高胡萝卜素型甘薯新品种莆薯17 块根生长过程中主要营养成分的变化规律研究

钟玉扬 崔纪超 余金姜 武小霞 洪鼎剀 郑建扬

（莆田市农业科学研究所，福建莆田 351100）

甘薯富含淀粉、蛋白质、胡萝卜素、粗纤维、维生素C、粗脂肪、可溶性糖、还原糖等多种营养物质，被视为营养均衡的优质食物[1]。近年来，随着人们生活水平的改善和健康消费观念的不断提高，甘薯营养品质成为人们关注的焦点。红心甘薯品种除含有普通甘薯一般的营养成分外，还含有胡萝卜素，而β-胡萝卜素是合成维生素A 的重要前体物质[2]。维生素A 缺乏是造成“夜盲症”的主要原因，可导致儿童生长迟缓、贫血、免疫力下降[3]。食用高胡萝卜素甘薯可在一定程度上缓解维生素A 缺乏的问题[4]。目前，有关高胡萝卜素甘薯品种的研究主要集中在栽培措施[5]、合成基因表达[6]、含量测定[7]等方面，而对高胡萝卜素甘薯品种块根生长过程的研究则相对较少。张小明等[8]研究了β-胡萝卜素在甘薯膨大期块根不同部位的变化规律。后猛等[9]对品种间甘薯块根类胡萝卜素变化规律和主要经济性状相关性进行了研究，但对主要营养成分变化规律及其相互关系的研究未全面涉及。为此，本研究分析了高胡萝卜素甘薯新品种莆薯17块根生长过程中主要营养成分的变化规律及其相互关系，为该品种选择合适的收获时间及品种改良提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为福建莆田市农业科学研究所选育的高胡萝卜素甘薯新品种莆薯17。

1.2 方法

2022 年8 月18 日，于福建省莆田市荔城区黄石镇清前村农作物试验基地种植莆薯17，试验地前茬为小白菜，其土壤理化性状：pH 7.1，有机质含量17.6 g/kg，碱解氮68.6 mg/kg，有效磷142.7 mg/kg，速效钾252 mg/kg。大田栽插后75、90、120和140 d分别取样，样品委托福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所进行β-胡萝卜素、蛋白质、总氨基酸、粗脂肪、粗纤维、维生素C、还原糖及可溶性糖含量的检测。β-胡萝卜素采用GB 5009.83—2016《食品安全国家标准 食品中胡萝卜素的测定》方法；蛋白质采用GB 5009.5—2016 食品安全国家标准食品中蛋白质的测定方法；总氨基酸采用GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》方法；粗脂肪采用GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》方法；粗纤维采用GB 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》方法；维生素C 采用GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》方法；还原糖采用GB 5009.7—2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》方法；可溶性糖采用NY/T 5009.86—2016《蔬菜及其制品中可溶性糖的测定 铜还原碘量法》。

1.3 试验数据处理

采用Excel 2007与SPSS软件进行数据处理分析。

2 结果与分析

2.1 莆薯17块根发育过程中氨基酸含量的变化

从图1 可以看出，莆薯17 块根总氨基酸含量从75 d 开始逐渐上升，90 d 时含量达到最高值（0.64 g/100 g），之后一直到收获，呈缓慢下降趋势。说明在75～90 d 期间总氨基酸含量增幅最大，本时期是氨基酸积累的主要时期。

图1 莆薯17块根中总氨基酸含量的变化

2.2 莆薯17块根发育过程中维生素C含量的变化

从图2 可以看出，莆薯17 块根维生素C 含量从栽后75～90 d 缓慢上升，90～120 d 保持相对稳定，120 d 时含量最高（27.3 mg/100 g），随后一直到收获，维生素C含量开始下降。

图2 莆薯17块根中维生素C含量的变化

2.3 莆薯17块根发育过程中β-胡萝卜素含量的变化

从图3可以看出，莆薯17块根β-胡萝卜素含量从75 d开始快速上升，积累速率高，90 d时达到最高值（1 545 µg/100 g），说明β-胡萝卜素含量在75～90 d 期间增幅最大，是β-胡萝卜素积累的重要时期。从90 d开始一直到收获，β-胡萝卜素含量呈缓慢下降趋势。

图3 莆薯17块根中β-胡萝卜素含量的变化

2.4 莆薯17块根发育过程中蛋白质含量的变化

从图4可以看出，莆薯17块根蛋白质含量从75 d开始呈下降趋势，120 d时含量最低（0.84 g/100 g），随后一直到收获呈缓慢回升趋势。从75～120 d，莆薯17的蛋白质含量总体表现出下降趋势，说明蛋白质前期积累的速率较快。

图4 莆薯17块根中蛋白质含量的变化

2.5 莆薯17块根发育过程中粗脂肪含量的变化

从图5 可以看出，莆薯17 块根粗脂肪含量从75 d 开始快速下降，然后在90～120 d 呈缓慢下降趋势，120 d 时含量最低（0.1 g/100 g），随后一直到收获呈缓慢回升趋势，整个生育期粗脂肪含量波动较大。

