院重点实验室和检测中心完成。所有苦瓜品种信息如表1。

苦瓜皂苷L标准品（纯度≥98%）和齐墩果酸标准品（纯度≥98%）由ChemFaces公司提供;无水甲醇、无水乙醇、香草醛、冰醋酸、高氯酸、石油醚、正丁醇试剂均为国产分析纯（AR级：纯度≥99.5%），乙腈为色谱纯（HPLC/ACS级：纯度≥99.9%），水为超纯水，0.22 μm微孔滤膜（有机系），均由生工生物工程（上海）股份有限公司提供。

1.2 仪器与设备

旋转蒸发仪：SB-2000（日本东京理化器械株式会社）;高效液相色谱仪：LC1200（美国Agilent）;万能粉碎机：TAISITE（天津市泰斯特仪器有限公司）;紫外可见分光光度计：UV-2450（日本岛津有限公司）;微量电子天平：Quintix35-1CN（德国赛多利斯天平）。

1.3 苦瓜原料前处理

苦瓜成熟时采用混合取样法，每个苦瓜品种每小区随机摘取有代表性的3个成熟苦瓜，然后将新鲜苦瓜去籽洗净晾干。取样品总量的一半进行切片，在电热鼓风机单层平铺，55 ℃下过夜烘干，万能粉碎机粉碎后过80目筛，得到苦瓜果肉干粉，然后将其密封保存在4 ℃ 冰箱中，用于测定总皂苷及皂苷单体含量;将另一半样品放入榨汁机中捣碎匀浆，用于测定营养品质指标。

1.4 苦瓜营养品质测定

維生素C、可溶性糖、粗蛋白、粗纤维和可溶性固形物含量分别按照GB/T 5009.159—2003[14]、NY/T 1278—2007[15]、GB 5009.5—2010[16]、GB/T 5009.10—2003[17]和NY/T2637—2014[18]等标准方法进行测定。

1.5 苦瓜总皂苷测定

以齐墩果酸为标准品，采用香草醛-高氯酸法[19]测定苦瓜皂苷含量。

1.5.1 标准曲线制备 精密称取齐墩果酸标准品1.00 mg，加甲醇定容至5 mL，制成0.2 mg·mL-1齐墩果酸标准品溶液。精密称取25.00 mg香草醛，加冰醋酸定容至5 mL，制成5 mg·mL-1香草醛-冰醋酸测试液。分别吸取齐墩果酸标准溶液0、40、80、120、160、200 μL于2 mL离心管中，热风挥去甲醇，再分别加入50 μL新配制的香草醛-冰醋酸溶液和200 μL高氯酸，摇匀并于70 ℃水浴中加热15 min，取出后流水冷却至室温，再加入冰醋酸650 μL并摇匀，静置10 min，待检测。紫外可见分光光度计于540 nm处测定吸光值，以第1份溶液（x=0）作为空白对照，测A540吸光值[20]。以齐墩果酸的质量浓度为纵坐标，A540 吸光值为横坐标，绘制标准曲线，计算得到线性回归方程。

1.5.2 样品检测 准确称取苦瓜果肉干粉1.0 g（精确至0.0001 g）于10 mL离心管中，按1.5.1进行样品前处理，并测定其A540吸光值，每个样品做3次重复。总皂苷含量（以齐墩果酸计），皂苷含量以每1.0 g苦瓜粉干质量（DW）计，表示为mg·g-1。

1.6 苦瓜皂苷单体测定

准确称取苦瓜果肉干粉1.0 g（精确至0.000 1 g）于10 mL离心管中，加入5 mL 70%的无水乙醇于50 ℃超声提取30 min，5 000 r·min-1 离心10 min，取上清液。重复操作2次，合并上清液于10 mL离心管中，40 ℃氮吹至干。然后加入1 mL蒸馏水，用等体积石油醚萃取脱色3次，再用水饱和的正丁醇溶液（配制：将正丁醇和蒸馏水以1∶1混合，振摇混匀，静置过夜，得到上下分层的混合液，上层为水饱和的正丁醇溶液，下层为正丁醇饱和的水溶液。）萃取3次，氮吹正丁醇层至干，用1 mL无水甲醇溶解，过固相萃取小柱，再用5 ml无水甲醇洗脱，收集洗脱液，氮吹至干，加入1 mL无水甲醇溶解，过0.22 μm有机系滤膜，待测。测定条件：高效液相色谱仪（HPLC），色谱柱为Kromasil C18：250 mm×4.6 mm，5 μm，流动相为乙腈︰水=57∶43（V/V），体积流量1 mL·min-1，进行等度洗脱，检测波长210 nm，柱温25 ℃。

