12 個桑品種葉片營養(yǎng)與活性成分分析

孟 剛，王瑞嫻，楚 渠，楊金宏，朱文東

（安康學(xué)院，a.陜西省蠶桑重點(diǎn)實(shí)驗室；b.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學(xué)院，陜西 安康 725000）

桑（Morus albaL.）為多年生深根性木本植物，落葉喬木或灌木，屬雙子葉植物，桑科、桑屬、桑種，原產(chǎn)于中國和朝鮮［1］。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和營養(yǎng)學(xué)研究表明，桑葉中不僅含有蛋白質(zhì)、脂類等豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，還含有黃酮類、多糖類、脂類、生物堿類等多種具有藥理作用的活性成分，藥用價值高，衛(wèi)生部將其列為藥食兩用型植物資源［2，3］。近年來，臨床應(yīng)用研究表明，桑葉具有降血糖［4］、降血脂［5］、降血壓、抗菌和抗病毒［6］、抗腫瘤［7］、改善消化系統(tǒng)［8］以及解痙和抗?jié)兊茸饔茫?］。豐富的營養(yǎng)與活性成分為桑葉資源的多功能開發(fā)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

加強(qiáng)桑葉營養(yǎng)價值及調(diào)控動物生理機(jī)能機(jī)制的研究，有利于桑葉資源的綜合開發(fā)利用。為建立桑葉品質(zhì)評價體系，比較栽培桑、野生桑之間的成分差異，篩選不同開發(fā)用途的桑品種，本研究對13 個桑種質(zhì)夏季桑葉的營養(yǎng)、藥用成分進(jìn)行分析測定，比較栽培桑和野生桑之間的差異，并利用主成分分析法對不同桑品種桑葉的綜合性能進(jìn)行了評價，為桑資源的多元化利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 桑種質(zhì)

供試桑種質(zhì)和品種均保存于安康學(xué)院陜西省蠶桑重點(diǎn)實(shí)驗室桑資源圃，包括7 個栽培品種（“731”“908”、GM41、廣1號、黑玉墨斗、倫教408、小紅皮）和5 個野生桑種質(zhì)（編號為a 至e）。各桑種質(zhì)隨機(jī)選取3 棵桑樹采摘2～7 葉位的桑葉，采摘時間為2020年6月20 日，采摘后洗凈，60 ℃下干燥至恒重，粉碎，過100 目篩，裝袋密封，于-20 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 測定方法

粗蛋白含量：參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》方法中的凱氏定氮法測定。

粗脂肪含量：參照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》方法中的索氏提取法測定。

粗纖維含量：參照GB∕T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》方法中的范式洗滌法測定。

類黃酮含量測定：采用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法［10］，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，測定波長510 nm 處的吸光值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線y=5.020x+0.0007（R2=0.9996）計算桑葉類黃酮含量。

總糖含量測定：參照3，5-二硝基水楊酸比色法［11］，以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，測定波長540 nm 處的吸光值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.300x-0.0507（R2=0.9957）計算桑葉總糖含量。

總酚含量測定：參照文獻(xiàn)［12］，在堿性條件下，酚類物質(zhì)將鎢鉬酸還原產(chǎn)生藍(lán)色化合物，測定波長760 nm 處的吸光值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線y= 2.808x+0.0012（R2=0.9994）計算總酚含量。

γ-氨基丁酸含量：參照夏玉玲等［13］的方法測定。

氨基酸含量：參照GB∕T 8314—2013《茶游離氨基酸總量的測定》中的方法進(jìn)行測定。

野尻霉素含量：參照俞燕芳等［14］高效液相色譜法進(jìn)行測定，以野尻霉素（DNJ）的質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)，峰面積為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線y=29.007x-433.67（R2=0.9996），計算野尻霉素含量。

鈣和硒元素含量：參照GB 5009.268—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測定》中的方法，采用硝酸消解、ICP-AES∕MS測定各元素含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22 軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計性分析、主成分分析及單因素方差分析，Duncan 分析法進(jìn)行多重比較（P＜0.05），使用Origin 9.0 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)成分含量比較

分別測定桑樹粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和總糖含量，結(jié)果見圖1。在粗蛋白含量方面（圖1a），栽培桑含 量 最 低 為226 g∕kg，最 高 為293 g∕kg，平 均 值 為266 g∕kg；野生桑含量最低為112 g∕kg，最高為177 g∕kg，平均值為150 g∕kg，栽培桑粗蛋白含量顯著高于野生桑（P＜0.05）。

在粗纖維含量方面（圖1b），栽培桑含量最低為96.1 g∕kg，最高為133.0 g∕kg，平均值為115.1 g∕kg；野生桑含量最低為84.1 g∕kg，最高為112.0 g∕kg，平均值為95.2 g∕kg，栽培桑粗纖維含量顯著高于野生桑（0.01＜P＜0.05）。

