黎禮謙， 羅英艦， 鄭元利， 姚華開

(遵義市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院， 貴州 遵義 563000)

馬鈴薯(SolanlumtuberostunL.)是茄科屬一年生草本塊莖植物，別名洋芋、土豆和山藥等。原產(chǎn)于南美洲，既是糧食，又是蔬菜，也是重要的經(jīng)濟(jì)作物[1]。由于成本低、產(chǎn)量高、適應(yīng)性較強(qiáng)，馬鈴薯是我國僅次于小麥、水稻、玉米之后的第四大糧食作物，是食品及加工產(chǎn)業(yè)重要的原料作物，素有“地下蘋果”“世界十大營養(yǎng)食品之一”“能源植物”等多項(xiàng)美稱[2-3]。紫色馬鈴薯是馬鈴薯的一個(gè)變種，其營養(yǎng)豐富，不僅含有普通馬鈴薯的全部營養(yǎng)成分，還富含抗氧化物質(zhì)花青素，具有抗衰老、抗癌、預(yù)防心腦血管疾病等保健功能，比普通馬鈴薯更具有發(fā)展?jié)摿?，是較為理想的營養(yǎng)保健食品[4-5]。目前，關(guān)于普通馬鈴薯高產(chǎn)高效和品質(zhì)分析的研究頗多，針對(duì)紫色馬鈴薯展開研究的報(bào)道鮮見。黃洪媛等[6]對(duì)29個(gè)馬鈴薯的品質(zhì)進(jìn)行了分析，從外觀特性和化學(xué)營養(yǎng)兩個(gè)方面將參試品種分為鮮食型和專用加工型等不同類型。白建明等[7]對(duì)6個(gè)馬鈴薯品種的研究認(rèn)為，對(duì)馬鈴薯淀粉產(chǎn)量影響最大的因素是品種。趙春波等[8]測(cè)定了吉林省14份馬鈴薯品種的營養(yǎng)品質(zhì)性狀，用隸屬函數(shù)法對(duì)營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行了綜合分析。鄒淑萍等[9]對(duì)新疆7個(gè)品種馬鈴薯進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定與聚類分析，篩選出了適宜鮮食、加工及鮮食加工兼用的新疆馬鈴薯主栽品種。

本研究針對(duì)貴州省特殊的地理?xiàng)l件和氣候條件，對(duì)引種的6個(gè)馬鈴薯品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，旨在分析和評(píng)價(jià)不同品種紫色馬鈴薯的基本營養(yǎng)成分，初步篩選出適宜本地區(qū)種植的紫色馬鈴薯品種，為本地區(qū)紫色馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年在貴州省遵義市新蒲新區(qū)新舟鎮(zhèn)綠塘村平壩組(27°82′N，107°19′E)進(jìn)行，該地區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，全年平均氣溫14.8 ℃，無霜期290 d，降雨量1 035.8 mm，土壤理化性質(zhì)：0～20 cm平均有機(jī)質(zhì)含量25.35 g·kg-1，堿解氮72.50 mg·kg-1，全磷18.62 mg·kg-1，速效磷22.75 mg·kg-1，速效鉀216 mg·kg-1，基地地勢(shì)平坦，水源充足，適合開展蔬菜田間種植試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)共選擇6個(gè)紫色馬鈴薯品種(系)作為參試材料，其種薯來源情況見表1。

表1 參試馬鈴薯品種(系)及來源Table 1 Tested potato varieties (lines) and their sources

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)5次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積15 m2，3月9日播種，7月10日收獲，行距60 cm，株距30 cm，播種深度為10 cm，肥料施用復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)作基肥一次施入，其他管理同當(dāng)?shù)卮筇锕芾怼Ｖ仓瓿墒旌蠼y(tǒng)一收獲，塊莖放置于陰涼且通風(fēng)的倉庫中貯藏。收獲后第15天進(jìn)行測(cè)試和比較。

