6个紫色马铃薯品种在遵义地区综合品质分析与评价

黎礼谦， 罗英舰， 郑元利， 姚华开

(遵义市农业科学研究院， 贵州 遵义 563000)

马铃薯(SolanlumtuberostunL.)是茄科属一年生草本块茎植物，别名洋芋、土豆和山药等。原产于南美洲，既是粮食，又是蔬菜，也是重要的经济作物[1]。由于成本低、产量高、适应性较强，马铃薯是我国仅次于小麦、水稻、玉米之后的第四大粮食作物，是食品及加工产业重要的原料作物，素有“地下苹果”“世界十大营养食品之一”“能源植物”等多项美称[2-3]。紫色马铃薯是马铃薯的一个变种，其营养丰富，不仅含有普通马铃薯的全部营养成分，还富含抗氧化物质花青素，具有抗衰老、抗癌、预防心脑血管疾病等保健功能，比普通马铃薯更具有发展潜力，是较为理想的营养保健食品[4-5]。目前，关于普通马铃薯高产高效和品质分析的研究颇多，针对紫色马铃薯展开研究的报道鲜见。黄洪媛等[6]对29个马铃薯的品质进行了分析，从外观特性和化学营养两个方面将参试品种分为鲜食型和专用加工型等不同类型。白建明等[7]对6个马铃薯品种的研究认为，对马铃薯淀粉产量影响最大的因素是品种。赵春波等[8]测定了吉林省14份马铃薯品种的营养品质性状，用隶属函数法对营养品质进行了综合分析。邹淑萍等[9]对新疆7个品种马铃薯进行品质测定与聚类分析，筛选出了适宜鲜食、加工及鲜食加工兼用的新疆马铃薯主栽品种。

本研究针对贵州省特殊的地理条件和气候条件，对引种的6个马铃薯品种进行综合评价，旨在分析和评价不同品种紫色马铃薯的基本营养成分，初步筛选出适宜本地区种植的紫色马铃薯品种，为本地区紫色马铃薯产业的发展提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年在贵州省遵义市新蒲新区新舟镇绿塘村平坝组(27°82′N，107°19′E)进行，该地区属中亚热带季风性湿润气候，全年平均气温14.8 ℃，无霜期290 d，降雨量1 035.8 mm，土壤理化性质：0～20 cm平均有机质含量25.35 g·kg-1，碱解氮72.50 mg·kg-1，全磷18.62 mg·kg-1，速效磷22.75 mg·kg-1，速效钾216 mg·kg-1，基地地势平坦，水源充足，适合开展蔬菜田间种植试验。

1.2 试验材料

本试验共选择6个紫色马铃薯品种(系)作为参试材料，其种薯来源情况见表1。

表1 参试马铃薯品种(系)及来源Table 1 Tested potato varieties (lines) and their sources

1.3 试验设计

采用随机区组设计，设5次重复，每个小区面积15 m2，3月9日播种，7月10日收获，行距60 cm，株距30 cm，播种深度为10 cm，肥料施用复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)作基肥一次施入，其他管理同当地大田管理。植株成熟后统一收获，块茎放置于阴凉且通风的仓库中贮藏。收获后第15天进行测试和比较。

1.4 试验方法

在马铃薯收获期，每个品种随机选取20个块茎，称取和测量每个供试样品薯块单薯重及长、宽尺寸，计算每品种平均单薯重(g)和果形长/宽比。观察记录薯块形状、表皮颜色、果肉颜色。取各样品的鲜样，经清洗、晾干、去皮，切割为大小一致的样块，选取相同部位的样块，经后续处理后测定马铃薯的品质。其中淀粉含量和可溶性糖含量采用蒽酮比色法[10]，花青素含量采柠檬酸-乙醇提取法[11]，可溶性蛋白采用Tris-HCl提取法，参照腾云龙等[12]的方法进行。

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据统计，用SPSS 23.0软件进行数据方差分析，采用单因素方差分析各处理差异性水平，采用S-N-K法(p<0. 05)对不同处理间均值的显著性差异进行比较，平均数据用平均数±标准差表示。

2 结果分析

2.1 马铃薯外观性状分析

表2为6种供试马铃薯品种外观农艺性状，其中马铃薯块茎平均单重排序为：云斯特>七彩>黑金刚>黑美人>乌洋芋>高原红，纵径/横径(长宽比)主要用于描述马铃薯外观形状，其薯块的形状决定其加工类型，本实验的6个供试品种除乌洋芋为卵圆形，其余品种均为长圆形。

