改良型植物營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)番茄果實(shí)中番茄紅素含量的影響

彭亮　孫智明　黃芝淇

摘要：通過(guò)加入適量微量元素鋅、錳、硼，以及環(huán)化酶抑制劑煙堿，對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)劑進(jìn)行改良。采用田間試驗(yàn)和儀器分析方法，研究了改良后的植物營(yíng)養(yǎng)劑對(duì)番茄果實(shí)中番茄紅素含量的影響。結(jié)果表明，在Zn∶Mn∶B∶植物營(yíng)養(yǎng)劑=2.84∶0.25∶0.23∶100，添加80 mg/L煙葉水提物的條件下，番茄果實(shí)中番茄紅素含量有了很大的提高，從對(duì)照的8.57 mg/kg增加到21.32 mg/kg，具有很好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：改良型植物營(yíng)養(yǎng)劑；番茄紅素；煙堿

中圖分類號(hào)：S641.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）09-0086-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.09.020

Effects of Improved Plant Nutrition on Changes of Lycopenes Contents

in Fruit of Tomato

PENG Liang，SUN Zhi-ming，HUANG Zhi-qi，YAN Jie-yu，ZHANG Zhe，ZHANG Zhi-yuan，TANG Jian-zhou

（Department of Biological and Environmental Engineering，Changsha University，Changsha 410003，China）

Abstract： Plant nutrition was improved by adding a moderate amount of trace element zinc，manganese，boron，and cyclase inhibitor nicotine. The field experiment and instrument analytical method were conducted to study the effects of the Improved Plant Nutrition on the lycopene content in tomato fruit. The results showed that， under the condition of the Zn∶Mn∶B∶Plant Nutrition=2.84∶0.25∶0.23∶100， adding 80 mL/L tobacco water extract，the lycopene content had a very big enhancement，increased from 8.57 mg/kg of the contrast to 21.32 mg/kg，which had the very good application prospect.

Key words： Improved Plant Nutrition； lycopene； nicotine

番茄紅素主要存在于茄科植物番茄成熟的果實(shí)中。由于其具有強(qiáng)抗氧化性，在防癌抗癌、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、延緩衰老等方面有著極其重要的作用[1]。研究表明，適宜的鋅水平、錳水平和硼水平對(duì)番茄產(chǎn)量以及風(fēng)味品質(zhì)有影響，是保證番茄高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要因素[2-4]。因此，在肥料中加入一定量的鋅、錳和硼元素，能夠有效提高番茄紅素含量。而且，番茄紅素是由植物類異戊二烯途徑中前體物質(zhì)GGPP（牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸）轉(zhuǎn)化而來(lái)，番茄紅素在環(huán)化酶的作用下生成β-胡蘿卜素等產(chǎn)物[5，6]。添加合適的環(huán)化酶抑制劑可以抑制番茄紅素到β-胡蘿卜素的環(huán)化途徑，大量積累番茄紅素[7，8]。常見的環(huán)化酶抑制劑有咪唑、吡啶、煙堿等[9]，但是咪唑、吡啶等有毒，對(duì)人健康有危害，而煙堿本身存在于茄科植物中，且有殺蟲作用，所以它是良好的環(huán)化酶抑制劑。

為此，試驗(yàn)以長(zhǎng)沙學(xué)院植物工程研究室制備的植物營(yíng)養(yǎng)劑為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行改良。加入微量元素鋅、錳、硼，制成改良型植物營(yíng)養(yǎng)劑，與市場(chǎng)上常見的綠芬威、諾翠豐進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)葉面噴施，以期提高番茄果實(shí)中番茄紅素的含量。并在此基礎(chǔ)上加入煙堿，研究不同煙堿加入量對(duì)番茄紅素含量的影響，并對(duì)番茄果實(shí)煙堿殘留量進(jìn)行了分析。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試番茄品種 供試番茄品種為群興903。

