枸杞營養品質時空變化規律及特征分析

聶芳 琚艷君 陳卓雅 劉敏 劉河疆 劉志虎 開建榮 茍春林 趙多勇

doi：10.6048/j.issn.1001-4330.2024.03.014

摘? 要：【目的】研究枸杞品質時空變化規律、特征及影響因素，為枸杞品種培優、品質提升、品牌打造及標準化生產提供依據。

【方法】連續3年（2020～2022年）采集新疆、寧夏、甘肅三個主產區的224份枸杞果實樣品，同時測定多糖、總黃酮及16種氨基酸的含量，分析產地、年際、品種及其交互作用下枸杞品質的時空變化規律，結合方差分析、主成分分析（PCA）等方法篩選特征品質指標，分析各影響因子對特征營養品質指標的影響規律。

【結果】不同產區枸杞果實營養品質均表現出顯著的年際差異（P＜0.05），并與枸杞品種顯著相關（P＜0.05）。枸杞多糖含量主要受產地因子的影響最大，變異貢獻率為6.79%；而枸杞總黃酮主要受年際因子的影響最大，變異貢獻率為58.53%，其中新疆枸杞的多糖和總黃酮含量顯著高于其他兩個產區（P＜0.05），優質品種為寧杞1號，相比之下甘肅枸杞中的多糖、總黃酮含量顯著低于新疆產區（P＜0.05）。其次年際和品種是影響枸杞總氨基酸的主要因素，變異貢獻率分別為21.40%、15.99%，寧夏產區枸杞呈現多種氨基酸較高的特征，寧杞5號為優勢品種。

【結論】同為寧夏引進枸杞品種，在不同產地種植時會呈現出不同的產地特征。新疆枸杞整體呈現出多糖、總黃酮較高的特征，寧夏枸杞呈現出總氨基酸較高的特征，而甘肅枸杞表現出多糖、總黃酮相對較低的特征。

關鍵詞：枸杞；營養品質；產地；品種；年際

中圖分類號：S567??? 文獻標志碼：A??? 文章編號：1001-4330（2024）03-0642-10

收稿日期（Received）：

2023-08-05

基金項目：

新疆維吾爾自治區資源共享平臺建設項目（PT2312）；新疆維吾爾自治區重點研發專項子課題（2023B02009-4）；新疆農業科學院青年科技骨干創新能力培養項目（xjnkq-2020013，xjnkq-2023018）；甘肅省科技計劃項目（21CX6NF234）；寧夏回族自治區重點研發計劃項目（2021BEF03003）；寧夏回族自治區自然科學基金項目（2021AAC03281）

