聂芳 琚艳君 陈卓雅 刘敏 刘河疆 刘志虎 开建荣 苟春林 赵多勇
doi：10.6048/j.issn.1001-4330.2024.03.014
摘 要：【目的】研究枸杞品质时空变化规律、特征及影响因素，为枸杞品种培优、品质提升、品牌打造及标准化生产提供依据。
【方法】连续3年（2020～2022年）采集新疆、宁夏、甘肃三个主产区的224份枸杞果实样品，同时测定多糖、总黄酮及16种氨基酸的含量，分析产地、年际、品种及其交互作用下枸杞品质的时空变化规律，结合方差分析、主成分分析（PCA）等方法筛选特征品质指标，分析各影响因子对特征营养品质指标的影响规律。
【结果】不同产区枸杞果实营养品质均表现出显著的年际差异（P＜0.05），并与枸杞品种显著相关（P＜0.05）。枸杞多糖含量主要受产地因子的影响最大，变异贡献率为6.79%；
而枸杞总黄酮主要受年际因子的影响最大，变异贡献率为58.53%，其中新疆枸杞的多糖和总黄酮含量显著高于其他两个产区（P＜0.05），优质品种为宁杞1号，相比之下甘肃枸杞中的多糖、总黄酮含量显著低于新疆产区（P＜0.05）。其次年际和品种是影响枸杞总氨基酸的主要因素，变异贡献率分别为21.40%、15.99%，宁夏产区枸杞呈现多种氨基酸较高的特征，宁杞5号为优势品种。
【结论】同为宁夏引进枸杞品种，在不同产地种植时会呈现出不同的产地特征。新疆枸杞整体呈现出多糖、总黄酮较高的特征，宁夏枸杞呈现出总氨基酸较高的特征，而甘肃枸杞表现出多糖、总黄酮相对较低的特征。
关键词：枸杞；
营养品质；
产地；
品种；
年际
中图分类号：S567 文献标志码：A 文章编号：1001-4330（2024）03-0642-10
收稿日期（Received）：
2023-08-05
基金項目：
新疆维吾尔自治区资源共享平台建设项目（PT2312）；
新疆维吾尔自治区重点研发专项子课题（2023B02009-4）；
新疆农业科学院青年科技骨干创新能力培养项目（xjnkq-2020013，xjnkq-2023018）；
甘肃省科技计划项目（21CX6NF234）；
宁夏回族自治区重点研发计划项目（2021BEF03003）；
宁夏回族自治区自然科学基金项目（2021AAC03281）
作者简介：
聂芳（1996-），女，新疆奎屯人，硕士研究生，研究方向为食品加工与安全，（E-mail）nf1903824634@163.com
通讯作者：
赵多勇（1980-），男，新疆奇台人，研究员，博士，硕士生/博士生导师，研究方向为农产品质量与食物安全，（E-mail）luckydyz@163.com
0 引 言
【研究意义】枸杞具有耐干旱、盐碱、喜寒等生长习性，在我国宁夏、甘肃、内蒙古、新疆、青海等省（区）种植面积较大，其中宁夏枸杞是枸杞种质的发源地，宁夏培育的宁杞1号、宁杞5号、宁杞7号、宁杞9号等品种被广泛引种在西北地区［1-3］。枸杞果实含有丰富的多糖［4］、黄酮［5］、氨基酸［6］、类胡萝卜素［7］等营养物质，因其具有极高的营养价值而成为衡量枸杞品质的重要指标。然而，由于栽培管理和产地环境的差异，枸杞在不同优势带的果实品质参差不齐［8-9］。因此，根据各枸杞品种生长特性的差异，探究不同影响因素对枸杞营养品质的影响规律，找出枸杞品质受各因素影响的显著特征，对当地枸杞的品种培优、品质提升、品牌打造及标准化生产有实际意义。由于产地、年际和品种等因素会影响枸杞生长和生理指标，与枸杞中的营养成分生理合成相关联。