褪黑素處理對(duì)鹽脅迫下番茄果實(shí)品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響

杜天浩，周小婷，朱蘭英，張 靜，鄒志榮*

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 7 12100）

褪黑素處理對(duì)鹽脅迫下番茄果實(shí)品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響

杜天浩，周小婷，朱蘭英，張 靜，鄒志榮*

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 7 12100）

以“金棚1號(hào)”番茄為材料，研究在150 mmol/L NaCl脅迫下施加不同濃度褪黑素對(duì)番茄果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)含量的影響。結(jié)果表明：在施加50、100 μmol/L褪黑素處理下，可以顯著提高番茄果實(shí)中可溶性糖、可溶性固形物、VC、β-胡蘿卜素含量，降低果實(shí)中有機(jī)酸和硝酸鹽含量。相比于單純鹽脅迫處理，果實(shí)品質(zhì)更好。利用頂空固相微萃取技術(shù)，對(duì)各處理進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)，分析各處理組番茄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)成分和 含量。結(jié)果表明，脅迫處理提高了果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)總含量，而施加不同濃度褪黑素會(huì)進(jìn)一步提高揮發(fā)性物質(zhì)含量，其中在50 μmol/L褪黑素處理下，其含量最高。綜上，在利用褪黑素緩解番茄鹽脅迫時(shí)，施加濃度為50～100 μmol/L的褪黑素能夠提高果實(shí)品質(zhì)、增強(qiáng)果香，效果最佳。

鹽脅迫；褪黑素；番茄；品質(zhì)；揮發(fā)性物質(zhì)

杜天浩， 周小婷， 朱蘭英， 等. 褪黑素處理對(duì)鹽脅迫下番茄果實(shí)品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響［J］. 食品科學(xué)， 2016， 37（15）: 69-76.

DU Tianhao， ZHOU Xiaoting， ZHU Lanying， et al. Effect of melatonin treatment on tomato fruit quality and volatile compounds under salt stress［J］. Food Science， 2016， 37（15）: 69-76. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201615012. http://www.spkx.net.cn

番茄本身含有豐富的營(yíng)養(yǎng)和保健成分，是人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常食用的蔬菜。作為重要蔬菜作物，番茄在世界范圍內(nèi)栽培面積廣泛，也是我國(guó)溫室種植中的主栽蔬菜品種。由于溫室蔬菜生產(chǎn)過程中存在單一品種重復(fù)種植、肥料施用量超標(biāo)、溫室內(nèi)高溫高濕以及封閉的環(huán)境缺少雨水淋溶等情況，溫室內(nèi)土壤次生鹽漬化問題日益突出［1］。鹽脅迫下作物的生長(zhǎng)發(fā)育滯緩，產(chǎn)量和品質(zhì)下降，已成為當(dāng)前溫室蔬菜栽培的一個(gè)主要障礙因子［2］。

褪黑素作為一種廣泛存在于動(dòng)物與人體內(nèi)的激素，具備 調(diào)節(jié)動(dòng)物體生理節(jié)律、感應(yīng)光周期信號(hào)、提高免疫和抑制細(xì)胞衰老、預(yù)防老年癡呆、促進(jìn)睡眠、抗癌等作用［3］，因此成為許多保健食品的主要成分。近年來(lái)，褪黑素在植物體內(nèi)的生理功能成為研究熱點(diǎn)，研究者們發(fā)現(xiàn)褪黑素是植物體中有效的自由基清除劑［4-5］，具有抗低溫 脅迫［6］、抗鹽脅迫［7］、抗氧化傷害［8］等作用。本研究利用褪黑素具有幫助植物抵御非生物脅迫的生理作用，探究在鹽脅迫條件下，施加外源褪黑素對(duì)番茄果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，為實(shí)際生產(chǎn)中選擇適宜濃度褪黑素來(lái)緩解逆境脅迫，提高作物品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

“金棚1號(hào)”番茄 西安金鵬種苗有限公司。

褪黑素 西安沃爾森生物技術(shù)有限公司；番茄紅素、葉黃素、β-胡蘿卜素 美國(guó)Sigma公司；2-壬酮（色譜純） 邁瑞爾實(shí)驗(yàn)設(shè)備（上海）有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