作者簡介：

聶芳（1996-），女，新疆奎屯人，碩士研究生，研究方向為食品加工與安全，（E-mail）nf1903824634@163.com

通訊作者：

趙多勇（1980-），男，新疆奇臺人，研究員，博士，碩士生/博士生導師，研究方向為農產品質量與食物安全，（E-mail）luckydyz@163.com

0? 引 言

【研究意義】枸杞具有耐干旱、鹽堿、喜寒等生長習性，在我國寧夏、甘肅、內蒙古、新疆、青海等?。▍^）種植面積較大，其中寧夏枸杞是枸杞種質的發源地，寧夏培育的寧杞1號、寧杞5號、寧杞7號、寧杞9號等品種被廣泛引種在西北地區［1-3］。枸杞果實含有豐富的多糖［4］、黃酮［5］、氨基酸［6］、類胡蘿卜素［7］等營養物質，因其具有極高的營養價值而成為衡量枸杞品質的重要指標。然而，由于栽培管理和產地環境的差異，枸杞在不同優勢帶的果實品質參差不齊［8-9］。因此，根據各枸杞品種生長特性的差異，探究不同影響因素對枸杞營養品質的影響規律，找出枸杞品質受各因素影響的顯著特征，對當地枸杞的品種培優、品質提升、品牌打造及標準化生產有實際意義。由于產地、年際和品種等因素會影響枸杞生長和生理指標，與枸杞中的營養成分生理合成相關聯。因此，探索這些因素對枸杞營養成分含量的影響，對枸杞品種培優及標準化生產有指導意義?！厩叭搜芯窟M展】產地和采收時間顯著影響枸杞多糖含量，可為擴大枸杞藥源、合理采收及等級分類提供理論依據［10-11］。通過研究不同品種，不同產地和不同采摘時間對枸杞中氨基酸含量的影響，發現在各因素的影響下氨基酸種類相同，但含量存在一定差異［12-13］。而年際和氣象因子對枸杞中總黃酮含量的影響相對較大。在相同的提取條件下，不同年份的枸杞黃酮含量存在顯著性差異［14］。其次適當的延長光照時間、適度的干旱缺水和較低的平均溫度均有利于黃酮類物質的積累，可為枸杞總黃酮的開發利用和快速鑒別枸杞新陳代謝提供理論依據［15-16］。枸杞的營養品質與產地相關［17］，不同年際日照時數、降雨量和溫度等因素影響枸杞的生長，進而影響枸杞營養成分的積累，造成枸杞營養品質的差異［18］?！颈狙芯壳腥朦c】影響枸杞品質變化的因素眾多，且其交互作用復雜。然而，目前大部分研究是探討單因素對枸杞特定指標的影響，但在多因素共同作用下對枸杞品質影響尚無結論。因此，有必要研究主要因素、次要因素對枸杞品質的影響及其交互作用規律?！緮M解決的關鍵問題】采用時間序列與空間區域相結合，以2020～2022年來自新疆、寧夏和甘肅地區的共224份不同品種的枸杞樣品為研究對象，綜合運用多因素方差分析方法分析產地、年際和品種及交互作用對枸杞營養成分含量的影響，篩選有效特征指標，并結合主成分分析法（PCA）分析主要影響因子，為枸杞的品種培優、品質提升及標準化生產提供依據。

1? 材料與方法

1.1? 材 料

1.1.1? 枸 杞

枸杞樣品采集自新疆、寧夏以及甘肅3個枸杞主產區，以寧夏主栽新品種寧杞1號、寧杞5號、寧杞7號和寧杞9號為研究對象［19-22］，枸杞采集方式及要求：在枸杞樹冠中部外圍，圍繞樹體東南西北4個方向采摘帶果梗且成熟度一致、果粒完整、無病蟲害的鮮果于布袋中。將采集好的樣品從布袋中取出去梗勻漿后進行真空冷凍干燥處理，干燥后的樣品磨成粉末裝入棕色玻璃瓶中，用封口膜封口置于-23℃左右的冰箱中進行冷凍保藏。表1

蘆丁、無水葡萄糖（純度≥98%，上海源葉生物科技有限公司）；苯酚（分析純，天津市風船化學試劑科技有限公司）；氫氧化鈉、硫酸、無水乙醇、三氯化鋁、亞硝酸鈉（分析純，天津市鑫鉑特化工有限公司）；17種氨基酸混合標準溶液（德國賽卡姆公司）；乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸（分析純，北京北化精細化學品有限責任公司生產）；茚三酮（上海三愛思試劑有限公司生產）；甲醇（色譜純，賽默飛世爾科技有限公司）；鹽酸（分析純，廣東光華化學廠有限公司）。

1.1.2? 儀器與設備

UV-2700型紫外可見分光光度計（日本島津公司）；S-433D型氨基酸全自動分析儀（德國塞卡姆公司）；SCIENTZ-50F/A型真空冷凍干燥機（寧波新芝凍干設備股份有限公司）；TYE-100型真空干燥濃縮儀（上海Tips公司）；WX-2型真空泵（上?？崛鸨瞄y公司）；XSE204型電子天平（精度0.0001，瑞士 Mettler 公司）；DL-1型萬用電爐（北京市永光明醫療儀器有限公司）；KYS型干燥箱（廣州康恒儀器有限公司）；HHS型恒溫水浴鍋（上海博迅實業有限公司）。