因此，探索这些因素对枸杞营养成分含量的影响，对枸杞品种培优及标准化生产有指导意义。【前人研究进展】产地和采收时间显著影响枸杞多糖含量，可为扩大枸杞药源、合理采收及等级分类提供理论依据［10-11］。通过研究不同品种，不同产地和不同采摘时间对枸杞中氨基酸含量的影响，发现在各因素的影响下氨基酸种类相同，但含量存在一定差异［12-13］。而年际和气象因子对枸杞中总黄酮含量的影响相对较大。在相同的提取条件下，不同年份的枸杞黄酮含量存在显著性差异［14］。其次适当的延长光照时间、适度的干旱缺水和较低的平均温度均有利于黄酮类物质的积累，可为枸杞总黄酮的开发利用和快速鉴别枸杞新陈代谢提供理论依据［15-16］。枸杞的营养品质与产地相关［17］，不同年际日照时数、降雨量和温度等因素影响枸杞的生长，进而影响枸杞营养成分的积累，造成枸杞营养品质的差异［18］。【本研究切入点】影响枸杞品质变化的因素众多，且其交互作用复杂。然而，目前大部分研究是探讨单因素对枸杞特定指标的影响，但在多因素共同作用下对枸杞品质影响尚无结论。因此，有必要研究主要因素、次要因素对枸杞品质的影响及其交互作用规律。【拟解决的关键问题】采用时间序列与空间区域相结合，以2020～2022年来自新疆、宁夏和甘肃地区的共224份不同品种的枸杞样品为研究对象，综合运用多因素方差分析方法分析产地、年际和品种及交互作用对枸杞营养成分含量的影响，筛选有效特征指标，并结合主成分分析法（PCA）分析主要影响因子，为枸杞的品种培优、品质提升及标准化生产提供依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
1.1.1 枸 杞
枸杞样品采集自新疆、宁夏以及甘肃3个枸杞主产区，以宁夏主栽新品种宁杞1号、宁杞5号、宁杞7号和宁杞9号为研究对象［19-22］，枸杞采集方式及要求：在枸杞树冠中部外围，围绕树体东南西北4个方向采摘带果梗且成熟度一致、果粒完整、无病虫害的鲜果于布袋中。将采集好的样品从布袋中取出去梗匀浆后进行真空冷冻干燥处理，干燥后的样品磨成粉末装入棕色玻璃瓶中，用封口膜封口置于-23℃左右的冰箱中进行冷冻保藏。表1
芦丁、无水葡萄糖（纯度≥98%，上海源叶生物科技有限公司）；
苯酚（分析纯，天津市风船化学试剂科技有限公司）；
氢氧化钠、硫酸、无水乙醇、三氯化铝、亚硝酸钠（分析纯，天津市鑫铂特化工有限公司）；
17种氨基酸混合标准溶液（德国赛卡姆公司）；
乙酸钠、乙酸钾、乙酸（分析纯，北京北化精细化学品有限责任公司生产）；
茚三酮（上海三爱思试剂有限公司生产）；
甲醇（色谱纯，赛默飞世尔科技有限公司）；
盐酸（分析纯，广东光华化学厂有限公司）。
1.1.2 仪器与设备
UV-2700型紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；
S-433D型氨基酸全自动分析仪（德国塞卡姆公司）；
SCIENTZ-50F/A型真空冷冻干燥机（宁波新芝冻干设备股份有限公司）；
TYE-100型真空干燥浓缩仪（上海Tips公司）；
WX-2型真空泵（上海酷瑞泵阀公司）；
XSE204型电子天平（精度0.0001，瑞士 Mettler 公司）；
DL-1型万用电炉（北京市永光明医疗仪器有限公司）；
KYS型干燥箱（广州康恒仪器有限公司）；
HHS型恒温水浴锅（上海博迅实业有限公司）。
1.2 方 法