表2 不同马铃薯品种(系)外观性状Table 2 Appearance characters of different potato varieties (lines)

2.2 马铃薯花青素含量分析

从图1可以看出，几种紫色马铃薯花青素含量大小顺序为黑美人(22.15 mg·(100 g)-1)>黑金刚(15.87 mg·(100 g)-1)>高原红(6.70 mg·(100 g)-1)>七彩(3.31 mg·(100 g)-1)>云斯特(2.95 mg·(100 g)-1)>乌洋芋(2.39 mg·(100 g)-1)，其中最高的黑美人其花青素含量为最低的乌洋芋的9.41倍，黑金刚、高原红、七彩和云斯特分别为乌洋芋的6.64、2.80、1.38、1.23倍。在给定显著水平α为0.05的前提条件下，不同马铃薯品种花青素含量方差分析结果(表3)表明，同一马铃薯品种重复间差异不显著(p=0.288>0.05)，数据重复一致性良好；不同马铃薯品种之间花青素含量显著性为p=7.754×10-11<0.05，说明在给定的水平条件下，6个马铃薯品种花青素含量两两之间差异性显著。

表3 不同马铃薯品种花青素含量方差分析结Table 3 Variance analysis of anthocyanin content in different potato varieties

2.3 马铃薯可溶性糖含量分析

由图2可见，可溶性糖含量最高的是黑金刚，为18.58%；其次是黑美人，为17.19%，含量最低的是七彩，为8.27%。高原红、乌洋芋、黑金刚、黑美人和云斯特5个品种较七彩分别高出75.04%、38.34%、124.61%、107.85%和70.02%。采用S-N-K法对不同马铃薯品种可溶性糖含量进行方差分析，结果(表4)表明，同一个马铃薯品种不同重复间的显著性为0.107，大于0.05，即可溶性糖测定试验中每个品种中所做重复差异不显著，重复性好，数据可靠。不同马铃薯品种之间可溶性糖差异性为0.000 16，小于0.05，说明6个马铃薯品种可溶性糖含量两两之间存在显著性差异。

表4 不同马铃薯品种可溶性糖方差分析Table 4 Variance analysis of soluble sugar content in different potato varieties

2.4 马铃薯淀粉含量分析

由图3可见，几种马铃薯的淀粉含量分别为：高原红9.74%、乌洋芋13.02%、七彩6.07%、黑金刚13.90%、黑美人11.68%、云斯特11.22%。淀粉含量最低的是七彩，高原红、乌洋芋、黑金刚、黑美人和云斯特5个马铃薯品种淀粉含量较七彩分别高出60.40%、114.56%、129.00%、92.38%和84.88%。由表5可知，同一马铃薯品种不同重复间的显著性为0.506，大于0.05，即淀粉含量测定试验中每个品种中所做重复差异不显著，重复性良好，数据真实可靠。对不同马铃薯品种(不同处理)进行方差分析可知，马铃薯品种之间的差异性为0.000 043，小于0.05，说明6个马铃薯品种(处理)淀粉含量两两之间存在显著性差异。

表5 不同马铃薯品种淀粉含量方差分析Table 5 Variance analysis of starch content in different potato varieties

2.5 马铃薯可溶性蛋白含量分析

由图4可见，6种马铃薯品种可溶性蛋白含量分别为：高原红0.91 mg·g-1、乌洋芋1.16 mg·g-1、七彩0.72 mg·g-1、黑金刚2.57 mg·g-1、黑美人2.38 mg·g-1、云斯特0.92 mg·g-1。其中最高的为黑金刚，相比较最低的为七彩，黑金刚可溶性蛋白含量为七彩的3.57倍；其次是黑美人，可溶性蛋白含量为七彩的3.26倍，高原红、乌洋芋和云斯特3个马铃薯品种的可溶性糖含量分别是七彩的1.26、1.61、1.28倍。对不同马铃薯可溶性蛋白含量进行单因素随机区组试验方差分析，结果(表6)表明，测定马铃薯可溶性蛋白过程中所做重复的差异性为0.277，大于0.05，表明在重复之间差异性不明显，数据一致性较好；不同马铃薯品种可溶性蛋白质含量差异性为3.238×10-11，结果远小于0.05，在给定显著水平α为0.05的前提条件下，概率值小于α，拒绝原假设，即表明6个马铃薯品种可溶性蛋白质含量两两之间存在显著性差异。