1.4 試驗(yàn)方法

在馬鈴薯收獲期，每個(gè)品種隨機(jī)選取20個(gè)塊莖，稱取和測(cè)量每個(gè)供試樣品薯塊單薯重及長(zhǎng)、寬尺寸，計(jì)算每品種平均單薯重(g)和果形長(zhǎng)/寬比。觀察記錄薯塊形狀、表皮顏色、果肉顏色。取各樣品的鮮樣，經(jīng)清洗、晾干、去皮，切割為大小一致的樣塊，選取相同部位的樣塊，經(jīng)后續(xù)處理后測(cè)定馬鈴薯的品質(zhì)。其中淀粉含量和可溶性糖含量采用蒽酮比色法[10]，花青素含量采檸檬酸-乙醇提取法[11]，可溶性蛋白采用Tris-HCl提取法，參照騰云龍等[12]的方法進(jìn)行。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用SPSS 23.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析，采用單因素方差分析各處理差異性水平，采用S-N-K法(p<0. 05)對(duì)不同處理間均值的顯著性差異進(jìn)行比較，平均數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果分析

2.1 馬鈴薯外觀性狀分析

表2為6種供試馬鈴薯品種外觀農(nóng)藝性狀，其中馬鈴薯塊莖平均單重排序?yàn)椋涸扑固?七彩>黑金剛>黑美人>烏洋芋>高原紅，縱徑/橫徑(長(zhǎng)寬比)主要用于描述馬鈴薯外觀形狀，其薯塊的形狀決定其加工類型，本實(shí)驗(yàn)的6個(gè)供試品種除烏洋芋為卵圓形，其余品種均為長(zhǎng)圓形。

表2 不同馬鈴薯品種(系)外觀性狀Table 2 Appearance characters of different potato varieties (lines)

2.2 馬鈴薯花青素含量分析

從圖1可以看出，幾種紫色馬鈴薯花青素含量大小順序?yàn)楹诿廊?22.15 mg·(100 g)-1)>黑金剛(15.87 mg·(100 g)-1)>高原紅(6.70 mg·(100 g)-1)>七彩(3.31 mg·(100 g)-1)>云斯特(2.95 mg·(100 g)-1)>烏洋芋(2.39 mg·(100 g)-1)，其中最高的黑美人其花青素含量為最低的烏洋芋的9.41倍，黑金剛、高原紅、七彩和云斯特分別為烏洋芋的6.64、2.80、1.38、1.23倍。在給定顯著水平α為0.05的前提條件下，不同馬鈴薯品種花青素含量方差分析結(jié)果(表3)表明，同一馬鈴薯品種重復(fù)間差異不顯著(p=0.288>0.05)，數(shù)據(jù)重復(fù)一致性良好；不同馬鈴薯品種之間花青素含量顯著性為p=7.754×10-11<0.05，說明在給定的水平條件下，6個(gè)馬鈴薯品種花青素含量?jī)蓛芍g差異性顯著。

表3 不同馬鈴薯品種花青素含量方差分析結(jié)Table 3 Variance analysis of anthocyanin content in different potato varieties

2.3 馬鈴薯可溶性糖含量分析

由圖2可見，可溶性糖含量最高的是黑金剛，為18.58%；其次是黑美人，為17.19%，含量最低的是七彩，為8.27%。高原紅、烏洋芋、黑金剛、黑美人和云斯特5個(gè)品種較七彩分別高出75.04%、38.34%、124.61%、107.85%和70.02%。采用S-N-K法對(duì)不同馬鈴薯品種可溶性糖含量進(jìn)行方差分析，結(jié)果(表4)表明，同一個(gè)馬鈴薯品種不同重復(fù)間的顯著性為0.107，大于0.05，即可溶性糖測(cè)定試驗(yàn)中每個(gè)品種中所做重復(fù)差異不顯著，重復(fù)性好，數(shù)據(jù)可靠。不同馬鈴薯品種之間可溶性糖差異性為0.000 16，小于0.05，說明6個(gè)馬鈴薯品種可溶性糖含量?jī)蓛芍g存在顯著性差異。

表4 不同馬鈴薯品種可溶性糖方差分析Table 4 Variance analysis of soluble sugar content in different potato varieties

