王煜偉，尹衛(wèi)，李琳琳，王樂，王永紅，劉曉軍，灑威，梁健*

（1．青海大學(xué)省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810016；2．浙江清華長(zhǎng)三角研究院，浙江 嘉興 314006）

大蒜（Allium sativum L.）是百合科蔥屬淺根性的多年生草本植物[1]。具有廣譜的抗菌抗病毒活性，是著名的食藥兩用植物，被譽(yù)為“陸地上生長(zhǎng)的天然抗生素”[2]。新鮮大蒜中含有豐富營養(yǎng)和生物活性物質(zhì)[3]，如碳水化合物（26%～30%，包括膳食纖維1.5%）、蛋白質(zhì)（1.5%～2.1%，氨基酸為1.0%～1.5%）、脂類（0.1%～0.2%）、有機(jī)硫化合物（1.1%～3.5%）和酚類化合物（0.1%～0.5%）[3]。此外，大蒜還含有豐富的維生素（0.058%～0.059%）和礦物質(zhì)（0.72%～0.84%），如維生素C、維生素E、硫胺素（VB1）、核黃素（VB2）、煙酸（nicotinic acid，VPP）、鈣、鈉、鐵、鍺和硒[4-7]，這些活性成分賦予了大蒜及其分解產(chǎn)物有抗氧化、抗炎、治療糖尿病、抗衰老、抗過敏、護(hù)肝、抗癌、抗菌和增強(qiáng)免疫等生物活性[8-14]。

我國大蒜資源豐富，大面積種植的有紫皮蒜、六瓣蒜、二紅皮蒜、太倉白蒜、蒼山蒜、蘇聯(lián)蒜、普寧蒜、彭縣大蒜、金山火蒜和軟葉蒜等數(shù)十個(gè)品種。其中紫皮大蒜以其蒜瓣肥大、汁多、辛辣氣味濃郁、搗爛成泥不變味而頗負(fù)盛名，在中國西北、華北地區(qū)均有大面積種植。大蒜的化學(xué)成分隨品種、產(chǎn)地、生長(zhǎng)地點(diǎn)、季節(jié)、氣候和栽培方式的不同而存在顯著差異[15-16]。因此，本研究選擇來源于19個(gè)地區(qū)的紫皮大蒜為測(cè)試材料，測(cè)定其營養(yǎng)成分、活性物質(zhì)含量，從食品化學(xué)的角度探討不同產(chǎn)地紫皮大蒜的品質(zhì)差異，以期為大蒜的種質(zhì)資源篩選及進(jìn)一步開發(fā)與利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

分析天平（AG135）：瑞士Mettler Toledo公司；新世紀(jì)紫外-可見分光光度計(jì)（T6）：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；自動(dòng)凱氏定氮儀（K9840）：濟(jì)南海能儀器股份有限公司；氨基酸自動(dòng)分析儀（835-50型）：日本日立公司；高效液相色譜儀（Agilent1100型）配備在線真空脫氣機(jī)（G1322A）、四元梯度泵（G1311A）、自動(dòng)進(jìn)樣器（G1316A）、熒光檢測(cè)器（G1321A）、電感耦合等離子質(zhì)譜儀（Agilent 7500 ICP-MS）：美國 Agilent公司；微波樣品處理系統(tǒng)（MP6C-6H）：北京盈安美誠科學(xué)儀器公司。

新鮮紫皮大蒜樣品選取種植于青海樂都、海南?？凇①F州畢節(jié)、重慶梁平區(qū)、江西贛州、江蘇邳州、安徽阜陽、陜西渭南、云南曲靖、遼寧鐵嶺、河北保定、黑龍江哈爾濱、新疆塔城、四川成都、甘肅民樂、內(nèi)蒙古阿拉善左旗、河南杞縣、新疆烏魯木齊和青海格爾木大格勒，共計(jì)19個(gè)紫皮大蒜資源，經(jīng)青海大學(xué)梁健副教授鑒定為百合科蔥屬紫皮大蒜；脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品：上海化學(xué)試劑公司；硒標(biāo)準(zhǔn)溶液：國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品（≥98.0%）、脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)品（≥98.0%）：北京索萊寶科技有限公司；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（≥98.0%）、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品（≥98.0%）、福林酚試劑（生物試劑）：上海源葉生物科技有限公司；抗壞血酸：西隴化工股份有限公司；乙腈（色譜純）：美國Tedia公司；濃鹽酸，硝酸（分析純）：重慶川東化工集團(tuán)有限公司；無水乙醇、石油醚、（均為分析純）：天津凱通化工試劑公司；亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、碳酸鈉（均為分析純）：上海麥克林生化科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 常規(guī)營養(yǎng)成分測(cè)定

