全 文 ：武汉植物学研究 2008，26(3)：315～318
Journal oy Wuhan Botanical Research
盾叶薯蓣根状茎中钙、锌及六磷酸肌醇含量的动态变化
谭超 ，陈路 ，毛群星 ，李家儒h，代政华
(1．武汉大学植物发育生物学教育部重点实验室，武汉 430072；2．江汉大学图书馆，武汉 430056)
摘 要：钙、锌和六磷酸肌醇的含量是反映农作物营养价值的重要指标。以两年生盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis
C．H．Wright)植株根状茎为材料 ，对其在不同生长时期的钙、锌 以及六磷酸肌醇含量进行测定并对其相互关系进
行了分析。结果表明：盾叶薯蓣根状茎中钙的平均含量为424．24 mg／100 g干重；锌的平均含量为 12．73 m 100 g
干重 ；六磷酸肌醇的平均含量为4460．19 mg／100 g干重；六磷酸肌醇对钙和锌的吸收有影响。盾叶薯蓣根状茎的
淀粉平均含量为32．84 100 g干重；最大还原力为0．931，最大自由基清除效应为22．83％，表明其有一定的抗氧
化能力。这些结果表明盾叶薯蓣根状茎具有一定的营养价值和保健价值。
关键词：盾叶薯蓣；钙；锌；六磷酸肌醇；营养价值
中图分类号：Q945．1 文献标识码：A 文章编号：1000—470X(2008)03—0315—04
Dynamic Changes of the Contents of Calcium ，Zinc and Phytate in the
Rhizomes of Dioscorea zingiberensis C．H．W right
TAN Chao ，CHEN Lu ，MAO Qun Xing ，LI Jia Ru ，DAI Zheng—Hua
(1．Key Laboratory ofMOEfor Plant Development Biology，Colege ofLife Science，Wuhan University，Wuhan 430072，China
2．~anghan University Library，Wuhan 430056，China)
Abstract：Contents of calcium，zinc and phytate were important indexes that reflects the nutrition value of
the corps．In this study，rhizomes of biennial plants of Dioscorea zingiberensis C．H．Wright were used as
study material，contents of calcium ，zinc and phytate were determined and their relationships were ana—
lyzed in different growing periods．The results indicated the folowing averages of contents：Calcium 一
424．24 rag／100 g；Zinc一12．73 mg／100 g dry weigt；and Phytate一4460．19 rag／100 g dry weight in the
rhizomes of D．zingiberensis．The bioavailability of calcium and zinc were low due to the phytate in the rhi—
zomes．The average content of starch in rhizomes was 32．84 g／100 g dry weight；the strongest reducing
power was 0．93 1：the highest level of free radical scavenging effect was 22．83％ ：those showed a certain
degree of antioxidant capacity．All these results revealed that the rhizomes of D．zingiberensis were nutri—
tious and healthy to human beings．
Key words：Dioscorea zingiberensis C．H．Wright；Calcium；Zinc；Phytate；Nutrition value
盾叶薯蓣为我国特有的薯蓣属植物，其根状茎
中含有丰富的薯蓣皂素 ，因此是重要的甾体激素
类药源植物。除薯蓣皂素外，盾叶薯蓣根状茎还含
有 40％ ～50％的淀粉及 40％ ～50％的纤维素，具
有一定的食用价值，在我国一些地区已将其用于食
品加工。但 目前关于盾叶薯蓣根状茎的营养价值方
面的研究还鲜有报道。
素。
钙和锌是人体生长发育不可缺少的两种矿质元
六磷 酸 肌醇 (Phytate，inositol hexaphosphoric
收稿 日期 ：2007—07 30，修回日期 ：2008 03 31。
基金项 目：国家自然科学基金资助项目(30370152)。
作者简介：谭超(1981一)，男，硕士生，研究方向为植物生理生化。
通讯作者(Author for correspondence．E—mail：jrli@whu．edu．en)。
