摘要: 【目的】為篩選適合食用推廣的木薯品種(系) 提供參考?!痉椒ā繉?duì)6 個(gè)食用木薯品種(系) 塊根2020 年和2021 年的干物率、支鏈淀粉、直鏈淀粉、總淀粉、支鏈淀粉占比、可溶性糖、總黃酮、蛋白質(zhì)、粗纖維、氫氰酸等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,采用隸屬函數(shù)法對(duì)木薯品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?!窘Y(jié)果】6 個(gè)食用木薯品種(系) 塊根各指標(biāo)2020 年和2021 年的平均值分別為:干物率38.73%、支鏈淀粉含量56.94%、直鏈淀粉含量14.47%、總淀粉含量71.41%、支鏈淀粉占比79.68%、可溶性糖含量1.86%、總黃酮含量0.45%、蛋白質(zhì)含量2.74%、粗纖維含量0.73%、氫氰酸含量39.63 mg/kg。干物率以SC9 在2021 年最高(43.04%);支鏈淀粉含量以GC49 在2021 年最高(64.78%);直鏈淀粉含量以GR891 在2020 年最高(18.23%);總淀粉含量以GC49 在2021 年最高(77.39%);支鏈淀粉占比以GC49 在2020 年最高(84.48%);可溶性糖含量以GC49 在2021 年最高(2.56%);總黃酮含量以PBC 在2020 年最高(0.87%);蛋白質(zhì)含量以GR10 在2021 年最高(4.02%);粗纖維含量以GC49 在2020 年最高(0.88%);氫氰酸含量以SC9 在2020 年最低(32.59 mg/kg)。6 個(gè)食用木薯品種(系) 塊根品質(zhì)的2 年平均隸屬函數(shù)排序?yàn)椋?GC49 (0.673)gt;GR10 (0.671)gt;SC9 (0.659)gt;GR891 (0.447)gt;PBC(0.445)gt;801 (0.306),其中品種(系) GC49、GR10 和SC9 的平均隸屬函數(shù)大于0.65?!窘Y(jié)論】品種(系) GC49、SC9 和GR10 具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞: 木薯;食用;品質(zhì);隸屬函數(shù)
中圖分類號(hào): S533.024 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào): 1004–390X (2024) 03?0033?07
木薯(Manihot esculenta Crantz) 是世界三大薯類作物之一,是非洲地區(qū)的主要糧食作物[1-2]。木薯在中國主要種植于廣東、廣西、海南、云南等地[3],是中國重要的非糧生物質(zhì)能源作物,是生產(chǎn)淀粉、變性淀粉、燃料乙醇等產(chǎn)品的重要原料[4]。此外,木薯還含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),且種植過程一般很少施用農(nóng)藥,具有發(fā)展成為綠色有機(jī)食品的天然優(yōu)勢(shì),近些年得到快速發(fā)展[5]。劉麗娟等[6]指出:食用木薯發(fā)展應(yīng)當(dāng)以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,加快引進(jìn)選育高產(chǎn)、高淀粉、高蛋白質(zhì)、高糖、低氫氰酸含量及食味佳、耐貯藏的食用木薯新品種。陳會(huì)鮮等[7]研究發(fā)現(xiàn):增施有機(jī)肥可以提高食用木薯葉片的光合作用,增加塊根淀粉、蛋白質(zhì)、糖等含量,從而改善品質(zhì)。韓和悅[8]對(duì)11 個(gè)食用木薯品種進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,結(jié)果表明:SC9、沙田木薯、3G 等品種適合在廣東地區(qū)種植。勞承英等[9]測(cè)定食用木薯品種(系) SC9、SC12 和GC49 的品質(zhì)指標(biāo),發(fā)現(xiàn)其塊根的淀粉含量無差異,但SC12 的氫氰酸含量最高、GC49 最低。陳會(huì)鮮等[10]研究發(fā)現(xiàn):隨著外源鈣施入量的增加,食用木薯塊根的淀粉、鈣、蛋白質(zhì)和粗纖維含量逐漸增加。古碧等[11]對(duì)廣西食用木薯SC9 不同生育時(shí)期的塊根品質(zhì)進(jìn)行分析,結(jié)果表明:生長(zhǎng)10 個(gè)月時(shí),SC9 塊根的淀粉含量最高、氫氰酸和單寧含量最低。LAYA 等[12]對(duì)不同生育期食用木薯品種AD 的葉片維生素E 和β 胡蘿卜素含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明:種植6 個(gè)月后其總維生素E含量最高,種植12 個(gè)月后其β-胡蘿卜素含量最高。廣西是中國種植木薯面積最大的地區(qū),也是食用木薯發(fā)源地之一,探索食用木薯塊根品質(zhì)特征、分析不同食用木薯品種的品質(zhì)差異,對(duì)于食用木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。本研究對(duì)6 個(gè)常用食用木薯品種(系) 的品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定,以期為廣西食用木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
