不同品種及生長期甘薯葉片多酚和黃酮含量動(dòng)態(tài)分析

張文婷，王洪云，孫 健，朱 紅，岳瑞雪，張 毅，徐 飛，鈕福祥

(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 甘薯研究所，江蘇 徐州 221131)

甘薯是一種重要的糧食和能源作物[1-2]，在中國已有400多年的種植歷史[3]。甘薯營養(yǎng)豐富，具有預(yù)防疾病、延壽健身等保健功能[4]。甘薯葉片中含有豐富的維生素、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)及生理活性成分，具有促進(jìn)膽固醇的排泄、保護(hù)肝臟、提高人體的免疫力[5-6]等作用。甘薯葉片中主要活性成分為多酚、黃酮物質(zhì)，具有清除自由基、抗氧化、抗動(dòng)脈硬化、抗衰老和防治心血管疾病等多種生理功能，還具有抗癌、抗疲勞、抗菌、降血糖等多種藥理作用[7-11]。

研究表明，生長期對(duì)植物中活性物質(zhì)的含量有一定的影響。如李昕等[12]研究表明，隨著生長期增加，野葛的總異黃酮含量增加了53%。仇小月等[13]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)女貞子中總黃酮、總?cè)坪投嗵呛侩S著月份的遞增整體均呈下降趨勢(shì)，總黃酮和總?cè)坪烤?月初達(dá)到最大值。張雪輝等[14]研究發(fā)現(xiàn)大葉黃楊葉片中的類黃酮含量隨著季節(jié)變化而變化，含量最高的時(shí)間為1月份。

近年來對(duì)于甘薯葉片中成分分析的報(bào)道逐漸增多[15-19]，但關(guān)于不同生長期對(duì)甘薯葉片多酚、黃酮含量影響的報(bào)道較少。研究表明[20]，各個(gè)生長期的生長因子如光照、溫度、CO2濃度、礦質(zhì)營養(yǎng)和土壤水分等因素對(duì)植物中活性物質(zhì)的合成具有顯著影響。本研究測(cè)定了12個(gè)品種甘薯葉片從栽插到收獲期間的多酚和黃酮含量，分析了不同生長期多酚和黃酮含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1.1 原料 漯薯11等12個(gè)甘薯品種(見表1)種植于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘薯研究所試驗(yàn)田(117°17′48″ E、34°16′95″ N)，根據(jù)甘薯國家區(qū)域試驗(yàn)要求進(jìn)行田間管理。所有品種均于2018年6月10日栽插，10月23日收獲。

1.1.2 試劑 蘆丁對(duì)照品、沒食子酸對(duì)照品和福林-酚顯色劑購于薩恩化學(xué)技術(shù)(上海)有限公司；亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、無水碳酸鈉、無水乙醇等均為國產(chǎn)分析純。

1.1.3 儀器設(shè)備 UV-2450紫外分光光度計(jì)由日本島津公司生產(chǎn)；KQ-500TDB高頻數(shù)控超聲波清洗器由昆山市超聲儀器有限公司生產(chǎn)；JA3003電子分析天平由上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)；YP1002N電子天平由上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)；DK-S26恒溫水浴鍋由上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn)；DHG-9246A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱由上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn)；XL-10B新型密封性搖擺式粉碎機(jī)由廣州旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 甘薯葉片多酚和黃酮含量測(cè)定 將采摘的12個(gè)品種甘薯葉片分別進(jìn)行烘干、粉碎、過篩、稱樣、提取，以沒食子酸和蘆丁作為標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線[21-24]，測(cè)定多酚和黃酮含量[25]。

1.2.2 不同生長期甘薯葉片多酚和黃酮含量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究 從甘薯苗栽插后45 d起，每隔20 d采摘一次葉片，連續(xù)采摘5次作為測(cè)試樣品。將樣品烘干、粉碎、過篩，測(cè)定甘薯葉片中多酚和黃酮的含量[25]，觀察分析其整個(gè)生長期間內(nèi)多酚和黃酮含量的動(dòng)態(tài)變化。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別在765 nm和510 nm波長處，測(cè)得沒食子酸和蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光值，以吸光度為縱坐標(biāo)，沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，得沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為y=12.332x+0.0038，R2=0.9992(P<0.01)；以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，得蘆丁回歸方程為y=12.87x-0.0076，R2=0.9989(P<0.01)。

