光照強度對豌豆、蘿卜芽苗菜營養品質及酚類含量的影響

余 婷，王前貴，田 強，陳鵬飛，閔騰輝，陳歡歡，胡銘達，秦 勇

(新疆農業大學林學與園藝學院，新疆 烏魯木齊 830052)

0 引言

芽苗菜是用作物種子或其他繁殖材料，在黑暗或弱光照環境中培養出的可食用的嫩芽苗、嫩梢、芽球及幼莖。芽苗菜具有生長周期短、營養豐富的優點，在生產中不用施肥、不施農藥、占地面積小，適合在大棚溫室進行工廠化生產[1-2]。現在市場上常見的芽苗菜主要有豌豆芽苗菜、蘿卜芽苗菜和蕎麥芽苗菜等[3]。光在植株生長過程中占據著重要地位，對植株的形態建成及品質提升起著重要作用。LED燈是一種新型照明光源，具有體積小、高效、低熱量和節能等優點，它在現階段的芽苗菜生產中是一種理想的人工光源，應用LED提升芽苗菜營養品質及產量已是目前的研究熱點[3-5]。

張立偉等[6]研究表明，紅藍混合光條件下的蘿卜芽苗菜的營養品質最好。耿靈靈等[7]研究發現，與白光處理相比，紅藍復合光3∶1不僅提高了豌豆芽苗菜的可食率、全株鮮質量等生長指標，還提高了可溶性糖、抗壞血酸等的含量。班甜甜等[8]研究表明，紅藍光4∶1處理的豌豆芽苗菜的干質量最大，其類胡蘿卜素也為對照的13倍。黃靜艷等[9]研究表明，750 lx光照度、4 h/d光周期條件下的薯芽菜口感鮮嫩、葉片鮮綠、品質較好。呂兵兵等[10]研究發現，在光周期為16 h/d、第4天時，苦蕎芽苗菜的蘆丁含量最高。張毅華等[11]研究發現，與黑暗處理相比，光照強度為3～9 μmol/(m2·s)處理的黑豆芽苗菜其生長狀況和部分營養品質都得到了提升。以上研究說明，光是影響芽苗菜生長及營養品質的重要因素。

目前，對于豌豆、蘿卜芽苗菜的研究多集中于播種密度、浸種時間及光質對其產量和品質的影響方面，而不同光照強度對豌豆、蘿卜芽苗菜的生長及營養品質的影響研究鮮見報道。本研究以“綠山谷麻豌豆2號”和“綠山谷白水晶蘿卜3號”為材料，選擇在芽苗菜生長的不同時期，研究不同光照強度對豌豆、蘿卜芽苗菜生長、營養品質及酚類含量的影響，旨在為建立適宜豌豆、蘿卜芽苗菜工廠化生產的LED光源提供參考，為豌豆、蘿卜芽苗菜的功能性開發提供一定的理論依據，達到提升產量、改善品質的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為“綠山谷麻豌豆2號”和“綠山谷白水晶蘿卜3號”，均來自北京綠山谷芽苗菜有限責任公司。

1.2 試驗方法

選擇顆粒飽滿、色澤鮮亮的種子，分別稱取(干質量)豌豆種子92.2 g/盤、蘿卜種子19.2 g/盤，洗凈后進行浸泡(豌豆浸泡24 h，蘿卜浸泡12 h)，撈出后洗去黏液，均勻置于鋪有濕潤育苗紙的栽培盤中，栽培盤放在遮光布覆蓋的栽培架上，在黑暗條件下進行催芽。待植株的芽長為2～3 cm時進行LED光照處理，燈管在鹽城市賽瑞特半導體照明有限公司進行訂制，使用GLZ-C-G光合有效輻射計測定光照強度，調節燈管與栽培盤的距離，使得光照強度滿足試驗需求。使用定時器調控光周期，植株光照時2～3 h噴灑一次清水保持濕潤。

豌豆光質為紅光∶藍光=5∶1，光周期為16 h/d；蘿卜光質為紅光∶藍光=9∶1，光周期為12 h/d。采用隨機區組設計，以光照強度為變量設置單因素試驗，共設置4個處理，每個處理6次重復，每個重復1盤。處理A為20 μmol/(m2·s)；處理B為30 μmol/(m2·s)；處理C為50 μmol/(m2·s)；處理D為100 μmol/(m2·s)；豌豆、蘿卜芽苗菜的各處理于生長的第4天、第6天及第8天進行采收，測定相關指標。