图5 莆薯17块根中粗脂肪含量的变化

2.6 莆薯17块根发育过程中还原糖含量的变化

从图6 可以看出，莆薯17 块根还原糖含量从75 d 开始呈快速下降趋势，然后在90～120 d 下降趋缓，120 d时含量最低（2.2 g/100 g），随后一直到收获呈回升趋势。与粗脂肪含量变化的趋势相似，但在后期还原糖含量回升幅度较小，说明还原糖含量在前期积累的速率较快。

图6 普薯17块根中还原糖含量的变化

2.7 莆薯17块根发育过程中可溶性糖含量的变化

从图7 可以看出，莆薯17 块根可溶性糖含量从75 d 开始呈下降趋势，90 d 时为最低值（4.92%），从90 d 开始一直到收获，呈缓慢上升趋势，140 d 时为最高值（5.93%）。

图7 莆薯17块根中可溶性糖含量的变化

2.8 莆薯17块根发育过程中粗纤维含量的变化

从图8 可以看出，莆薯17 块根粗纤维含量呈“上升—下降—上升”近似“Z”字形的变化趋势，从栽后75～90 d开始上升，90～120 d开始下降，120 d时含量最低（0.70%），随后一直到收获，又开始缓慢上升。

图8 莆薯17块根中粗纤维含量的变化

2.9 莆薯17块根主要营养成分间的相关性分析

在甘薯生长发育过程中，块根各营养品质组分既相互独立又相互联系，大多数品质指标之间具有一定的相关性[10]。为了解莆薯17 主要营养成分成分品质性状之间的相互关系，对其生长发育过程中的8 个品质性状进行了相关性分析，其结果见表1。由表1可知，莆薯17块根维生素C含量与可溶性糖、粗脂肪含量表现出显著负相关。其余主要营养成分品质性状之间表现出正相关的有：β-胡萝卜素含量与维生素C、总氨基酸、粗纤维含量；总氨基酸含量与维生素C、蛋白质、粗纤维含量；蛋白质与还原糖、粗脂肪、粗纤维、可溶性糖；粗脂肪含量与可溶性糖含量。表现出负相关的有：总氨基酸含量与粗脂肪、还原糖、可溶性糖含量；维生素C含量与蛋白质、还原糖、粗纤维含量；β-胡萝卜素含量与蛋白质、粗脂肪、还原糖、可溶性糖含量。

表1 莆薯17营养成分的相关性分析

3 讨论与结论

3.1 讨论

本研究中，莆薯17 块根β-胡萝卜素、氨基酸和维生素C含量在块根生长过程中呈现先升后降的变化趋势，β-胡萝卜素、氨基酸含量均在90 d 达到最高值，维生素C 含量在120 d 达到最高值。莆薯17块根蛋白质、粗脂肪、还原糖、可溶性糖的含量呈现先降后升变化波动趋势，除可溶性糖含量最低值在90 d 外，其余的最低值均在120 d。莆薯17 块根粗纤维呈“上升—下降—上升”近似“Z”字形的变化趋势。后猛等[11]研究表明，高胡萝卜素型甘薯新品系徐渝薯34块根块根β-胡萝卜素含量变化动态为“升高—降低”的单峰波动曲线。这与本研究中莆薯17块根β-胡萝卜素含量变化趋势结果相符。张晓艳等[12]研究表明，蛋白质含量在块根形成期较高，此后逐渐下降，到收获期又略有提高。这与本研究蛋白质含量含量变化趋势结果相符。梁媛媛等[13]研究发现，可溶性糖含量在甘薯块根整个生长期间的变化趋势为前期高，随后开始降低，一般在100 d左右最低，生长中期稳定波动，生长末期再缓慢上升。这与莆薯17块根还原糖含量的变化趋势相似。

在研究莆薯17块根主要营养成分间的相互关系时发现，维生素C含量与可溶性糖、粗脂肪含量表现出显著负相关，这说明同时提高莆薯17块根中维生素C含量与粗脂肪含量，或者维生素C含量与可溶性糖含量的可能性很小。其余各营养成分之间表现为正相关或负相关，但均未达到显著或极显著水平。

莆薯17 块根的β-胡萝卜素、氨基酸、维生素C含量呈现先上升后下降的波动趋势。莆薯17 块根的蛋白质、可溶性糖和还原性糖含量在生长前期高，后期波动变化，粗纤维含量高会影响口感。因此，甘薯的最佳收获时期应综合考虑上述因素。

3.2 结论

甘薯胡萝卜素含量受栽培条件影响较大，不同生长期含量变化较大。本研究中，莆薯17的β-胡萝卜素、总氨基酸含量在生长过程中表现出“升高—降低”的波动曲线；蛋白质、粗脂肪、还原糖和可溶性糖含量的波动曲线相似，表现出“降低—升高”的变化趋势；粗纤维含量表现出“升高—降低—升高”的变化趋势；维生素C含量表现出先缓慢上升、后缓慢下降变化趋势。鲜薯维生素C 含量与粗脂肪含量、可溶性糖含量呈显著相关。