鄭回勇，章淑妹，許 靜，蔡淑芳，肖華山，吳敬才，余文權(quán)*

(1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院數(shù)字農(nóng)業(yè)研究所 350003；2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院； 3.福建師范大學(xué))

2017-07-03

鄭回勇，男，1968年生，副研究員。

*通訊作者：余文權(quán)，男，1972年生，教授級高級農(nóng)藝師(E-mail：825938827@qq.com)。

福建省科技重大專項專題(2014NZ0002-2)；福建省發(fā)展與改革委員會五新項目(閩發(fā)改農(nóng)業(yè)函[2014]198號)；福建省發(fā)展與改革委員會五新項目(閩發(fā)改投資[2015]489號)；福州市發(fā)展與改革委員會2015年產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新專項(榕發(fā)改推介[2015]27號)；福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊PI項目(2016PI-45)；福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生產(chǎn)性工程化實驗室(2014GCH-9)；福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生產(chǎn)性工程化實驗室(2014GCH)；福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院一般項目(A2016-4)；福建省農(nóng)業(yè)科院科技創(chuàng)新項目(YC2017-12)；福建省自然科學(xué)基金項目(2017J01045)。

無土栽培番茄營養(yǎng)品質(zhì)及安全品質(zhì)分析與評價

鄭回勇1，章淑妹1，許 靜2，蔡淑芳1，肖華山3，吳敬才1，余文權(quán)2*

(1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院數(shù)字農(nóng)業(yè)研究所 350003；2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院； 3.福建師范大學(xué))

對54個國內(nèi)外番茄品種(系)進(jìn)行無土栽培，對其營養(yǎng)成分及不良品質(zhì)進(jìn)行測定與分析，并采用優(yōu)良品質(zhì)與不良品質(zhì)的綜合指標(biāo)法進(jìn)行綜合評價，結(jié)果表明：無土栽培的番茄，其主要營養(yǎng)成分平均值分別為抗壞血酸369.60 mg/kg、番茄紅素54.92 mg/kg、可溶性固形物4.27%、總糖4.66%、總酸0.48%，基本處于前人研究的上限或高于上限；硝酸鹽含量30.15 mg/kg、亞硝酸鹽含量1.08 μg/g，均明顯低于國家無公害蔬菜安全標(biāo)準(zhǔn)值，其中T2014-6綜合評價得分最高。

無土栽培；番茄；營養(yǎng)品質(zhì)；安全品質(zhì)；評價

番茄是世界上種植范圍最廣、種植面積與總產(chǎn)量最高的蔬菜之一，在我國蔬菜產(chǎn)業(yè)中，番茄種植占有舉足輕重的地位。據(jù)統(tǒng)計，2014年全球番茄產(chǎn)量達(dá)1.7億t，其中中國產(chǎn)量5260萬t，占世界產(chǎn)量的31%，居世界第1位[1]。 但是番茄生產(chǎn)普遍存在著連作障礙加重、病蟲害逐年增加、農(nóng)藥化肥污染嚴(yán)重、栽培技術(shù)落后等問題[2-4]，嚴(yán)重制約了番茄產(chǎn)業(yè)發(fā)展。解決這些問題已成為當(dāng)下政府和農(nóng)業(yè)科技部門的工作重點。另一方面，隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，民眾生活水平不斷提高，人們對番茄等蔬菜的營養(yǎng)品質(zhì)、安全性的要求越來越高。通過創(chuàng)新種植方法、優(yōu)良品種篩選來提高番茄產(chǎn)量與品質(zhì)，一直是番茄產(chǎn)業(yè)的研究熱點[1]。

番茄無土栽培不接觸土地，無土傳病蟲害，可避免連作障礙，與水肥一體化設(shè)備結(jié)合使用，可實現(xiàn)自動化精準(zhǔn)施肥，因而具有生長快、產(chǎn)量高、品質(zhì)高、產(chǎn)品無農(nóng)殘、省工等優(yōu)點，是綜合解決目前番茄產(chǎn)業(yè)存在問題的重要途徑之一[5]。近幾年來，番茄無土栽培技術(shù)在我國逐步推廣應(yīng)用，但仍處于初始階段，存在著設(shè)施設(shè)備、農(nóng)用資材、種子種苗不配套等問題，特別是番茄無土栽培專用品種仍然嚴(yán)重依賴進(jìn)口。因此，引進(jìn)與篩選適合無土栽培且品質(zhì)優(yōu)良的番茄品種具有重要意義。

