Comprehensive evaluation of quality of Brasenia schreberi at different harvesting periods based on principal component analysis

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20250445

Abstract

Abstract:

This study investigated the effects of different harvesting periods on the content of major components of Brasenia schreberi，employed principal component analysis to comprehensively evaluate its optimal quality period，providing a scientific basis for the processing，utilization，and sustainable development of Brasenia schreberi. The results showed that the water content of young leaves and old leaves of Brasenia schreberi was the highest，and the content in May was the highest，reaching 98.71% and 89.25%，respectively. The content of crude polysaccharide of young leaves and old leaves in June was the highest，reaching 108.9 and 93.6 g·kg^-1，respectively. The protein content of young leaves and old leaves in May was the highest，which was 4.8 and 33.0 g·kg^-1，respectively. The ash content of young leaves and old leaves in October was the highest，which was 1.3 and 17.0 g·kg^-1，respectively. Among the three main minerals，calcium content was the highest. The calcium content of young leaves and old leaves in October was the highest，which was 213.9 and 2 997.6 mg·kg^-1，respectively. The changes of chlorophyll and total carotenoid contents were similar. The chlorophyll and total carotenoid contents of young leaves in May were the highest，reaching 0.24 and 0.05 mg·g^-1，respectively，and those of old leaves were 1.56 and 0.38 mg·g^-1，respectively. The carbon content increased continuously from May to July，and reached the peak in July. The carbon content of young leaves and old leaves in July was 28.66% and 38.72%，respectively. The results of principal component analysis showed that the comprehensive quality of young leaves and old leaves in May was the best. During this period，Brasenia schreberi had sufficient water，rich protein and mineral content，and high freshness.

Key words: Brasenia schreberi, quality, main components, principal component analysis

CLC Number:

S645

WANG Jiamin, ZHANG Xu, WU Mingjiang, SU Laijin. Comprehensive evaluation of quality of Brasenia schreberi at different harvesting periods based on principal component analysis[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2026, 67(6): 1522-1528.