在粗脂肪含量方面（圖1c），栽培桑含量最低為25.9 g∕kg，最高為30.1 g∕kg，平均含量為28.3 g∕kg；野生桑含量最低為25.7 g∕kg，最高為51.9 g∕kg，平均含量為37.8 g∕kg，栽培桑脂肪含量顯著低于野生桑（0.01＜P＜0.05）。

在總糖含量方面（圖1d），栽培桑含量最低為382 mg∕g，最高為555 mg∕g，平均含量為471 mg∕g；野生桑含量最低為438 mg∕g，最高為572 mg∕g，平均含量為523 mg∕g，栽培桑和野生桑總糖含量總體上無顯著差異（P＞0.05）。

圖1 不同桑品種的營養(yǎng)成分含量水平

2.2 藥用成分含量比較

對桑樹中生物堿、γ-氨基丁酸、類黃酮、總酚、野尻霉素和氨基酸6 個藥用成分指標(biāo)進(jìn)行測定，結(jié)果見圖2。生物堿含量方面（圖2a），各桑樹品種間差異明顯，栽培桑中的倫教408 和小紅皮含量較低，分 別 為0.61、0.73 mg∕g，黑 玉 墨 斗 含 量 最 高，為5.42 mg∕g，平均含量為3.25 mg∕g，野生桑中的含量最 低 為2.44 mg∕g，最 高 為4.62 mg∕g，平 均 含 量 為3.16 mg∕g，栽培桑和野生桑生物堿含量無顯著差異（P＞0.05）。

γ-氨基丁酸含量方面（圖2b），栽培桑平均為2.33 mg∕g，其中倫教408 含量最低，為1.99 mg∕g，小紅皮含量最高，為2.99 mg∕g。野生桑中含量最低為1.92 mg∕g，最高為2.23 mg∕g，平均含量為2.08 mg∕g。方差分析表明，栽培桑和野生桑在γ-氨基丁酸含量方面無顯著差異（P＞0.05）。

類黃酮含量方面（圖2c），栽培桑平均含量為29.5 mg∕g，其中GM41 含量最低，為22.8 mg∕g，“908”含量最高，為35.3 mg∕g。野生桑中最低為14.8 mg∕g，最高為31.3 mg∕g，平均含量為21.2 mg∕g，栽培桑總黃酮含量略高于野生桑（0.01＜P＜0.05）。

總酚含量方面（圖2d），栽培桑平均含量為19.0 mg∕g，其中GM41含量最低，為13.3 mg∕g，廣1號含量最高，為23.6 mg∕g，野生桑中含量最低為10.6 mg∕g，最高為18.5 mg∕g；平均含量為13.7 mg∕g，栽培桑總酚含量略高于野生桑（0.01＜P＜0.05）。

野尻霉素含量方面（圖2e），栽培桑平均含量為1.40 mg∕g，其中GM41 含量最低，為1.10 mg∕g，黑玉墨斗含量最高，為1.64 mg∕g；野生桑中含量最低為2.41 mg∕g，最高為3.08 mg∕g，平均含量為2.69 mg∕g，栽培桑野尻霉素含量顯著低于野生桑（P＜0.01）。

氨基酸含量方面（圖2f），栽培桑平均含量為58.3 mg∕g，其中黑玉墨斗含量最低，為48.4 mg∕g，小紅皮含量最高，為75.5 mg∕g；野生桑中含量最低為31.9 mg∕g，最高為35.9 mg∕g，平均含量為33.5 mg∕g，栽培桑氨基酸含量顯著高于野生桑（P＜0.01）。

圖2 不同桑品種的藥用成分含量水平

2.3 礦物質(zhì)含量比較

對桑樹鈣和硒元素2 項礦物質(zhì)含量進(jìn)行測定，結(jié)果見圖3。鈣含量方面（圖3a），栽培桑平均含量 為13.9 g∕kg，其中“908”含量最低，為11.5 g∕kg，“731”含量最高，為17.2 g∕kg；野生桑中含量最低為13.3 g∕kg，最高為32.0 g∕kg，平均含量為22.5 g∕kg，栽培桑鈣含量顯著低于野生桑（0.01＜P＜0.05）。

硒含量方面（圖3b），栽培桑平均含量為0.06 mg∕kg，其中黑玉墨斗含量最低，為0.03 mg∕kg，“731”含量最高，為0.10 mg∕kg，野生桑中含量最低，為0.07mg∕kg，最高為0.13mg∕kg，平均含量為0.12mg∕kg，栽培桑硒含量總體上低于野生桑（0.01＜P＜0.05）。