多糖的测定：参照GB/T 18672-2014《枸杞》［23］。总黄酮含量的测定：提取条件参照NY/T3903-2021《枸杞中黄酮类化合物的测定》［24］，测定条件参照黄婷［25］等的三氯化铝比色法进行检测。氨基酸含量测定：参照GB5009.124-2016《食品中氨基酸的测定》［26］。
1.3 数据处理
采用SPSS 26.0软件进行差异显著性分析、多因素方差分析，Origin 2022软件对数据进行主成分分析并绘图。
2 结果与分析
2.1 枸杞营养品质产地差异
研究表明，枸杞样品中除总氨基酸、Glu、Met、Phe、Arg外，其他营养指标含量在不同产地间均具有显著性差异（P＜0.05），各地样品营养指标含量均具有其自身特点。Thr、Val在三个产地之间存在显著性差异（P＜0.05），新疆枸杞样品中多糖、总黄酮、Asp含量显著高于其他2个产地（P＜0.05），Gly、Ala、Val、Ile、Leu、His、Lys含量显著低于其他2个产地（P＜0.05）；
宁夏枸杞样品中Thr、Ser、Ala、Tyr、Lys含量顯著高于其他2个产地（P＜0.05），Asp、Pro含量显著低于其他2个产地（P＜0.05）；
甘肃枸杞样品中Val、Leu、Pro含量显著高于其他2个产地（P＜0.05），多糖、总黄酮、Thr、Ser含量显著低于其他2个产地（P＜0.05）。3个产地枸杞样品的16种氨基酸中的Asp、Glu、Pro含量均较高，而Met氨基酸含量最低。表2
2.2 枸杞营养品质年际差异
研究表明，不同年际样品中营养指标含量也有其自身特点。2020年枸杞样品中总黄酮、Thr、Ala、Arg含量高于其他2个年份，且具有显著性差异（P＜0.05），Met含量低于其他2个年份，但差异不显著。2021年枸杞样品中多糖含量高于其他2个年份，但年际间差异不显著，总氨基酸、Asp、Thr、Ser、Glu、Val、Leu、Tyr、Phe、His、Lys、Arg含量低于其他2个年份，且具有显著的年际差异（P＜0.05）。2022年枸杞样品中总氨基酸、Asp、Ser、Glu、Val、Leu、Tyr、Phe、His、Lys含量显著高于其他2个年份（P＜0.05），Ala含量显著低于其他2个年份（P＜0.05）。3个年份枸杞样品的16种氨基酸中除Gly、Met、Ile、Pro 4种氨基酸无显著性差异外，其他12种氨基酸均表现出显著的年际差异（P＜0.05）。表3
2.3 枸杞营养品质品种差异
研究表明，4个品种的枸杞样品中，除多糖、Ser、Met、Lys4种营养指标无品种间差异外，其他15种营养指标均表现出显著的品种间差异（P＜0.05）。宁杞1号枸杞样品中总黄酮含量显著高于其他3个品种（P＜0.05），Asp、Glu含量显著低于其他3个品种（P＜0.05）；
宁杞5号 枸杞样品中总氨基酸、Thr、Glu、Gly、Ala、Val、Ile、Leu、Tyr、Phe含量显著高于其他3个品种（P＜0.05），而总黄酮含量显著低于其他3个品种（P＜0.05）；
宁杞7号 枸杞样品中的Pro含量显著高于其他3个品种（P＜0.05），Tyr、Phe含量显著低于其他3个品种（P＜0.05）；
宁杞9号 枸杞样品中的Asp含量显著高于其他3个品种（P＜0.05），总氨基酸、Thr、Gly、Ala、Val、Ile、Leu、His、Arg、Pro含量显著低于其他3个品种（P＜0.05）。4个品种的枸杞样品中的16种氨基酸，整体表现出宁杞5号高，而宁杞9号低的现象。表4
2.4 枸杞营养品质时空特征分析与评价