1.1.2 供試肥料 供試肥料有市售生物有機(jī)肥、市售葉面肥（綠芬威、諾翠豐）、植物營(yíng)養(yǎng)劑（長(zhǎng)沙學(xué)院植物工程研究室研制）。

1.1.3 改良型植物營(yíng)養(yǎng)劑的制備 按照Z(yǔ)n∶Mn∶B∶植物營(yíng)養(yǎng)劑=2.84∶0.25∶0.23∶100（100 mL植物營(yíng)養(yǎng)劑中按質(zhì)量比加入相應(yīng)的微量元素，即Zn 2.84 g，Mn 0.25 g，B 0.23 g），添加微量元素制備得到。

1.1.4 煙葉水提物的制備 取一定量的煙葉，加入500 mL 10% HCl，沸騰回流20 min。隨后用40%的NaOH調(diào)節(jié)pH至9～10。然后將混合物轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)行負(fù)壓蒸餾，收集蒸餾液。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 不同葉面肥對(duì)番茄果實(shí)中番茄紅素含量的影響 試驗(yàn)按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)5個(gè)處理，處理1：清水（對(duì)照）；處理2：綠芬威，噴施濃度為0.10%；處理3：諾翠豐，噴施濃度為0.75%；處理4：植物營(yíng)養(yǎng)劑，噴施濃度為0.50%；處理5：改良型植物營(yíng)養(yǎng)劑，噴施濃度為0.67%。每處理3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)66.7 m2。番茄植株行距35 cm×35 cm，每小區(qū)550株。

1.2.2 不同煙葉水提物添加量對(duì)番茄果實(shí)中番茄紅素含量的影響 試驗(yàn)按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)5個(gè)煙葉水提物添加量，分別為60、70、80、90、100 mg/L，改良型植物營(yíng)養(yǎng)劑噴施濃度為0.67%。每處理3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)66.7 m2。番茄植株行距35 cm×35 cm，每小區(qū)550株。

1.3 施肥方法

1.3.1 基肥 采用挖穴深施方式，每個(gè)處理都施1次市售生物有機(jī)肥作為基肥，用量為0.5 kg/株。

1.3.2 追肥 按試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行葉面施肥，開花前期噴施1次，坐果后每7 d噴施1次，連噴3次，噴施以葉面葉背出現(xiàn)霧珠不掉下為宜，噴施時(shí)間為傍晚5：00后，噴施量為每666.7 m2噴施78 kg植物營(yíng)養(yǎng)劑。

1.4 番茄紅素含量分析

番茄結(jié)果中期取樣，測(cè)定第2次坐果和第3次坐果果實(shí)的品質(zhì)。番茄紅素含量采用石油醚抽取比色法測(cè)定。

1.5 煙堿殘留分析

采用高效液相色譜法。色譜柱：Hypersil BDS C18 5 μm；流動(dòng)相：0.1 mol/L磷酸二氫鉀-磷酸緩沖溶液（pH 2.5）；流速：1.5 mL/min；進(jìn)樣量：5 μL；檢測(cè)波長(zhǎng)：260 nm。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉面肥對(duì)番茄果實(shí)中番茄紅素含量的影響

由圖1可以看出，不同葉面肥處理番茄果實(shí)中番茄紅素含量較對(duì)照8.57 mg/kg均有明顯增加，處理2、處理3、處理4和處理5分別增加了22.7%、39.3%、55.1%和82.6%，以改良型植物營(yíng)養(yǎng)劑增加最為明顯。鋅、錳和硼是番茄生長(zhǎng)的必需微量元素，適宜的鋅、錳和硼水平能夠有效提高番茄果實(shí)中番茄紅素的含量。

2.2 煙葉水提物中煙堿含量分析

煙堿純品價(jià)格比較昂貴，而煙葉中煙堿的含量為1%～3%。煙葉水提物中主要成分為煙堿。根據(jù)圖2煙堿標(biāo)準(zhǔn)品的回歸方程計(jì)算得出煙堿含量為2.65 mg/L。因此試驗(yàn)中可用煙葉水提物代替煙堿，更加符合實(shí)際生產(chǎn)。

