参试品种来自2019年浙江省农业科学院在杭州的甘薯种质资源鉴定圃, 11份种质均来源于2017— 2018年浙江省第三次全国农作物种质资源普查与征集(表1), 其中4 份(采集编号“ P” 字头)来源于各县市区普查征集, 7份来源于浙江省农业科学院种质资源调查队系统调查收集。来源地有浙江省8个地区市11个县市区, 其中红皮白心、金瓜黄、南瓜番薯、蜜东为地方品种, 胜利百号、瑞薯1号、徐薯18、苏薯4号、苏薯8号为2000年以前育成的老品种; 浙薯13、心香由浙江省农业科学院分别于2005年、2007年育成, 目前是浙江省主导品种。收获的新鲜甘薯储藏45 d后, 每份种质选取3个中等大小、约150 g典型薯块用作检测样品。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 十一份甘薯种质资源的基本信息 Table 1 Basic information of 11 sweetpotato germplasm resources 种质名称Germplasm 采集编号Collection No. 来源地Origin 红皮白心Hongpibaixin 2017331105 杭州市淳安县Chun'an, Hangzhou 金瓜黄Jinguahuang P331102013 丽水市莲都区Liandu, Lishui 南瓜番薯Nanguafanshu 2018334212 绍兴市诸暨市Zhuji, Shaoxing 蜜东Midong 2017335054 温州市苍南县Cangnan, Wenzhou 胜利百号Shenglibaihao P331082004 台州市临海市Linhai, Taizhou 瑞薯1号Ruishu No. 1 2018335262 温州市瑞安市Ruian, Wenzhou 徐薯18Xushu 18 P330683034 绍兴市嵊州市Shengzhou, Shaoxing 苏薯4号Sushu No. 4 P330324024 温州市永嘉县Yongjia, Wenzhou 苏薯8号Sushu No. 8 2018335404 嘉兴市嘉善县Jiashan, Jiaxing 浙薯13Zheshu 13 2018334102 宁波市奉化区Fenghua, Ningbo 心香Xinxiang 2018333422 金华市磐安县Pan'an, Jinhua

表1 十一份甘薯种质资源的基本信息 Table 1 Basic information of 11 sweetpotato germplasm resources

1.2.1 样品处理

新鲜薯块纵切两半, 一半用于生薯可溶性糖测定, 另一半蒸熟后用于熟薯可溶性糖测定。生薯从纵切面均匀刮取1.000 g, 在研钵中加1 mL水研磨匀浆, 用4 mL水分2次冲洗入离心管中室温放置2 h, 在XH-D Vortex Mixer上涡旋振荡均匀后Centrifuge 5810 R离心机4 000× g离心10 min, 吸取上清液1mL, 加3 mL乙腈, 用0.22 μ m微孔滤膜过滤后待色谱分析。熟薯从纵切面均匀刮取1.000 g, 直接在加5 mL水的离心管中4 ℃浸泡过夜, 间隔30 min涡旋振荡3次后4 000× g离心10 min, 取上清液0.1 mL, 加0.57 mL水和2 mL乙腈, 用0.22 μ m微孔滤膜过滤后进行色谱分析。

1.2.2 色谱分析

检测设备为Agilent 1260 InfintiyⅡ 高效液相色谱仪、AllChrom ELSD 6000蒸发光散射检测器。固定相采用Prevail^TM Carb ES Coumn-W 250 mm× 4.6 mm柱, 流动相为乙腈-水(体积比65∶ 35), 流速0.8 mL· min^-1, 柱温30 ℃, 漂移管温度95 ℃, 氮气流量2.4 mL· min^-1, 进样量4.0 μ L。

测定可溶性糖的生薯取样1 g后剩余部分用于干物率测定。生薯刨丝后用80 ℃烘干至质量恒定。

11份种质的干物率范围为20.20%~36.41%, 其中金瓜黄、苏薯4号、苏薯8号、红皮白心为低干品种, 瑞薯1号、南瓜番薯、蜜东为中干品种, 胜利百号、徐薯18、心香、浙薯13为高干品种(图1)。参试品种有较好的干物率代表性。