acid，IP6)，又称作植酸，广泛存在于植物中 j，除
对冠心病有一定疗效 外，六磷酸肌醇可在生理
pH条件下与钙和锌形成难溶的螯合物，从而影响人
体对这两种营养元素的生物吸收 ，因此它也被认
为是一种抗营养因子。此外，锌的吸收也间接受到
钙含量的影响 。
本研究以两年生盾叶薯蓣植株的根状茎为材
料 ，对其在不同生长期的钙、锌和六磷酸肌醇等营
养成分的含量进行了测定并加以分析，进而对其营
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养价值做一个初步探讨。
1 材料与方法
1．1 实验材料
盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis C．H．Wright)
品种‘安姜3号’采集于陕西省安康市旬阳县，取其
根状茎进行营养繁殖 ，形成两年生的植株。于植株
的出芽期(2005年 3月 30日)、开花前期(2005年
5月 17日)、盛花期 (2005年 7月 11日)、果期
(2005年 9月 1日)和枯萎期 (2005年 11月 1日)
分别进行采样。每次采样取 l0株生长良好的盾叶
薯蓣植株，取其根状茎做实验分析。
1．2 仪器与试剂
所用原子吸收光谱仪为 Analyst 800型；分光光
度计为 UNICO UV-2000型。所用试剂若未经说明
则均为国产分析纯。
1．3 可溶性蛋白、淀粉含量、含水量以及吸水指数
(WAI)测定
可溶性蛋 白质含量测定依据 Bradford等的方
法 进行；含水量测定：将新鲜材料称重后切成小
块置于80％烘箱中烘至恒重，称重后计算样品含水
量；淀粉含量测定依据徐昌杰等的方法 进行；吸
水指数测定参照 Anderson等的方法 并略做改进：
将干样粉碎后过 100目筛，准确称取 250 mg样品
干粉于 10 mL离心管中，加入 3 mL蒸馏水摇匀，
37℃水浴 30 rain，4000 g离心 10 rain，去上清，离
心后的沉淀重量与样品干粉重量的比值即为吸水指
数，重复3次。
1．4 钙、锌含量测定
准确称取 1 g样品干粉，加入 10 mL浓硝酸和
2 mL高氯酸后静置过夜，然后在调压电炉上低温
加热消解，在接近蒸干时补充 2 mL浓硝酸，加热
至硝酸接近蒸干，残渣转移至 25 mL容量瓶中，用
去离子水定容。在原子吸收光谱仪上用火焰法测定
钙和锌的含量。重复 3次。
1．5 六磷酸肌醇(Phytate)含量测定
测定方法依照 C．I．Febles等的方法 进行。
重复3次。
1．6 抗氧化活性测定
取200 mg样品干粉于 7 mL离心管中，加入
5 mL甲醇溶液后进行超声浸提。具体步骤为：超声
30 min一静置 1 h一超声 30 min一静置 1 h一超声
30 min。所得甲醇提取液用于抗氧化活性测定。
还原力(reducing power)的测定参照 C．L．Hsu
等的方法 略做改进：取 1 mL样品甲醇提取液和
0．5 mL磷酸缓冲液(0．2 mol／L，pH 6．6)及 2．5 mL
铁氰化钾溶液(1％)混合于离心管中，50 水浴反
应 20 min，反应后立即置于冰上冷却，加入 0．5 mL
三氯乙酸(10％)，3000 g离心 10 min。取2 mL上清
液与2 mL蒸馏水及0．2 mL氯化铁溶液(0．1％)混
合后反应 10 rain，在700 nm处测定混合液吸光值，
吸光值的大小 即反映出还原能力的强弱。重复 3
次。吸光值越高表明还原力越强。
自由基清除效应(free radical scavenging efect)的
测定依照C．L．Hsu等的方法 进行。重复3次。
2 结果
2．1 盾叶薯蓣根状茎中含水量、可溶性蛋白和淀
粉含量以及吸水指数变化
盾叶薯蓣根状茎生长过程中含水量、可溶性蛋
白、淀粉含量以及吸水指数变化见表 1。在盾叶薯
蓣植株的生长过程中，根状茎的含水量从出芽期至
开花前期有小幅增加，之后逐渐降低；可溶性蛋白
含量呈波动变化，变化范围为 3．4～6．66 mg／g鲜
重；盾叶薯蓣根状茎的淀粉含量从出芽期到果期显
著增加，在枯萎期则下降，可能是由于果期之后植
株地上部分枯萎和根状茎增大引起；盾叶薯蓣根状
茎的吸水指数在果期之前逐渐下降，从果期至枯萎
期则略有上升。
2．2 盾叶薯蓣根状茎中Ca、Zn和 Phytate含量及
其相互关系
盾叶薯蓣根状茎生长过程中钙、锌和六磷酸肌
醇的含量变化见表2。在盾叶薯蓣植株生长过程中，
根 状 茎 的 钙 含 量 呈 波 动 变 化，变 化 范 围 从
341．52 mg／100 g干重至525．03 mg／100 g干重；锌
含量则逐渐下降，从出芽期的 17．96 mg／100 g干重
下降至枯萎期的 3．41 mg／100 g干重；六磷酸肌醇
含量 从 出芽 期 至果 期 逐 渐 下 降，下 降 幅 度 为
886．47 mg／lO0 g干重，将近 16．3％，可能是由于发
芽所引起的 ；从果期至枯萎期六磷酸肌醇含量的
增加可能是由于含水量(表 1)的减少所引起的 。
2．3 盾叶薯蓣根状茎抗氧化活性的变化
盾叶薯蓣根状茎的抗氧化活性变化见表3。结
果表明盾叶薯蓣根状茎具有较强的抗氧化活性，且
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第3期 谭 超等：盾叶薯蓣根状茎中钙、锌及六磷酸肌醇含量的动态变化 317
表 1 盾叶薯蓣根状茎中含水量、可溶性蛋白和淀粉含量以及吸水指数的变化