2.2 12個(gè)品種甘薯葉片不同生長期多酚和黃酮含量分析

從圖1看出，不同品種之間多酚和黃酮含量平均值均存在顯著性差異，其中徐紫薯6號(hào)葉片中多酚含量最高，漯薯11葉片中黃酮含量最高。從表1可知，甘薯葉片中多酚和黃酮含量范圍分別是(26.380.48)～(47.581.08) mg/g和(5.500.22)～(27.810.28) mg/g。不同生長期葉片多酚和黃酮含量平均值以及每個(gè)品種具體的變化趨勢(shì)如圖2～圖4所示。總體上看，除了威薯7號(hào)、蘇薯25和巖薯5號(hào)以外，其他9個(gè)品種變化規(guī)律一致，即在8月中旬多酚含量達(dá)到最高值，隨后下降，到9月末又出現(xiàn)新高，呈現(xiàn)先增后降再增的上下波動(dòng)趨勢(shì)。威薯7號(hào)、蘇薯25和巖薯5號(hào)均在9月底多酚含量達(dá)到最高值，隨后出現(xiàn)下降趨勢(shì)。威薯7號(hào)、蘇薯25和巖薯5號(hào)在9月初時(shí)黃酮含量達(dá)到最高值，然后下降，其他9個(gè)品種葉片的黃酮含量變化趨勢(shì)與多酚含量一致；多數(shù)品種在10月中旬多酚和黃酮含量達(dá)到最低水平。

從Duncan檢驗(yàn)的結(jié)果看，有1個(gè)品種(威薯7號(hào))在7月下旬和8月中旬的多酚含量沒有顯著性差異(P>0.05)，有2個(gè)品種(蘇薯25和心香)在8月中旬和9月初的多酚含量沒有顯著性差異(P>0.05)，有5個(gè)品種(漯薯11、寧紫薯4號(hào)、徐薯37、徐紫薯6號(hào)和心香)在9月初和9月下旬的多酚含量沒有顯著性差異(P>0.05)。所有品種在7月下旬和8月中旬的黃酮含量都有顯著性差異(P<0.05)，徐薯37在8月中旬和9月初的黃酮含量沒有顯著性差異(P>0.05)，所有品種在9月初和9月下旬、9月下旬和10月中旬的黃酮含量都有顯著性差異(P<0.05)。總體分析，大部分品種在相鄰生長期多酚和黃酮含量均有顯著性差異(P<0.05)，這說明甘薯葉片中的多酚和黃酮含量變化對(duì)生長期較為敏感。

圖1 12個(gè)品種甘薯葉片多酚和黃酮含量品種間比較

表1 12個(gè)品種甘薯葉片不同生長期的多酚和黃酮含量 mg/g

如圖2所示，在不同生長期，12個(gè)品種甘薯葉片多酚和黃酮含量的平均值大小的排序?yàn)椋?月15日>9月28日>9月6日>7月25日>10月18日。多酚平均值在9月初和9月底沒有顯著性差異，黃酮平均值在8月中旬和9月底、7月下旬和10月中旬都沒有顯著性差異，其他生長期均有顯著性差異。

2.3 甘薯葉片多酚含量品種間分析

從表1、圖3可以看出，在7月下旬，徐紫薯6號(hào)的多酚含量最高，達(dá)到43.90 mg/g，心香品種含量最低，為29.09 mg/g；在8月中旬，有2個(gè)品種(漯薯11和徐紫薯6號(hào))多酚含量在該生長期時(shí)最高，達(dá)到47.58、47.15 mg/g；在9月上旬，威薯7號(hào)的多酚含量最高，達(dá)到45.60 mg/g；在9月底，徐紫薯6號(hào)的多酚含量最高，達(dá)到44.08 mg/g；在10月中旬，蘇薯25號(hào)的多酚含量最高，達(dá)到41.10 mg/g；所有生長期心香葉片中多酚含量均為最低。7月下旬甘薯葉片多酚含量的Duncan檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示。Duncan分析表明，漯薯11和紫L7之間沒有顯著性差異(P>0.05)，寧紫薯4號(hào)、徐薯37、徐渝35、蘇薯29和巖薯5號(hào)之間沒有顯著性差異(P>0.05)，威薯7號(hào)和蘇薯25之間沒有顯著性差異(P>0.05)，其他品種之間(包括前述3組品種)均存在顯著性差異(P<0.05)。其他月份甘薯葉片多酚含量的Duncan檢驗(yàn)分析結(jié)果不再贅述。

圖2 不同生長期12個(gè)品種甘薯葉片中多酚和黃酮含量平均值比較

圖3 12個(gè)品種甘薯葉片不同生長期多酚含量變化趨勢(shì)

圖4 12個(gè)品種甘薯葉片不同生長期黃酮含量變化趨勢(shì)

