豆瓣菜种质资源主要营养成分及重金属含量测定与评价

李双梅，黄新芳，彭 静，朱红莲，刘玉平，李明华，钟 兰，季 群，匡 晶，柯卫东

（武汉市农业科学院蔬菜研究所，武汉 430345）

0 引言

豆瓣菜(Nasturtium officinale)别名西洋菜、水田芥等，十字花科豆瓣菜属一、二年生水生草本植物。以其嫩茎叶供食用，多炒食、凉拌或作汤、沙拉、火锅配菜等，风味独特。在欧洲及东南亚地区有栽培，中国广东、广西、海南栽培面积较大，江西、福建、四川、云南和湖北等地亦有栽培[1]。豆瓣菜具有祛痰、利尿和助消化功能[2]，有利于预防肺癌[3]，亦有消除贫血、口腔水泡和炎症等功效[4]。豆瓣菜作为一种叶菜类水生蔬菜，孙晓慧等[5]、江解增等[6]、胡绵好等[7]、徐文娟等[8]曾对其主要营养成分做过研究，但所用品种单一，方法多样，未采用统一的国家标准，所测结果差异较大，不能全面反映豆瓣菜的营养成分；同时，豆瓣菜作为一种绿叶蔬菜，其主要营养成分含量在一般绿叶蔬菜中处于何种水平，未见报道。另外，由于豆瓣菜易发生不定根[1]，在水生环境中有很强的吸附能力，故其在水生环境中对重金属的吸附及由此引起的食品安全性也受到人们关注。研究表明，即使环境中镉含量在安全范围内时，豆瓣菜地上部也可能出现镉含量超标的现象，并认为豆瓣菜是一种镉敏感型蔬菜[9-10]。何江华等[11]研究也认为，尽管一般菜园土壤环境条件下豆瓣菜重金属含量未超标，但豆瓣菜对铅、汞、砷等重金属的吸收和积累水平较高。豆瓣菜虽然为水生蔬菜，但实际生产中可以旱栽。在旱生环境下，豆瓣菜对重金属的吸附情况如何，未见报道。因此，有必要采用现行国家标准，对豆瓣菜的主要营养成分及其在旱生环境下对重金属的吸附情况进行研究。本试验以保存在国家种质武汉水生蔬菜资源圃内不同地区的13份豆瓣菜种质资源为材料，对其主要营养成分和在旱生环境下的重金属含量进行测定与评价，以期为豆瓣菜种质资源、育种、栽培和消费等提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

13份豆瓣菜种质资源分别来自中国贵州、山西和云南以及缅甸仰光地区，现保存于国家种质武汉水生蔬菜资源圃（表1）。2018年12月5日采集自小拱棚旱栽豆瓣菜地上部嫩茎叶样品用于营养成分测试，采自露地旱栽云南豆瓣菜地上部嫩茎叶样品用于重金属含量测试。

表1 13份豆瓣菜种质资源名称及来源

1.2 方法

1.2.1 营养成分含量测定

干物质：GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》之直接干燥法[12]。

蛋白质：GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》之凯氏定氮法[13]。

可溶性糖：GB 5009.8—2016《食品安全国家标准食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》之酸水解-莱因-埃农氏法[14]。

粗纤维：GB/T 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定方法》[15]。

维生素C：GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》之高效液相色谱法[16]。

铅(Pb)：GB 5009.12—2017《食品安全国家标准食品中铅的测定》之石墨炉原子吸收光谱法[17]。

砷(As)：GB 5009.11—2014《食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定》之总砷测定的电感耦合等离子体质谱法[18]。

