王煜偉，尹衛(wèi)，李琳琳，王樂，王永紅，劉曉軍，灑威，梁健*

（1．青海大學省部共建三江源生態(tài)與高原農牧業(yè)國家重點實驗室，青海 西寧 810016；2．浙江清華長三角研究院，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，被譽為“陸地上生長的天然抗生素”[2]。新鮮大蒜中含有豐富營養(yǎng)和生物活性物質[3]，如碳水化合物（26%～30%，包括膳食纖維1.5%）、蛋白質（1.5%～2.1%，氨基酸為1.0%～1.5%）、脂類（0.1%～0.2%）、有機硫化合物（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（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物有抗氧化、抗炎、治療糖尿病、抗衰老、抗過敏、護肝、抗癌、抗菌和增強免疫等生物活性[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盛名，在中國西北、華北地區(qū)均有大面積種植。大蒜的化學成分隨品種、產地、生長地點、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個地區(qū)的紫皮大蒜為測試材料，測定其營養(yǎng)成分、活性物質含量，從食品化學的角度探討不同產地紫皮大蒜的品質差異，以期為大蒜的種質資源篩選及進一步開發(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；新世紀紫外-可見分光光度計（T6）：北京普析通用儀器有限責任公司；自動凱氏定氮儀（K9840）：濟南海能儀器股份有限公司；氨基酸自動分析儀（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（G1322A）、四元梯度泵（G1311A）、自動進樣器（G1316A）、熒光檢測器（G1321A）、電感耦合等離子質譜儀（Agilent 7500 ICP-MS）：美國 Agilent公司；微波樣品處理系統(tǒng)（MP6C-6H）：北京盈安美誠科學儀器公司。

新鮮紫皮大蒜樣品選取種植于青海樂都、海南?？?、貴州畢節(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19個紫皮大蒜資源，經青海大學梁健副教授鑒定為百合科蔥屬紫皮大蒜；脂肪酸標準品：上?；瘜W試劑公司；硒標準溶液：國家標準物質研究中心；氨基酸標準品（≥98.0%）、脂肪酸標準品（≥98.0%）：北京索萊寶科技有限公司；蘆丁標準品（≥98.0%）、沒食子酸標準品（≥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)成分測定

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

1.2.2 氨基酸含量測定

氨基酸含量測定參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》，用氨基酸自動分析儀進行測定。

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，得待測液。

大蒜試樣測定：參照氨基酸自動分析儀說明書將氨基酸混合標準工作液注入氨基酸自動分析儀，進行大蒜試樣中氨基酸含量的測定，利用峰面積以外標法計算樣品測定液中氨基酸的濃度。

1.2.3 脂肪酸含量測定

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]。

標準溶液的配制：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。準確稱取一定質量的脂肪酸標品，用色譜純乙腈配成濃度為5.0×10-3mol/L的混合溶液。所有的標準溶液均保存在4℃的冰箱中備用。

標準品衍生化：在2 mL安瓿瓶中依次加入20 μL脂肪酸混合標準品溶液（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45 min，冷卻至室溫后，加入乙腈稀釋至600 μL，過0.22 μm有機濾膜后進樣分析[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。

色譜和質譜條件：色譜柱為HypersilTMGOLD（4.6 mm×250 mm，5 μm）色譜柱；流動相A為5%乙腈；流動相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；進樣量 10 μL；柱溫30℃；流速1.0 mL/min；檢測波長為熒光激發(fā)λex=262 nm和發(fā)射波長λem=424 nm。

1.2.4 礦質元素（硒、鍺、鈣、鋅、鐵、錳）含量測定

微波消解罐中準確加入大蒜樣品50 mg與5 mL硝酸稍搖勻，加H2O2，置于微波消解儀中按程序進行消解。設定微波消解程序為保持120℃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，測量方式為跳峰，樣品提升速率0.3 r/s，分析時間45 s，停留時間10 ms，重復 3 次。

1.2.5 總黃酮含量測定

精準量取 0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0 mL 蘆丁標準應用液（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處比色測定。以蘆丁質量濃度X（μg/mL）為橫坐標，吸光值Y為縱坐軸，得到標準曲線方程：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處比色測定。

1.2.6 總多酚含量測定

精準量取 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 的沒食子酸標準儲備液（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（質量分數(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處測定吸光值，以沒食子酸質量濃度X（μg/mL）為橫坐標，吸光值Y為縱坐軸，得到標準曲線方程：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（質量分數(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處測定吸光值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每組試驗至少重復3次，所得數(shù)據(jù)以平均值±標準差的形式呈現(xiàn)。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析是通過IBM SPSS Statistics 26軟件進行的，當P＜0.05時，結果具有顯著性差異。

2 結果與討論

2.1 常規(guī)營養(yǎng)成分

不同紫皮大蒜常規(guī)營養(yǎng)成分結果如表1所示。

表1 不同產地紫皮大蒜常規(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?？?、貴州畢節(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（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)獨特的冷涼氣候有關。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＞內蒙古阿拉善左旗，但不同產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?？?，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結果如表2所示。

表2 不同產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個紫皮大蒜為甘肅民樂＞黑龍江哈爾濱＞內蒙古阿拉善左旗＞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結果如表3所示。

表3 不同產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孔罡撸瑸椋?.19±0.04）mg/g，內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 礦質元素（硒、鍺、鈣、鋅、鐵、錳）含量

不同紫皮大蒜礦質元素含量檢測結果如表4所示。

表4 不同產地紫皮大蒜礦質元素含量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。有機鍺化物能刺激人體產生具有抗癌作用的干擾素，修復受損的免疫系統(tǒng)，降低血液黏度。此外，有機鍺化物可以在一定程度上阻止癌細胞的擴散，協(xié)同一些抗癌藥物來抑制腫瘤的生長和轉移，增強大蒜防癌抗癌的功效[20-21]；硒元素能夠增強抗氧化能力，保護細胞膜中的谷胱甘肽。此外，硒元素能定向捕捉癌細胞而對正常細胞沒有殺傷力，有“抗癌之王”的美譽[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?？诤完兾魑寄贤獾钠渌掀ご笏忾g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結果如表5所示。

表5 不同產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，海南海口紫皮大蒜總多酚含量最低，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 結論

紫皮大蒜的營養(yǎng)成分與活性成分隨產地、生長地點、季節(jié)、氣候和栽培方式的不同而存在差異。通過對青海樂都、海南海口、貴州畢節(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19個不同產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，有利于減少紫皮大蒜生長呼吸的營養(yǎng)消耗，延長紫皮大蒜的生長繁育期，伴隨紫皮大蒜營養(yǎng)物質和同化產物的積累，其常規(guī)營養(yǎng)成分與其他產地存在差異顯著性。常規(guī)營養(yǎng)成分指標中除水分含量外，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方式；在18個氨基酸指標中，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，其產地的紫皮大蒜可生產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、生產地域、采收季節(jié)等有關。青海樂都紫皮大蒜棕櫚酸和亞麻酸含量最高，分別為最低產地的1.5倍和1.7倍；在礦質元素方面，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，但與其他產地間無顯著性差異；總多酚與總黃酮含量檢測結果顯示，青海樂都紫皮大蒜整體上活性成分優(yōu)于其他18個紫皮大蒜，具有一定的分析檢測意義。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，品質優(yōu)異，表現(xiàn)出產地優(yōu)勢。