野生和栽培寒蔥揮發性物質和營養成分分析

魯亞星，鄭慧明，李敏，張先*，李范洙

(1.延邊大學，吉林 延吉 133002；2.延邊特色產業發展中心，吉林 延吉 133000)

寒蔥，又名茖蔥(Alliumvictorialis)，為百合科蔥屬多年生草本植物，其性微溫、味辛、無毒、歸肺經，具辛散溫通，芳香辟穢，在中醫上用于風寒感冒、嘔惡脹滿之癥。生于陰濕山坡、林下、草地溝邊，嫩葉可供食用。在我國黑龍江、吉林、遼寧、河北、山西、內蒙古、陜西、甘肅東部、四川北部、湖北、河南、浙江天目山地區均有分布[1]。

寒蔥中含有大量的含硫化合物，為蔥屬植物的特有成分，這些含硫物質組成了寒蔥特殊的風味[2]，介于蔥和蒜之間，既有蔥的清香，也有蒜的辛辣，而蔥和蒜在我國飲食中作為調味品，已經具有悠久的歷史。寒蔥的這種特性，使其具有開發成調味品的潛力，用于日常飲食，更兼之保健和藥用功能，使其具有良好的開發前景和潛在的經濟價值。

東北地區寒蔥分布較為廣泛，但是由于過度采挖，寒蔥資源逐漸減少。目前國內對于寒蔥的研究多停留在其形態學和生物學特性上，尤其是在人工栽培方面取得了一定的成果，戴旭等[3]對寒蔥的人工栽培進行了可能性分析，認為寒蔥的人工栽培具有較強的可行性。侯穎等[4]對寒蔥的栽培技術進行了詳細的論述。張忠寶等[5]對茖蔥種子繁殖特性及不同處理對種子發芽率影響進行了研究，認為寒蔥種子具有上胚軸休眠的現象，用GA3和NAA處理可以提高種子的發芽率。除此之外，還有一些學者對于寒蔥的功能性成分進行了研究，尹永芹等[6]利用層析的方法，從寒蔥鱗莖中洗脫出胡蘿卜苷、原兒茶酸、山奈酚、1-O-十六烷酸甘油酯4種化合物。李倩竹等[7]對不同采摘時期長白山野生茖蔥功效成分質量分數變化規律進行了研究，并對其降血脂效果進行了比較。但是目前國內對于野生與栽培寒蔥比較研究較少，寒蔥的揮發性成分研究未見報道。

本實驗對野生和栽培寒蔥的揮發性成分和營養成分進行了分析，以比較野生和栽培的營養性差異，為促進寒蔥的栽培以及其功能性研究提供一定的理論依據，并對其調味品開發做前期性準備。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料

實驗用寒蔥為2016年5月從延邊地區采收的野生和人工栽培的寒蔥。

1.1.2 儀器與設備

Agilent 7890A-5975C氣質聯用儀 美國安捷倫公司；UV-7504紫外可見分光光度計 上海欣茂儀器有限公司；SZF-06C自動索氏提取器 浙江托普儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 揮發性成分分析

采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法進行揮發性成分分析[8]，利用科標技術(青島)研發中心NIST 2008標準譜庫檢索各組分，僅報道相對含量大于0.1%的鑒定結果。按照面積歸一法計算各組分相對含量。分析條件如下：毛細管柱：DB-5MS：30 m× 250 μm×0.25 μm；載氣：He；流速：5 mL/min；樣品進樣口：GC；進樣方式：CTC PAL ALS。進樣量：20.00 μL，進樣針規格：Fiber。程序升溫：40 ℃保持2 min，以8 ℃/min升溫到250 ℃，進樣口溫度：250 ℃；質量掃描范圍：40～400 m/z 。

1.2.2 營養成分的分析

水分含量：按照GB 5009.3-2010中直接干燥法進行測定；粗脂肪含量：按照GB/T 14772-2008所規定方法測定；粗蛋白含量：按照GB 5009.5-2010所規定方法測定；灰分含量：按照GB 5009.4-2016所規定方法測定；總糖含量：采用苯酚-硫酸法進行測定[9]；粗纖維含量：采用中性洗滌纖維法進行測定[10]；維生素C含量：按照GB 6195-86所規定的二甲苯-二氯靛酚比色法進行測定；總酚含量：采用福林酚比色法進行測定[11]；總黃酮含量：采用紫外分光光度法進行測定[12]。

1.2.3 數據分析

本實驗所得數據利用R軟件進行分析，軟件版本號為2.13.1(2011-07-08)。方差分析利用多重t檢驗法，為減小犯第一類錯誤的概率，用Holm法對p值進行調整[13]，顯著性水平為p<0.05。

2 結果與分析

2.1 寒蔥揮發性成分分析

2.1.1 寒蔥葉中揮發性成分分析

對從延邊地區采摘的野生和栽培寒蔥進行揮發性物質分析，結果見表1。

表1 野生和栽培寒蔥葉中揮發性物質成分Table 1 Volatile components of wild and cultivated Allium victorialis leaves %