水分含量測(cè)定參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法；灰分含量測(cè)定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》中的灼燒重量法；粗脂肪含量測(cè)定參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》中的索氏抽提法；粗蛋白含量測(cè)定參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的凱氏定氮法；總糖含量測(cè)定參照GB 5009.7—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖的測(cè)定》；粗纖維含量測(cè)定參照GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測(cè)定》。

1.2.2 氨基酸含量測(cè)定

氨基酸含量測(cè)定參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》，用氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)定。

大蒜樣品水解：于水解管中加入一定量樣品與10mL HCl（6.0 mol/L）后抽真空并維持10 min，封口后110℃水解22 h后冷卻并過濾，取2 mL濾液于60℃水浴10 min，真空干燥器蒸干，加入適量0.02 mol/L HCl后靜置30 min，得待測(cè)液。

大蒜試樣測(cè)定：參照氨基酸自動(dòng)分析儀說明書將氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)工作液注入氨基酸自動(dòng)分析儀，進(jìn)行大蒜試樣中氨基酸含量的測(cè)定，利用峰面積以外標(biāo)法計(jì)算樣品測(cè)定液中氨基酸的濃度。

1.2.3 脂肪酸含量測(cè)定

脂肪酸含量采用2-（4-氨基）苯基-1-氫菲[9，10-d]咪唑（2-（4-amino）phenyl-1-hydrophenanthrene[9，10-D]imidazole，PIA）作為柱前衍生試劑，在4-二甲氨基吡啶（4-dimethylaminopyridine，DMAP）及縮合劑 1-乙基-3-（3-二甲氨丙基）-碳酰二亞胺 [1-（3-dimethylaminopropyl）-3-ethylcarbodiimide hydrochloride，EDC·HCl]的催化下，獲得穩(wěn)定的脂肪酸衍生物[17]。

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：稱取30.95mg的PIA，用0.3mol/L DMAP定容至10 mL，得到濃度為1.0×10-2mol/L的衍生試劑溶液。準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的脂肪酸標(biāo)品，用色譜純乙腈配成濃度為5.0×10-3mol/L的混合溶液。所有的標(biāo)準(zhǔn)溶液均保存在4℃的冰箱中備用。

標(biāo)準(zhǔn)品衍生化：在2 mL安瓿瓶中依次加入20 μL脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液（5.0×10-3mol/L）或提取物溶液，150 μL 衍生試劑（5.0×10-3mol/L），30 μL EDC·HCl（0.15 mol/L）溶液，密封后搖勻，于80℃恒溫水浴下反應(yīng)45 min，冷卻至室溫后，加入乙腈稀釋至600 μL，過0.22 μm有機(jī)濾膜后進(jìn)樣分析[18-19]。

樣品溶液的制備：將紫皮大蒜樣品在60℃烘干至恒重，粉碎后，過0.5 mm篩，4℃保存。取0.6 g干燥粉末置于10 mL離心管中，加入2.0 mL石油醚，浸泡過夜后超聲輔助提取40 min，離心收集上清液，再按上述操作提取2次，合并上清液，搖勻備用。

色譜和質(zhì)譜條件：色譜柱為HypersilTMGOLD（4.6 mm×250 mm，5 μm）色譜柱；流動(dòng)相A為5%乙腈；流動(dòng)相B為100%乙腈；梯度條件為0～15 min，65%～80%B；15 min～30 min，80%～85%B；30 min～50 min，85%～100%B；50 min～60 min，100%B；進(jìn)樣量 10 μL；柱溫30℃；流速1.0 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)為熒光激發(fā)λex=262 nm和發(fā)射波長(zhǎng)λem=424 nm。