图1

Fig.1

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	图1 11份甘薯种质的干物率 1, 金瓜黄; 2, 苏薯4号; 3, 苏薯8号; 4, 红皮白心; 5, 瑞薯1号; 6, 南瓜番薯; 7, 蜜东; 8, 胜利百号; 9, 徐薯18; 10, 心香; 11, 浙薯13。Fig.1 Dry matter content of 11 sweetpotato germplasms 1, Jinguahuang; 2, Sushu No. 4; 3, Sushu No. 8; 4, Hongpibaixin; 5, Ruishu No. 1; 6, Nanguafanshu; 7, Midong; 8, Shenglibaihao; 9, Xushu 18; 10, Xinxiang; 11, Zheshu 13.

由图2可以看出, 在固定相柱温30 ℃, 流动相流速0.8 mL· min^-1, 漂移管温度95 ℃, 氮气流量2.4 mL· min^-1不变的情况下, 样品溶液和流动相中乙腈∶ 水(V∶ V)分别为75∶ 25和65∶ 35时, 果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖4种组分能完全分离, 且检测时间短, 4种组分的峰值保留时间(RT)依次为5.76、6.67、7.57、8.47 min, 即每份样品的检测时间可以缩短至10 min, 适合对大批量甘薯种质资源的连续快速测定(图2)。4种组分标准样浓度与测定结果均呈良好的对数线性相关(表2), 样品溶液的测定范围果糖、葡萄糖、蔗糖均为20~800 μ g· mL^-1, 麦芽糖为40~1 600 μ g· mL^-1。

图2

Fig.2

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	图2 果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖的色谱图 1, 果糖; 2, 葡萄糖; 3, 蔗糖; 4, 麦芽糖。下同。Fig.2 Chromatograms of fructose, glucose, sucrose and maltose 1, Fructose; 2, Glucose; 3, Sucrose; 4, Maltose. The same as below.

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖标准曲线的回归方程 Table 2 Regression equation of standard curves for fructose, glucose, sucrose and maltose 组分Composition 回归方程Regression equation 相关系数Correlation coefficient 线性范围Linear range/(μ g· mL-1) 果糖Fructose log(y)=1.7983log(x)-1.2030 0.999 97 20~800 葡萄糖Glucose log(y)=1.7367log(x)-1.1311 0.999 95 20~800 蔗糖Sucrose log(y)=1.7211log(x)-1.0853 0.999 83 20~800 麦芽糖Maltose log(y)=1.7288log(x)-1.2730 0.999 98 40~1 600

表2 果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖标准曲线的回归方程 Table 2 Regression equation of standard curves for fructose, glucose, sucrose and maltose

测定结果表明, 在11份甘薯种质资源的生薯和熟薯中均检测出果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖4种可溶性糖。由于甘薯熟化时淀粉在淀粉酶作用下转化为大量麦芽糖, 为了确保样品各种糖分浓度分布于色谱测试线性范围, 因而生薯和熟薯的溶液稀释倍数不同, 两者分别为24倍液和160倍液。如图3所示, 虽然生薯和熟薯溶液色谱分离的果糖、葡萄糖、蔗糖峰值和峰面积差异很大, 但换算后这3种组分含量测定值在生薯和熟薯间的差异较小。麦芽糖的峰值和峰面积在生薯和熟薯间差异很大, 生薯和熟薯峰面积分别为433.96和2 690.57, 麦芽糖含量测定值分别为7.28和75.13 mg· g^-1, 说明在甘薯蒸熟过程中其可溶性糖变化主要在于淀粉水解产生了大量麦芽糖。

图3

Fig.3

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	图3 生薯溶液和熟薯溶液的色谱图Fig.3 Chromatograms of raw root solution and cooked root solution

