四川地區(qū)鮮食蒜苗品種采后品質(zhì)分析與評(píng)價(jià)

高 佳，羅靜紅，羅芳耀，唐月明，常 偉，李 志*

（1 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，四川 成都 610066；2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南地區(qū)園藝作物生物學(xué)及種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610066；3四川省蔬菜工程技術(shù)研究中心，四川 彭州 611934；4四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，四川 成都 610066）

0 引言

【研究意義】蒜苗又名蒜毫、青蒜，是大蒜（Allium sativumL.）發(fā)育到特定時(shí)期的青苗，食用部分主要為鮮嫩的葉片與葉鞘（王慶玲等，2020）。新鮮蒜苗富含葉綠素、維生素C（Vc）、蛋白質(zhì)、粗纖維、糖、氨基酸等多種營養(yǎng)物質(zhì)（李賀等，2013；毛震宇等，2020），同時(shí)作為香辛類蔬菜含有獨(dú)特的含硫化合物等風(fēng)味物質(zhì)（王瑜等，2014；Biancolillo et al.，2022），具有抑菌（宋彥顯和閔玉濤，2013；Fratianni et al.，2016）、降血壓（張鵬等，2015）、抗氧化（黃晴等，2018）等功效，是一種深受消費(fèi)者喜愛的特色蔬菜。我國是最大的大蒜生產(chǎn)和消費(fèi)國（王海平等，2006），品種資源豐富，但長期無性繁殖和不同地區(qū)間引種，導(dǎo)致生產(chǎn)上大蒜品種混雜，開展地方品種、野生資源收集保存與鑒定評(píng)價(jià)對(duì)品種資源創(chuàng)新和有效利用具有重要促進(jìn)作用（王海平等，2012）。四川是全國大蒜主產(chǎn)區(qū)（李菊等，2018），也是蒜苗生產(chǎn)消費(fèi)主要地區(qū)，因此，開展四川地區(qū)蒜苗采后品質(zhì)分析與評(píng)價(jià)對(duì)篩選優(yōu)良品種和明確品種鮮食加工適宜性具有積極作用。【前人研究進(jìn)展】現(xiàn)有對(duì)蒜苗的研究主要集中在栽培技術(shù)創(chuàng)新（Xu et al.，2008；李賀等，2013）、引種栽培試驗(yàn)（王學(xué)銘等，2017）和農(nóng)藝性狀調(diào)查（郭文琦等，2018；李菊等，2020）等方面，而對(duì)于蒜苗品種品質(zhì)分析與評(píng)價(jià)較少。高京草和程智慧（2014）分析不同品種大蒜鱗莖、蒜薹和蒜苗器官揮發(fā)性風(fēng)味成分的差異，結(jié)果表明，不同品種和不同產(chǎn)品器官硫化物種類及含量均有顯著差異，蒜苗所含揮發(fā)性風(fēng)味成分主要包括硫化物、醛、酯和烷烴，蒜苗的硫化合物含量可能與品種生長期和采收期有關(guān)。秦瑜（2017）比較分析金鄉(xiāng)大蒜、四川早蒜和蒼山大蒜水培蒜苗品質(zhì)差異，結(jié)果表明，施肥配方對(duì)蒜苗生長、大蒜素和Vc等產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)均有明顯影響，其中金鄉(xiāng)大蒜蒜苗的大蒜素和Vc含量顯著高于其他2個(gè)品種。此外，相關(guān)研究表明，光源（楊曉建等，2010；馬桂芹等，2015）、分瓣種植方式（劉靜等，2018）、水肥互作（楊錄良和齊廣平，2018）、栽培基質(zhì)（楊爽等，2018）、施肥（毛震宇等，2020；王慶玲等；2020）等因素影響蒜苗中大蒜素、游離氨基酸、葉綠素、Vc、可溶性蛋白和可溶性糖等營養(yǎng)物質(zhì)的積累。【本研究切入點(diǎn)】四川大蒜品種資源豐富，但有關(guān)地方大蒜品種蒜苗采后品質(zhì)分析的研究鮮見報(bào)道，不利于對(duì)品種資源的進(jìn)一步分析利用。【擬解決的關(guān)鍵問題】收集9個(gè)來源于四川本地的蒜苗品種資源，統(tǒng)一種植管理，調(diào)查品種采后品質(zhì)特性，通過品質(zhì)相關(guān)分析、聚類分析和隸屬函數(shù)分析等方法明確品種品質(zhì)特性，篩選優(yōu)勢(shì)品種，以期為鮮食蒜苗優(yōu)良品種選育和消費(fèi)選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