6 個(gè)食用木薯品種(系) 分別為華南9 號(hào)(SC9,中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育)、桂熱891 (GR891,廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所選育)、桂熱10 號(hào)(GR10,廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所選育)、GC49 (廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所篩選食用品系)、801 (廣西合浦地方品種)、浦北木薯(PBC,廣西浦北地方品種),種莖于2019 年在桂林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心試驗(yàn)基地種植保存。
1.2 種植及取樣
試驗(yàn)于2020 年4 月—2021 年12 月在廣西壯族自治區(qū)桂林市雁山區(qū)桂林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心試驗(yàn)基地進(jìn)行,土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分為:有機(jī)質(zhì)含量19.3 g/kg,堿解氮含量113.5 mg/kg,速效鉀含量286.2 mg/kg,有效磷含量31.8 mg/kg,pH 值6.2。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)6 m,寬5 m,面積30 m2。每年4 月種植,田間管理按常規(guī)進(jìn)行,12 月收獲。收獲時(shí),每個(gè)小區(qū)選擇5 株長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株,將塊根全部挖出,每株選擇2 條均勻一致的塊根,去掉內(nèi)皮,清洗干凈,先測(cè)定鮮樣指標(biāo),然后烘干、粉碎,測(cè)定干樣指標(biāo)。每個(gè)小區(qū)設(shè)置3 次重復(fù)。
1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法
1.3.1 鮮樣指標(biāo)
氫氰酸含量按照GB 5009.36—2016[13]的方法測(cè)定;干物率采用烘干法測(cè)定。
1.3.2 干樣指標(biāo)
支鏈淀粉和直鏈淀粉含量采用雙波長(zhǎng)法測(cè)定[14];蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250 法測(cè)定[15];可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[16];粗纖維含量采用酸堿消煮法測(cè)定[17];總黃酮含量采用亞硝酸鈉—硝酸鋁—?dú)溲趸c法測(cè)定[18]??偟矸酆?支鏈淀粉含量+直鏈淀粉含量;支鏈淀粉占比=支鏈淀粉含量/總淀粉含量×100%。
1.3.3 隸屬函數(shù)計(jì)算
隸屬函數(shù)公式為U=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。其中,U 為隸屬函數(shù)值,Xi 為木薯品質(zhì)某項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定值;Xmax 為所有供試木薯品種(系) 中某一指標(biāo)的最大值;Xmin 為所有供試木薯品種(系) 中某一指標(biāo)的最小值。氫氰酸含量與綜合評(píng)判結(jié)果為負(fù)相關(guān),故用反隸屬函數(shù)進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換,計(jì)算公式為U=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。將各個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加,求其平均值[19]。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
用Microsoft Excel 2013 和IBM SPSS Statistics19.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析,采用新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性比較。
2 結(jié)果與分析
2.1 干物率和淀粉含量
由圖1 可知:6 個(gè)食用木薯品種(系),2020年干物率的變化幅度為34.89%~40.84%,平均值為38.21%;SC9 的干物率最高,且顯著高于801和PBC,與GC49、GR10、GR891 無顯著差異;801 的干物率最低,且顯著低于SC9 和GR10,與其他3 個(gè)品種(系) 差異不顯著。2021 年干物率的變化幅度為36.05%~43.04%,平均值為39.08%;SC9 仍最高,且顯著高于GC49、801、PBC,與GR10、GR891 差異不顯著; PBC 的干物率最低,且顯著低于SC9,但與其他4 個(gè)品種(系) 差異不顯著。2021 年各品種(系) 干物率高于2020年,可能與該試驗(yàn)點(diǎn)2021 年9—12 月降雨量低于2020 年同期有關(guān)。