1.2? 方 法

多糖的測定：參照GB/T 18672-2014《枸杞》［23］?？傸S酮含量的測定：提取條件參照NY/T3903-2021《枸杞中黃酮類化合物的測定》［24］，測定條件參照黃婷［25］等的三氯化鋁比色法進行檢測。氨基酸含量測定：參照GB5009.124-2016《食品中氨基酸的測定》［26］。

1.3? 數據處理

采用SPSS 26.0軟件進行差異顯著性分析、多因素方差分析，Origin 2022軟件對數據進行主成分分析并繪圖。

2? 結果與分析

2.1? 枸杞營養品質產地差異

研究表明，枸杞樣品中除總氨基酸、Glu、Met、Phe、Arg外，其他營養指標含量在不同產地間均具有顯著性差異（P＜0.05），各地樣品營養指標含量均具有其自身特點。Thr、Val在三個產地之間存在顯著性差異（P＜0.05），新疆枸杞樣品中多糖、總黃酮、Asp含量顯著高于其他2個產地（P＜0.05），Gly、Ala、Val、Ile、Leu、His、Lys含量顯著低于其他2個產地（P＜0.05）；寧夏枸杞樣品中Thr、Ser、Ala、Tyr、Lys含量顯著高于其他2個產地（P＜0.05），Asp、Pro含量顯著低于其他2個產地（P＜0.05）；甘肅枸杞樣品中Val、Leu、Pro含量顯著高于其他2個產地（P＜0.05），多糖、總黃酮、Thr、Ser含量顯著低于其他2個產地（P＜0.05）。3個產地枸杞樣品的16種氨基酸中的Asp、Glu、Pro含量均較高，而Met氨基酸含量最低。表2

2.2? 枸杞營養品質年際差異

研究表明，不同年際樣品中營養指標含量也有其自身特點。2020年枸杞樣品中總黃酮、Thr、Ala、Arg含量高于其他2個年份，且具有顯著性差異（P＜0.05），Met含量低于其他2個年份，但差異不顯著。2021年枸杞樣品中多糖含量高于其他2個年份，但年際間差異不顯著，總氨基酸、Asp、Thr、Ser、Glu、Val、Leu、Tyr、Phe、His、Lys、Arg含量低于其他2個年份，且具有顯著的年際差異（P＜0.05）。2022年枸杞樣品中總氨基酸、Asp、Ser、Glu、Val、Leu、Tyr、Phe、His、Lys含量顯著高于其他2個年份（P＜0.05），Ala含量顯著低于其他2個年份（P＜0.05）。3個年份枸杞樣品的16種氨基酸中除Gly、Met、Ile、Pro 4種氨基酸無顯著性差異外，其他12種氨基酸均表現出顯著的年際差異（P＜0.05）。表3

2.3? 枸杞營養品質品種差異

研究表明，4個品種的枸杞樣品中，除多糖、Ser、Met、Lys4種營養指標無品種間差異外，其他15種營養指標均表現出顯著的品種間差異（P＜0.05）。寧杞1號枸杞樣品中總黃酮含量顯著高于其他3個品種（P＜0.05），Asp、Glu含量顯著低于其他3個品種（P＜0.05）；寧杞5號 枸杞樣品中總氨基酸、Thr、Glu、Gly、Ala、Val、Ile、Leu、Tyr、Phe含量顯著高于其他3個品種（P＜0.05），而總黃酮含量顯著低于其他3個品種（P＜0.05）；寧杞7號 枸杞樣品中的Pro含量顯著高于其他3個品種（P＜0.05），Tyr、Phe含量顯著低于其他3個品種（P＜0.05）；寧杞9號 枸杞樣品中的Asp含量顯著高于其他3個品種（P＜0.05），總氨基酸、Thr、Gly、Ala、Val、Ile、Leu、His、Arg、Pro含量顯著低于其他3個品種（P＜0.05）。4個品種的枸杞樣品中的16種氨基酸，整體表現出寧杞5號高，而寧杞9號低的現象。表4