UV-1800型紫外分光光度計(jì) 日本島津公司；PAL-1迷你數(shù)顯折射計(jì) 日本Atago公司；GMK-835F果實(shí)酸度測(cè)定儀 韓國(guó)G-WON公司；600E型高效液相色譜系統(tǒng)（配有2487雙通道紫外檢測(cè)器和Empower色譜工作站） 美國(guó)Waters公司；Talboys恒溫磁力攪拌器 美國(guó)Troemner公司；ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；固相微萃?。╯olidphase microextraction，SPME）手動(dòng)進(jìn)樣手柄、PDMS（100 μm）萃取頭 美國(guó)Supelco公司；勻漿機(jī) 荷蘭飛利浦公司。

1.3方法

1.3.1材料處理

供試番茄于2015年3月定植于西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝場(chǎng)玻璃溫室（34°20′N，108°24′E）。采用基質(zhì)盆栽方式，共設(shè)7 個(gè)處理：對(duì)照組（control group，CK）：栽培在正?；|(zhì)中；脅迫處理組（S）：栽培在灌有150 mmol/L NaCl溶液的基質(zhì)中；T1、T2、T3、T4、T5：在NaCl脅迫條件下，每隔7 d分別根施1、50、100、 150、200 μmol/L褪黑素。每個(gè)處理重復(fù)3 次，每次重復(fù)20 盆，每盆定植1 株，種植密度為行距60 cm，株距40 cm，田間隨機(jī)區(qū)組排列。按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行處理以及正常的栽培管理，在花后第57天，采摘紅熟的完好番茄果實(shí)運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室，放置于4 ℃條件下待測(cè)。

1.3.2風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)成分含量的測(cè)定

可溶性糖含量：蒽酮比色法［9］測(cè)定；可溶性蛋白含量：考馬斯亮藍(lán)法［9］測(cè)定；可溶性固形物含量：數(shù)顯折射計(jì)測(cè)定；有機(jī)酸含量：果實(shí)酸度計(jì)測(cè)定；糖酸比=可溶性固形物含量（°Brix）/有機(jī)酸含量/%；VC含量：鉬藍(lán)比色法［9］；硝酸鹽含量：水楊酸比色法［10］測(cè)定。

1.3.3番茄紅素、β-胡蘿卜素含量的測(cè)定

參考蔡智鳴［11］、李敏［12］及胡曉波［13］等的高效液相色譜法，略作修改。色譜條件：固定相：Waters Symmetry C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；柱溫：27 ℃。流動(dòng)相A：V（乙腈）∶V（水）=8∶2；流動(dòng)相B：乙酸乙酯；線性梯度洗脫：0～15 min，流動(dòng)相B體積分?jǐn)?shù)由0%增加到100%；15～20 min，流動(dòng)相B保持100%；流速1.0 mL/min。檢測(cè)波長(zhǎng)：475 nm；進(jìn)樣量：15 μL。番茄紅素和β-胡蘿卜素含量，先用標(biāo)準(zhǔn)品配制梯度濃度的混合標(biāo)樣，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，之后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行回歸分析，得回歸方程，從而計(jì)算各處理組的絕對(duì)含量。

1.3.4揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分及含量測(cè)定

參考唐曉偉［14］、常培培［15］等的方法進(jìn)行測(cè)定。SPME取樣：每個(gè)處理組分別取成熟期大小均勻的果實(shí)6 個(gè)，每個(gè)果實(shí)隨機(jī)取1/4，打成勻漿，稱取15 g勻漿于40 mL頂空瓶中，并加入3 g NaCl，同時(shí)加入10 μL 0. 25 mg/mL的2-壬酮標(biāo)樣，封口置于45 ℃恒溫磁力攪拌器上，磁力攪拌速率為300 r/min，平衡10 min，然后頂空固相微萃取吸附30 min，立即插入色譜氣化室，解吸3 min，進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析。