2.4.1 不同产地、年际、品种及其交互作用对枸杞营养品质含量的影响
研究表明，产地对Thr、Gly、Val、Ile、Leu、His、Lys均具有极显著性影响（P＜0.01），对Asp和Ser具有显著性影响（P＜0.05）；
年际对总黄酮、Ser、Tyr具有极显著性影响（P＜0.01），对Thr、Phe、His、Lys具有显著性影响（P＜0.05）；
品种对Thr、Ser、Met、Phe具有极显著性影响（P＜0.01），对Glu、Ala、Tyr具有显著性影响（P＜0.05）。产地×年际对多糖含量具有极显著性影响（P＜0.01），对Tyr、Phe、Lys具有显著性影响（P＜0.05）；
产地×品种对Thr、Gly、Met、Ile、Leu、Tyr、Phe、Lys具有极显著性影响（P＜0.01），对Val和His具有显著性影响（P＜0.05）。年际×品种对Ala、Val、His具有极显著性影响（P＜0.01），对Thr、Ser、Gly、Leu、Tyr、Phe、Lys具有显著性影响（P＜0.05）。产地×年际×品种对Val具有极显著性影响（P＜0.01），对Gly、Tyr、Phe、Lys具有显著性影响（P＜0.05）。
各因素對枸杞样品中多糖含量的差异性影响顺序为产地×年际＞产地×品种＞产地＞年际×品种＞年际＞产地×年际×品种＞品种。产地×年际对多糖含量的差异性最大，这可能反映的是各地种植条件的特异性，如种植土壤、灌溉用水、所在纬度差异、树龄、采摘时间等；
对枸杞样品中总黄酮含量的差异性影响顺序为年际＞品种＞产地×年际×品种＞年际×品种＞产地×品种＞产地×年际＞产地。对枸杞样品中总氨基酸含量的差异性影响顺序为年际＞产地×年际×品种＞品种＞年际×品种＞产地×品种＞产地×年际＞产地。年际对总黄酮和总氨基酸含量的差异性最大。受误差影响较大的营养素有多糖和Arg氨基酸。在产地、年际、品种的3因素交互作用中产地×年际×品种对枸杞总氨基酸含量的差异性影响最大。其中产地对枸杞样品中Val、Ile、Leu、His、Ala、Asp、Gly氨基酸含量差异性影响最大。年际对枸杞样品中Ser、Tyr、Glu、Phe、Arg、His、Lys氨基酸含量差异性影响最大。品种对枸杞样品中Thr、Pro、Met、Glu、Ser、Asp、Ala氨基酸含量差异性影响最大。表5
2.4.2 与产地、年际、品种直接相关的16种氨基酸的主成分研究表明，
产地得到2个主成分，第1主成分的方差贡献率为71.81%，主要反映Leu、Val、Ile的变异信息，Leu对第1主成分的正向影响最为显著，故可将第1主成分命名为必需氨基酸因子；
第2主成分的方差贡献率为13.51%，主要反映Asp、His、Ala的变异信息，Asp对第2主成分的正向影响最为显著，故可将第2主成分命名为药用氨基酸因子。年际得到2个主成分，其第1主成分的方差贡献率为74.99%，主要反映Tyr和Lys的变异信息，Tyr对第1主成分的正向影响最为显著，故可将第1主成分命名为芳香氨基酸因子，第2主成分的方差贡献率为9.75%，主要反映Glu和Arg的变异信息，Glu第2主成分的正向影响最为显著，故可将第2主成分命名为鲜味氨基酸因子。品种也得到2个主成分，第1主成分的方差贡献率为48.99%，主要反映Glu、Thr、Ser的变异信息，Glu对第1主成分的正向影响最为显著，即为鲜味氨基酸因子。第2主成分的方差贡献率为16.31%，主要反映Pro、Ala、Met的变异信息，Pro第2主成分的正向影响最为显著，即为甜味氨基酸因子。由此可知，产地对枸杞的必需氨基酸和药用氨基酸影响较大，年际对枸杞芳香氨基酸和鲜味氨基酸影响较大，而品种对枸杞样品的鲜味氨基酸和甜味氨基酸影响较大。表6