镉(Cd)：GB 5009.15—2014《食品安全国家标准食品中镉的测定》[19]。

汞(Hg)：GB/T 5009.17—2014《食品安全国家标准食品中总汞及有机汞的测定》之食品中总汞测定（原子荧光光谱分析法）[20]。

1.2.2 营养成分含量评价 参照刘义满等[21]的方法，将豆瓣菜资源单项营养成分含量测定值分别与《中国蔬菜栽培学》中已知的32种绿叶蔬菜相应指标值比较。因该书第一版和第二版所列营养成分指标不同，优先使用最新版数据，最新版中未列者，采用原版数据。干物质、蛋白质、可溶性糖及维生素C已知数据来自《中国蔬菜栽培学》（2010年第二版）[22]，粗纤维含量来自《中国蔬菜栽培学》（1987年第一版）[23]。评价标准[21]：①“高”：测定值高于90%以上的已知绿叶蔬菜测定值；②“较高”：测定值高于50%～90%的已知绿叶蔬菜测定值；③“较低”：测定值高于50%以下的已知绿叶蔬菜测定值。

1.2.3 重金属含量安全性评价 利用豆瓣菜产品重金属含量测定值，与GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》[24]中对应重金属限量值比较，评价豆瓣菜产品重金属含量安全性。

1.2.4 数据分析 利用EXCLE分别计算13份豆瓣菜种质资源干物质含量、蛋白质含量、可溶性糖含量、粗纤维含量及维生素C含量的平均值(¯)、标准差(SD)、变异系数(CV)、最大值(Xmax)及最小值(Xmin)。利用SPSS 10.1计算各营养指标值之间的偏相关系数。

2 结果与分析

2.1 营养成分含量测定值及其变异

13份豆瓣菜种质资源的干物质含量、蛋白质含量、可溶性糖含量、粗纤维含量及维生素C含量测试分析结果见表2。13份种质资源样品各营养成分含量分别为干物质4.09%～5.49%，平均4.57%，变异系数为7.51%；蛋白质1.29%～1.81%，平均1.49%，变异系数为11.11%；可溶性糖0.12%～0.28%，平均0.16%，变异系数28.38%；粗纤维0.50%～0.80%，平均0.62%，变异系数为14.87%；维生素C 28.56～47.01 mg/100g，平均38.56mg/100g，变异系数为15.90%。从不同营养成分的变异系数可以看出，不同品种间干物质的变异较小，蛋白质含量、粗纤维含量及维生素C含量存在一定的变异，而可溶性糖含量的变异较大。各营养成分平均值()介于区间的资源有 8～10 份，占61.54%～76.92%；其中，龙泉野生豆瓣菜的干物质、蛋白质及维生素C含量3项指标均同时≥(¯+s)，且在13份种质资源中均为最高；英国大叶可溶性糖含量和粗纤维含量均同时≥(¯+s)，且在13份种质资源中均为最高。

表2 13份豆瓣菜种质资源营养成分

2.2 营养成分含量之间的偏相关系数

13份豆瓣菜资源各营养指标之间的偏相关系数见表3。豆瓣菜的干物质与蛋白质、粗纤维和维生素C之间偏相关系数均达到显著正相关，蛋白质与粗纤维之间偏相关系数呈显著负相关，其余指标之间的偏相关系数均未达显著水平。以上结果对于豆瓣菜品质育种具有一定参考意义。

表3 13份豆瓣菜种质资源营养成分偏相关系数

2.3 营养成分含量评价

13份豆瓣菜种质资源干物质、蛋白质、粗纤维和维生素C含量测定值与32种已知绿叶蔬菜的比较评价结果见表4。表4比较结果显示，豆瓣菜维生素C含量高于60.00%的绿叶蔬菜，处于“较高”水平；豆瓣菜的干物质、蛋白质、粗纤维含量仅高于7.41%～31.25%的绿叶蔬菜，均处于“较低”水平。

表4 豆瓣菜与绿叶蔬菜营养成分比较

2.4 重金属含量及安全性评价

豆瓣菜铅、砷、镉及汞等4种重金属含量测定值及GB 2762—2017规定限量值见表5。可以看出，豆瓣菜重金属含量实测值仅为GB 2762—2017限量值的9.40%～25.67%，说明豆瓣菜测定样品的重金属含量安全性高。