9個(gè)蒜苗品種材料均由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所提供（表1）。所有材料統(tǒng)一種植于四川省蔬菜工程技術(shù)研究中心試驗(yàn)基地，露地栽培，小區(qū)面積12 m2，株行距7 cm×20 cm，每小區(qū)種植680株，3次重復(fù)，其他管理與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)生產(chǎn)管理相同。2020年9月28日播種，2021年3月3日采收。原料采收后2 h內(nèi)送至實(shí)驗(yàn)室測定。

表1 供試蒜苗品種信息及田間表現(xiàn)Table 1 Variety information and field performance of gralic seedling varieties

草酸、濃硫酸、氫氧化鈉、考馬斯亮藍(lán)G-250、磷酸、乙醇、蒽酮、乙酸乙酯、茚三酮、乙二醇和抗壞血酸購自成都市科隆化學(xué)品有限公司，乙酸、正丙醇、正丁醇和二氯酚靛酚鈉鹽購自成都金山化學(xué)試劑有限公司，乙酸鈉和碳酸氫鈉購自成都市科龍化工試劑廠，以上試劑均為分析純；甲醇為色譜純，購自賽默飛世爾科技有限公司。主要儀器設(shè)備：酶標(biāo)儀（Synergy HIX，美國BioTek公司）、纖維素分析儀（Fibertec 8000，丹麥FOSS公司）、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9075A，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司）、液相色譜儀（1260，美國Agilent公司）、超聲波清洗器（KH2200DE，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司）、冷凍離心機(jī)（5180R，德國Eppendorf公司）和游標(biāo)卡尺（上海恒量量具有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 新鮮蒜苗每品種20株測定單株重、株高、假莖長、假莖粗和葉寬等鮮樣指標(biāo)。之后，每品種18株隨機(jī)分為3個(gè)重復(fù)（每重復(fù)6株），單株分別切取葉片中間部位作為混合重復(fù)樣本，一部分鮮樣用于測定葉片含水率；另一部分樣本采用液氮凍樣，粉碎后于-80 ℃保存，用于測定Vc、粗纖維、可溶性蛋白、可溶性糖、葉綠素、游離氨基酸和蒜氨酸等內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)。

1.2.2 指標(biāo)測定 單株重、株高（鱗莖盤至葉片最頂端的長度）、假莖長（鱗莖盤至葉片和葉鞘分界最明顯的部位）、假莖粗（假莖底端最粗處直徑）和葉寬（葉片最寬處的寬度）采用直接稱量法測定（王慶玲等，2020）；含水率采用烘干法（曹建康等，2007）測定；Vc含量參照GB 5009.86—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測定》，采用2,6-二氯靛酚滴定法測定；粗纖維含量參照GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》方法，采用纖維素分析儀測定；可溶性蛋白、可溶性糖、葉綠素和游離氨基酸含量參考曹建康等（2007）的方法，分別采用考馬斯亮藍(lán)染色法、蒽酮試劑法、丙酮提取法和茚三酮顯色法測定；蒜氨酸含量參考夏陳等（2017）的方法測定。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2019對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和隸屬函數(shù)分析，SPSS 22.0進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)和相關(guān)分析，使用TBtools HeatMap繪制不同品種各指標(biāo)含量的熱圖，并進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒜苗各指標(biāo)測定結(jié)果

對(duì)9個(gè)蒜苗品種的測試指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果（表2）顯示，13項(xiàng)指標(biāo)在品種間的變異系數(shù)為0.71%～34.75%，其中有11項(xiàng)指標(biāo)變異系數(shù)大于10.00%，表明品種在測試指標(biāo)間差異明顯。不同品種間測試指標(biāo)的變異系數(shù)由大到小依次為：單株重＞游離氨基酸＞蒜氨酸＞葉寬＞可溶性蛋白＞假莖長＞假莖粗＞葉綠素＞可溶性糖＞株高＞粗纖維＞Vc＞含水率。