由圖1 還可知:2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 的支鏈淀粉含量變化幅度為49.42%~62.81%,GR10 含量最高,801 含量最低;2021 年支鏈淀粉含量變化幅度為53.22%~64.78%,GC49 含量最高,801 含量仍為最低。2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 的直鏈淀粉含量變化幅度為11.10%~18.23%,GR891 含量最高,GC49 含量最低;2021年直鏈淀粉含量變化幅度為11.65%~17.73%,GR891 含量仍為最高,GR10 含量最低。2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 總淀粉含量變化幅度為63.23%~74.84%,GR10 含量最高,801 含量最低;2021 年總淀粉含量變化幅度為67.65%~77.39%,GC49 含量最高,801 含量最低。2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 的支鏈淀粉占比變化幅度為74.32%~84.48%,GC49 最高,GR891 最低;2021年支鏈淀粉占比變化幅度為75.31%~84.07%,GR-10 最高,GR891 最低。連續(xù)2 年GC49 和GR10的支鏈淀粉占比均排在前列,表明其支鏈淀粉占比較高。綜合分析6 個(gè)參試品種(系) 的淀粉相關(guān)指標(biāo),GC49、GR10 和SC9 各項(xiàng)指標(biāo)均排在前列,PBC、GR891 和801 排列靠后,且年度間表現(xiàn)一致,表明6 個(gè)品種(系) 的淀粉含量相關(guān)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定。
2.2 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氫氰酸含量
由表1 可知:2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 的可溶性糖含量變化幅度為1.41%~1.98%,平均值為1.74%;2021 年變化幅度為1.33%~2.56%,平均值為1.98%;2 年平均值為1.86%。2020 年,SC9 的可溶性糖含量最高,且顯著高于GR891,但與其他4 個(gè)品種(系) 差異不顯著;GR891 的可溶性糖含量最低,且顯著低于其他5 個(gè)品種(系)。2021 年,GC49 的可溶性糖含量最高,且顯著高于其他5 個(gè)品種(系);PBC 的含量最低,且顯著低于其他5 個(gè)品種(系)。SC9 和GC9 的可溶性糖含量較高。
2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 的總黃酮含量變化幅度為0.30%~0.87%,平均值為0.54%;2021年變化幅度為0.06%~0.79%,平均值為0.45%;2 年平均值為0.49% (表1)。2020 年,PBC 的總黃酮含量最高,與GR891 差異不顯著,但顯著高于其他4 個(gè)品種(系);801 的總黃酮含量最低,顯著低于除SC9 以外的其他品種(系)。2021 年,GR891 的總黃酮含量最高,且顯著高于其他5 個(gè)品種(系);801 的總黃酮含量最低,且顯著低于其他5 個(gè)品種(系)。GR891 連續(xù)2 年表現(xiàn)出較高的總黃酮含量。
2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 的蛋白質(zhì)含量變化幅度為1.32%~3.16%,平均值為2.46%;2021年變化幅度為1.88%~4.02%,平均值為3.02%;2 年平均值為2.74% (表1)。2020 年,GR10 的蛋白質(zhì)含量最高,且顯著高于801 和PBC,但與其他3 個(gè)品種(系) 差異不顯著;PBC 的蛋白質(zhì)含量最低,與801 差異不顯著,但顯著低于其他4 個(gè)品種(系)。2021 年,GR10 的蛋白質(zhì)含量仍然最高,且顯著高于其他5 個(gè)品種(系);GR891 的含量最低,且顯著低于其他5 個(gè)品種(系)。SC9、GR10 和GC9 連續(xù)2 年表現(xiàn)出較高的蛋白質(zhì)含量。
2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 的粗纖維含量變化幅度為0.51%~0.88%,平均值為0.72%;2021年變化幅度為0.64%~0.79%,平均值為0.72%;2 年平均值為0.73% (表1)。2020 年,GC49 的粗纖維含量最高,且顯著高于其他5 個(gè)品種(系);PBC 的粗纖維含量最低,且顯著低于其他5 個(gè)品種(系)。2021 年,801 的粗纖維含量最高,與GR10 差異不顯著,但顯著高于其他4 個(gè)品種(系),PBC 的粗纖維含量仍然最低,且顯著低于其他5 個(gè)品種(系)。