圖3 不同桑品種的鈣和硒元素含量水平

2.4 主成分分析和桑葉綜合性能評價

桑葉中的營養(yǎng)物質(zhì)和活性物質(zhì)繁多，利用主成分分析法可以準(zhǔn)確地評價不同品種的綜合品質(zhì)。根據(jù)主成分理論分析，若前r個主成分的累計貢獻(xiàn)率達(dá)85%，則這r個主成分即可反映足夠的評價指標(biāo)信息［15］。由表1 可以看出，第1 主成分中粗蛋白、氨基酸、粗纖維、類黃酮、總酚、γ-氨基丁酸的特征絕對值較大，綜合了營養(yǎng)和藥用成分，以粗蛋白、氨基酸含量為主。第2 主成分主要代表了總糖、類黃酮、總酚、粗纖維、硒和生物堿，綜合了藥用成分，以總糖、類黃酮為主。第3 主成分主要代表了總酚、氨基酸、粗脂肪、總糖，以總酚、氨基酸為主。第4 主成分主要代表了粗脂肪、硒、鈣、生物堿、γ-氨基丁酸和總酚，綜合了礦物質(zhì)和藥用成分，以粗脂肪、硒、鈣為主。以上闡述的前4 個主成分累計貢獻(xiàn)率達(dá)88.367%，因此可以用這4 個主成分代替原來的12項指標(biāo)評價桑葉品質(zhì)。

表1 12 個桑品種葉質(zhì)指標(biāo)的主成分分析

以4 個主成分及每個主成分所對應(yīng)的特征值占提取主成分特征值之和的比例為權(quán)重，建立主成分綜合分值計算模型，對12 個桑品種的桑葉品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，求得12 個品種的桑葉品質(zhì)的主成分得分和綜合主成分得分（表2）。由表2 可知，桑品種“908”葉質(zhì)指標(biāo)的主成分綜合得分最高，其后依次為廣1號、小紅皮、黑玉墨斗、倫教408、GM41 和“731”，這7 個桑品種主成分綜合得分較高，均為正值，且均為栽培桑，說明栽培桑葉質(zhì)綜合性能較好，而5 個野生桑得分較低，且均為負(fù)值，說明野生桑葉質(zhì)綜合性能較差。

表2 不同桑品種葉質(zhì)的綜合評價結(jié)果

2.5 不同桑品種葉質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

對12 個桑品種葉質(zhì)的12 項指標(biāo)分別進(jìn)行相關(guān)性分析和顯著性檢驗（表3）。結(jié)果表明，第一主成分中，粗蛋白與類黃酮、總酚呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與DNJ 呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；第二主成分中，總糖與γ-氨基丁酸呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，類黃酮與總酚呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與粗蛋白、粗纖維呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與DNJ、鈣呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；第三主成分中，總酚與類黃酮呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與粗蛋白呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與DNJ 呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；第四主成分中，粗脂肪與鈣呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，硒與鈣呈顯著正相關(guān)關(guān)系。根據(jù)主成分分析中各主成分的貢獻(xiàn)率及各指標(biāo)間的相關(guān)性，對桑葉品種影響最大的是粗蛋白、總糖、總酚和粗脂肪含量4 項指標(biāo)。

表3 不同桑品種間各成分相關(guān)性

3 小結(jié)

本研究對7 份栽培桑、5 份野生桑夏季成熟葉片的營養(yǎng)、藥用和礦物質(zhì)等方面的12 項成分指標(biāo)進(jìn)行了測定，比較栽培桑和野生桑各成分含量上的差異。結(jié)果表明，栽培桑在粗蛋白、粗纖維、類黃酮和總酚含量方面顯著高于野生桑，在粗脂肪、野尻霉素、鈣和硒含量方面顯著低于野生桑，而在總糖、生物堿、γ-氨基丁酸方面與野生桑無顯著差異。

采用主成分分析法比較12 個桑品種葉質(zhì)差異，提取了4 個主成分，其累計貢獻(xiàn)率達(dá)88.367%，以此構(gòu)建葉質(zhì)品質(zhì)綜合預(yù)測評價模型，計算12 個品種桑葉品質(zhì)指標(biāo)的主成分得分及綜合主成分得分。結(jié)果表明，栽培桑綜合得分均為正值，其中“908”葉質(zhì)綜合得分最高，其次為廣1號、小紅皮、黑玉墨斗、倫教408、GM41 和“731”，而野生桑主成分得分均為負(fù)值，表明野生桑葉質(zhì)綜合表現(xiàn)較差。通過相關(guān)性分析各指標(biāo)之間存在顯著的相關(guān)性和相對獨(dú)立性，結(jié)合主成分分析，夏季葉質(zhì)綜合評價指標(biāo)可簡化為粗蛋白、總糖、總酚和粗脂肪含量4 項指標(biāo)，據(jù)此建立的夏季葉質(zhì)評價體系模型，可為桑樹優(yōu)良品種選育以及桑葉產(chǎn)品加工原料的選取提供一定的理論依據(jù)。