色譜與質(zhì)譜條件參照常培培等［15-16］的方法。番茄揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)過GC-MS分析鑒定，利用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）數(shù)據(jù)庫(kù)2011進(jìn)行檢索分析，生成報(bào)告，僅報(bào)道正反匹配度均大于800的結(jié)果［15］。揮發(fā)性物質(zhì)的定量采用內(nèi)標(biāo)法，計(jì)算公式如下：

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)經(jīng)測(cè)定后用Excel軟件整理，所有不同數(shù)據(jù)在SAS 9.1軟件中進(jìn)行單向方差分析，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤，采用鄧肯多重范圍檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。用Origin 9.0軟件進(jìn)行繪圖。

2　結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

圖1　不同處理對(duì)番茄產(chǎn)量的影響Fig. 1 Effects of different treatments on the yield of tomato

由圖1可知，鹽脅迫處理導(dǎo)致番茄產(chǎn)量下降。單純鹽脅迫處理產(chǎn)量最低，低于對(duì)照組30%。而隨著施加外源褪黑素濃度的增大，產(chǎn)量先升高后降低。因此可得，施加適宜濃度的褪黑素可以緩解鹽脅迫導(dǎo)致的產(chǎn)量下降，其中施加50 μmol/L褪黑素效果最好。

2.2各處理?xiàng)l件下番茄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)分析

2.2.1不同處理對(duì)番茄果實(shí)可溶性糖、可溶性固形物、有機(jī)酸含量及糖酸比的影響

圖2　不同處理對(duì)番茄果實(shí)中可溶性糖（A）、可溶性固形物（BB）、有機(jī)酸含量（C）及糖酸比（DD）的影響Fig. 2 Effects of different treatments on the contents of total soluble sugar （A）， soluble solids （B）， and titratable acid （C）， as well as the sugar/ acid rate （D） in tomato fruits

由圖2可知，鹽脅迫處理（S、T1、T2、T3、T4、T5）的番茄，其果實(shí)中可溶性糖、可溶性固形物含量均高于對(duì)照組，且隨著施加褪黑素濃度的增大而先增大后減小。與對(duì)照組相比，在根施50 μmol/L（T2）和100 μmol/L（T3）褪黑素的處理下，可溶性糖含量分別提高了46.9%和50.5%，可溶性固形物含量分別提高了36.7%和37.7%，差異顯著（P＜0.05）。比較各處理組發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫條件下，其有機(jī)酸含量隨褪黑素濃度的增大而呈先減小后增大的趨勢(shì)，在單純鹽脅迫下含量最高，比對(duì)照組高出34.3%；根施100 μmol/L（T3）褪黑素處理下，有機(jī)酸含量比處理組S低23.3%，兩處理組間差異顯著（P＜0.05）。通過分析各處理組果實(shí)糖酸比發(fā)現(xiàn)，在100 μmol/L（T3）褪黑素處理下，比值最高，與對(duì)照組和單純脅迫處理組相比差異顯著（P＜0.05）。其中，在施加50～100 μmol/L褪黑素處理下，番茄果實(shí)糖酸比高，口感風(fēng)味最好。

2.2.2不同處理對(duì)番茄果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)、VC、硝酸鹽含量的影響

圖3　不同處理對(duì)番茄果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)（A）、VC（BB）、硝酸鹽（C）含量的影響Fig. 3 Effects of different treatments on the contents of total soluble protein （A）， vitamin C （B）， and nitrate （C） in tomato fruits

