不同贮藏条件对甘薯块根中绿原酸含量的影响

陈子怡， 牟欣尚 ， 王庆佳， 张斌， 逄岩， 赵恩江， 辛华， 张恩盈

(1. 青岛农业大学农学院，山东青岛 266109；2. 青岛农业大学生命科学学院；3. 潍坊市峡山区太保庄街道办事处，山东潍坊 261202)

甘薯(IpomoeabatatasLam.)是我国四大经济作物之一，其在我国产量居世界之首。联合国粮农组织认为，甘薯投入少产出多，单位面积生产可食用的干物质居各种作物之首，在21世纪已上升为世界第五大食物能源供应作物[1]。甘薯的块根和茎叶营养非常丰富，块根中富含淀粉、维生素[2]以及抗氧化物质等，特别是甘薯独特的保健作用正引起国内外农业和医学界的重视[3]。医学认为，甘薯具有“补虚乏、益气力、健脾胃、强肾阴”的功效；所含的维生素和热量高于大豆和面粉；甘薯中还含有赖氨酸、胡萝卜素、维生素C和钙、磷、铁等营养成分，适量食之，对人体健康有益[4]。

绿原酸是植物体在有氧呼吸过程中经莽草酸途径产生的一种苯丙素类化合物[5]。研究发现，绿原酸具有抗癌、提高免疫力、抗菌等生物学活性，具有一定的抗炎、抗突变、抗肿瘤、预防高血压、增强机体免疫力、辅助预防和治疗心血管疾病[6-11]的作用。甘薯中的绿原酸可抑制能导致雀斑和老人斑的黑色素的产生[12]。近年来关于甘薯茎叶中绿原酸的研究居多，但甘薯块根中绿原酸研究却鲜有报道。为了更好地了解甘薯块根中绿原酸的分布以及含量的变化情况，本研究选取‘徐紫8号’‘普薯32’和‘烟薯25’为试验材料，研究绿原酸在甘薯块根中的分布情况，探讨在不同贮藏温度和时间下不同品种甘薯块根中绿原酸含量的变化，从而确定甘薯适宜的贮藏时间和贮藏温度，为甘薯种植品种的选择和块根中绿原酸的开发利用提供理论依据，对提高甘薯的社会和经济效益亦有重要的意义。

1 材料和方法

1.1 试验材料及处理方法

试验材料‘徐紫8号’‘普薯32’和‘烟薯25’块根由青岛农业大学农学院提供，试验设定10 ℃和20 ℃两个贮藏温度，湿度恒定为55%。甘薯收获后放于地窖中贮藏，于2021年1月2日进行取材，每10 d取材一次，取材时间为贮藏后0 d、10 d、20 d、30 d、40 d，取材至2月11日完成，共取材5次。

1.2 试验方法

1.2.1 绿原酸的组织化学定位

将甘薯块根洗净，选用中段，将每种样品按照外部(主要包含周皮、次生韧皮部、形成层等部分)、中部(主要包含次生木质部)、内部(主要包含中心淡色的次生木质部和初生木质部等部分)分别取材。参照林月惠等[13]的实验步骤，将甘薯块根的3个区域利用Leica CM1950冰冻切片机(德国莱茨公司，德国)切片，切片厚度15 μm，在Leica DM6B荧光显微镜(德国莱茨公司，德国)下观察拍照。

1.2.2 绿原酸含量的测定

1.2.2.1 标准曲线的绘制

绿原酸标准品购自美国Sigma-Aldrich公司，纯度≥98%。参照向昌国等[14]的方法，称取绿原酸标准样品4.25 mg，用75%的乙醇溶解并定容于50 mL容量瓶中，摇匀，得到绿原酸标准溶液。吸取该标准溶液0.00、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00 mL分别置于10 mL容量瓶中，加75%乙醇定容至刻度，摇匀，利用Agilent 1260高效液相色谱仪(安捷伦科技有限公司，德国)在330 nm波长下进行色谱分析，分别测定不同浓度标准溶液的峰面积值。

色谱柱：Agilent Eclipse XDB-C18 (4.6 mm×250 mm, 5 μm)；流动相：乙腈与0.1%磷酸水溶液体积比19∶81；流速为1 mL/min；柱温30 ℃；检测波长330 nm；样品进样量10 μL[15]。

以绿原酸标准溶液浓度为横坐标，峰面积值为纵坐标绘制标准曲线，得到回归方程为：

y=19.671x-37.961，R2=0.997 5

其中：y为峰面积值，x为绿原酸浓度，μg/mL。

绿原酸含量(%)=10x/m×100%

其中：绿原酸含量，为绿原酸质量占甘薯总质量百分数，%；m为样品质量，μg。

1.2.2.2 绿原酸含量的测定

将不同品种甘薯块根中段分别切块，分为外、中、内3个部分，3次重复。材料用烘干机60 ℃烘干，由粉碎机碎成粉，过40目筛，备用。

精确称取不同的样品各0.80 g，按料液比(m/V)为1∶6.25与75%乙醇混合，于4 ℃下超声提取30 min，提取2次，合并上清液，用75%乙醇定容至10 mL容量瓶中。经0.22 μm滤膜过滤，利用Agilent 1260高效液相色谱仪进行绿原酸含量测定，测定条件与1.2.1.1相同。