本研究對54個國內(nèi)外無土栽培番茄品種(系)的營養(yǎng)成分和安全品質(zhì)進(jìn)行分析，并開展綜合評價，以期篩選出適合無土栽培、綜合營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的番茄品種，為番茄無土栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試材料共有54個，其中：中大果類14個、小果類40個。試驗品種由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院數(shù)字農(nóng)業(yè)研究所提供，主要來自以色列、美國、中國等地。供試番茄品種(系)如表1所示。

表1 參試番茄品種(系)無土栽培的品質(zhì)指標(biāo)測定及綜合評價

續(xù)表1

品種(系)抗壞血酸番茄紅素可溶性固形物含量(mg/kg)指數(shù)含量(mg/kg)指數(shù)含量(%)指數(shù)總酸(%)總糖(%)糖酸比硝酸鹽亞硝酸鹽比值指數(shù)含量(μg/g)指數(shù)含量(μg/g)指數(shù)綜合評價指數(shù)107329222822334330589558994922973-2206-44108326232421023620432262960912619-1028-15109413343610524230376281474912437-1044-171124138738912333204484832108023744-4063-151134919145970216102703281121633191-2064-171143285425091218102883461120332253-1085-251163781425469258406606660100923582-3256-431174024038648355405255824111023403-3050-181184027838399364404767706161943566-3162-3811940554376353594063359949472376-4173-35364408413848436840719674293822526-1132-29中雜105373982480521410280130046512951-2058-13甜橙番茄243891154812510376214257013019-2097-20黃圣女果56462491113520374332688822538-1073-17黃洋梨番茄285661106712820423325877112712-2057-12綠還瑪瑙番茄259521126812510329261579412556-1055-12千禧2970114399238204336833157742916-2169-34金玲瓏4081532621130203785465144632982-2245-43愛珠3552229911428203334908147243071-2057-19朱女3466228151336205016048120833366-3201-43小明346442933943520493455692423448-3114-25鳳珠3877424928238206074896807232-3094-23春桃2500314991245304035048125232587-1148-35T2014-650182412192444304085468133932433-1071-112粉玉3218525900254305265703108322425-1070-17T2014-3282021422523220619532886122434-1070-15佳女3140617749337205566152110622689-2089-24平均值3696054923900484669883015108標(biāo)準(zhǔn)差72652863119014154296472060變異系數(shù)(%)2052312933301656

1.2試驗設(shè)計

試驗在福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中以示范農(nóng)場玻璃溫室進(jìn)行，共設(shè)54個處理，即54個番茄品種(系)，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。采用單干整枝栽培，行距160 cm，株距25 cm。于2014年9月育苗，10月定植，2015年1月開始第1次生理生化測定，2月重復(fù)測定。

所有品種均用純椰糠基質(zhì)條栽培，基質(zhì)條規(guī)格為20 cm×15 cm×100 cm，由新思路(廈門)農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。水肥管理由水肥一體化系統(tǒng)自動進(jìn)行，每天的灌溉時間為7：30、9：30、12：00、15：30各1次，每次8～15 min。營養(yǎng)液基準(zhǔn)工作濃度為N 200 mg/L、P 45 mg/L、K 210 mg/L、Ca 180 mg/L、Mg 90 mg/L、S 120 mg/L。在實際灌溉時，根據(jù)季節(jié)及天氣條件由計算機(jī)自動調(diào)節(jié)EC值，EC值范圍1.5～2.5 ms/cm。

1.3測定項目

隨機(jī)從每個品種(系)不同植株選取成熟的番茄30粒，用組織搗碎機(jī)搗碎后測定，3次重復(fù)。測定指標(biāo)主要包括抗壞血酸、番茄紅素、可溶性固形物、總糖、總酸等營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)，以及硝酸鹽、亞硝酸鹽等安全品質(zhì)指標(biāo)?？箟难釡y定采用紫外分光光度法[6]、番茄紅素測定采用萃取比色法[7]、總糖測定采用斐林試劑法[8]、總酸測定采用酸堿滴定法[9]、可溶性固形物測定采用折光法[10]，硝酸鹽測定采用紫外分光光度法[11]、亞硝酸鹽測定采用國標(biāo)法[12]。