3个产地样品中的特征氨基酸含量分布较为集中，3产地枸杞样品之间存在一定程度的聚类，年际和品种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际和品种中具有一定的差异性。图1～3
3 讨 论
3.1 产地、年际、品种对枸杞品质变化特征的差异性
研究结果表明，不同产区枸杞果实营养品质均表现出明显的年际差异，并与枸杞品种高度相关。新疆枸杞呈现出多糖、总黄酮较高的特征，其中多糖含量高体现在2021年的宁杞1号品种，总黄酮含量体现在2020年的宁杞1号品种，造成这种年际差异的主要原因可能与枸杞树龄有关［27］。宁夏枸杞整体呈现出总氨基酸较高的特征，其中氨基酸高体现在2022年的宁杞5号品种，这与张瑞［28］研究的宁夏枸杞中15种氨基酸含量均高于新疆枸杞氨基酸含量的结论一致。而甘肃枸杞表现出多糖、总黄酮相对较低的特征，是由于甘肃地域狭长，枸杞种植较为分散品质差异较大［29］。
3.2 交互作用对枸杞品质变化规律的综合分析
枸杞营养品质受多因素共同作用，且具有一定的规律性。本研究分析发现：影响枸杞多糖品质的交互因素为产地×年际，其中产地是主要因素，年际为次要因素，与张晓煜等［30］土壤因子比气象因子对枸杞多糖含量影响大的结论一致。影响枸杞总黄酮品质含量的交互因素为产地×年际×品种，其中年际是主要因素，品种为次要因素，与谢景等［31］产地土壤和种源因素对黄酮类成分含量影响程度有限，气候可能为主要影响因素的结论一致。影响枸杞总氨基酸品质含量的交互因素为产地×年际×品种，其中年际为主要因素，品种为次要因素，这与王益民［12］等氨基酸含量在不同枸杞品种间存在有较大差异的结论相一致。在交互因素分析的基础上对氨基酸做进一步分析发现，年际和品种对枸杞样品的芳香氨基酸，鲜味氨基酸和甜味氨基酸影响较大，且年际和品种的特征氨基酸含量分布较为分散，具有显著性差异（P＜0.05），产地对枸杞的必需氨基酸和药用氨基酸影响较大，3个产地样品中的特征氨基酸含量分布较为集中，具有一定程度的聚类。本部分研究虽然在单因素向多因素交互分析上实现了影响因素的综合分析，但就产地中土壤的类型、管理中施药施肥信息、年际中大小年的区别，枸杞的成熟度、品种的基因差异等客观信息的收集还有所欠缺。将客观因素和产地、年际、品种的交互作用进行综合分析，在一定程度上能更好的解释枸杞营养品质差异性产生的原因，需后续研究者继续完善。
4 结 论
枸杞多糖受产地的影响最大，变异贡献率为6.79%；
枸杞总黄酮受年际因子的影响最大，变异贡献率为58.53%，新疆产区的枸杞品质整体呈现出多糖、总黄酮较高的特征，新疆的土壤环境和气候条件更适合枸杞多糖和黄酮类物质的积累。而年际和品种是影响枸杞总氨基酸的主要因素，变异贡献率分别为21.40%、15.99%；
其中品种和年际均对枸杞样品的鲜味氨基酸影响较大，且具有显著性差异（P＜0.05），宁夏产区的枸杞品质呈现出总氨基酸较高的特征，说明宁夏枸杞具有较高的商用价值和较好的口感。而甘肃枸杞表现出多糖、总黄酮相对较低的特征。
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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