1.3 測定指標

1.3.1 生長指標測定

用直尺測定并記錄株高(植株莖基部到自然生長最高點的高度)；游標卡尺測定并記錄莖粗(植株莖基部的莖粗)；用電子天平測定地上部鮮質量、地上部干質量。

1.3.2 生理指標及酚類含量測定

采用硫酸-蒽酮比色法測定可溶性糖；采用考馬斯亮藍G-205染色法測定可溶性蛋白質；采用2，6-二氯靛酚鈉法測定維生素C含量；采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法測定總黃酮含量；采用購于北京索萊寶科技有限公司的試劑盒測定總酚含量[12-14]。

1.4 數據分析

采用Excel 2016、SPSS 19.0對試驗數據進行統計分析處理。

2 結果與分析

2.1 生長特性

由表1可知，不同光照強度對豌豆、蘿卜芽苗菜的生長影響較大。在豌豆芽苗菜生長過程中，第4～6天時，處理A的地上部鮮質量及地上部干質量顯著高于其他處理，處理D的莖粗為最大；而第8天時，處理A的株高、莖粗為最大值，處理B的地上部鮮質量最大，說明在豌豆芽苗菜前期的生長過程中，處理A能滿足植株生長的需求，而在豌豆芽苗菜后期生長中，處理A能促進植株的生長，處理B能促進植株生物量的增加。在蘿卜芽苗菜生長過程中，在第4～6天中，處理A的株高、莖粗、地上部鮮質量為最大，第8天時，處理D的地上部鮮質量、地上部干質量最大，說明處理A有利于植株株高的增加，處理D促進植株干物質的積累。

表1 光照強度對豌豆、蘿卜芽苗菜生長的影響

2.2 營養品質

2.2.1 可溶性糖含量

由圖1可知，豌豆芽苗菜的可溶性糖含量呈增加趨勢，均在第8天達到最大值，4個處理第8天的可溶性糖含量依次是第4天的3.4、3.5、2.6和2.4倍，其中處理A的可溶性糖含量變化范圍為5～17.22 mg/g，3個生長期的可溶性糖含量差異顯著，并以第8天的值為最大。在蘿卜芽苗菜的生長過程中，可溶性糖含量先增加后減少，并在第6天達到最大值，各個生長期的可溶性糖含量差異顯著，處理D的可溶性糖含量變化范圍為7.46～12.28 mg/g，在第8天時處理D的值最大，為10.65 mg/g。

2.2.2 可溶性蛋白含量

由圖2可看出，豌豆芽苗菜的可溶性蛋白含量在其生長過程中不斷地增加，說明不同的光照強度均能促進豌豆芽苗菜中可溶性蛋白含量的累積。處理A的可溶性蛋白含量變化范圍為24.83～51.34 mg/g，各生長期的可溶性蛋白含量差異顯著，第8天的值最大，且第8天的含量是第4天的2.1倍。蘿卜芽苗菜的可溶性蛋白含量隨著植株的生長而逐漸增加，4個處理第8天的可溶性蛋白含量依次是第4天的1.7、1.7、2.0和2.5倍，處理D的可溶性蛋白含量變化范圍為13.12～33.28 mg/g，其第8天的含量顯著高于其他處理，為33.28 mg/g。

2.2.3 維生素C含量

由圖3可以看出，豌豆芽苗菜的維生素C含量隨著芽苗菜的生長是先增加后減少，第8天時維生素C含量大小順序為處理C>處理D>處理B>處理A，處理C的維生素C含量的變化范圍為0.48～0.85 mg/g，在第6天具有最大值，其第8天是第4天的1.7倍，增長了68.8%。蘿卜芽苗菜在第8天時，處理D的維生素C含量最高，為0.48 mg/g，是第4天的1.8倍，增長了77.8%；處理C的變化范圍為0.28～0.47 mg/g，并在第8天時具有最大值，且與處理D無顯著差異。

2.3 酚類含量

2.3.1 總酚含量

由圖4可知，不同光照強度對豌豆芽苗菜的總酚含量的影響不同，處理A的總酚含量變化范圍為380.73～474.14 ng/L，第8天的總酚含量是第4天的1.2倍，增長了24.5%；處理D的總酚含量在第8天時含量最低，與其他兩個處理差異顯著，同時第6天的總酚含量是第8天的1.2倍，增長了15.6%。蘿卜芽苗菜的總酚含量隨著生長時間的增加，呈先減少后增加的趨勢。處理D的變化范圍為441.47～413.40 ng/L，在第6～8天都顯著高于其他處理，3個生長時期的總酚含量差異顯著，第8天的總酚含量為416.62 ng/L。

2.3.2 總黃酮含量

由圖5可以看出，隨著豌豆芽苗菜的生長，其黃酮含量也在不斷地增加，處理A變化范圍為1.43～2.30 mg/g，第4天的黃酮含量最低，與其他兩個處理差異顯著，第8天是第4天的1.6倍，增長了60.8%。處理D的黃酮含量在第4天時達到最低，第6天時最高，與第4天相比，增加了37.7%。蘿卜芽苗菜不同處理的黃酮含量變化不同，處理B的黃酮含量變化范圍為2.31～2.54 mg/g，在第6天和第8天均為最大值。處理D的黃酮含量在第8天為2.37 mg/g，與處理B無顯著差異。