1.2.4 礦質(zhì)元素（硒、鍺、鈣、鋅、鐵、錳）含量測(cè)定

微波消解罐中準(zhǔn)確加入大蒜樣品50 mg與5 mL硝酸稍搖勻，加H2O2，置于微波消解儀中按程序進(jìn)行消解。設(shè)定微波消解程序?yàn)楸３?20℃3 min，保持150℃3 min，保持180℃3 min，升溫斜率為8℃/min。取下放冷超純水定容至50 mL。ICP-MS的儀器工作條件：入射功率1 300 W，冷卻氣流量13.0 L/min，輔助氣流量1.30 L/min，霧化氣流量0.9 L/min，采樣錐孔徑1.0 mm，截取錐孔徑0.7 mm，采樣深度8.0 mm，霧化室溫度2℃，分析室真空度4.54×10-4Pa，測(cè)量方式為跳峰，樣品提升速率0.3 r/s，分析時(shí)間45 s，停留時(shí)間10 ms，重復(fù) 3 次。

1.2.5 總黃酮含量測(cè)定

精準(zhǔn)量取 0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0 mL 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液（0.1 mg/mL，30%乙醇溶解）于5只25 mL容量瓶后加入1.0 mL 15%亞硝酸鈉搖勻，靜置5 min，加入1.0 mL 10%硝酸鋁，6 min后加入2 mL 1.0 mol/L氫氧化鈉，混勻，30%乙醇定容至刻度，10 min后于510 nm處比色測(cè)定。以蘆丁質(zhì)量濃度X（μg/mL）為橫坐標(biāo)，吸光值Y為縱坐軸，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：Y=0.027X-0.006，R2=0.999 4。稱取1.00 g紫皮大蒜加入25 mL 75%乙醇溶液，于44℃超聲處理，重復(fù)3次后定容到100 mL。精密量取1.0 mL大蒜黃酮提取液，加入1.0 mL 15%亞硝酸鈉搖勻，5 min后加入1.0 mL 10%硝酸鋁，6 min后加入2 mL 1.0 mol/L氫氧化鈉，混勻，30%乙醇定容至刻度，10 min后于510 nm處比色測(cè)定。

1.2.6 總多酚含量測(cè)定

精準(zhǔn)量取 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（100 μg/mL）于25 mL容量瓶中后加入2.0 mL福林酚試劑，靜置5 min，加入2.0 mL Na2CO3溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%），搖勻，靜置6 min，蒸餾水定容后25℃的恒溫水浴鍋中加熱顯色60 min，以試劑空白作參比，于760 nm處測(cè)定吸光值，以沒食子酸質(zhì)量濃度X（μg/mL）為橫坐標(biāo)，吸光值Y為縱坐軸，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：Y=0.118 7X+0.011 8，R2=0.999 4。稱取 1.00 g紫皮大蒜加入25 mL的50%乙醇溶液，超聲處理30 min，重復(fù)3次。精密量取1.0 mL多酚提取液，加入福林酚試劑2.0 mL，靜置5 min，加入2.0 mL Na2CO3溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%），搖勻，靜置6 min，蒸餾水定容后25℃的恒溫水浴鍋中加熱顯色60 min，以試劑空白作參比，于760 nm處測(cè)定吸光值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每組試驗(yàn)至少重復(fù)3次，所得數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式呈現(xiàn)。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析是通過IBM SPSS Statistics 26軟件進(jìn)行的，當(dāng)P＜0.05時(shí)，結(jié)果具有顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 常規(guī)營養(yǎng)成分

不同紫皮大蒜常規(guī)營養(yǎng)成分結(jié)果如表1所示。

表1 不同產(chǎn)地紫皮大蒜常規(guī)營養(yǎng)成分Table 1 Content of basic nutrients in purple garlic from different habitats g/100 g

由表1可知，青海樂都、海南?？凇①F州畢節(jié)、重慶梁平區(qū)、江西贛州等19種紫皮大蒜水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、總糖和粗纖維等基本營養(yǎng)成分略有差異。其中青海樂都紫皮大蒜除水分含量較低，其他常規(guī)營養(yǎng)成分含量均較高。粗脂肪含量高達(dá)（12.13±0.27）g/100 g，是四川成都的1.38倍，這可能與西北地區(qū)獨(dú)特的冷涼氣候有關(guān)。青海樂都紫皮大蒜粗蛋白含量為（6.19±0.20）g/100 g，與除陜西渭南外的其他紫皮大蒜間差異不顯著?？偺呛枯^高的為青海樂都＞甘肅民樂＞黑龍江哈爾濱＞青海格爾木大格勒＞內(nèi)蒙古阿拉善左旗，但不同產(chǎn)地之間不存在顯著性差異。不同紫皮大蒜粗纖維含量最高為海南海口，為（1.86±0.08）g/100 g，但與其他的紫皮大蒜含量差異不顯著。