11份甘薯种质的生薯和熟薯可溶性糖含量之间多重比较结果(图4)表明, 甘薯在蒸熟过程中可溶性糖含量发生了显著的变化。在生薯中蔗糖含量最高, 平均含量为26.48 mg· g^-1, 占可溶性糖的45.33%, 其次为葡萄糖、果糖, 平均含量分别为12.11和13.68 mg· g^-1, 麦芽糖最少, 仅占可溶性糖的10.41%。蒸熟后可溶性糖从原来生薯平均含量58.41 mg· g^-1基础上增加了64.63 mg· g^-1, 增量占熟薯可溶性糖的50.60%。其中, 麦芽糖含量变化最大, 从生薯平均含量6.08 mg· g^-1提高至72.63 mg· g^-1, 即91.93%的麦芽糖来自蒸熟过程中淀粉转化, 增量66.55 mg· g^-1, 占熟薯可溶性糖的52.14%。说明甘薯熟化过程中产生了大量的麦芽糖, 其增量比可溶性糖增量还要多。除葡萄糖含量变化不显著外, 果糖和蔗糖含量也发生了显著变化, 但变化幅度并不大, 果糖和葡萄糖含量分别下降了1.40和2.03 mg· g^-1, 蔗糖含量增加了1.58 mg· g^-1, 三者含量合计下降了1.85 mg· g^-1, 其变量仅占熟薯可溶性糖含量的1.50%, 说明熟薯中果糖、葡萄糖和蔗糖含量主要来自生薯可溶性糖, 在蒸熟过程中变化较小; 熟薯可溶性糖含量高低是由麦芽糖含量决定的。

图4

Fig.4

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	图4 11份甘薯种质资源生薯和熟薯平均可溶性糖含量差异 同一种糖的柱形图之间没有相同小写字母表示在5%水平上差异显著。Fig.4 Difference of mean soluble sugar content between raw and cooked roots in 11 sweetpotato germplasm resources Bars marked without the same letters in the same sugar indicated significant different at P< 0.05.