3 討論

光影響著植株的生長及發育，是植株生長發育過程中的重要環境因素之一[15]。研究表明，不同的光照強度在不同程度上影響著豌豆、蘿卜芽苗菜的生長特性。種子在萌發過程中，光加快了種子的新陳代謝，使得作物的生長特性發生了顯著的變化[16]。本試驗中，隨著生長時間的增加，芽苗菜的生長指標數值逐漸增大，均在第8天達到最大值，這與王偉等[17]的研究結果基本一致。3個時期的豌豆、蘿卜芽苗菜的莖粗變化不大。在第8天時，處理A的豌豆、蘿卜芽苗菜的株高最高，處理B的豌豆芽苗菜地上部鮮質量最大，處理D的蘿卜芽苗菜地上部鮮質量最大，說明弱光條件有利于芽苗菜的伸長，相對較強的光條件能滿足芽苗菜生長的需求，能促進芽苗菜鮮質量的增加。

可溶性糖以信號分子的形式存在，是一種滲透調節物質，在植株生長過程中起著調控的作用[18]。趙碩等[19]研究發現，適量增加光照強度有利于蕹菜芽苗菜的可溶性糖含量的增加。郎曉娟[20]研究發現，在大豆芽苗生長的第3天時，其營養價值最高。紀紅等[21]研究發現，在花生芽苗的生長過程中，其蛋白質含量在第2～8天都在不斷升高，于第8天具有最大值。本試驗中，豌豆芽苗菜的可溶性糖、可溶性蛋白含量都隨著生長時間的增加而增加，并都在第8天達到最大值，處理A的可溶性糖、可溶性蛋白含量最大，這說明適當的光照強度能提高豌豆芽苗菜的可溶性糖含量和碳水化合物的積累，這與馬超[22]對大豆芽苗菜的研究一致。蘿卜芽苗菜的可溶性糖在第6天具有最大值，可溶性蛋白在第4天具有最大值，第8天時，處理D、處理C含量最高，說明隨著生長時間的增加，較高的光照強度能提高蘿卜芽苗菜的可溶性糖、可溶性蛋白含量，這與紀紅等[21]對花生芽苗的研究不同，可能是由于品種不同造成的。

維生素C是一種水溶性維生素，具有增加人體免疫力，預防和治療壞血病以及促進代謝的功能[23]。PEREZ-BALIBREA等[24]研究發現，相比于黑暗條件，光照能促進花椰菜芽的酚類化合物、維生素C等營養物質的合成。LOGAN B A等[25]研究發現，隨著太陽輻射的增加，植株的抗壞血酸含量也在上升。本試驗中，豌豆芽苗菜的維生素C含量在第6天達到最大值，第8天的最大值在處理C；蘿卜芽苗菜的維生素C含量隨著光照強度的增加而升高，第8天時處理D的含量最高，這與LOGAN B A等[25]的研究基本一致。豌豆、蘿卜芽苗菜的維生素C含量最高值沒有出現在同一個時期，可能是由于豌豆、蘿卜本身的品種特性造成的。

酚類物質是一種自然的抗氧化物質，它的含量越高時，抗氧化的能力就越強，總酚物質具有抗病毒及抗氧化的功能[26-27]。當種子的酚類物質含量較高時，其萌發后幼苗的酚類物質含量也會相對較高[24，28]。綠豆、大豆的異黃酮含量在萌發的第4天達到最大值，具有較高的營養價值[29-30]。本試驗中，豌豆芽苗菜的總酚含量、總黃酮含量在第6天時處理D含量最高，第8天時處理A含量最高。這與汪旭等[29]、汪洪濤等[30]的研究結果相似。紅小豆、黑大豆在開始萌發后由于種皮上的色素損傷，其酚類物質會出現先減少后增加的趨勢[31]。本試驗中蘿卜芽苗菜的總酚含量隨著培養時間的增加會出現先減少后上升的現象，這與LIN P Y等[31]的研究結果一致。

4 結論

研究結果表明，不同光照強度對豌豆、蘿卜芽苗菜的生長特性及酚類含量的影響較大。綜合以上分析結果，豌豆芽苗菜中，30 μmol/(m2·s)處理的植株產量最高，品質相對較低，20 μmol/(m2·s)處理的植株營養品質及酚類含量最高，產量相對較低；蘿卜芽苗菜中，100 μmol/(m2·s)條件下的植株產量較高，品質也相對較高，因此建議根據生產需求選擇適宜的光照強度。