由圖3可知，鹽脅迫處理降低了番茄果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)的含量，在單純鹽脅迫處理下含量最低，為10.98 mg/100 g，比對(duì)照組減小了29.1%。在根施不同濃度褪黑素后，可溶性蛋白質(zhì)含量呈先升高后降低趨勢(shì)，在施加50 μmol/L（T2）和150 μmol/L（T4）褪黑素處理下，可溶性蛋白質(zhì)含量恢復(fù)到對(duì)照組水平。并且，鹽脅迫處理提高了果實(shí)中的VC含量，施加褪黑素后，VC含量有提高，但相比單純鹽脅迫處理差異不顯著（P＞0.05）。其中在施加50 μmol/L（T2）褪黑素處理下，VC含量最高，達(dá)到34.35 mg/100 g，高出對(duì)照組31.5%，差異顯著（P＜0.05）。鹽脅迫處理還提高了果實(shí)中硝態(tài)氮含量，單純鹽脅迫處理下的硝酸鹽含量最高，達(dá)363.36 μg/g，高出對(duì)照組23.7%，差異顯著。在脅迫條件下施加褪黑素后，發(fā)現(xiàn)其硝酸鹽含量減小，其中施加50 μmol/L（T2）和200 μmol/L（T5）褪黑素處理的硝酸鹽含量，與單純鹽脅迫處理相比，差異顯著（P＜0.05）。除T4處理外，其他處理組硝酸鹽含量與對(duì)照組差異不顯著（P＞0.05）。綜上，在鹽脅迫下施加外源褪黑素可以提高番茄果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)含量、VC含量，降低果實(shí)中硝酸鹽含量，緩解了脅迫導(dǎo)致果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降和有害物質(zhì)積累的程度。其中，根施50 μmol/L褪黑素處理效果最佳，在改善鹽脅迫條件下的番茄果實(shí)品質(zhì)效果突出。

2.3各處理?xiàng)l件下番茄果實(shí)中番茄紅素、β-胡蘿卜素含量的測(cè)定

2.3.1番茄紅素、β-胡蘿卜素、葉黃素標(biāo)準(zhǔn)品的檢測(cè)

圖4　葉黃素、番茄紅素、β-胡蘿卜素混合標(biāo)準(zhǔn)品高效液相色譜圖Fig. 4 HPLC chromatogram of mixture of lutein， lycopene， and β-carotene standards

用標(biāo)準(zhǔn)品配制各物質(zhì)36 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，按1.3.3節(jié)條件檢測(cè)各物質(zhì)出峰時(shí)間。用各標(biāo)準(zhǔn)液，配制體積比為3∶1∶1的番茄紅素、β-胡蘿卜素、葉黃素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液15 μL，檢測(cè)各物質(zhì)峰出峰時(shí)間以及分離度，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，葉黃素、番茄紅素、β-胡蘿卜素出峰保留時(shí)間依次為12.6、18.1、18.9 min，基線平穩(wěn)，峰型完整，分離程度高。分別取0.2、0.4、0.6、0.8、1 mL混合標(biāo)準(zhǔn)液與丙酮配制成1 mL溶液，上機(jī)檢測(cè)，以濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到葉黃素標(biāo)準(zhǔn)品回歸曲線方程y=33 573x-2 201.9（R2= 0.999 7）；番茄紅素標(biāo)準(zhǔn)品回歸曲線方程y=171 805x+ 27 624（R2=0.997 9）；β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品回歸曲線方程y=188 946x-16 051（R2=0.999）。在相同色譜條件下，對(duì)7 個(gè)處理的色素提取樣品上機(jī)檢測(cè)，3 次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.3.2不同處理對(duì)番茄果實(shí)番茄紅素、β-胡蘿卜素含量的影響

圖5　不同處理對(duì)番茄果實(shí)中番茄紅素（AA）、β-胡蘿卜素（BB）含量的影響Fig. 5 Effects of different treatments on the contents of lycopene （A）and β-carotene （B） in tomato fruits

由圖5可 知，番茄在受到單純鹽脅迫處理時(shí)，果實(shí)中番茄紅素含量會(huì)增加，單純鹽脅迫處理下的番茄紅素含量達(dá)9.03 mg/100 g，高出對(duì)照組28.4%。在施加褪黑素后，番茄紅素含量隨著其濃度的升高而先減小后增大，在100 μmol/L褪黑素濃度處理下，含量最低，各處理組與對(duì)照組間無(wú)顯著差異。另外，番茄在受到鹽脅迫處理時(shí)，果實(shí)中β-胡蘿卜素含量比對(duì)照組略低，施加褪黑素后，果實(shí)中β-胡蘿卜素較單純脅迫處理的含量高，在施加50、100 μmol/L褪黑素處理下的含量分別達(dá)到3.50、3.42 μg/g，分別高出單純鹽脅迫處理13.0%、10.3%，差異顯著，而且在50 μmol/L處理下的β-胡蘿卜素含量顯著高于對(duì)照組。