1.3 数据统计与分析

使用Microsoft Excel 2010数据处理系统进行统计分析。用LSD检验进行显著性差异分析(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同品种甘薯块根中绿原酸的组织化学定位

绿原酸水溶液能产生微弱荧光[16]。对‘徐紫8号’‘普薯32’和‘烟薯25’三种甘薯块根中段横切，在荧光显微镜下可以看到，3个甘薯品种的薄壁组织中均存在蓝色荧光。‘普薯32’和‘烟薯25’蓝色较浅(图1A、1B)，‘徐紫8号’薄壁组织中蓝色荧光较深(图1C)，这说明绿原酸主要存在于薄壁细胞中，且‘徐紫8号’绿原酸含量最多。

A.‘普薯32’；B.‘烟薯25’；C.‘徐紫8号’

2.2 甘薯块根不同部位绿原酸含量的分析

由图2可以看出，贮藏0 d时，三个品种绿原酸含量都是外部>中部>内部，‘徐紫8号’无论是外部、中部、内部绿原酸含量均显著高于‘普薯32’和‘烟薯25’，‘烟薯25’绿原酸含量最低。‘徐紫8号’外部绿原酸含量可达0.14%，其次是中部，含量最低的是内部，外部与中部没有显著性差异。‘普薯32’‘烟薯25’含量分布基本一致，外部较高，且与中部和内部差异显著，中部与内部含量没有显著差异。

图2 贮藏0 d时甘薯块根不同部位的绿原酸含量

2.3 不同贮藏温度下甘薯块根外部绿原酸的含量随贮藏时间的变化

由图3可以看出，随着贮藏时间的延长，‘徐紫8号’在10 ℃和20 ℃贮藏条件下都有先升高再降低的趋势，在贮藏0～10 d之内变化不显著，但在20～30 d时绿原酸含量显著升高，最高值达0.23%，随后迅速降低。相比较10 ℃和20 ℃贮藏条件，在20～30 d时，10 ℃贮藏条件下绿原酸含量显著高于20 ℃贮藏条件。从绿原酸含量变化的角度看，‘徐紫8号’在10 ℃下贮藏20～30 d最适宜。‘普薯32’和‘烟薯25’在试验贮藏时间内均存在先降低、再升高、然后再下降的趋势，但没有显著差异，因此从绿原酸含量变化的角度来说‘普薯32’和‘烟薯25’不适合长期贮藏，收获后食用最佳。

图3 不同贮藏温度下甘薯块根外部绿原酸含量随贮藏时间的变化

3 讨论

有研究表明，甘薯叶、茎和块根中均含有一定量的绿原酸，其中以甘薯叶和茎中的含量较高，块根中的含量较低[17]。赵红艳等[18]的试验结果也表明，不同甘薯材料中绿原酸含量不相同，甘薯叶中的绿原酸含量最高，其次是叶柄和老茎，含量最少的是幼茎，为0.72%。赵俊宏等[19]发现，绿原酸在菊芋(HelianthustuberosusL.)茎叶中含量较为丰富，九月中下旬达到最高值，为1.6%。杨慧芹等[20]研究发现，马铃薯(Solanumtuberosum)中的绿原酸主要存在于马铃薯皮中，不同马铃薯品种薯皮中的绿原酸含量不同，结论与本试验相一致。本试验所选择的三个甘薯品种‘徐紫8号’‘普薯32’和‘烟薯25’均为外部含量最高，且不同品种甘薯块根中绿原酸含量不同，‘徐紫8号’含量最高，达到0.23%，‘普薯32’含量最低，低至0.01%。

王文华等[21]的试验表明，葵花籽中绿原酸主要分布在葵花籽仁的糊粉层中或细胞的蛋白质颗粒内。本研究表明，甘薯块根的绿原酸主要存在于不同部位的薄壁细胞中，在细胞内的具体分布部位有待进一步研究。

刘意等[22]结果表明，7种菜用甘薯品种(系)的绿原酸类化合物含量在不同采样时间呈现动态变化。本研究发现，甘薯不同品种在不同贮藏条件下绿原酸含量变化不同，除‘徐紫8号’在10 ℃和20 ℃贮藏温度下块根外部绿原酸含量呈现先上升后下降的趋势外，其余品种块根外部绿原酸含量均为先下降后上升再下降的趋势，这与冯程程等[23]在整个贮藏期间鲜切紫甘薯中绿原酸呈现先上升后下降的趋势有所差别。

本试验结果为甘薯的科学贮藏提供了理论依据，可以针对不同品种的甘薯，通过控制贮藏环境温度使其绿原酸含量维持在最大含量，从而更加科学健康地食用甘薯，以便发挥其最大保健功效。