1.7 统计分析

试验数据采用SPSS 22和Excel 2007进行统计，对试验数据进行显著性和相关性分析[21] 。

2 结果与分析

2.1 不同品种（系）苦瓜营养成分含量

由表2可以看出，14种苦瓜间维生素C和可溶性糖含量存在显著差异，变异系数分别为17.52%和26.00%。‘青蕾1号维生素C含量最高，为71.0 mg·100 g-1，‘油瓜材料3号含量最低，为36.7 mg·100g-1;‘金船52号可溶性糖含量最高，为0.65 g·100 g-1，‘丰绿苦瓜含量最低，为0.28 g·100 g-1。‘油瓜材料3号‘珍珠材料2号和‘珍珠材料3号粗蛋白含量分别为0.67、0.60、0.69 g·100 g-1，显著低于其他品种，其他品种间的粗蛋白含量无显著差异，其变异系数为8.75%，粗蛋白含量平均值为0.80 g·100 g-1。14种苦瓜间可溶性固形物和粗纤维含量无显著差异，其变异系数分别为4.18%和8.75%，平均值分别为5.5 g·100 g-1和0.80 g·100 g-1。14种苦瓜间粗蛋白含量变幅为（0.60～0.84）g·100 g-1，可溶性固形物含量变幅为（5.1～5.8）g·100 g-1，粗纤维含量变幅为（0.7～0.9）g·100 g-1，维生素C含量变幅为（36.7～71.0）mg·100 g-1，可溶性糖含量變幅为（0.28～0.65）g·100 g-1。

2.2 苦瓜总皂苷标准曲线

根据进样不同浓度的齐墩果酸标准品溶液获得的A540吸光值为x值，绘制出标准曲线，获得线性回归方程为：y=0.075 2 x-0.010 5，R?=0.992 1（图1）。将14组样品溶液的A540 吸光值代入线性回归方程，即可计算出其苦瓜果肉干粉中总皂苷的含量（DW）（以齐墩果酸计，表示为mg·g-1）。

2.3 不同品种（系）苦瓜皂苷总含量

由表3可知，不同苦瓜果肉中皂苷总含量具有显著差异。不同品种（系）苦瓜果肉皂苷含量变幅为12.39～17.65 mg·g-1，平均值为14.18 mg·g-1，标准偏差为1.61，变异系数为11.35%。皂苷含量最高的是‘珍珠材料3号，最低的是‘碧珍1号，含量相差约为1.42倍。

2.4 不同品种（系）苦瓜皂苷单体含量

14个不同品种（系）苦瓜果肉皂苷中8种皂苷单体含量如表4所示。14个品种（系）苦瓜果肉中均检测到皂苷L和皂苷K，一半以上品种（系）苦瓜果肉中未检测到皂苷元I和皂苷II。其他皂苷单体在一些品种（系）中未被检测出，说明该皂苷单体在这些品种（系）中含量很低或不存在。苦瓜皂苷单体含量均值最高的是苦瓜皂苷G，为45.87 μg·g-1，最少的是苦瓜皂苷A，仅为13.78 μg·g-1，前者约是后者的3.33倍。苦瓜皂苷G含量变幅为0～108.13 μg·g-1，其中含量最高的是‘广良2号，最低的是‘碧珍1号。苦瓜皂苷A含量变幅为0～26.96 μg·g-1，其中含量最高的是‘青蕾1号，‘油瓜材料2号‘油瓜材料3号和‘珍珠材料3号中均未检出。皂苷单体总含量变幅为68.61～260.79 μg·g-1，平均值为157.72 μg·g-1，含量最高的是‘广良2号，最低的是‘金船52号。苦味皂苷合计含量变幅为19.86～110.45 μg·g-1，平均值为56.75 μg·g-1，含量最高的是‘碧珍1号，最低的是‘丰绿苦瓜。

2.5 不同品种（系）苦瓜营养成分与皂苷含量相关性分析

对14个不同品种（系）苦瓜果肉的营养成分与皂苷含量进行了相关性分析。由表5可知，营养成分含量与皂苷含量相关性都比较低，基本属于弱相关或者不相关。

3 讨论与结论

试验结果表明，14个苦瓜果肉中每个品种（系）的维生素C、粗蛋白、可溶性固形物、粗纤维和可溶性糖含量各有差异，其中可溶性固形物含量最高，达5.1～5.8 g·100 g-1，粗蛋白含量为0.60～0.84 g·100 g-1，粗纤维含量为0.7～0.9 g·100 g-1，维生素C含量为36.7～71.0 mg·100 g-1，可溶性糖含量为0.28～0.65 g·100 g-1。这与杜小凤等[22]对22份苦瓜中检测维生素C平均含量为8.34 mg·100 g-1的结果差异较大，可能与苦瓜生长环境、成熟采收时间和是否及时检测有关。向长萍等[23]对13个春苦瓜品种（系）和11个秋苦瓜杂交组合的营养成分检测结果表明，苦瓜粗蛋白平均含量约15.9 g·kg-1，变幅为11.4～20.9 g·kg-1;可溶性糖含量平均约为15.7 g·kg-1，变幅为3.2～27.8 g·kg-1;维生素C平均含量约580.3 mg·kg-1，变幅为439.4～779.6 mg·kg-1，这与笔者研究结果基本一致。