表2 9個(gè)蒜苗品種13項(xiàng)指標(biāo)測定結(jié)果Table 2 Thirteen indexes data of nine garlic seedling varieties

單株重、株高、假莖長、假莖粗和葉寬反映品種的外觀表型性狀。1#和3#品種單株重分別為89.97和91.98 g，顯著高于其他品種（P＜0.05，下同），而其他7個(gè)品種單株重差異不顯著（P＞0.05，下同）；3#品種株高最高，達(dá)95.47 cm，顯著高于其他品種，而其他8個(gè)品種株高在69.80～80.33 cm；9個(gè)蒜苗品種的假莖長在23.13～38.53 cm，假莖粗在1.31～1.91 cm，葉寬在1.81～3.40 cm，其中1#和3#品種表現(xiàn)為苗型健壯，假莖粗大，葉片較寬。9個(gè)蒜苗品種的葉片含水率在87.91%～89.95%，變異系數(shù)僅為0.71%，表明品種間差異較小。蒜苗生產(chǎn)以收獲嫩葉和假莖為產(chǎn)品，假莖粗、假莖長和葉寬是影響蒜苗產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀（郭文琦等，2018），若以每公頃種植714000株計(jì)算，1#和3#品種每公頃產(chǎn)量分別達(dá)64.24和65.67 t。

從內(nèi)在營養(yǎng)品質(zhì)來看，9個(gè)蒜苗品種葉片Vc含量在27.79～35.59 mg/100 g，7#品種含量最高，5#次之，9#最低；粗纖維含量在1.43%～1.92%，1#、2#和4#品種含量較高，而8#和9#品種含量較低；可溶性蛋白含量在247.56～466.17 μg/g，9#品種含量最高，但與5#、6#和7# 3個(gè)品種間差異不顯著，1#品種含量最低；可溶性糖含量在25.95～36.33 mg/g，2#、3#和4#品種顯著高于除5#品種外的其他5個(gè)品種；葉綠素含量在425.62～649.17 mg/g，9#品種含量最高，而1#品種含量最低；游離氨基酸含量在4.50～14.27 mg/g，其中4#、5#和7#品種含量低于10.00 mg/g，9#品種含量最高；蒜氨酸含量在10.68～21.03 mg/g，2#和7#品種含量較高，而3#、4#、6#和9#品種含量較低。其中，游離氨基酸和蒜氨酸含量在品種間的差異較大，9#品種游離氨基酸含量是7#品種的3.17倍，7#品種蒜氨酸含量是9#品種的1.97倍。

2.2 測試指標(biāo)的相關(guān)分析結(jié)果

對(duì)13項(xiàng)測試指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果（表3）顯示，單株重、假莖粗和葉寬3項(xiàng)指標(biāo)間均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01，下同）；株高與假莖長呈極顯著正相關(guān)，與假莖粗呈顯著正相關(guān)，表明品種的單株重、株高、假莖長、假莖粗和葉寬等外觀表型性狀表現(xiàn)出密切關(guān)聯(lián)性，通常株型高大的品種假莖和葉片也相應(yīng)更粗壯和寬大。此外，葉寬與可溶性蛋白呈極顯著負(fù)相關(guān)，單株重與可溶性蛋白呈顯著負(fù)相關(guān)。內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)之間，僅有Vc與葉綠素呈顯著負(fù)相關(guān)，與蒜氨酸呈顯著正相關(guān)。

表3 蒜苗測定指標(biāo)間的相關(guān)性Table 3 Correlation between the determination indexes of garlic seedlings

