2種栽培方式對5個馬鈴薯品種營養成分及抗氧化活性的影響

葛宇飛 陳卓 謝子玉

關鍵詞：馬鈴薯;品種;栽培方式;營養成分;抗氧化活性;DPPH·;清除率;總酚

馬鈴薯廣泛分布于地中海地區、歐洲、南美洲、東亞（中國）和南亞。馬鈴薯適應性強、易種植，營養價值高，是我國五大主食之一。馬鈴薯脂肪含量低，富含膳食纖維、碳水化合物和優質蛋白質，并且含有大量的酚類、維生素等抗氧化物質[1]?？寡趸镔|能與自由基反應，形成非反應性的穩定自由基，從而降低自由基造成損傷的能力，保護身體免受諸如冠心病、癌癥、糖尿病等疾病的侵害。因此，馬鈴薯具有功能性食品的潛力[2]。

據報道，馬鈴薯的營養成分受到一些因素如品種、農業實踐、農業氣候因子或土壤類型的影響，但品種和栽培方式是重要的因素[3-4]。不同品種馬鈴薯間營養成分、多酚含量和種類、抗氧化活性差異較大，甚至有數倍差距[5]。如今設施栽培廣泛使用，通過調整設施條件可以無視當地氣候、季節和溫度，使農業生產具有更大的靈活性。但設施栽培具有弱光（光照度弱、光照時間短、光質差、紫外線含量低）、低濃度CO2和高溫相結合的復雜環境，會對馬鈴薯的生長發育產生影響。

本試驗分析設施栽培和常規栽培2種栽培方式與5個馬鈴薯品種的營養成分水平、抗氧化活性的關系，可為不同品種的馬鈴薯栽培方式提供理論依據，也為馬鈴薯產業發展以及產品開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

馬鈴薯品種中薯5號、中薯3號、中薯20號、華頌7號、興佳2號，由金華市農業科學研究院提供，每個品種分為常規栽培和設施栽培，其余生長條件相同。采集的新鮮馬鈴薯測完含水量及維生素C含量后，洗凈，切成薄片，于烘箱內105 ℃殺青 2 min，在70 ℃下烘干，粉碎至40目，得馬鈴薯粉末備用。

蕓香苷標準品、抗壞血酸（維生素C）等標準品，購自美國Sigma公司;2，2-二苯基-1-苦基肼（2，2-diphenyl-1-picrylhydeazyl，DPPH），購自日本東京化成工業株式會社;2，6-二氯靛酚、鹽酸、氫氧化鈉、乙醚、濃硫酸、蒽酮、沒食子酸、乙醇、福林酚試劑、硝酸鋁、碳酸鈉、亞硝酸鈉均為國產分析純，購自金華市醫藥有限公司。

1.2 試驗設計

試驗于金華市農業科學研究院田地（119°E、29°N）進行，栽培密度為6萬～9萬株/hm2，施用有機肥30 000 kg/hm2、三元復合肥1 500 kg/hm2，2017年12月播種，2018年4月初收獲，3月時設施栽培須要開棚通風，降低溫度。常規栽培以排水為主，設施栽培通過噴灌保持土壤濕潤。

1.3 試驗方法

1.3.1 營養成分含量測定 馬鈴薯含水量測定依照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[6]進行，采用直接干燥法;維生素C含量測定依照GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》[7]進行，采用2，6-二氯靛酚滴定法;總蛋白質含量測定依照GB 5009.5—2010《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[8]進行，采用自動凱氏定氮儀法;粗脂肪含量測定依照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》[9]進行，采用索式抽提法。

1.3.2 可溶性糖含量測定 馬鈴薯醇提液采用蒽酮比色法[10]測定其可溶性糖含量。以葡萄糖溶液濃度為橫坐標、620 nm處的吸光度為縱坐標繪制標準曲線，吸光度（y1）與葡萄糖濃度（x1）之間的關系為y1=0.009 4x1+0.016 2，r12=0.999。取合適濃度的醇提液置于冰水浴中加入蒽酮試劑，混勻后沸水浴，待冷卻至室溫，620 nm處測定吸光度，根據式（1）計算可溶性糖含量。

1.3.3 淀粉含量測定 取馬鈴薯醇提后濾渣，加入蒸餾水攪拌均勻后于80 ℃水浴至乙醇揮干。沸水浴糊化，待冷卻至室溫，加入一定量高氯酸溶液混勻后取上清，重復3遍，合并上清液，蒸餾水定容至50 mL，保存備用。

采用高氯酸水解-蒽酮比色法[6]，測定馬鈴薯淀粉含量。標準曲線、樣品測定方法同“1.3.2”節可溶性糖含量測定。根據式（2）計算淀粉含量。

1.3.4 總酚含量測定 馬鈴薯醇提液采用Folin-Ciocalteu法[11]測定其總多酚含量。以沒食子酸溶液濃度為橫坐標、765 nm處的吸光度為縱坐標繪制標準曲線，吸光度（y3）與沒食子酸濃度（x3）的關系為y3=0.013 2x3-0.008 5，r32=0.995 7。醇提液與福林酚碳酸鈉溶液混合后定容至10 mL，于 765 nm 處測定吸光度，根據式（3）計算總酚含量。

1.3.5 抗氧化能力測定 馬鈴薯醇提液，參照江震宇等的方法[12]。待測液與DPPH·溶液（用70%乙醇配制）混勻，避光反應30 min，于517 nm處測定吸光度Di;70%乙醇溶液與DPPH·溶液混勻，避光反應30 min，于517 nm處測定吸光度Dc;待測液與70%乙醇溶液混勻，避光反應30 min，于517 nm處測定吸光度Dj，按式（5）計算DPPH·清除率。

