大蒜生長和衰老過程中代謝物的累積、分配與轉運示意圖 中國農科院供圖
大蒜是一種幾乎每天都會用到的調味品，營養成分豐富。這些營養功能成分在大蒜的生長及貯藏過程中是如何變化的？在不同品種、產地的大蒜之間有何差異？
近日，中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所的科研創新團隊發現了我國大蒜生長貯藏過程中特征成分變化的規律。相關成果發表于《農業與食品化學雜志》（Journal of Agricultural and Food Chemistry）和《食品化學》（Food Chemistry）。
延期采收有利于大蒜素積累
大蒜是重要的藥食同源植物，營養成分豐富，具有抗炎殺菌等多種生理功能，除了調味用以外應用前景非常廣泛。
“我國是全球最主要的大蒜生產國、消費國和出口國，目前大蒜種植面積和總產量分別占全世界的51.3%和78.8%。”創新團隊首席、國家特色蔬菜產業體系崗位科學家錢永忠研究員說，大蒜的特征性營養功能成分主要是其鱗莖（蒜瓣）中的含硫化合物等，其產生和儲藏規律目前尚未完全弄清楚，非常不利于大蒜的多元化深度加工利用，以及大蒜產業的健康快速發展。
因此，該團隊建立現代組學技術開展了相關研究。
大蒜素是大蒜中一種備受關注的功能性營養成分。“適當延期采收有助于大蒜素的累積而提高其辛辣度。”論文通訊作者邱靜告訴《中國科學報》，黑龍江阿城紫皮、山東金鄉白皮等3種大蒜在生長后期大蒜素的含量均會快速上升。
大蒜植株生長過程中，葉片等各器官在不同生長階段的代謝物含量和比例均存在較大差異。例如，在大蒜鱗莖發育初期，地上植株部分大量合成蒜氨酸等營養成分；當葉片開始萎凋時，地上部分的營養物質迅速轉移到地下鱗莖中進行儲藏，而鱗莖是主要食用部分。
論文第一作者劉平香介紹，山東秋播大蒜和黑龍江春播大蒜鱗莖中的特征成分變化規律既有相似之處，又存在顯著差異。例如，兩地大蒜中大蒜素的含量均隨著生長期的延長而增加，且適當延期采收有助于大蒜素的進一步累積，進而提高大蒜的辛辣度。
不同的是，山東大蒜的游離氨基酸含量在生長過程中呈“W”型變化，而黑龍江阿城紫皮蒜的游離氨基酸含量則呈直線上升趨勢，在后期其含量水平遠高于山東的3個大蒜品種。“因此，從游離氨基酸攝入方面考慮，可選擇阿城紫皮蒜，并通過延遲采收提高其游離氨基酸含量。”錢永忠說。
低溫儲藏可保持營養品質長期穩定
錢永忠介紹，他們研究發現，大蒜采收后在低溫下長期貯藏，不但貯藏時間可達9個月以上，而且可以保持大蒜鱗莖的外觀和特征成分等營養品質無明顯變化。
邱靜說，大蒜鱗莖分別在常溫和低溫條件下儲藏290天后，其代謝物含量和比例的差異較大。
在常溫儲藏過程中，大蒜鱗莖代謝活動較為旺盛。當休眠期結束后，內芽開始生長，因此會發生與種子發芽類似的反應，γ-谷氨酰肽類化合物發生酶解反應，使游離氨基酸等小分子代謝物含量顯著升高。
而在冷庫貯藏條件下，大蒜代謝活動被有效抑制，代謝物變化幅度較小。
因此，錢永忠的團隊根據大蒜鱗莖的外觀及關鍵成分的變化提出了貯藏建議。我國行業標準《GH/T 1194-2017 大蒜》規定，大蒜內芽長度不得超過蒜瓣長度的1/3。大蒜在采收后會經歷一個休眠期，一般在常溫下儲存。按照此標準，鱗莖發芽前在低溫條件下可貯藏9個月以上，但是如果繼續在常溫下則只能存放約1周。
他們發現，雖然在常溫貯藏后期大蒜失去鮮脆感，甚至出現發芽現象，但發芽后的大蒜仍然具有較高的營養價值，還可用于大蒜素等功能成分的提取。
不同地區不同品種應分類加工
“不同地區大蒜的營養品質特征存在較大差異，可以據此進行分類加工利用。”錢永忠說，
通過分析我國6個大蒜主產省份共242份大蒜樣品發現，不同產地大蒜中特征成分的含量水平存在較大差異，不僅包括南北差異，還存在省份間差異。
劉平香告訴《中國科學報》，黑龍江、遼寧等北方省份大蒜中，精氨酸、γ-氨基丁酸、S-烯丙基-L-半胱氨酸含量較高；河南和江蘇等南方省份大蒜中色氨酸、S-甲基-L-半胱氨酸等含量較高。其中，山東濟寧金鄉大蒜中的γ-氨基丁酸含量較高，適合高γ-氨基丁酸大蒜產品的開發；河南大蒜中8種必需游離氨基酸含量很高，山東大蒜和黑龍江大蒜中20種常見游離氨基酸總含量相對較高，適用于氨基酸的補充。
“不同品種也會影響大蒜鱗莖中各特征成分的含量水平，適用于食品加工和大蒜素膠囊等不同的食用和藥用用途。”邱靜說。根據含硫化合物和氨基酸的含量水平，每種大蒜都各具特色，根據其營養成分特征，可將其應用于不同的食用和藥用用途。
例如，江蘇兩個大蒜品種中的大蒜素含量較高，可用于大蒜素膠囊等產品的開發；而河南本地小蒜綜合品質優良，適用于新品種的選育和開發。
錢永忠說，該研究為大蒜的適時采收及合理儲藏提供了技術支撐，為我國大蒜品種的選育、深加工產品原料的選擇以及大蒜副產品的綜合開發利用提供了科學依據，從而對促進我國大蒜產業經濟發展、延長大蒜產業鏈，進而促進特色蔬菜的提質增效具有重要意義。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125499
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c01120
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c04178