由表3可知, 浙薯13的熟薯可溶性糖和麦芽糖含量分别为179.64和138.44 mg· g^-1, 均居参试品种第1位, 显著高于其余10个品种, 麦芽糖增量为123.50 mg· g^-1, 占熟薯可溶性糖的68.75%, 同时干物率高达36.41%, 与其他品种相比, 贮藏45 d后生薯可溶性糖含量并不高; 因此, 浙薯13是一个淀粉、鲜食和薯脯加工兼用的优良品种。蜜东的熟薯可溶性糖和麦芽糖含量分别为155.58和115.45 mg· g ^-1, 均居参试品种第2位, 麦芽糖增量为103.91 mg· g^-1, 占熟薯可溶性糖的66.79%; 紫红皮橘黄肉, 干物率29.69%, 是一个优异的食用品种。心香的熟薯可溶性糖和麦芽糖含量分别为141.12和97.57 mg· g^-1, 均居参试品种第3位, 同时生薯果糖含量为11.15 mg· g^-1, 显著高于浙薯13、徐薯18、胜利百号其余3个高干品种, 蒸熟后在所有品种中其果糖含量降幅最大, 下降了4.44 mg· g^-1, 降幅显著大于除南瓜番薯、苏薯8号、金瓜黄外的其余7个品种。红皮白心曾经在浙江省20世纪60— 70年代被用作水果番薯, 其生薯可溶性糖和果糖含量分别为72.89和19.63 mg· g^-1, 均居参试品种第1位, 是一个生薯高糖品种。胜利百号是20世纪40年代从日本引进的优良品种, 其熟薯中的蔗糖含量为40.48 mg· g^-1, 居参试品种第1位, 但熟薯可溶性糖含量居末位。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 十一份甘薯种质资源的生薯和熟薯可溶性糖含量 Table 3 Soluble sugar content in raw and cooked storage roots of 11 sweetpotato germplasm resources mg· g-1 种质名称 Germplasm name 果糖Fructose 葡萄糖Glucose 蔗糖Sucrose 麦芽糖Maltose 可溶性糖Soluble sugar 生薯 Raw 熟薯 Cooked 增量 Increment 生薯 Raw 熟薯 Cooked 增量 Increment 生薯 Raw 熟薯 Cooked 增量 Increment 生薯 Raw 熟薯 Cooked 增量 Increment 生薯 Raw 熟薯 Cooked 增量 Increment 金瓜黄 18.99 a 17.19 a -1.80 ab 21.55 a 19.00 a -2.56 ab 17.29 e 18.20 e 0.91 ab 2.90 c 46.19 e 43.29 d 60.73 b 100.58 ef 39.85 fg Jinguahuang 苏薯4号 17.34 ab 17.07 a -0.27 a 18.76 ab 18.39 ab -0.37 a 17.85 de 21.81 de 3.96 a 4.49 c 68.77 d 64.28 c 59.22 b 126.03 cd 66.81 cde Sushu No.4 苏薯8号 12.69 bc 10.77 b -1.92 ab 13.13 bc 10.81 cd -2.32 ab 34.19 ab 34.86 ab 0.66 ab 3.32 c 45.25 e 41.94 d 63.33 ab 101.68 ef 38.36 fg Sushu No. 8 红皮白心 19.63 a 18.63 a -1.00 a 22.19 a 19.75 a -2.44 ab 27.21 bc 29.95 bcd 2.73 ab 3.86 c 45.96 e 42.09 d 72.89 a 114.3 de 41.38 fg Hongpibaixin 瑞薯1号 19.21 a 17.70 a -1.52 a 23.98 a 20.90 a -3.08 ab 15.37 e 16.30 e 0.93 ab 3.72 c 44.46 e 40.74 d 62.28 ab 99.35 ef 37.07 g Ruishu No.1 南瓜番薯 13.00 bc 10.84 b -2.16 ab 14.95 bc 12.22 bc -2.73 ab 29.38 abc 28.37 bcd -1.02 b 6.66 bc 72.33 d 65.67 c 64.00 ab 123.76 cd 59.76 def Nanguafanshu 蜜东 8.88 cd 7.39 bc -1.49 a 10.54 cd 8.53 cde -2.01 a 23.66 cde 24.20 cde 0.54 ab 11.54 ab 115.45 b 103.91 b 54.62 bc 155.58 b 100.96 ab Midong 胜利百号 2.82 e 2.85 c 0.03 a 2.30 e 2.20 e -0.10 a 36.72 a 40.48 a 3.76 a 5.32 c 47.79 e 42.47 d 47.16 c 93.31 f 46.15 efg Shenglibaihao 徐薯18 4.77 de 4.40 c -0.37 a 5.23 de 4.74 de -0.49 a 31.51 abc 32.33 abc 0.81 ab 4.42 c 76.71 d 72.29 c 45.93 c 118.17 de 72.25 cd Xushu 18 心香 11.15 c 6.71 bc -4.44 b 12.79 bc 7.49 cde -5.30 b 26.05 bcd 29.35 bcd 3.30 ab 5.68 c 97.57 c 91.89 b 55.62 bc 141.12 bc 85.50 bc Xinxiang 浙薯13 4.73 de 4.21 c -0.52 a 5.03 de 4.11 e -0.91 a 32.06 abc 32.88 abc 0.82 ab 14.94 a 138.44 a 123.50 a 56.75 bc 179.64 a 122.89 a Zheshu 13 同列数据后没有相同小写字母的表示差异显著(P< 0.05)。 Data marked without the same letters in the same column indicated significant different at P< 0.05.

表3 十一份甘薯种质资源的生薯和熟薯可溶性糖含量 Table 3 Soluble sugar content in raw and cooked storage roots of 11 sweetpotato germplasm resources mg· g-1