Figures/Tables 7

References 31

[1]	栾迪. 莼菜体外胶多糖降血糖组分分离及其降血糖机理研究［D］. 杭州：浙江工业大学，2020.
	LUAN D. Isolation and hypoglycemic mechanism effect of polysacchaide from Brasenia schreberi ［D］. Hangzhou：Zhejiang University of Technology，2020.
[2]	于丹. 中国北部莼菜（Brasenia schreberi）地史分布与生态适应［J］. 植物研究，1991，11（4）：99-105.
	YU D. The geo：historical distribution and ecological adaptation of Brasenia schreberi in north China［J］. Bulletin of Botanical Research，1991，11（4）：99-105.
[3]	唐璜. 出口莼菜及类似产品风险预警探究［J］. 南方农业，2017，11（30）：91-93.
	TANG H. Study on risk early warning of export water shield and similar products［J］. South China Agriculture，2017，11（30）：91-93.
[4]	郭文场，周淑荣，董昕瑜，等. 莼菜的栽植管理与综合利用（3）［J］. 特种经济动植物，2018，21（10）：39-43.
	GUO W C， ZHOU S R， DONG X Y，et al. Planting management and comprehensive utilization of water shield（3）［J］. Special Economic Animals and Plants，2018，21（10）：39-43.
[5]	李燕，柯剑鸿，焦大春，等. 莼菜的营养价值及其应用研究进展［J］. 长江蔬菜，2018（18）：36-39.
	LI Y， KE J H， JIAO D C，et al. Research progress on nutritional value and application of Brasenia schreberi ［J］. Journal of Changjiang Vegetables，2018（18）：36-39.
[6]	吕家龙，祝金明，董伟敏，等. 西湖莼菜卷叶及其胶质中营养成分的研究［J］. 营养学报，1996，18（2）：238-240.
	LYU J L， ZHU J M， DONG W M，et al. Study on the nutrients in the curled leaves and gum of water shield in West Lake［J］. Acta Nutrimenta Sinica，1996，18（2）：238-240.
[7]	彭静，柯卫东，叶元英，等. 317份水生蔬菜种质资源品质性状分析［C］//全国蔬菜遗传育种学术讨论会论文集. 2002：30-37.
[8]	LU Y H， HUANG J H， LI Y C，et al. Variation in nutritional compositions，antioxidant activity and microstructure of Lycopus lucidus Turcz. root at different harvest times［J］. Food Chemistry，2015，183：91-100.
[9]	YUAN N， SUN L， DU S，et al. Effects of harvesting period and storage duration on volatile organic compounds and nutritive qualities of alfalfa［J］. Agriculture，2022，12（8）：1115.
[10]	GRACE M H， YOUSEF G G， GUSTAFSON S J，et al. Phytochemical changes in phenolics，anthocyanins，ascorbic acid，and carotenoids associated with sweetpotato storage and impacts on bioactive properties［J］. Food Chemistry，2014，145：717-724.
[11]	PARSONS T R， MAITA Y，et al. A manual of chemical and biological methods for seawater analysis［M］. New York：Pergamon Press，1984.
[12]	宁泽光. 砂培环境下镉对花生幼苗根系活力和叶绿素含量的影响研究［J］. 基层农技推广，2023，11（10）：30-38.
	NING Z G. Effects of cadmium on root activity and chlorophyll content of peanut seedlings in sand culture environment［J］. Primary Agricultural Technology Extension，2023，11（10）：30-38.
[13]	马正然，姜启兴，许艳顺，等. 羊栖菜在热烫处理过程中的色泽变化［J］. 食品与生物技术学报，2016，35（10）：1106-1112.
	MA Z R， JIANG Q X， XU Y S，et al. Research on the color changes of Sargassum fusiforme during blanching treatment［J］. Journal of Food Science and Biotechnology，2016，35（10）：1106-1112.
[14]	谢春. 环境因子对莼菜生长的影响及优质莼菜种源筛选［D］. 南京：南京大学，2019.
	XIE C. Effects of environmental factors on growth of Brasenia schreberi and selection of high germplasm resources of the species［D］. Nanjing：Nanjing University，2019.
[15]	唐巧玉，周毅峰，吴永尧. 莼菜水溶性多糖提取工艺优化研究［J］. 北方园艺，2008（3）：40-41.
	TANG Q Y， ZHOU Y F， WU Y Y. Extraction technology of water soluble polysaccharide of Brasenia schreberi ［J］. Northern Horticulture，2008（3）：40-41.
[16]	喻阳华，李一彤，吴银菇，等. 土壤养分与叶功能性状对顶坛花椒果皮品质的影响［J］. 森林与环境学报，2023，43（1）：8-16.
	YU Y H， LI Y T， WU Y G，et al. Effects of soil and leaf traits on peel quality of Zanthoxylum planispinum ‘Dintanensis’［J］. Journal of Forest and Environment，2023，43（1）：8-16.
[17]	邓梦雅，朱丽，吴东慧，等. 蔬菜中矿物质含量测定、营养评价及风险评估［J］. 食品研究与开发，2018，39（9）：97-102.
	DENG M Y， ZHU L， WU D H，et al. Mineral content and nutritional value evaluation and risk assessment in vegetables［J］. Food Research and Development，2018，39（9）：97-102.
[18]	孟庆翔. 矿物质在肉牛饲养中的作用［J］. 饲料工业，2022，43（24）：1-8.
	MENG Q X. The role of minerals in beef cattle feeding［J］. Feed Industry，2022，43（24）：1-8.
[19]	EKHOLM P， REINIVUO H， MATTILA P，et al. Changes in the mineral and trace element contents of cereals，fruits and vegetables in Finland［J］. Journal of Food Composition and Analysis，2007，20（6）：487-495.
[20]	KONCZAK I， ROULLE P. Nutritional properties of commercially grown native Australian fruits：lipophilic antioxidants and minerals［J］. Food Research International，2011，44（7）：2339-2344.
[21]	MIRDEHGHAN S H， RAHEMI M. Seasonal changes of mineral nutrients and phenolics in pomegranate（Punica granatum L.）fruit［J］. Scientia Horticulturae，2007，111（2）：120-127.
[22]	李迎春，杨清平，陈双林，等. 光照对多花黄精生长、光合和叶绿素荧光参数特征的影响［J］. 植物研究，2014，34（6）：776-781.
	LI Y C， YANG Q P， CHEN S L，et al. Effect of light intensity on growth，photosynthetic and fluorescence characteristics of Polygonatum cyrtonema ［J］. Bulletin of Botanical Research，2014，34（6）：776-781.
[23]	顾妍，尹莲，孙玉东，等. 不同温度对大白菜叶绿素含量的影响［J］. 安徽农业科学，2025，53（1）：35-39.
	GU Y， YIN L， SUN Y D，et al. Effect of different temperature on chlorophyll content of Chinese cabbage［J］. Journal of Anhui Agricultural Sciences，2025，53（1）：35-39.
[24]	崔庆梅，吴利荣，陈斐，等. 高温胁迫对黄瓜幼苗生理生化及光合作用的影响［J］. 延安大学学报（自然科学版），2021，40（1）：23-26，31.
	CUI Q M， WU L R， CHEN F，et al. Effect of high temperature stress on physiological and biochemical characteristics and photosynthesis of Cucumis sativus L. seedlings［J］. Journal of Yanan University（Natural Science Edition），2021，40（1）：23-26，31.
[25]	高一航，张艳，李勋. 甘孜州丹巴县柏树林下七种植物碳含量研究［J］. 现代农业研究，2024，30（11）：92-96.
	GAO Y H， ZHANG Y， LI X. Study on carbon content of seven plants under cypress forest in Danba area of Ganzi prefecture［J］. Modern Agriculture Research，2024，30（11）：92-96.
[26]	李响，袁志友，焦峰. 温度和降水对中国草本植物、灌木和乔木养分重吸收特征的影响［J］. 水土保持研究，2023，30（2）：87-92.
	LI X， YUAN Z Y， JIAO F. Response of nutrient resorption of herbs，shrubs and trees to temperature and precipitation in China［J］. Research of Soil and Water Conservation，2023，30（2）：87-92.
[27]	宋亮平，楚新正，杨晶. 艾比湖湿地边缘带典型植物固碳能力研究［J］. 干旱区地理，2016，39（1）：136-143.
	SONG L P， CHU X Z， YANG J. Carbon sequestration capacity of typical plants in marginal zone of the Ebinur Lake wetland［J］. Arid Land Geography，2016，39（1）：136-143.
[28]	张韵. 三沙湾湿地主要植被的固碳能力及修复进展研究［D］. 青岛：中国海洋大学，2013.
	ZHANG Y. Study on carbon storage of dominant vegetation and restoration in Sansha Bay［D］. Qingdao：Ocean University of China，2013.
[29]	SCHULTZ R， ANDREWS S， O' REILLY L，et al. Plant community composition more predictive than diversity of carbon cycling in freshwater wetlands［J］. Wetlands，2011，31（5）：965-977.
[30]	汪海翔，杜春江，魏溱，等. 基于主成分分析的通海乌天麻适宜采收期研究［J］. 云南农业大学学报（自然科学版），2024（2）：101-107.
	WANG H X， DU C J， WEI Q’，et al. Study on the suitable harvest period of Gastrodia elata Bl. in Tonghai based on principal component analysis［J］. Journal of Yunnan Agricultural University（Natural Science），2024（2）：101-107.
[31]	孙博位，孙怡宁，原鹏强，等. 基于主成分分析综合评价不同采收期五味子果实品质［J］. 北方园艺，2024（11）：97-105.
	SUN B W， SUN Y N， YUAN P Q，et al. Comprehensive evaluation of fruit quality of Schisandra chinensis at different harvesting periods based on principal component analysis［J］. Northern Horticulture，2024（11）：97-105.