1.4營養(yǎng)品質(zhì)評價

營養(yǎng)品質(zhì)評價有多種方法，其中較為常用的方法有模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法和相對營養(yǎng)值法。模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法將營養(yǎng)品質(zhì)分為優(yōu)良指標(biāo)和不良指標(biāo)，分別計算兩種指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)，再根據(jù)兩種指標(biāo)函數(shù)值的差值來判斷不同品種的品質(zhì)[13]；相對營養(yǎng)值法則通過計算各營養(yǎng)成分相對營養(yǎng)值來進(jìn)行品質(zhì)評價[14]。本試驗參考綜合指標(biāo)法方法[15]，并經(jīng)過改良，通過對不同指標(biāo)測定結(jié)果進(jìn)行分級，根據(jù)優(yōu)良指標(biāo)等級與不良指標(biāo)等級綜合評價不同品種的品質(zhì)。

應(yīng)用EXCEL 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同品種番茄營養(yǎng)指標(biāo)的比較分析

參試番茄品種(系)的主要營養(yǎng)指標(biāo)如表1所示，可以看出不同品種間各營養(yǎng)指標(biāo)差異較大。

2.1.1抗壞血酸含量 54個番茄品種(系)的抗壞血酸平均含量為369.60 mg/kg，變幅為237.58～564.62 mg/kg，品種(系)間的變異系數(shù)為20%。以小果番茄品種黃圣女果的抗壞血酸含量最高，達(dá)564.62 mg/kg；其后依次是小果品系102和T2014-6，兩者抗壞血酸含量均超過500 mg/kg。

2.1.2番茄紅素含量 參與測試的54個品種(系)的番茄紅素含量平均值為54.92 mg/kg，變幅為4.09～121.92 mg/kg，變異系數(shù)達(dá)52%。以小果番茄T2014-6的番茄紅素含量最高；其次是以色列小果品系243202，兩者均高于100 mg/kg。54個番茄果實顏色可肉眼清晰地分為淡黃、黃、綠色、粉紅、紅色、橙紅、深紫色7種類型。番茄紅素含量平均值以深紫色品種最高，平均含量為78.75 mg/kg；紅色品種次之，平均含量為68.90 mg/kg；隨后依次為粉紅色品種(53.18 mg/kg)、橘紅色品種(25.88 mg/kg)、綠色品種(14.08 mg/kg)，黃色品種和淡黃色品種最低。表明番茄紅素的高低與番茄顏色深淺有明顯的關(guān)系。

2.1.3可溶性固形物含量 54個番茄品種(系)的可溶性固形物平均含量為3.90%，變幅為1.4%～6.8%，品種間的變異系數(shù)為31%。來自美國的小果番茄品種364的可溶性固形物含量最高，為6.8%；大果番茄品種中雜105的可溶性固形物含量最低，只有1.4%。

2.1.4總酸、總糖及糖酸比 54個參試番茄品種的總酸度平均值為0.48%，變幅為0.24%～0.86%，變異系數(shù)為29%；總糖平均值為4.66%，變動幅為1.300%～7.706%，變異系數(shù)33%。糖酸比是番茄果實口味的重要決定因素，對果實保質(zhì)期也有一定影響。54個品種(系)的糖酸比平均值為9.88，變異系數(shù)30%。糖酸比以White Cherry OG為最高，為17.99%；小果番茄118和千禧緊跟其后，均超過15；以大果番茄品種中雜105為最低，只有4.65；大果番茄品種Trust F1糖酸比小于5。對大、中、小果番茄的糖酸比分析表明，小果番茄和中果番茄的糖酸比相當(dāng)，其平均值分別為10.65和11.37，明顯高于大果番茄(7.29)。這可能與不同番茄品種的育種目標(biāo)有關(guān)，一般而言中小果番茄主要用于鮮食，而大果番茄主要用作烹飪或加工原料。