1.4 數據處理

本試驗所有數值均為3次以上測定值，以“平均值±標準差”表示，試驗數據采用SPSS 21.0軟件分析，采用Origin 9.0軟件進行圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯的營養成分

由表1可知，常規栽培的不同品種馬鈴薯維生素C含量在14.750～29.200 mg/100 g（FW）之間，其中中薯20號最高，是華頌7號的1.98倍;興佳2號次之，是華頌7號的1.73倍。興佳2號的可溶性糖和淀粉含量均是各品種中最高的，粗脂肪和總蛋白含量與其他品種之間的差異較小，因此興佳2號在此生長條件下其營養成分具有一定優勢。

設施栽培的不同品種馬鈴薯維生素C含量在4.590～8.027 mg/100 g（FW）之間，其中中薯20號最高，是華頌7號的1.75倍;興佳2號次之，是華頌7號的1.52倍。興佳2號的可溶性糖含量顯著高于其他品種馬鈴薯，粗脂肪和總蛋白含量與其他品種之間的差異較小，淀粉含量低于中薯5號但顯著高于其他品種馬鈴薯。綜合各營養成分可知，興佳2號的營養成分均衡且含量豐富。

將不同栽培方式下同一品種馬鈴薯營養成分進行比較，經配對樣本t檢驗，結果如表2所示。不同栽培方式對5個品種馬鈴薯維生素C、總蛋白含量的影響均極顯著（P<0.01），中薯5號在2種栽培方式下粗脂肪含量沒有顯著性差異，華頌7號在2種栽培方式下可溶性糖含量沒有顯著性差異，除個別品種外，設施栽培的馬鈴薯含水量和總蛋白含量一般高于常規栽培馬鈴薯，而維生素C、粗脂肪、可溶性糖和淀粉含量是常規栽培馬鈴薯更高。

2.2 馬鈴薯的總酚含量及抗氧化活性

由圖1可知，中薯5號、中薯3號、中薯20號、興佳2號4個品種馬鈴薯在常規栽培下的多酚含量均顯著高于設施栽培，設施栽培條件下，這4個品種馬鈴薯的多酚含量分別下降43.55%、19.30%、4326%、24.77%;而華頌7號在2種栽培方式下差異較小。

由圖2可知，對于等濃度馬鈴薯提取液對DPPH·清除率而言，5個品種馬鈴薯均為常規栽培高于設施栽培。其中，常規栽培的中薯20號 DPPH· 清除率最高，比設施栽培的中薯20號高364.56%;常規栽培的興佳2號對DPPH·清除率較設施栽培增加115.99%。

2.3 馬鈴薯各指標的相關性分析

由表3可知，維生素C含量與粗脂肪、可溶性糖、淀粉、總酚含量相關性極顯著;總酚含量與淀粉含量相關性極顯著;粗脂肪含量與總蛋白含量相關性極顯著;可溶性糖含量與淀粉含量相關性極顯著;DPPH·清除率與粗脂肪、淀粉含量相關性顯著，與維生素C、總酚含量相關性極顯著。

進一步對馬鈴薯維生素C、總酚含量與抗氧化活性進行相關性分析，如圖3、圖4所示，總酚、維生素C含量與抗氧化活性之間相關性極顯著（P<0.01，表3），且總酚和維生素C含量越高，抗氧化活性越強。

3 結論

本試驗結果表明，不同品種及不同栽培方式對馬鈴薯的維生素C、粗脂肪、總蛋白、可溶性糖、淀粉含量影響顯著。在2種栽培條件下，興佳2號馬鈴薯與其他品種相比，可溶性糖和淀粉含量較高，而維生素C、粗脂肪、總蛋白含量相差不大。除中薯3號外，其他品種馬鈴薯在常規栽培下的總蛋白含量顯著的低于設施栽培;除華頌7號外，其他品種馬鈴薯的維生素C、粗脂肪、可溶性糖、淀粉、總酚含量及對DPPH·清除率均表現為常規栽培高于設施栽培，其中不同栽培方式對維生素C和總蛋白含量的影響最大。

維生素C是公認的抗氧化物質，5個品種馬鈴薯在常規栽培方式下的維生素C含量極顯著高于設施栽培（P<0.01），常規栽培下的馬鈴薯多酚含量高于設施栽培，因為設施栽培下馬鈴薯接收到的紫外線減少，已有報道指出合適劑量紫外輻射會增強植物體內的紫外光受體和相關酶活性，從而增加多酚含量，有助于植物抵御紫外輻射，也能增強其抗氧化能力[13]。馬鈴薯的維生素C、總酚含量與對DPPH·的清除率呈極顯著正相關，說明馬鈴薯的維生素C和總酚是其抗氧化活性的主要成分。

從營養價值角度綜合評價，馬鈴薯作為糧食作物，須要為人們提供充足的能量供應，因此淀粉含量為重要指標，興佳2號馬鈴薯不管是在常規栽培條件下還是在設施栽培條件下均具有較大的品種優勢，其淀粉含量較高，具有巨大的經濟價值。就栽培方式而言，常規栽培下的馬鈴薯的抗氧化活性均高于設施栽培;與其他4個品種馬鈴薯相比，中薯20號具有較高的維生素C、總酚含量和DPPH·清除率，而淀粉含量較低，說明中薯20號馬鈴薯具有較高的保健價值。

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