2.4 馬鈴薯淀粉含量分析

由圖3可見，幾種馬鈴薯的淀粉含量分別為：高原紅9.74%、烏洋芋13.02%、七彩6.07%、黑金剛13.90%、黑美人11.68%、云斯特11.22%。淀粉含量最低的是七彩，高原紅、烏洋芋、黑金剛、黑美人和云斯特5個(gè)馬鈴薯品種淀粉含量較七彩分別高出60.40%、114.56%、129.00%、92.38%和84.88%。由表5可知，同一馬鈴薯品種不同重復(fù)間的顯著性為0.506，大于0.05，即淀粉含量測(cè)定試驗(yàn)中每個(gè)品種中所做重復(fù)差異不顯著，重復(fù)性良好，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。對(duì)不同馬鈴薯品種(不同處理)進(jìn)行方差分析可知，馬鈴薯品種之間的差異性為0.000 043，小于0.05，說明6個(gè)馬鈴薯品種(處理)淀粉含量?jī)蓛芍g存在顯著性差異。

表5 不同馬鈴薯品種淀粉含量方差分析Table 5 Variance analysis of starch content in different potato varieties

2.5 馬鈴薯可溶性蛋白含量分析

由圖4可見，6種馬鈴薯品種可溶性蛋白含量分別為：高原紅0.91 mg·g-1、烏洋芋1.16 mg·g-1、七彩0.72 mg·g-1、黑金剛2.57 mg·g-1、黑美人2.38 mg·g-1、云斯特0.92 mg·g-1。其中最高的為黑金剛，相比較最低的為七彩，黑金剛可溶性蛋白含量為七彩的3.57倍；其次是黑美人，可溶性蛋白含量為七彩的3.26倍，高原紅、烏洋芋和云斯特3個(gè)馬鈴薯品種的可溶性糖含量分別是七彩的1.26、1.61、1.28倍。對(duì)不同馬鈴薯可溶性蛋白含量進(jìn)行單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)方差分析，結(jié)果(表6)表明，測(cè)定馬鈴薯可溶性蛋白過程中所做重復(fù)的差異性為0.277，大于0.05，表明在重復(fù)之間差異性不明顯，數(shù)據(jù)一致性較好；不同馬鈴薯品種可溶性蛋白質(zhì)含量差異性為3.238×10-11，結(jié)果遠(yuǎn)小于0.05，在給定顯著水平α為0.05的前提條件下，概率值小于α，拒絕原假設(shè)，即表明6個(gè)馬鈴薯品種可溶性蛋白質(zhì)含量?jī)蓛芍g存在顯著性差異。

表6 不同馬鈴薯品種可溶性蛋白含量方差分析結(jié)果Table 6 Variance analysis of soluble protein content in different potato varieties

3 討 論

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，且馬鈴薯產(chǎn)量高、生產(chǎn)成本低，故彩色馬鈴薯可作為一種新型優(yōu)質(zhì)的天然色素和抗氧化劑的來源[13]。馬鈴薯中糖、淀粉、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要指標(biāo)。不同品質(zhì)的馬鈴薯可用于不同的加工和發(fā)展。提高蛋白質(zhì)和淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)的含量，可為馬鈴薯的優(yōu)質(zhì)栽培提供一定的參考數(shù)據(jù)，同時(shí)也是其品質(zhì)育種方面的主要技術(shù)指標(biāo)之一[14]。

按照《馬鈴薯商品薯分級(jí)與檢驗(yàn)規(guī)程GB/T 31784-2015》國家標(biāo)準(zhǔn)[15]對(duì)供試馬鈴薯品種進(jìn)行等級(jí)劃分，除高原紅外，其他5個(gè)品種均滿足鮮食型商品薯二級(jí)品重量標(biāo)準(zhǔn)(100 g≥93%)。馬鈴薯表皮顏色和薯塊果肉顏色上的差異一定程度上會(huì)影響消費(fèi)者的購買喜好，6個(gè)供試品種中，高原紅表皮為紅色，七彩表皮為黃色，其余4個(gè)品種表皮為紫色；薯肉黑金剛和黑美人為紫色，高原紅為紅色，其他3個(gè)品種表現(xiàn)紫/黃相間的雜色。按照國標(biāo)GB/T 31784-2015對(duì)加工型馬鈴薯外觀形態(tài)的要求，薯片加工型馬鈴薯塊莖應(yīng)為圓形或卵圓形，薯?xiàng)l加工型馬鈴薯塊莖應(yīng)為長(zhǎng)形或橢圓形，全粉加工型馬鈴薯對(duì)薯塊形狀未作要求。因此從外觀判斷，供試品種高原紅適合加工薯片，其余5個(gè)品種適合加工薯?xiàng)l。