2.4? 枸杞營養品質時空特征分析與評價

2.4.1? 不同產地、年際、品種及其交互作用對枸杞營養品質含量的影響

研究表明，產地對Thr、Gly、Val、Ile、Leu、His、Lys均具有極顯著性影響（P＜0.01），對Asp和Ser具有顯著性影響（P＜0.05）；年際對總黃酮、Ser、Tyr具有極顯著性影響（P＜0.01），對Thr、Phe、His、Lys具有顯著性影響（P＜0.05）；品種對Thr、Ser、Met、Phe具有極顯著性影響（P＜0.01），對Glu、Ala、Tyr具有顯著性影響（P＜0.05）。產地×年際對多糖含量具有極顯著性影響（P＜0.01），對Tyr、Phe、Lys具有顯著性影響（P＜0.05）；產地×品種對Thr、Gly、Met、Ile、Leu、Tyr、Phe、Lys具有極顯著性影響（P＜0.01），對Val和His具有顯著性影響（P＜0.05）。年際×品種對Ala、Val、His具有極顯著性影響（P＜0.01），對Thr、Ser、Gly、Leu、Tyr、Phe、Lys具有顯著性影響（P＜0.05）。產地×年際×品種對Val具有極顯著性影響（P＜0.01），對Gly、Tyr、Phe、Lys具有顯著性影響（P＜0.05）。

各因素對枸杞樣品中多糖含量的差異性影響順序為產地×年際＞產地×品種＞產地＞年際×品種＞年際＞產地×年際×品種＞品種。產地×年際對多糖含量的差異性最大，這可能反映的是各地種植條件的特異性，如種植土壤、灌溉用水、所在緯度差異、樹齡、采摘時間等；對枸杞樣品中總黃酮含量的差異性影響順序為年際＞品種＞產地×年際×品種＞年際×品種＞產地×品種＞產地×年際＞產地。對枸杞樣品中總氨基酸含量的差異性影響順序為年際＞產地×年際×品種＞品種＞年際×品種＞產地×品種＞產地×年際＞產地。年際對總黃酮和總氨基酸含量的差異性最大。受誤差影響較大的營養素有多糖和Arg氨基酸。在產地、年際、品種的3因素交互作用中產地×年際×品種對枸杞總氨基酸含量的差異性影響最大。其中產地對枸杞樣品中Val、Ile、Leu、His、Ala、Asp、Gly氨基酸含量差異性影響最大。年際對枸杞樣品中Ser、Tyr、Glu、Phe、Arg、His、Lys氨基酸含量差異性影響最大。品種對枸杞樣品中Thr、Pro、Met、Glu、Ser、Asp、Ala氨基酸含量差異性影響最大。表5

2.4.2? 與產地、年際、品種直接相關的16種氨基酸的主成分研究表明，

產地得到2個主成分，第1主成分的方差貢獻率為71.81%，主要反映Leu、Val、Ile的變異信息，Leu對第1主成分的正向影響最為顯著，故可將第1主成分命名為必需氨基酸因子；第2主成分的方差貢獻率為13.51%，主要反映Asp、His、Ala的變異信息，Asp對第2主成分的正向影響最為顯著，故可將第2主成分命名為藥用氨基酸因子。年際得到2個主成分，其第1主成分的方差貢獻率為74.99%，主要反映Tyr和Lys的變異信息，Tyr對第1主成分的正向影響最為顯著，故可將第1主成分命名為芳香氨基酸因子，第2主成分的方差貢獻率為9.75%，主要反映Glu和Arg的變異信息，Glu第2主成分的正向影響最為顯著，故可將第2主成分命名為鮮味氨基酸因子。品種也得到2個主成分，第1主成分的方差貢獻率為48.99%，主要反映Glu、Thr、Ser的變異信息，Glu對第1主成分的正向影響最為顯著，即為鮮味氨基酸因子。第2主成分的方差貢獻率為16.31%，主要反映Pro、Ala、Met的變異信息，Pro第2主成分的正向影響最為顯著，即為甜味氨基酸因子。由此可知，產地對枸杞的必需氨基酸和藥用氨基酸影響較大，年際對枸杞芳香氨基酸和鮮味氨基酸影響較大，而品種對枸杞樣品的鮮味氨基酸和甜味氨基酸影響較大。表6