部位	采收期	水分含量/%	灰分含量/（g·kg^-1）	蛋白质含量/（g·kg^-1）	粗多糖含量/（g·kg^-1）
莼菜嫩叶	5月	98.71±0.16 a	1.1±0.2 ab	4.8±0.1 a	97.1±3.4 b
	6月	98.35±0.02 bc	1.0±0 bc	4.0±0.4 b	108.9±6.7 a
	7月	98.20±0.18 c	0.8±0 c	2.7±0.1 c	94.1±5.2 b
	8月	98.20±0.01 c	0.8±0.1 c	2.5±0.4 c	71.2±1.6 c
	9月	98.57±0.12 ab	0.9±0.1 bc	2.9±0.4 c	77.7±4.3 c
	10月	98.22±0.06 c	1.3±0 a	4.0±0.2 b	97.6±1.6 b
莼菜老叶	5月	89.25±0.68 a	13.9±0.7 b	33.0±0.5 a	58.5±0.9 b
	6月	88.76±0.52 a	11.7±0.2 c	20.6±0.3 c	93.6±1.6 a
	7月	88.05±0.98 ab	11.3±0.6 cd	19.3±1.0 cd	41.8±1.6 d
	8月	85.27±0.60 c	10.5±0.1 d	13.6±0.5 e	40.2±1.0 d
	9月	86.68±0.18 bc	13.9±0.1 b	18.5±0.7 d	52.4±0.9 c
	10月	86.68±0.40 bc	17.0±0.5 a	24.6±0.3 b	56.1±1.6 b