表6 不同马铃薯品种可溶性蛋白含量方差分析结果Table 6 Variance analysis of soluble protein content in different potato varieties

3 讨 论

花青素是水溶性的天然食用色素，具有抗氧化、抗衰老、抗癌等功效，且马铃薯产量高、生产成本低，故彩色马铃薯可作为一种新型优质的天然色素和抗氧化剂的来源[13]。马铃薯中糖、淀粉、蛋白质等营养物质的含量是评价其品质的重要指标。不同品质的马铃薯可用于不同的加工和发展。提高蛋白质和淀粉等营养物质的含量，可为马铃薯的优质栽培提供一定的参考数据，同时也是其品质育种方面的主要技术指标之一[14]。

按照《马铃薯商品薯分级与检验规程GB/T 31784-2015》国家标准[15]对供试马铃薯品种进行等级划分，除高原红外，其他5个品种均满足鲜食型商品薯二级品重量标准(100 g≥93%)。马铃薯表皮颜色和薯块果肉颜色上的差异一定程度上会影响消费者的购买喜好，6个供试品种中，高原红表皮为红色，七彩表皮为黄色，其余4个品种表皮为紫色；薯肉黑金刚和黑美人为紫色，高原红为红色，其他3个品种表现紫/黄相间的杂色。按照国标GB/T 31784-2015对加工型马铃薯外观形态的要求，薯片加工型马铃薯块茎应为圆形或卵圆形，薯条加工型马铃薯块茎应为长形或椭圆形，全粉加工型马铃薯对薯块形状未作要求。因此从外观判断，供试品种高原红适合加工薯片，其余5个品种适合加工薯条。

彩色马铃薯中的花青素含量在天然食品中名列前茅，其由10多种生物类黄酮组成，比一般浆果类花青素具有更优越的生理活性，故花青素含量是判断彩色马铃薯品质的一个重要指标，对彩色马铃薯的深加工及食用、药用都有重要的参考价值。本研究选取的6个紫色马铃薯品种，其花青素含量为2.39～22.15 mg·(100 g)-1，与张婷等[16]的研究结果一致，且不同品种之间花青素含量差异显著，其中黑美人与黑金刚花青素含量高达22.15 mg·(100 g)-1和15.78 mg·(100 g)-1，高于许婷等[17]的研究结果(33.127 mg·kg-1)。

可溶性糖包括绝大部分的单糖、寡糖，它们在植物体内可以充当能量储存、转移的介质、结构物质和功能分子如糖蛋白的配基，马铃薯可溶性糖含量为马铃薯品质判定的一个重要指标，常见马铃薯品种糖含量为每100 g马铃薯含糖13.9～21.9 g。本研究选取的6种紫色马铃薯品种可溶性糖含量为8.27%～18.85%，研究结果与商美新等[18]基本一致，且均接近马铃薯糖含量的理论值范围。6种马铃薯品种可溶性糖含量以黑金刚、黑美人两个品种表现最佳，分别为18.85%和17.19%。

马铃薯块茎含有大量的淀粉，是马铃薯的重要能量来源，淀粉含量可作为检验马铃薯品质的重要指标，可为探索马铃薯深加工方向提供理论依据与参考。本研究选取的6个马铃薯品种淀粉含量平均值在6.07%～13.90%之间，国家标准GB/T 31784-2015马铃薯商品薯分级与检验规程也根据马铃薯的淀粉含量(≥16%、≥13%、≥10%)将商品薯分为三级[15]，供试品种中黑金刚符合国家二级标准，乌洋芋、黑美人和云斯特符合国家三级标准。

马铃薯的蛋白品质高且含量丰富，大部分为可溶性蛋白质，对马铃薯可溶蛋白含量的测定，可以反映出马铃薯蛋白的分布状况，有助于马铃薯品种的选育和合理开发利用[19]。6个马铃薯品种块茎中可溶性蛋白含量平均为0.72～2.57 mg·g-1，黑美人含量最高，七彩含量最低，且各品种之间可溶性蛋白差异性显著。

4 结 论

本研究选取的6个种马铃薯品种，通过马铃薯块茎重量、花青素、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白等品质指标进行综合评价分析得出，黑金刚和黑美人两个品种的综合表现较为优良，尤其是花青素含量远高于其他几个品种，可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白质在一定水平上也高于其他几个品种，因此下一步可根据生产的实际情况，进一步开展品种示范种植试验，进一步丰富遵义地区紫色蔬菜资源。