2.2不同品種安全指標(biāo)的比較分析

亞硝胺是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，其前體物為硝酸鹽和亞硝酸鹽[16]。由于番茄無土栽培過程中使用的營養(yǎng)液含有大量的硝酸鹽，采用無土栽培的番茄是否會導(dǎo)致番茄果實的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量升高，已成為人們最為關(guān)注的問題。本研究對54個番茄品種(系)的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量進(jìn)行測定，結(jié)果如表1所示。

2.2.1硝酸鹽含量 54個番茄品種(系)的硝酸鹽含量平均值為30.15 μg/g，變幅為21.54～42.36 μg/g，其中大果番茄品種Granadero F1含量最高，達(dá)42.36 μg/g；小果番茄品種Sweet Olive F1含量最低，只有21.54 μg/g；兩者均遠(yuǎn)低于無公害蔬菜標(biāo)準(zhǔn)600 μg/g[17]。此外，在所有測試的指標(biāo)中硝酸鹽含量變異系數(shù)最低，為16%。表明番茄果實中硝酸鹽含量可能與栽培方式關(guān)聯(lián)較大，受品種影響較小。

2.2.2亞硝酸鹽含量 對54個番茄品種(系)果實中的亞硝酸鹽進(jìn)行分析表明，無土栽培番茄果實的亞硝酸鹽含量平均值為1.08 μg/g，變幅為0.18～2.56 μg/g，均低于無公害蔬菜標(biāo)準(zhǔn)值(4 μg/g)[17]。其中，小果番茄品系116含量最高，大果番茄品種SC Moskvich OG含量最低。亞硝酸鹽變異系數(shù)較大，達(dá)56%。54個品種亞硝酸鹽含量與硝酸鹽含量未呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。

2.3不同品種(系)番茄營養(yǎng)品質(zhì)綜合評價

番茄的營養(yǎng)品質(zhì)是一個綜合指標(biāo)，包括抗壞血酸、番茄紅素、總酸總糖、總可溶性固形物等優(yōu)良指標(biāo)和硝酸鹽、亞硝酸鹽等不良指標(biāo)。各營養(yǎng)指標(biāo)以其中值數(shù)為基準(zhǔn)向兩側(cè)等距分級，分級間距≈(最大值-最小值)/分級數(shù)，由高到低分為4個等級，其中優(yōu)良指標(biāo)的指數(shù)分別為4、3、2、1，不良指標(biāo)的指數(shù)分別加負(fù)號，計算出各個營養(yǎng)指標(biāo)的對應(yīng)指數(shù)值，將優(yōu)良指標(biāo)和不良指標(biāo)相加得出不同品種番茄的營養(yǎng)綜合評價指數(shù)。綜合評價指數(shù)越高表明該品種的營養(yǎng)品質(zhì)越好[15]，番茄分級評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 番茄營養(yǎng)與安全品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)

番茄營養(yǎng)品質(zhì)綜合評價結(jié)果見表1。由表1可以看出，54個番茄品種(系)中，營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)最高的是T2014-6(綜合評價指數(shù)為12)，其后依次是愛珠、364、243202(綜合評價指數(shù)為9)和118、117、Black Cherry OG、White Cherry OG(綜合評價指數(shù)為8)，這些品種均為小果番茄。營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)較差的有甜橙、Supersweet 100 F1、105、243201、SC Favorita F1、Geronimo F1、Verona F1、ChiQuta F1、黃洋梨、綠瑪瑙，綜合評價指數(shù)均小于3。

3 結(jié)論與討論

番茄無土栽培因不接觸土壤，無土傳病蟲害，水肥可精準(zhǔn)控制，因而具有生長快、產(chǎn)量高等優(yōu)點[1]，對病蟲害逐年加重的番茄產(chǎn)業(yè)來說，番茄無土栽培是一個重要的發(fā)展方向。近年來，在政府和科技人員的推動下，番茄無土栽培面積逐年擴(kuò)大。番茄無土栽培與傳統(tǒng)栽培方式相比，在品種、栽培、水肥、管理等有明顯的差異，可能導(dǎo)致在營養(yǎng)、口味、安全性等方面也有所差異。