2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 的氫氰酸含量變化幅度為33.12~43.02 mg/kg,平均值為37.56 mg/kg; 2021 年變化幅度為32.59~58.95mg/kg, 平均值為41.70 mg/kg; 2 年平均值為39.63 mg/kg (表1)。2020 年,GR891 的氫氰酸含量最高,且顯著高于其他5 個(gè)品種(系);801 的氫氰酸含量最低,且顯著低于GR891,但與其他4 個(gè)品種(系) 差異不顯著。2021 年,GR891 的氫氰酸含量最高,且顯著高于其他5 個(gè)品種(系);SC9 的氫氰酸含量最低,與GR10 差異不顯著,但顯著低于其他4 個(gè)品種(系)。連續(xù)2 年結(jié)果表明:除GR891 外,其他5 個(gè)品種的氫氰酸含量均小于50 mg/kg,符合食用木薯標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 品質(zhì)平均隸屬函數(shù)
由表2 可知:2020 年,6 個(gè)食用木薯品種(系) 品質(zhì)平均隸屬函數(shù)值排序?yàn)镚R10gt;GC49gt;SC9gt;PBCgt;GR891gt;801;2021 年平均隸屬函數(shù)值排序?yàn)镚C49gt;GR10gt;SC9gt;GR891gt;PBCgt;801。6 個(gè)品種(系) 2 年平均隸屬函數(shù)值排序?yàn)镚C49gt;GR10gt;SC9gt;GR891gt;PBCgt;801。
3 討論
干物率是作物的重要品質(zhì)指標(biāo),不同作物不同生長(zhǎng)時(shí)期不同部位的干物率均有很大差異,食用木薯品種(系) 塊根干物率一般為35%~48%[16]。在本研究中,6 個(gè)食用木薯品種(系) 塊根干物率2 年間變化幅度為34.89%~43.04%,符合食用木薯塊根干物率的標(biāo)準(zhǔn)。淀粉和支鏈淀粉含量是衡量食用木薯品種品質(zhì)的重要性狀指標(biāo)[20]。白蕓[21]研究表明:薯類等作物中,支鏈淀粉含量占比約為淀粉含量的75%~80%。在本研究中,6 個(gè)食用木薯品種(系) 2 年間支鏈淀粉占比變化幅度為74.32%~84.48%,符合薯類作物淀粉含量的標(biāo)準(zhǔn),而年度間的差別則可能是年度間的氣候不一所致。
粗纖維、可溶性糖、蛋白質(zhì)、總黃酮等物質(zhì)含量也是衡量食用木薯品質(zhì)的重要指標(biāo)。食用木薯塊根中,粗纖維含量通常小于1.5%,還含有蔗糖、果糖、葡萄糖等可溶性糖[22]。黃酮類化合物具有抗氧化、抗衰老等作用,具有營(yíng)養(yǎng)保健的功效[23]。薯類作物中黃酮含量差異較大,馬鈴薯塊莖中黃酮含量為0.0%~20.4%[24],每100 g 甘薯葉片的黃酮含量為3.30~21.39 g[25]。本研究中,6 個(gè)食用木薯品種(系) 粗纖維含量為0.51%~0.88%,與前人研究結(jié)果[8, 24]一致;總黃酮含量為0.06%~0.87%,與曹升等[26]對(duì)食用木薯的研究結(jié)果相似。
木薯塊根中所含的氰化物是衡量木薯能否食用的重要因素[27]。食用木薯中的氰化物可以用氫氰酸含量衡量,依據(jù)BOLHUIS[28]的劃分標(biāo)準(zhǔn),木薯塊根中氫氰酸含量小于50 mg/kg 的品種為食用品種,高于50 mg/kg 的品種為不可食用品種。本研究中,僅GR891 在2021 年的氫氰酸含量為58.95 mg/kg,其他品種(系) 2 年間的氫氰酸含量均低于50 mg/kg,符合食用木薯標(biāo)準(zhǔn)。
隸屬函數(shù)分析法可以將不同指標(biāo)系數(shù)轉(zhuǎn)化成[0,1] 度量值,用相同標(biāo)準(zhǔn)定量評(píng)價(jià)、綜合比較,對(duì)品種綜合能力作出全面、合理的評(píng)價(jià)[29]。目前,隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)法已應(yīng)用于評(píng)價(jià)水稻[30]、玉米[31]、小麥[32]、木薯[33-35]等,其中,曹升等[35]對(duì)廣西面包木薯種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)認(rèn)為平均隸屬函數(shù)值大于0.65 即具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
4 結(jié)論
不同食用木薯品種(系) 各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)存在差異。經(jīng)平均隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià), GC49、SC9 和GR10 的平均隸屬函數(shù)值大于0.65,具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
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責(zé)任編輯:何承剛
基金項(xiàng)目:國家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-11)。