部位	采收期	水分含量/%	灰分含量/（g·kg^-1）	蛋白质含量/（g·kg^-1）	粗多糖含量/（g·kg^-1）
莼菜嫩叶	5月	98.71±0.16 a	1.1±0.2 ab	4.8±0.1 a	97.1±3.4 b
	6月	98.35±0.02 bc	1.0±0 bc	4.0±0.4 b	108.9±6.7 a
	7月	98.20±0.18 c	0.8±0 c	2.7±0.1 c	94.1±5.2 b
	8月	98.20±0.01 c	0.8±0.1 c	2.5±0.4 c	71.2±1.6 c
	9月	98.57±0.12 ab	0.9±0.1 bc	2.9±0.4 c	77.7±4.3 c
	10月	98.22±0.06 c	1.3±0 a	4.0±0.2 b	97.6±1.6 b
莼菜老叶	5月	89.25±0.68 a	13.9±0.7 b	33.0±0.5 a	58.5±0.9 b
	6月	88.76±0.52 a	11.7±0.2 c	20.6±0.3 c	93.6±1.6 a
	7月	88.05±0.98 ab	11.3±0.6 cd	19.3±1.0 cd	41.8±1.6 d
	8月	85.27±0.60 c	10.5±0.1 d	13.6±0.5 e	40.2±1.0 d
	9月	86.68±0.18 bc	13.9±0.1 b	18.5±0.7 d	52.4±0.9 c
	10月	86.68±0.40 bc	17.0±0.5 a	24.6±0.3 b	56.1±1.6 b

部位	采收期	铁	钙	钠
莼菜嫩叶	5月	5.1±1.7 a	213.8±40.4 a	40.3±3.1 c
	6月	5.0±1.8 a	43.1±16.1 c	35.7±11.4 d
	7月	0.7±0.2 c	10.9±3.7 d	29.9±1.8 e
	8月	1.4±0.6 b	7.7±2.7 e	29.8±4.2 e
	9月	1.4±0.9 b	55.4±5.3 b	50.6±21.4 b
	10月	5.1±2.4 a	213.9±74.5 a	52.1±17.0 a
莼菜老叶	5月	30.1±7.0 a	2 997.5±74.3 a	206.5±45.8 e
	6月	29.9±13.6 b	603.5±40.9 b	374.6±46.6 c
	7月	29.8±11.6 b	138.4±18.6 d	583.1±51.2 a
	8月	19.4±0.6 c	73.6±25.3 e	583.0±33.1 a
	9月	14.1±1.3 d	449.6±45.8 c	497.6±52.3 b
	10月	30.2±1.2 a	299 7.6±187.2 a	223.4±83.5 d

部位	采收期	铁	钙	钠
莼菜嫩叶	5月	5.1±1.7 a	213.8±40.4 a	40.3±3.1 c
	6月	5.0±1.8 a	43.1±16.1 c	35.7±11.4 d
	7月	0.7±0.2 c	10.9±3.7 d	29.9±1.8 e
	8月	1.4±0.6 b	7.7±2.7 e	29.8±4.2 e
	9月	1.4±0.9 b	55.4±5.3 b	50.6±21.4 b
	10月	5.1±2.4 a	213.9±74.5 a	52.1±17.0 a
莼菜老叶	5月	30.1±7.0 a	2 997.5±74.3 a	206.5±45.8 e
	6月	29.9±13.6 b	603.5±40.9 b	374.6±46.6 c
	7月	29.8±11.6 b	138.4±18.6 d	583.1±51.2 a
	8月	19.4±0.6 c	73.6±25.3 e	583.0±33.1 a
	9月	14.1±1.3 d	449.6±45.8 c	497.6±52.3 b
	10月	30.2±1.2 a	299 7.6±187.2 a	223.4±83.5 d

评价指标	莼菜嫩叶		莼菜老叶
评价指标	PC1	PC2	PC1	PC2
水分含量	0.578	0.398	0.577	-0.706
灰分含量	0.893	-0.155	0.783	0.411
蛋白质含量	0.936	-0.258	0.945	-0.100
粗多糖含量	0.509	-0.817	0.332	-0.693
铁含量	0.881	-0.404	0.521	-0.634
钙含量	0.942	0.137	0.935	0.193
钠含量	0.632	0.303	-0.955	0.032
叶绿素含量	0.795	0.543	0.833	0.452
总类胡萝卜素含量	0.803	0.536	0.543	0.829
碳含量	-0.896	0.290	-0.819	0.288
特征值	6.411	1.856	5.668	2.573
方差贡献率/%	64.115	18.562	56.678	25.734
累计方差贡献率/%	61.115	82.677	56.678	82.412