2.3 品種間測試指標(biāo)的聚類分析結(jié)果

將所有測試指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，采用TBtools HeatMap繪制不同品種各指標(biāo)含量的熱圖（https：//github.com/CJ-Chen/TBtools），并對(duì)各品種進(jìn)行聚類（圖1），直觀反映品種間測試指標(biāo)的差異性大小。結(jié)果顯示，9個(gè)蒜苗品種被分為兩大類，第I大類包括1#和3# 2個(gè)品種，表現(xiàn)為株型粗壯，葉片寬大，含水率較高，而可溶性蛋白和葉綠素含量較低；第II大類包括7個(gè)品種，整體表現(xiàn)為株型相對(duì)較小，品質(zhì)差異大。第II大類進(jìn)一步分為2個(gè)亞類，第一亞類包括6#和9# 2個(gè)品種，表現(xiàn)為株型小，粗纖維、可溶性糖和蒜氨酸含量低，但可溶性蛋白、葉綠素和游離氨基酸含量相對(duì)較高；第二亞類包括7#、5#、8#、2#和4# 5個(gè)品種，表現(xiàn)為株型小，游離氨基酸含量較低，其余品質(zhì)指標(biāo)差異明顯。經(jīng)對(duì)不同品種測試指標(biāo)的聚類分析，可按照品質(zhì)差異將品種進(jìn)行初步分類，供試品種中篩選出苗型粗壯、田間產(chǎn)量高的高產(chǎn)品種2個(gè)（第I大類1#和3#），而其余品種均為營養(yǎng)品質(zhì)各有突出的特色品種。其中，6#和9#屬于纖維素含量低、口感細(xì)膩，葉片翠綠，氨基酸和可溶性蛋白含量較高的鮮食營養(yǎng)型品種；7#、5#和8#屬于Vc含量高，大蒜風(fēng)味濃郁，口感細(xì)膩，葉片翠綠的風(fēng)味型品種；2#和4#屬于纖維素含量較高，但口感偏甜的特色品種。

圖1 9個(gè)蒜苗品種的熱圖和聚類分析結(jié)果Fig.1 Heat map and cluster analysis map of nine tested garlic seedling varieties

2.4 蒜苗品質(zhì)指標(biāo)的隸屬函數(shù)分析結(jié)果

為進(jìn)一步明確供試蒜苗品種間內(nèi)在品質(zhì)特性差異，對(duì)葉片Vc、粗纖維、可溶性蛋白、可溶性糖、葉綠素、游離氨基酸和蒜氨酸共7項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)分析（李守強(qiáng)等，2020）。粗纖維定義為鮮食蒜苗劣質(zhì)指標(biāo)，即值越小越好，其余指標(biāo)均定義為優(yōu)良指標(biāo)，即值越大越好，計(jì)算品種的平均隸屬函數(shù)值（表4）。9個(gè)供試蒜苗品種葉片品質(zhì)指標(biāo)平均隸屬函數(shù)值由大到小依次為：8#＞9#＞5#＞2#＞7#＞6#＞4#＞3#＞1#，其中排名前3的品種平均隸屬函數(shù)值＞0.5600，表現(xiàn)出較優(yōu)的內(nèi)在品質(zhì)特性。

表4 9個(gè)蒜苗品種的綜合品質(zhì)比較分析Table 4 Comprehensive quality analysis of nine garlic seedling varieties

3 討論

品種特性顯著影響蒜苗采后品質(zhì)特性，本研究測定9個(gè)不同來源的蒜苗地方品種13項(xiàng)指標(biāo)，除葉片含水率外，其余指標(biāo)在品種間均表現(xiàn)出較大差異。從品種來源來看，9個(gè)品種中除川蒜1號(hào)和川蒜2號(hào)外，均為地方種質(zhì)資源，品種的來源地不同，熟性不同，表明品種間可能存在較大的遺傳差異。株高、假莖長、假莖粗、葉寬等外觀表型指標(biāo)與品種的單株重產(chǎn)量性狀有關(guān)，本研究中表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性。郭文琦等（2018）對(duì)20個(gè)地方大蒜品種蒜苗農(nóng)藝性狀的分析結(jié)果也表明，株高、假莖高、假莖粗和葉寬間呈極顯著正相關(guān)。品種的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀表現(xiàn)與品種的地區(qū)適宜性、栽培管理水平等多種因素相關(guān)（李攀龍等，2020），測試指標(biāo)間的相關(guān)性也會(huì)受到測試品種數(shù)量和類型影響，為提高結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性，后續(xù)研究應(yīng)進(jìn)一步加大測試樣本數(shù)量。此外，相關(guān)研究也表明通過田間增施鈣肥（李賀等，2013）、緩釋肥替代普通化肥（毛震宇等，2020）等方式，可顯著提高蒜苗中Vc、可溶性糖、可溶性蛋白和大蒜素等營養(yǎng)物質(zhì)含量，降低硝酸鹽和粗纖維含量。本研究中所有品種均在同一生態(tài)條件和栽培管理水平下測試，品種間農(nóng)藝和品質(zhì)性狀的差異主要受品種遺傳因素影響。