彩色馬鈴薯中的花青素含量在天然食品中名列前茅，其由10多種生物類黃酮組成，比一般漿果類花青素具有更優(yōu)越的生理活性，故花青素含量是判斷彩色馬鈴薯品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)彩色馬鈴薯的深加工及食用、藥用都有重要的參考價(jià)值。本研究選取的6個(gè)紫色馬鈴薯品種，其花青素含量為2.39～22.15 mg·(100 g)-1，與張婷等[16]的研究結(jié)果一致，且不同品種之間花青素含量差異顯著，其中黑美人與黑金剛花青素含量高達(dá)22.15 mg·(100 g)-1和15.78 mg·(100 g)-1，高于許婷等[17]的研究結(jié)果(33.127 mg·kg-1)。

可溶性糖包括絕大部分的單糖、寡糖，它們?cè)谥参矬w內(nèi)可以充當(dāng)能量?jī)?chǔ)存、轉(zhuǎn)移的介質(zhì)、結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能分子如糖蛋白的配基，馬鈴薯可溶性糖含量為馬鈴薯品質(zhì)判定的一個(gè)重要指標(biāo)，常見馬鈴薯品種糖含量為每100 g馬鈴薯含糖13.9～21.9 g。本研究選取的6種紫色馬鈴薯品種可溶性糖含量為8.27%～18.85%，研究結(jié)果與商美新等[18]基本一致，且均接近馬鈴薯糖含量的理論值范圍。6種馬鈴薯品種可溶性糖含量以黑金剛、黑美人兩個(gè)品種表現(xiàn)最佳，分別為18.85%和17.19%。

馬鈴薯塊莖含有大量的淀粉，是馬鈴薯的重要能量來源，淀粉含量可作為檢驗(yàn)馬鈴薯品質(zhì)的重要指標(biāo)，可為探索馬鈴薯深加工方向提供理論依據(jù)與參考。本研究選取的6個(gè)馬鈴薯品種淀粉含量平均值在6.07%～13.90%之間，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31784-2015馬鈴薯商品薯分級(jí)與檢驗(yàn)規(guī)程也根據(jù)馬鈴薯的淀粉含量(≥16%、≥13%、≥10%)將商品薯分為三級(jí)[15]，供試品種中黑金剛符合國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，烏洋芋、黑美人和云斯特符合國家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

馬鈴薯的蛋白品質(zhì)高且含量豐富，大部分為可溶性蛋白質(zhì)，對(duì)馬鈴薯可溶蛋白含量的測(cè)定，可以反映出馬鈴薯蛋白的分布狀況，有助于馬鈴薯品種的選育和合理開發(fā)利用[19]。6個(gè)馬鈴薯品種塊莖中可溶性蛋白含量平均為0.72～2.57 mg·g-1，黑美人含量最高，七彩含量最低，且各品種之間可溶性蛋白差異性顯著。

4 結(jié) 論

本研究選取的6個(gè)種馬鈴薯品種，通過馬鈴薯塊莖重量、花青素、可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白等品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析得出，黑金剛和黑美人兩個(gè)品種的綜合表現(xiàn)較為優(yōu)良，尤其是花青素含量遠(yuǎn)高于其他幾個(gè)品種，可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白質(zhì)在一定水平上也高于其他幾個(gè)品種，因此下一步可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，進(jìn)一步開展品種示范種植試驗(yàn)，進(jìn)一步豐富遵義地區(qū)紫色蔬菜資源。