不同品种（系）苦瓜由于其基因型和生长环境等差异，致使果肉中皂苷的含量也存在一定差异。曹晶晶等[24]测定了浙江栽培的41个品种（系）苦瓜果肉皂苷含量，变幅为5.21～52.21 mg·g-1，品种（系）间差异为10倍。田力东等[9]比较两广地区35个品种（系）苦瓜果肉皂苷含量，变幅为1.17%～4.07%，变异系数为32%。张武君等[2]比较了福建产的29个品种（系）苦瓜果肉皂苷含量，变幅为0.75%～2.47%，变异系数29.04%。刘慧娟等[8]比较了13种苦瓜品种（系）果肉皂苷含量，其含量平均值为0.79 g·100 g-1，品种（系）间皂苷差异为2.31倍。这与笔者的研究结果基本一致：皂苷的含量变幅为12.39～17.65 mg·g-1，平均值为14.18 mg·g-1，变异系数11.35%。

目前为止，从苦瓜不同组织和器官中提取的葫芦烷型三萜化合物已经超过150 种，按其结构可分为甾体类和三萜类，苦瓜皂苷以三萜皂苷为主，包括四环三萜和五环三萜[25]。苦瓜皂苷K、苦瓜皂苷L、苦瓜皂苷元Ⅰ和苦瓜皂苷Ⅱ是控制苦瓜苦味的主要活性单体[26-27]，研究这些单体的含量有利于判断苦瓜苦味程度为育种提供帮助。关于不同品种（系）苦瓜皂苷单体组成及含量的比较分析较少。仅有张瑜等[28]对山东、河南、河北、江西4个产地苦瓜中皂苷L含量的分析比较和刘慧娟等[8]对13个品种（系）苦瓜果肉皂苷中的7种皂苷单体物质进行了比较分析，他们发现不同品种（系）苦瓜间存在显著性差异。笔者对不同苦瓜类型的皂苷8种单体进行分析比较，同样也发现不同品种（系）苦瓜间存在差异，以‘广良2号皂苷单体总含量最高，皂苷单体总含量变幅为166.96～260.79 μg·g-1;苦味皂苷合计含量最高的是‘碧珍1号，最低的是‘丰绿苦瓜，苦味皂苷合计含量变幅为44.04～84.38 μg·g-1，大顶苦瓜苦味皂苷在珍珠苦瓜和油绿苦瓜之间，猜测这可能是导致大顶苦瓜口感瓜味浓郁、苦味适中的重要原因，还有待深入研究。并且目前苦瓜单体含量组分研究还远远不够，同样需进一步的深入研究。

本试验结果表明，不同品种（系）苦瓜果肉中维生素C含量、可溶性糖含量和皂苷含量具有显著的差异，而可溶性固形物、粗蛋白和粗纤维含量则不具有显著的差异，并且各物质相互之间相关性为弱相关。其维生素C含量、可溶性糖含量、皂苷总含量、可溶性固形物含量、粗蛋白含量和粗纤维含量平均分别51.7 mg·100 g-1、0.50 g·100 g-1、14.18 mg·g-1、5.5 g·100 g-1、0.80 g·100 g-1和0.80 g·100 g-1。从各物质含量来看，其中‘珍珠材料3号的皂苷含量等药用成分含量较高，适合作为医用原料栽培，而‘青蕾1号‘油瓜材料1号和‘珍珠材料2号苦瓜的维生素C含量较高、苦味皂苷含量适中、粗纤维含量较低，苦味适中，口感较佳，适合作为鲜食食用蔬菜。8种皂苷单体的含量在不同类型不同品种间也存在差异，皂苷单体总含量变幅为68.61～260.79 μg·g-1，平均值为157.72 μg·g-1;苦味皂苷合计含量变幅为19.86～110.45 μg·g-1，平均值为56.75 μg·g-1。根据研究结果可为苦瓜的优质育种和以皂苷为主要功能成分的健康食品开发或医用原料栽培提供参考。

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