2.3 不同煙葉水提物添加量對(duì)番茄果實(shí)中番茄紅素含量的影響

由圖3可知，隨著煙葉水提物添加量的增加，番茄果實(shí)中番茄紅素的含量先增大后逐漸趨于平緩，在80 mg/L的添加量時(shí)，番茄紅素含量最大，達(dá)到了21.32 mg/kg。

2.4 番茄果實(shí)中煙堿殘留量的分析

煙堿是一種天然農(nóng)藥，能夠有效防治蟲害。但是它極易被口腔、消化道和呼吸道吸收，對(duì)人體有毒害作用，嚴(yán)重時(shí)可使心臟麻痹而致死。成人致死量為40～75 mg，兒童致死量為10～20 mg[10]。因此，有必要對(duì)番茄果實(shí)中煙堿殘留量進(jìn)行檢測(cè)。日本“食品中殘留農(nóng)業(yè)化學(xué)品肯定列表制度”規(guī)定了煙堿類農(nóng)藥在水果蔬菜上0.05～5.00 mg/kg的最大殘留限量。試驗(yàn)中高效液相色譜法的檢出限為0.004 mg/kg，結(jié)果表明，未檢測(cè)到番茄果實(shí)中有煙堿殘留，符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

3 小結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，在植物營(yíng)養(yǎng)劑中加入鋅、錳、硼等微量元素以及煙葉水提物以后，番茄果實(shí)中番茄紅素的含量大大提高，提高了番茄的附加值，為番茄紅素的擴(kuò)大生產(chǎn)提供了一定的理論依據(jù)，具有很好的應(yīng)用前景。

環(huán)化酶抑制劑應(yīng)用于微生物發(fā)酵來(lái)提高番茄紅素積累量的報(bào)道較多，而應(yīng)用于葉面肥方面的研究較少，因此，環(huán)化酶抑制劑提高番茄果實(shí)中番茄紅素含量的機(jī)理研究是今后工作的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳文靜，張 歡，董 旭，等.番茄紅素的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（27）：29-32，99.

[2] 侯雷平，吳俊華，李梅蘭，等.供鋅水平對(duì)番茄果實(shí)抗氧化性及風(fēng)味品質(zhì)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2010，16（3）：763-767.

[3] 侯雷平，吳俊華，李遠(yuǎn)新.缺錳和多錳對(duì)番茄產(chǎn)量及風(fēng)味品質(zhì)的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，24（1）：83-87.

[4] 李梅蘭，吳俊華，李遠(yuǎn)新，等.不同供硼水平對(duì)番茄產(chǎn)量及風(fēng)味品質(zhì)的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2009，23（5）：875-878.

[5] 劉 滌，胡之壁.植物類異戊二烯生物合成途徑的調(diào)節(jié)[J].植物生理學(xué)通訊，1998，34（1）：1-9.

[6] LOPEZ-NIETO M J，COSTA J，PEIRO E，et al. Biotechnological lycopene production by mated fermentation of Blakeslea trispora[J].Appl Microbiol Biotechnol，2004，66（2）：153-159.

[7] BHOSALE P. Environmental and cultural stimulants in the production of carotenoids from microorganisms[J].Appl Microbiol Biotechnol，2004，63（4）：351-361.

[8] 徐 娜，鄭 珩，許激揚(yáng).環(huán)化酶抑制劑對(duì)三孢布拉霉產(chǎn)生番茄紅素的影響[J].中國(guó)抗生素雜志，2006，31（6）：372-375.

[9] 王 強(qiáng)，余曉斌.三孢布拉霉發(fā)酵產(chǎn)番茄紅素的研究進(jìn)展[J].微生物學(xué)通報(bào)，2015，42（2）：420-426.

[10] 杜鳳君.食品中煙堿殘留的色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析方法研究[D].福建廈門：集美大學(xué)，2012.