Table 1 Changes of moisture，contents of starch and soluble protein and WAI of the rhizomes of
Dioscorea zingiberensis during different periods
结果以“平均值 ±标准差”表示(n=3)；“一”表示未测定。
Results represents“mean value±standard error”(n=3)；“一”means“not determined”
表 2 盾叶薯蓣根状茎在不同时期 Ca、zn和 Phytate含量及其相互关系
Table 2 Contents of calcium，zinc，phytate and their relationships of rhizomes of Dioscorea zingiberensis in different periods
： 结果以“平均值 ±标准差”表示(n=3)； ：单位为 mol／kg；“～”表示未测定。
：Results represents“mean value 4-standard enor”(n=3)； ：Unit is mol／kg；“～”means not determined
表 3 盾叶薯蓣根状茎抗氧化活性的变化
Table 3 Changes of antioxidant activity of the rhizomes of
Dioscorea zingiberensis during diferent periods
采样时期
Ha／vest time
还原力(omoo)
Reducing
power
自由基清除效应(％)
Free radical
scavenging effect
结果以“平均值 +标准差”表示(n=3)。
Results represents‘mean value 4-standard error”(n=3)
最大活性出现在盛花期。
3 讨论
盾叶薯蓣作为一种甾体激素类药源植物，目前
主要在制药工业中用作提取薯蓣皂素的原材料，而
将占其根状茎干重近 90％的淀粉和纤维素用于食
品加工，这有利于对盾叶薯蓣进行综合利用。本研
究结果表明，盾叶薯蓣的根状茎含有丰富的淀粉，但
吸水指数低于Dioscorea alata(吸水指数为4．01)和
Dioscorea purpurea(吸水指数为 3．57)两种薯蓣属植
物的块茎 J。吸水指数反映了作物含淀粉的凝胶化
程度，吸水指数越高则淀粉凝胶化程度越高 ，凝
胶化程度高则表明作物中的淀粉在生物体内更容易
被水解而吸收，可食用性越强 。本研究表明盾
叶薯蓣根状茎中淀粉的可食用性偏低。
对人体而言，锌是排在维他命 A、Fe和I之后
第4重要的微量元素，锌缺乏症存在于世界上许多
国家和地区，尤其是发展中国家，其产生的主要原
因是膳食中的锌摄取不足 。钙不仅是人体生长
发育不可或缺的营养元素，还可间接影响食物中锌
的吸收。从一些农作物中钙和锌的含量来看，盾叶
薯蓣根状茎中钙和锌的平均含量远高于这些农作物
(见表 4)。
表 4 盾叶薯蓣和其他农作物中的钙和锌元素含量比较
Table 4 Comparison of contents of Ca and Zinc between
Dioscorea zingiberensis and other crops
数据源自E．I．Adeyeye等(2000)l4 J。
Data 0ngins from E．I．Adeyeye．etc．20001[
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食物中的六磷酸肌醇被认为是一种抗营养因
子，可与钙和锌形成难溶的螯合物从而影响人体对
这两种营养元素的吸收。当六磷酸肌醇和锌元素的
摩尔数之比大于 15时作物中的锌元素很难被人体
吸收 J，本研究结果显示根状茎中该比值在盾叶薯
蓣植株生长的各时期均大于15，表明人体对盾叶薯
蓣根状茎中锌的吸收受到六磷酸肌醇影响。
钙可与六磷酸肌醇形成螯合物而使其沉淀，因
此钙含量可间接影响六磷酸肌醇与锌的螯合反应从
而影响作物中的锌元素的生物吸收，当钙与六磷酸
肌醇的摩尔比达到 6：1时，由于六磷酸肌醇的完全
沉淀使锌的生物吸收得到增强 J。本研究结果表明
在盾叶薯蓣植株生长的各时期根状茎中钙与六磷酸
肌醇的摩尔比均小于 3，即人体对盾叶薯蓣根状茎
中钙和锌的吸收均受到六磷酸肌醇的影响，而钙对
锌的吸收没有改善作用。
考虑到钙对锌元素吸收的影响，钙含量(tool／
)、六磷酸肌醇含量(mol／kg)与锌含量(mol／kg)
被认为能更好的衡量作物中锌元素能否被人体有效
吸收，当它大于 0．5 mol／kg时锌的吸收会变得 困
难_4 J。本研究中，对该指标的测定结果表明，人体对
盾叶薯蓣根状茎中锌的吸收受到六磷酸肌醇影响。
本研究结果表明，盾叶薯蓣根状茎中六磷酸肌
醇含量很高并对钙和锌在人体 中的吸收产生了影
响。因此在将盾叶薯蓣根状茎用于食品加工时应考
虑通过发酵或肌醇六磷酸酶处理以降低六磷酸肌醇
对这两种矿质元素吸收的负面效应 ¨。
氧化是人体许多慢性质变过程(如衰老)的主
要诱因，自由基清除效应和还原力大小是反映抗氧
化活性的重要指标 。本研究表明盾叶薯蓣根状茎
的抗氧化活性 与 Dioscorea alata和 Dioscorea pur—
purea两种薯蓣属植物的块茎 相当，说明其具有
一 定的保健作用。
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