表5 豆瓣菜重金属含量测定值及相应限量指标 mg/kg

3 讨论与结论

植物营养成分含量的测定结果与所取样本的生长环境有密切关系，更与测定所采用的方法有直接关系。从已有的研究可以看出，不同研究所测定豆瓣菜的干物质差异不大，而蛋白质、可溶性糖、粗纤维和维生素C含量存在较大差异，一方面与所取样本的生长环境有关，另一方面与不同研究者所采用的方法不同有关。蛋白质：本研究采用GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》之“凯氏定氮法”，而江解增等[6]、胡绵好等[7]、徐文娟等[8]采用“考马斯亮蓝G-250法”，孙晓慧等[5]采用“紫外分光光度法”。可溶性糖：本研究采用GB 5009.8—2016《食品安全国家标准食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》之“酸水解-莱因-埃农氏法”，江解增等[6]、胡绵好等[7]、徐文娟等[8]采用“蒽酮法”。粗纤维：本研究采用GB/T 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定方法》，孙晓慧等[5]采用酸碱处理法。维生素C：本研究采用GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》之“高效液相色谱法”，江解增等[6]、徐文娟等[8]采用2,6二氯酚靛酚钠滴定法，胡绵好等[7]采用紫外线分光光度计法，孙晓慧等[5]采用2,4-二硝基苯肼法。一般而言，测试方法应以国家标准为准。另外，本研究测试的样本数为13，而前面提及的其他研究者的样本数仅为1，样本数过少，也易导致所测定的结果不能全面反映该作物的营养成分。本试验中，龙泉野生豆瓣菜的干物质、蛋白质及维生素C含量在13份资源中均最高，英国大叶的可溶性糖和粗纤维含量在13份资源中最高，这2份优异资源在生产中可以很好地加以利用。

在实际生产中，蔬菜生长环境较为复杂，重金属的形态、农田土壤环境因子以及光照和温度等气候因子都会影响重金属向蔬菜中的迁移和积累[9]。其中，农田土壤环境因子是最重要的因子之一。何江华等[11]、胡绵好等[7]、韩承华等[9-10]等研究在水生环境中豆瓣菜铅、砷、镉及汞等重金属含量未超标。本研究在旱生环境下，豆瓣菜铅、砷、镉及汞等重金属含量也未超标。因此，除特殊农田土壤外，一般农田土壤环境下，豆瓣菜重金属的含量不会超标。当然，因为豆瓣菜是一种镉敏感型蔬菜[9-10]及对铅、汞、砷等重金属的吸收和积累水平较高的蔬菜[11]，因此，在栽培特别是大面积栽培中，最好对土壤和灌溉用水质量及豆瓣菜产品进行抽样，检测其重金属含量是否符合食品安全国家标准的规定。为了给豆瓣菜对重金属的吸附和积累而引起的产品安全性提供更多的科学依据，建议从以下主要方面开展深入研究。第一，由于叶菜对重金属的积累存在种类和品种差异[25-26]，建议比较研究大叶豆瓣菜和小叶豆瓣菜两种类型重金属积累。第二，由于温度和光照的变化会影响植物对重金属的吸附和积累[27-28]，因此，建议开展不同栽培时期豆瓣菜对重金属的吸附和积累研究。

豆瓣菜的干物质、蛋白质、可溶性糖、粗纤维、维生素C含量分别为4.57%、1.49%、0.16%、0.62%、38.56mg/100g，不同品种间干物质的变异较小，蛋白质含量、粗纤维含量及维生素C含量存在一定的变异，而可溶性糖含量的变异较大。与32种新鲜绿叶蔬菜已知数据比较，豆瓣菜维生素C含量处于较高水平，干物质含量、蛋白质含量和粗纤维含量均处于较低水平。铅、砷、镉、汞含量分别为 0.077、0.047、0.028、0.001mg/kg。豆瓣菜作为旱生蔬菜栽培，其铅、砷、镉及汞等重金属含量符合食品安全国家标准的规定。