3個產地樣品中的特征氨基酸含量分布較為集中，3產地枸杞樣品之間存在一定程度的聚類，年際和品種的特征氨基酸含量均具有一定的分散性，枸杞的特征氨基酸在年際和品種中具有一定的差異性。圖1～3

3? 討 論

3.1? 產地、年際、品種對枸杞品質變化特征的差異性

研究結果表明，不同產區枸杞果實營養品質均表現出明顯的年際差異，并與枸杞品種高度相關。新疆枸杞呈現出多糖、總黃酮較高的特征，其中多糖含量高體現在2021年的寧杞1號品種，總黃酮含量體現在2020年的寧杞1號品種，造成這種年際差異的主要原因可能與枸杞樹齡有關［27］。寧夏枸杞整體呈現出總氨基酸較高的特征，其中氨基酸高體現在2022年的寧杞5號品種，這與張瑞［28］研究的寧夏枸杞中15種氨基酸含量均高于新疆枸杞氨基酸含量的結論一致。而甘肅枸杞表現出多糖、總黃酮相對較低的特征，是由于甘肅地域狹長，枸杞種植較為分散品質差異較大［29］。

3.2? 交互作用對枸杞品質變化規律的綜合分析

枸杞營養品質受多因素共同作用，且具有一定的規律性。本研究分析發現：影響枸杞多糖品質的交互因素為產地×年際，其中產地是主要因素，年際為次要因素，與張曉煜等［30］土壤因子比氣象因子對枸杞多糖含量影響大的結論一致。影響枸杞總黃酮品質含量的交互因素為產地×年際×品種，其中年際是主要因素，品種為次要因素，與謝景等［31］產地土壤和種源因素對黃酮類成分含量影響程度有限，氣候可能為主要影響因素的結論一致。影響枸杞總氨基酸品質含量的交互因素為產地×年際×品種，其中年際為主要因素，品種為次要因素，這與王益民［12］等氨基酸含量在不同枸杞品種間存在有較大差異的結論相一致。在交互因素分析的基礎上對氨基酸做進一步分析發現，年際和品種對枸杞樣品的芳香氨基酸，鮮味氨基酸和甜味氨基酸影響較大，且年際和品種的特征氨基酸含量分布較為分散，具有顯著性差異（P＜0.05），產地對枸杞的必需氨基酸和藥用氨基酸影響較大，3個產地樣品中的特征氨基酸含量分布較為集中，具有一定程度的聚類。本部分研究雖然在單因素向多因素交互分析上實現了影響因素的綜合分析，但就產地中土壤的類型、管理中施藥施肥信息、年際中大小年的區別，枸杞的成熟度、品種的基因差異等客觀信息的收集還有所欠缺。將客觀因素和產地、年際、品種的交互作用進行綜合分析，在一定程度上能更好的解釋枸杞營養品質差異性產生的原因，需后續研究者繼續完善。

4? 結 論

枸杞多糖受產地的影響最大，變異貢獻率為6.79%；枸杞總黃酮受年際因子的影響最大，變異貢獻率為58.53%，新疆產區的枸杞品質整體呈現出多糖、總黃酮較高的特征，新疆的土壤環境和氣候條件更適合枸杞多糖和黃酮類物質的積累。而年際和品種是影響枸杞總氨基酸的主要因素，變異貢獻率分別為21.40%、15.99%；其中品種和年際均對枸杞樣品的鮮味氨基酸影響較大，且具有顯著性差異（P＜0.05），寧夏產區的枸杞品質呈現出總氨基酸較高的特征，說明寧夏枸杞具有較高的商用價值和較好的口感。而甘肅枸杞表現出多糖、總黃酮相對較低的特征。