2.2 氨基酸含量

不同紫皮大蒜氨基酸含量檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2 不同產(chǎn)地紫皮大蒜氨基酸含量Table 2 Content of amino acids in purple garlic from different habitats mg/100 g

續(xù)表2 不同產(chǎn)地紫皮大蒜氨基酸含量Continue table 2 Content of amino acids in purple garlic from different habitats mg/100 g

由表2可知，種植于青海樂都的19種紫皮大蒜中不同氨基酸含量存在一定的差異。其中天冬氨酸含量較高的6個(gè)紫皮大蒜為甘肅民樂＞黑龍江哈爾濱＞內(nèi)蒙古阿拉善左旗＞青海樂都＞青海格爾木大格勒＞遼寧鐵嶺。青海樂都紫皮大蒜氨基酸含量中絲氨酸、谷氨酸、丙氨酸、胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、色氨酸、賴氨酸、精氨酸、脯氨酸含量均排在19種紫皮大蒜的前三位。其中谷氨酸含量最高，為（1 228.80±56.36）mg/100 g，是江蘇邳州紫皮大蒜的1.49倍。

2.3 脂肪酸含量

不同紫皮大蒜脂肪酸含量檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

表3 不同產(chǎn)地紫皮大蒜脂肪酸含量Table 3 Content of fatty acids in purple garlic from different habitats mg/g

由表3可見，19種紫皮大蒜中棕櫚酸、亞麻酸、亞油酸和硬脂酸含量存在一定的差異，油酸和花生酸均無顯著性差異。其中青海樂都紫皮大蒜棕櫚酸和亞麻酸含量最高，分別為最低產(chǎn)地的1.52倍和1.72倍，但與其他紫皮大蒜間差異較不顯著。遼寧鐵嶺紫皮大蒜亞油酸含量最高，為（18.72±0.18）mg/g，紫皮大蒜硬脂酸含量最高的是四川成都，為（0.57±0.06）mg/g。海南?？谧掀ご笏庥退岷孔罡?，為（4.19±0.04）mg/g，內(nèi)蒙古阿拉善左旗紫皮大蒜花生酸含量最高，為（1.92±0.02）mg/g，與其他紫皮大蒜差異不顯著。

2.4 礦質(zhì)元素（硒、鍺、鈣、鋅、鐵、錳）含量

不同紫皮大蒜礦質(zhì)元素含量檢測(cè)結(jié)果如表4所示。

表4 不同產(chǎn)地紫皮大蒜礦質(zhì)元素含量Table 4 Content of mineral elements in purple garlic from different habitats μg/kg

由表4可見，紫皮大蒜中硒、鍺、鈣、鋅、鐵、錳含量非常豐富。有機(jī)鍺化物能刺激人體產(chǎn)生具有抗癌作用的干擾素，修復(fù)受損的免疫系統(tǒng)，降低血液黏度。此外，有機(jī)鍺化物可以在一定程度上阻止癌細(xì)胞的擴(kuò)散，協(xié)同一些抗癌藥物來抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)大蒜防癌抗癌的功效[20-21]；硒元素能夠增強(qiáng)抗氧化能力，保護(hù)細(xì)胞膜中的谷胱甘肽。此外，硒元素能定向捕捉癌細(xì)胞而對(duì)正常細(xì)胞沒有殺傷力，有“抗癌之王”的美譽(yù)[22-24]。青海樂都紫皮大蒜硒含量和鍺含量最高，其中硒含量為（58.81±0.62）μg/kg，鍺含量為（22.18±0.23）μg/kg，并且與其他紫皮大蒜硒含量存在顯著性差異。青海格爾木大格勒紫皮大蒜鐵含量和錳含量最高，分別為（4.12±0.04）μg/kg 和（1.83±0.02）μg/kg，但其錳含量與其他紫皮大蒜間無顯著性差異。遼寧鐵嶺紫皮大蒜鈣含量最高，為（8.22±0.08）μg/kg，與陜西渭南、云南曲靖、黑龍江哈爾濱、甘肅民樂紫皮大蒜鈣含量均存在顯著性差異。內(nèi)蒙古阿拉善左旗紫皮大蒜鋅含量最高，為（4.21±0.04）μg/kg，與除海南海口和陜西渭南外的其他紫皮大蒜間差異不顯著。

2.5 活性成分含量

不同紫皮大蒜活性成分含量檢測(cè)結(jié)果如表5所示。

表5 不同產(chǎn)地紫皮大蒜總多酚和總黃酮含量Table 5 Content of total polyphenols and total flavonoids in purple garlic from different habitats mg/g