有關(guān)番茄營養(yǎng)成分分析研究已有很多報道，在與本研究可以比較的5個營養(yǎng)成分中，張傳偉等[18]、竇欣欣等[19]、柯旭波等[20]和劉建輝等[15]曾分別對不同地區(qū)傳統(tǒng)土壤栽培的番茄品質(zhì)進(jìn)行分析，5個可比較的營養(yǎng)成分含量平均值分別為抗壞血酸含量13.8～623.0 mg/kg，番茄紅素含量36～55 mg/kg，可溶性固形物含量2.95%～4.04%，總糖含量2.30%～3.76%，總酸含量0.40%～0.58%。本研究54個番茄品種(系)的抗壞血酸、番茄紅素、可溶性固形物、總糖、總酸含量平均值分別為369.60 mg/kg、54.92 mg/kg、3.90%、4.66%、0.48%；這些指標(biāo)基本處于前人研究平均值之上或高于上限。說明無土栽培生產(chǎn)的番茄的營養(yǎng)品質(zhì)要比傳統(tǒng)土壤栽培更為優(yōu)良。

硝酸鹽在一定條件下可轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽與伯胺和仲胺結(jié)合形成亞硝胺，亞硝胺是強(qiáng)致癌物，會嚴(yán)重危害人體健康[16,21]。前人的研究表明，人體攝入的硝酸鹽80%來自蔬菜[21-22]，故蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量是食物安全中最為重要的指標(biāo)。陳星奕等[23]、POURMOGHIM等[24]的研究發(fā)現(xiàn)，市售蔬菜中以葉菜的硝酸鹽含量最高，根莖類次之，茄果類中硝酸鹽含量最低。POURMOGHIM等[22]分別于冬季和春夏季對25個市售番茄的硝酸鹽含量進(jìn)行調(diào)查分析，夏季硝酸鹽含量為210.25 mg/kg，冬季為101.10 mg/kg；張傳偉等[18]對吉林市常見的25個番茄品種的硝酸鹽和亞硝酸鹽進(jìn)行化驗分析，硝酸鹽和亞硝酸鹽含量平均值分別為221 mg/kg和0.14 μg/g。本研究測定的番茄硝酸鹽含量為30.15 mg/kg，明顯低于POURMOGHIM等和張傳偉等的研究結(jié)果；亞硝酸鹽平均含量為1.08 μg/g，雖比張傳偉等的研究結(jié)果略高，但仍明顯低于農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害蔬菜安全要求的4.0 μg/g[17]。

對于蔬菜的營養(yǎng)品質(zhì)與安全品質(zhì)的評價，前人已建立平均隸屬函數(shù)法[24-26]、相對營養(yǎng)值法[14]和基于優(yōu)良品質(zhì)與不良品質(zhì)的綜合指標(biāo)法[15]等，這些方法各有優(yōu)缺點，對果蔬營養(yǎng)評價具有一定的指導(dǎo)作用。但蔬菜品種繁多，其營養(yǎng)成分和功能成分各異，且人們訴求也不同。故迄今為止，尚未(也沒有必要)形成統(tǒng)一的評價方法。本研究在劉建輝等[15]建立的綜合指標(biāo)評價法的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，對54個番茄品種(系)的營養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，用于指導(dǎo)生產(chǎn)應(yīng)用具有一定意義。

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Analysisandevaluationonnutritionalandsafetyqualityoftomatoundersoillessculturecondition

ZHENG Hui-yong1, ZHANG Shu-mei1, XU Jing2, CAI Shu-fang1,XIAO Hua-shan3, WU Jing-cai1, YU Wen-quan2*

(1.DigitalAgriculturalResearchInstituteofFujianAcademyofAgriculturalSciences,FujianProvince350003; 2.FujianAcademyofAgriculturalSciences; 3.FujianNormalUniversity)

54 domestic and foreign tomato varieties were cultured under soilless condition, their nutritional composition and quality were determined and analyzed, and a comprehensive index method was adopted to comprehensively evaluate the good quality and poor quality of the samples. The results showed that the nutrient compositions of soilless-cultured tomato were respectively ascorbic acid 36960 mg/kg, lycopene 5492 mg/kg, soluble solids 427%, total sugar466% and total acid 048%, which basically located in the upper limit or upper limit of the previous research. The content of nitrate was 3015 mg/kg and nitrite content was 108 μg/g, which was significantly lower than the national standard for pollution-free vegetables. T2014-6 has the highest comprehensive score.

Soilless culture; tomato; nutritional quality; safety quality; evaluation

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.07.006

(責(zé)任編輯：劉新永)