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Spatial and temporal variation of nutritional quality and its characteristics of wolfberry

NIE Fang1，2，JU Yanjun2，CHEN Zhuoya1，2，LIU Min2，LIU Hejiang2，LIU Zhihu3，KAI Jianrong4，GOU Chunlin4，ZHAO Duoyong2

（1.College of Food Sciences and Pharmacy，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China; 2.Laboratory of Agricultural Product Quality and Safety Risk Assessment/Xinjiang Key Laboratory of Agricultural Product Quality and Safety，MARA / Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumqi 830091，China; 3.Jiuquan Forest Fruit Service Center，Jiuquan Gansun 735000，China; 4.Institute of Quality Standard and Testing Technology for Agricultural Products of Ningxia，Yinchuan 750002，China）

Abstract：【Objective】 The purpose of this study is to analyze the spatio-temporal variation，characteristics，and its influencing factors of the quality of wolfberry，so as to provide evidence for excellent variety breeding，quality improvement，brand building and standardized production of the fruit.

【Methods】? 224 fruit samples were collected from Xinjiang，Ningxia and Gansu Province for three consecutive years（2020-2022） and then the contents of polysaccharide，total flavone and 16 kinds of amino acids were determined.Afterwards，the spatio-temporal variation of wolfberry quality under geographical origin，interyear，variety and their interaction were analyzed.Finally，combined with variance analysis，principal component analysis（PCA） and other methods were applied to screen the feature quality indicators and clarify the influence of each factor on the feature quality indicators.

【Results】?? The nutritional quality of wolfberry fruit in different regions showed significant difference between years（P < 0.05），and was significantly correlated with wolfberry varieties（P < 0.05）.The content of wolfberry polysaccharide was mainly affected by the origin factors，and the variation contribution rate was 6.79%.The total flavonoids of wolfberry were mainly affected by interannual factors，and the variation contribution rate was 51.84%.The contents of polysaccharides and total flavonoids in Xinjiang were significantly higher than those in the other two producing areas（P < 0.05）.The high quality variety was Ningqi No.1.In contrast，the content of total flavonoids and polysaccharide in Gansu wolfberry was significantly lower than that in Xinjiang（P < 0.05）.Secondly，variety and year were the main factors affecting the total amino acids of wolfberry，and the variation contribution rates were 21.40% and 15.99%，respectively.The high-quality amino acid producing area was Ningxia，and the high-quality variety was Ningqi 5.

【Conclusion】 The same varieties of wolfberry introduced in Ningxia will show different characteristics in different places of cultivation.Wolfberry in Xinjiang showed relatively high polysaccharides and total flavonoids，Ningxia showed relatively high total amino acids，and Gansu showed relatively low polysaccharides and total flavonoids.

Key words：wolfberry; nutrition quality; geographical origin; varieties; interannual factor

Fund projects：Xinjiang Autonomous Region Resource Sharing Platform Construction Project （PT2312）; Xinjiang Uygur Autonomous Region Key Research and Development Special Sub-project （2023B02009-4）; Xinjiang Academy of Agricultural Sciences Youth Science and Technology Backbone Innovation Ability Training Project （xjnkq-2020013， xjnkq-2023018）; Science and Technology Project of Gansu Province （21CX6NF234）; Key R&D Project of Ningxia Hui Autonomous Region （2021BEF03003）; Natural Science Foundation of Ningxia （2021AAC03281）

Correspondence author： ZHAO Duoyong（1980-），male，from Qitai，Xinjiang，researcher doctoral supervisor，research direction：agricultural product quality and food safety，（E-mail）luckydyz@163.com