由表5可知，19種紫皮大蒜總多酚含量前3位依次為黑龍江哈爾濱、青海樂都、青海格爾木大格勒，黑龍江哈爾濱的紫皮大蒜總多酚含量最高，為（1.91±0.09）mg/g，海南?？谧掀ご笏饪偠喾雍孔畹?，為（1.32±0.06）mg/g，各紫皮大蒜總多酚含量無顯著性差異。青海樂都紫皮大蒜總黃酮含量最高，為（0.95±0.05）mg/g，是貴州畢節(jié)和河南杞縣紫皮大蒜總黃酮含量的1.83倍，除與江西贛州、陜西渭南、黑龍江哈爾濱、甘肅民樂、內(nèi)蒙古阿拉善左旗紫皮大蒜黃酮含量相比無顯著性差異外，與其余紫皮大蒜均存在顯著性差異。

3 結(jié)論

紫皮大蒜的營養(yǎng)成分與活性成分隨產(chǎn)地、生長(zhǎng)地點(diǎn)、季節(jié)、氣候和栽培方式的不同而存在差異。通過對(duì)青海樂都、海南?？凇①F州畢節(jié)、重慶梁平區(qū)、江西贛州、江蘇邳州、安徽阜陽、陜西渭南、云南曲靖、遼寧鐵嶺、河北保定、黑龍江哈爾濱、新疆塔城、四川成都、甘肅民樂、內(nèi)蒙古阿拉善左旗、河南杞縣、新疆烏魯木齊和青海格爾木大格勒共計(jì)19個(gè)不同產(chǎn)地紫皮大蒜的主要營養(yǎng)與活性成分的比較分析發(fā)現(xiàn)不同紫皮大蒜水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、總糖和粗纖維等基本營養(yǎng)成分含量不同。由于西北地區(qū)具有海拔高、溫差大、夏季冷涼的地理特點(diǎn)，有利于減少紫皮大蒜生長(zhǎng)呼吸的營養(yǎng)消耗，延長(zhǎng)紫皮大蒜的生長(zhǎng)繁育期，伴隨紫皮大蒜營養(yǎng)物質(zhì)和同化產(chǎn)物的積累，其常規(guī)營養(yǎng)成分與其他產(chǎn)地存在差異顯著性。常規(guī)營養(yǎng)成分指標(biāo)中除水分含量外，青海樂都、青海格爾木大格勒以及甘肅民樂的紫皮大蒜的灰分、粗脂肪、粗蛋白、總糖和粗纖維較高，符合紫皮大蒜喜陰耐涼的生長(zhǎng)方式；在18個(gè)氨基酸指標(biāo)中，青海樂都紫皮大蒜氨基酸含量除天冬氨酸、蘇氨酸、甘氨酸、纈氨酸、蛋氨酸外，其余13個(gè)氨基酸含量均排在前3位且與其他紫皮大蒜差異明顯。以上表明，青海樂都可成為培育高含量氨基酸紫皮大蒜的種植地，其產(chǎn)地的紫皮大蒜可生產(chǎn)為高氨基酸的功能性食品，并具有研發(fā)潛力；大量研究表明，植物中脂肪酸的合成與其品種、生產(chǎn)地域、采收季節(jié)等有關(guān)。青海樂都紫皮大蒜棕櫚酸和亞麻酸含量最高，分別為最低產(chǎn)地的1.5倍和1.7倍；在礦質(zhì)元素方面，青海樂都紫皮大蒜硒含量和鍺含量最高，其中硒含量為（58.81±0.62）μg/kg，鍺含量為（22.18±0.23）μg/kg，并且硒含量與其他紫皮大蒜存在顯著性差異。青海格爾木大格勒紫皮大蒜鐵含量和錳含量最高，分別為（4.12±0.04）μg/kg和（1.83±0.02）μg/kg，但與其他產(chǎn)地間無顯著性差異；總多酚與總黃酮含量檢測(cè)結(jié)果顯示，青海樂都紫皮大蒜整體上活性成分優(yōu)于其他18個(gè)紫皮大蒜，具有一定的分析檢測(cè)意義。綜上，青海樂都紫皮大蒜各營養(yǎng)成分和活性成分含量整體上較高，品質(zhì)優(yōu)異，表現(xiàn)出產(chǎn)地優(yōu)勢(shì)。