2.4不同處理對(duì)番茄果實(shí)芳香物質(zhì)的影響

表1　不同處理下番茄果實(shí)芳香物質(zhì)成分及含量分析Table 1 Comparison of aroma components in treated tomato fruits

續(xù)表1

由表1可知，共檢出揮發(fā)性物質(zhì)65 種。對(duì)照處理組揮發(fā)性成分種類最少，為45 種；單純鹽脅迫處理組揮發(fā)性成分種類最多，為52 種；其他施加外源褪黑素處理組的種類相較對(duì)照組均有增加。種類上的變化主要表現(xiàn)在脅迫下烴類數(shù)目的增加和醇類數(shù)目的減少。按照種類劃分，可分為醛類、酮類、醇類、酯類、烴類，其中醛類含量最大，成分種類最多，酮類次之，兩類物質(zhì)共占總量的80%左右；醇類、酯類烴類含量較小，三類物質(zhì)共占總量的15%左右。醛類中占主要成分的為己醛、2-己烯醛、2-庚烯醛、反式-2-辛烯醛；酮類中占主要成分的為1-戊烯-3-酮、1-辛烯-3酮、甲基庚烯酮、香葉基丙酮；醇類中占主要成分的為2-辛醇、正己醇、1-戊醇；酯類中占主要成分的為水楊酸甲酯；烴類中占主要成分的為2，4-辛二烯、β-硝基苯乙烷。單純鹽脅迫處理和脅迫下施加外源褪黑素處理均提高了芳香物質(zhì)的含量，各處理?yè)]發(fā)性成分總量變化呈先增大后減小趨勢(shì)，各類別揮發(fā)性成分含量也呈相同趨勢(shì)。其中，施加50 μmol/L褪黑素處理下，揮發(fā)性物質(zhì)總量最大，達(dá)到25 832.5 μg/kg，是對(duì)照組的3.94 倍，是單純鹽脅迫組的2.34 倍。

3　討 論

番茄果實(shí)口感風(fēng)味主要由糖度、酸度決定，反映這些性狀的風(fēng)味品質(zhì)指標(biāo)為可溶性糖、可溶性固形物、有機(jī) 酸和糖酸比。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，單純鹽脅迫下的果實(shí)可溶性糖、可溶性固形物、有機(jī)酸含量均高于對(duì)照組，而糖酸比變低，果實(shí)口感偏酸甜，這一結(jié)果與Keutgen［17］、李紅彥［18］等的研究結(jié)果一致。而魯少尉等［19］在探究不同類型鹽脅迫對(duì)番茄果實(shí)糖含量的影響中發(fā)現(xiàn)，50 mmol/L NaCl脅迫下，番茄果實(shí)中可溶性糖、可溶性固形物、有機(jī)酸含量以及糖酸比均高于對(duì)照組，提高了果實(shí)糖含量，在糖酸比變化方面與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致，這可能是由于鹽脅迫濃度大小以及番茄品種以及對(duì)脅迫的敏感度不同導(dǎo)致的。本實(shí)驗(yàn)在施加不同濃度外源褪黑素后在脅迫的基礎(chǔ)上不同程度地提高了可溶性糖和可溶性固形物含量，降低了有機(jī)酸含量，提高了糖酸比，在口感風(fēng)味上偏甜，提高了果實(shí)的甜度，其中，施加50～100 μmol/L褪黑素的處理組在緩解鹽脅迫，改善果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)方面，效果最佳。