表2 7月25日各品種甘薯葉片多酚含量的Duncan檢驗(yàn)結(jié)果

注：將顯示同類子集中的組取均值；將使用調(diào)和均值樣本大小取為3.000。下同。

2.4 甘薯葉片黃酮含量品種間分析

從表1、圖4中可以看出，在7月下旬，漯薯11的黃酮含量最高，達(dá)到21.36 mg/g，其余品種黃酮含量范圍在7.40～14.65 mg/g；在8月中旬，漯薯11的黃酮含量在該生長期時(shí)最高，達(dá)到27.81 mg/g，其余品種黃酮含量范圍在9.82～20.86 mg/g；在9月上旬，巖薯5號(hào)的黃酮含量最高，達(dá)到24.43 mg/g，其余品種黃酮含量范圍在5.50～23.03 mg/g；在9月底，漯薯11的黃酮含量最高，達(dá)到26.95 mg/g，其余品種黃酮含量范圍在8.78～22.17 mg/g；在10月中旬，漯薯11的黃酮含量最高，達(dá)到19.24 mg/g，其余品種黃酮含量范圍在5.93～14.94 mg/g。所有生長期寧紫薯4號(hào)葉片中黃酮含量均為最低。7月下旬甘薯葉片黃酮含量的Duncan檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示。Duncan分析表明，徐渝35和徐紫薯6號(hào)之間沒有顯著性差異(P>0.05)，巖薯5號(hào)和寧紫薯6號(hào)之間沒有顯著性差異(P>0.05)，威薯7號(hào)、紫L7和蘇薯29之間沒有顯著性差異(P>0.05)，其他品種之間(包括前述3組品種)均存在顯著性差異(P<0.05)。其他月份甘薯葉片黃酮含量的Duncan檢驗(yàn)分析結(jié)果不再贅述。

表3 7月25日各品種甘薯葉片黃酮含量的Duncan檢驗(yàn)結(jié)果

2.5 甘薯葉片中多酚和黃酮含量之間的相關(guān)性分析

對(duì)不同生長期12個(gè)品種甘薯葉片多酚和黃酮含量平均值之間進(jìn)行相關(guān)性分析。如表4所示，多酚與黃酮含量平均值的相關(guān)系數(shù)r為0.903(P<0.05)，這表明在不同生長期，多酚與黃酮含量呈顯著相關(guān)性。

表4 甘薯葉片多酚和黃酮含量的相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

植物中多酚和黃酮含量的相對(duì)變化可能由相關(guān)合成酶的活性變化而引起，而合成酶的活性與氣候等因素有較大關(guān)系。2014年，張麗麗等[26]研究了不同品種不同生長期桑葉中黃酮類化學(xué)成分的積累動(dòng)態(tài)，結(jié)果表明，不同品種、不同生長期桑葉中的黃酮類成分含量差異較大，隨著物候期的順延，黃酮類成分的含量在10月份之后呈下降趨勢(shì)。姚英政等[27]比較了不同品種及生長期玉米須中的總黃酮含量，結(jié)果顯示，大部分品種玉米須均是未授粉時(shí)的總黃酮含量最高，成熟期時(shí)含量最低且總黃酮含量基本是呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。楊慧珍等[28]的研究顯示4月初桃葉總黃酮含量最高，到5月初都有大幅度的下降，隨著生長期呈現(xiàn)上下波動(dòng)趨勢(shì)。本研究結(jié)果表明，從總體上看，大部分品種多酚和黃酮含量變化趨勢(shì)一致，隨著生長呈現(xiàn)上下波動(dòng)。其中3個(gè)品種(威薯7號(hào)、蘇薯25和巖薯5號(hào))是隨著生長多酚含量逐漸升高，到9月初為頂峰，隨后下降；威薯7號(hào)和巖薯5號(hào)在9月初時(shí)黃酮含量達(dá)到最高值，蘇薯25在9月底黃酮含量達(dá)到最高值，隨后出現(xiàn)下降趨勢(shì)。所有品種在10月中旬時(shí)多酚、黃酮含量均達(dá)到最低水平。

從6月中旬栽插薯苗至8月中旬，隨著氣溫的升高，甘薯新葉的生長逐漸加快并不斷地從外界獲得營養(yǎng)物質(zhì)，葉片中的多酚、黃酮含量呈遞增趨勢(shì)。到甘薯塊根生長階段，大量的光合產(chǎn)物越來越多地向塊根中轉(zhuǎn)移，因此，9月初葉片中多酚、黃酮物質(zhì)含量下降，這與陳全斌等[29-30]的研究結(jié)果一致。果實(shí)的發(fā)育對(duì)葉片中營養(yǎng)物質(zhì)的合成有影響，但關(guān)于甘薯葉片與塊根中多酚、黃酮含量是否存在負(fù)相關(guān)性、以及葉片與果實(shí)之間營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)和分配規(guī)律還需做進(jìn)一步研究。到9月下旬，日溫差較大，陽光充足，葉片的干物質(zhì)積累較快，葉片中多酚、黃酮含量也有所回升[31]。到10月中旬甘薯葉片進(jìn)入衰亡期，葉片干枯導(dǎo)致體內(nèi)的水分和一些營養(yǎng)物質(zhì)大量流失，多酚、黃酮類物質(zhì)也不斷地減少。另外有3個(gè)品種變化規(guī)律與其他品種不一致，這可能與這些品種的特性有關(guān)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，8月中旬甘薯葉片中多酚、黃酮含量最高，但此時(shí)葉片承擔(dān)重要的光合作用功能，此時(shí)大量采收葉片可能會(huì)影響塊根產(chǎn)量。9月下旬與8月中旬相比葉片多酚、黃酮含量有微小的降低，但甘薯塊根已接近成熟期，因而推薦9月底為最佳采收利用期。甘薯葉片中多酚和黃酮含量動(dòng)態(tài)趨勢(shì)大體一致，且兩者含量變化具有顯著相關(guān)性，這表明酚類物質(zhì)的代謝具有相似的途徑。