注：“-”表示未檢出，下同。

寒蔥葉中檢出25種揮發性物質，它們各自含量差別很大。根據寒蔥葉中揮發性成分的化學結構可將其分為含硫化合物和非含硫化合物，其中含硫化合物又可分為鏈狀含硫成分和環狀含硫成分。寒蔥葉中主要檢出的揮發性物質包括9種非含硫成分、12種鏈狀含硫成分、4種環狀含硫成分。非含硫成分包括正己醛、正己醇、壬醛、1-辛烯-3-醇等醛類和醇類物質，其中，正己醛和壬醛是主要成分，栽培寒蔥葉中正己醛相對含量高達4.65%，野生寒蔥葉中壬醛相對含量為3.49%，這兩種醛類都具有強烈刺激性，有催淚作用，對風味有一定貢獻[14]。鏈狀含硫成分主要包括二烯丙基硫醚、二甲基二硫醚、二甲硫基甲烷、二烯丙基三硫醚、二烯丙基二硫醚、二甲基三硫醚等，這些鏈狀含硫成分為蔥屬類特有的風味物質，在其他蔥屬種類如大蒜、沙蔥、香蔥、韭菜等植物中都有檢出[15-18]。其中二烯丙基二硫醚在栽培的寒蔥葉中的相對含量高達16.38%，遠遠高于野生葉中的含量。二烯丙基二硫醚又被稱為大蒜辣素，是百合科蔥屬植物辣味的主要來源，可作為醫藥中間體，也是大蒜藥用價值的衡量指標[19]。二甲基二硫醚在野生和栽培的寒蔥葉中均有較高的含量，分別為6.88%和7.74%。環狀含硫成分主要包括1,3-二噻烷，野生寒蔥葉中相對含量為43.81%，遠遠高于栽培寒蔥葉中相對含量19.14%。

2.1.2 寒蔥莖中揮發性物質成分分析

野生和栽培寒蔥莖的揮發性成分分析結果見表2。

表2 野生和栽培寒蔥莖中揮發性物質成分Table 2 Volatile components of wild and cultivated Allium victorialis stems %

由表2可知，寒蔥莖中檢出的主要揮發性物質共有24種，包括5種非含硫成分、13種鏈狀含硫成分、6種環狀含硫成分。其中非含硫物質包括正己醛等，種類和相對含量與寒蔥葉中非含硫物質相比都較少，相對含量都在0.5%以下。鏈狀含硫成分中含量最多的是二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚等，其次為二甲基二硫醚、二烯丙基硫醚、二烯丙基三硫醚、二烯丙基四硫醚、二甲基三硫醚等。野生和栽培的寒蔥莖相比較，栽培寒蔥莖中的二烯丙基二硫醚含量為35.59%，遠遠高于野生寒蔥莖中的含量0.75%，而烯丙基甲基二硫醚則相反，野生寒蔥莖中含量為10.50%，遠遠高于栽培寒蔥莖中的含量0.31%，這個結果與寒蔥葉的檢測結果一致，說明栽培寒蔥與野生寒蔥中鏈狀二硫醚含量有很大差異。與寒蔥葉中分析結果一樣，環狀含硫成分含量最高的為1,3-二噻烷，在栽培和野生的寒蔥莖中，1,3-二噻烷的含量相差不大，約為20%。1,3-二噻烷及其衍生物具有殺菌和防腐作用，是某些殺蟲劑的主要成分，可能與其殺菌作用的產生有關[20]。與寒蔥葉中的揮發性成分相比，兩者成分種類和含量都有較大的差異。這個結果與高京草等[21]對于不同器官大蒜揮發性風味的成分分析比較的結果相符合。這些揮發性成分不僅共同構成了寒蔥所具有的獨特的風味，也對寒蔥所具有的殺菌等功能性做出貢獻。

2.2 寒蔥營養及活性成分分析

寒蔥中的營養成分和生物活性物質決定了寒蔥的營養價值和保健功能[22]。寒蔥中營養成分的分析結果見表3。

表3 野生和栽培寒蔥的營養成分Table 3 Nutrient content of wild and cultivated Allium victorialis

注：同一行中不同字母表示差異顯著。

寒蔥葉莖中的水分含量在84.8%～92.0%，其中栽培寒蔥葉和莖中含量顯著高于野生寒蔥，這可能是因為在人工栽培的過程中，通過灌溉等方式增大了寒蔥水分的吸收量，使寒蔥具有了更高的含水量。水分影響植物的嫩度、硬度和口感，栽培寒蔥的水分含量顯著高于野生的，這也與其口感優于野生寒蔥相符合。寒蔥的脂肪含量為0.30%～0.47%，不同的生長方式以及莖和葉之間的脂肪含量沒有顯著差異。寒蔥葉中粗蛋白的含量為3.46%～3.62%，顯著高于其在莖中的含量1.62%～2.02%，這是由器官的差異造成的。但是寒蔥莖葉中粗蛋白的含量都高于同為蔥屬的大蔥、洋蔥[23]。寒蔥莖中總糖的含量為4.64%～5.52%，顯著高于葉中含量2.65%～3.49%，并且野生莖葉中糖顯著高于栽培莖葉中的糖含量，寒蔥具有一定的甜味，尤其在寒蔥莖中甜味更加明顯，這與其含糖量高有關。寒蔥葉中的灰分含量為0.70%～0.80%，顯著高于莖中含量0.34%～0.51%，并且野生的高于栽培的含量，這個結果表明野生寒蔥所含礦物質元素多于栽培寒蔥，這可能與其生長環境有關，由于野生寒蔥生長在具有一定海拔高度的山地，在野外的環境中吸收了氮、磷、鉀之外更多的礦物質。