本研究測定蒜苗葉片的7項(xiàng)主要品質(zhì)指標(biāo)，其中Vc和可溶性蛋白是蔬菜的常見營養(yǎng)物質(zhì)；粗纖維和可溶性糖既是營養(yǎng)物質(zhì)，又反映蔬菜的鮮食口感，通常消費(fèi)者更喜愛粗纖維含量較低、可溶性糖含量較高、口感細(xì)嫩和偏甜的蔬菜品種。葉綠素含量反映葉片翠綠程度，蒜苗中色素以葉綠素a為主，也含有葉綠素b和類胡蘿卜素（周麗君等，2018）。大蒜中富含氨基酸，包括人體必需的18種氨基酸，其中，蒜氨酸是最重要的含硫氨基酸，能與蒜氨酸酶反應(yīng)生成大蒜素，隨后分解為硫醚類化合物，產(chǎn)生特征香味（王瑜等，2014；劉建，2018）。大蒜素是大蒜的特征活性成分和風(fēng)味物質(zhì)，但易降解，穩(wěn)定性較差，因此常采用其前體物質(zhì)蒜氨酸作為大蒜風(fēng)味品質(zhì)的測試指標(biāo)。從測定結(jié)果來看，不同品種間各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)差異較大，在單個(gè)品種上也未呈現(xiàn)一致性規(guī)律。

為進(jìn)一步篩選優(yōu)勢(shì)品種，對(duì)所有測試指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，對(duì)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)分析。聚類分析首先將所有品種分為單株較重、株型粗大的高產(chǎn)型品種和株型偏小、產(chǎn)量相對(duì)較低的兩大類，然后按照品質(zhì)相似性又分為幾個(gè)特色品種亞類。隸屬函數(shù)分析只采用7個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行品種排序，按照綜合品質(zhì)選出排名較高的江油大蒜、軟葉大蒜和朝陽大蒜3個(gè)品種。結(jié)合品種聚類圖來看，內(nèi)在綜合品質(zhì)排名靠前的江油大蒜、軟葉大蒜和朝陽大蒜3個(gè)品種聚類關(guān)系較近，均屬于株型偏小，但營養(yǎng)和風(fēng)味突出的苗用地方品種，其中江油大蒜為中晚熟品種，軟葉大蒜為早中熟品種，朝陽大蒜為中熟品種，在生產(chǎn)中可錯(cuò)季種植搭配。比較隸屬函數(shù)分析和聚類分析2種方法，盡管所采用的指標(biāo)數(shù)量不同，結(jié)果呈現(xiàn)不同，但彼此間也存在較好的一致性。隸屬函數(shù)排序結(jié)果中品質(zhì)排名較低的廣元蒜和川蒜1號(hào)品種，在聚類分析中首先聚類，表現(xiàn)為豐產(chǎn)性好，但品質(zhì)相對(duì)偏低，而其余品種的品質(zhì)相對(duì)更優(yōu)。可見，聚類分析和隸屬函數(shù)分析均可作為蔬菜品種采后品質(zhì)分析和品種輔助篩選的分析方法。本研究優(yōu)選出的豐產(chǎn)型品種和一些特色品質(zhì)品種也可作為生產(chǎn)推廣或未來品種雜交選育的優(yōu)選材料。

4 結(jié)論

9個(gè)四川地方大蒜品種間品質(zhì)差異顯著，篩選出高產(chǎn)型品種2個(gè)，特色營養(yǎng)品種7個(gè)，其中江油大蒜、軟葉大蒜和朝陽大蒜品種綜合品質(zhì)相對(duì)最優(yōu)，可作為優(yōu)選的鮮食營養(yǎng)型蒜苗推廣。