寒蔥葉中的粗纖維含量為1.23%～1.71%，顯著高于莖中含量0.76%～1.57%，野生的顯著高于栽培的。膳食纖維被稱為“第七大營養素”，可以刺激腸道蠕動，可以推測，相對于栽培寒蔥，食用野生寒蔥可攝入更多的膳食纖維，更有利于腸道健康。寒蔥葉中維生素C的含量約為30 mg/100 g，莖中維生素C含量為25.40～27.15 mg/100 g，野生和栽培寒蔥之間沒有顯著性差異，這說明栽培寒蔥和野生寒蔥具有相似的維生素C含量水平。與常見果蔬相比，寒蔥中維生素C含量較高，高于白菜、韭菜、蘋果等[24]，寒蔥葉中維生素C含量接近草莓[25]。寒蔥葉中的總酚含量為0.23%～0.30%，顯著高于莖中含量0.10%～0.11%，可能與其部位有關?？傸S酮含量和總酚含量相似，葉中顯著高于莖中，野生和栽培之間沒有顯著性差異。植物多酚和黃酮具有抗氧化、降血脂、抗炎等多種功效[26]，而野生寒蔥和栽培寒蔥在功能性成分的含量上差異不大，這表明栽培寒蔥與野生寒蔥具有相似的保健功能。

3 討論

寒蔥中揮發性成分多為含硫物質，這與同為蔥屬的植物大蔥、洋蔥、大蒜、韭菜和沙蔥等植物一致。寒蔥的主要揮發性成分為1,3-二噻烷和二烯丙基二硫醚，與司民真等[27]的蔥屬植物揮發性物質研究結果相比較，二烯丙基二硫醚也是大蒜和韭菜的主要揮發物，但是沒有檢出1,3-二噻烷。與王長柱等[28]對于蒜薹揮發性物質研究結果相比較，含量最多的兩種揮發性物質同為1,3-二噻烷和二烯丙基二硫醚。另外，寒蔥中相對含量較高的二硫醚、三硫醚等也在其他蔥屬植物中被檢出。野生和栽培寒蔥相比較，兩者所含揮發性成分的種類相似，只有二烯丙基二硫醚的含量有較大差異，栽培寒蔥中二烯丙基二硫醚含量遠遠高于野生寒蔥。

對寒蔥營養性成分的測定結果表明，寒蔥的總糖含量在一個相對較高的水平，尤其在野生寒蔥莖中總糖含量達到5.52%，在數值上接近同為蔥屬的洋蔥、高葶韭，而高于沙蔥、大蔥、韭菜[29]；與常見水果相比較，高于柑橘類水果柚子、金橘、檸檬等3.16%～4.21%[30]，這些糖賦予了寒蔥清脆甘甜的口感。寒蔥中的維生素C含量也很高，是其他蔥屬植物的2倍以上，與常見果蔬相比，接近于柑橘、白菜、菠菜等，而高于葡萄、檸檬、西紅柿，寒蔥的高維生素C含量也為其提供了一定的保健價值。野生和栽培寒蔥相比較，野生寒蔥的總糖、粗纖維含量顯著高于栽培寒蔥，栽培寒蔥的水分含量顯著高于野生寒蔥。但是活性成分維生素C和總黃酮的含量上，兩者沒有顯著性差異。

通過對寒蔥的揮發性成分及營養物質的分析，可以發現寒蔥具有很高的營養價值，其中豐富的揮發性成分，使其具有開發為調味品的巨大潛力。

4 結論

寒蔥中含有大量的蔥屬植物特有的含硫物質，其中含量最多的為1,3-二噻烷，相對含量達到19.14%以上，還有二烯丙基二硫醚、烯丙基甲基二硫醚等，這些含硫物質使寒蔥具有蔥屬植物的特征香味，并且具有一定的功能性。此外還含有少量的正己醛、壬醛等非含硫物質，增強了寒蔥的刺激性氣味。野生和栽培寒蔥相比較，兩者所含揮發性成分的種類相似，含量有所差別。

寒蔥含有豐富的營養物質，其中維生素C的含量高于常見果蔬。野生寒蔥和栽培寒蔥的營養成分含量存在一些差異，但是功能性成分的含量沒有顯著性差異。

寒蔥的營養物質和揮發性成分共同構建了其功能性和營養價值，并使其具有開發成為調味品的潛力。

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