可溶性蛋白、VC含量是衡量果蔬產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。植物可溶性蛋白一方面作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，能夠維持細(xì)胞滲透壓，提高組織保水能力，增強(qiáng)植物的抗逆能力［20］；另一方面作為蛋白質(zhì)類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為人體提供許多必需氨基酸［21］，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值重要。VC作為一種天然的抗氧化物質(zhì)，在緩解植物逆境脅迫，清除人體內(nèi)自由基等方面具有重要作用［22］。蔬菜中硝酸鹽容易富集，人體攝入過量的硝酸鹽會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害［23］，因此測(cè)定蔬菜中硝酸鹽含量也是評(píng)判蔬菜品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫下施加外源褪黑素可以提高番茄果實(shí)可溶性蛋白、VC含量，降低果實(shí)中硝酸鹽含量，緩解了脅迫導(dǎo)致果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降和有害物質(zhì)積累的程度。其中，根施50 μmol/L褪黑素處理，改善鹽脅迫條件下的番茄果實(shí)品質(zhì)效果突出。

番茄紅素和β-胡蘿卜素作為天然抗氧化物質(zhì)，在清除人體自由基、抗衰老、預(yù)防癌癥、心血管疾病方面保健功能突出［24］。番茄在受到鹽脅迫時(shí)，體內(nèi)活性氧（reactive oxygen，ROS）含量增加。越來(lái)越多研究表明ROS可以誘導(dǎo)類胡蘿卜素合成基因表達(dá)［25］，本研究發(fā)現(xiàn)，番茄在脅迫條件下番茄紅素含量會(huì)升高，這可能與植物在脅迫條件下應(yīng)激反應(yīng)，誘導(dǎo)番茄紅素合成增加有關(guān)。在施加低濃度（50～100 μmol/L）外源褪黑素后，在一定程度上緩解了鹽脅迫對(duì)植物體的傷害，降低了ROS含量，使得番茄紅素含量與正常對(duì)照水平相一致，而施加較高濃度褪黑素后，則起到反向抑制作用，對(duì)脅迫緩解作用較小。50、100 μmol/L褪黑素處理促進(jìn)了番茄紅素環(huán)化生成β-胡蘿卜素，降低了番茄紅素含量，提高了β-胡蘿卜素含量。綜合產(chǎn)量、風(fēng)味以及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)考慮，施加50～100 μmol/L褪黑素最佳。

每種果實(shí)的獨(dú)特香氣是由特定的揮發(fā)性物質(zhì)組成的混合物決定的［26］。對(duì)于番茄果實(shí)中芳香物質(zhì)的研究，已經(jīng)報(bào)道的有超過400 種揮發(fā)性成分。Baldwin等［27］認(rèn)為組成番茄特有果實(shí)氣味的物質(zhì)主要為16 種，包括己醛、2，3-二甲基丁醛、順-3-己烯醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛、苯乙醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-大馬酮、β-紫羅蘭酮、1-戊烯-3-酮、順-3-己烯醇、2-苯基乙醇、3-甲基丁醇、2-異丁基硫咪唑、1-硝基-2-乙基苯和甲基水楊酸。本實(shí)驗(yàn)中檢出了其中11 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中β-大馬酮、2，3-二甲基丁醛、1-硝基-2-乙基苯、順-3-己烯醇、甲基水楊酸未被檢出，這可能與品種和栽培環(huán)境有關(guān)。

番茄芳香物質(zhì)合成的主要前體是脂肪酸，包括油酸、亞麻酸、亞油酸等［26］。不飽和脂肪酸對(duì)多種非生物逆境脅迫（干旱，鹽、重金屬、低溫等）有調(diào)節(jié)作用［28］。脂氧合酶系統(tǒng)（lipoxygenase system，LOX）是番茄芳香物質(zhì)形成的三大關(guān)鍵酶系統(tǒng)之一［29］，許多研究表明，植物體受到逆境脅迫時(shí)，植物體中LOX活性會(huì)升高，從而提高植物的抗逆性［30］。本實(shí)驗(yàn)中，脅迫處理下番茄果實(shí)芳香物質(zhì)含量遠(yuǎn)高于對(duì)照組，可能是植物逆境響應(yīng)與芳香物質(zhì)代謝有關(guān)，需要通過測(cè)定LOX活性以及脂肪酸含量來(lái)進(jìn)一步確定二者之間的關(guān)系。陳書霞等［31］認(rèn)為由植物體內(nèi)不飽和脂肪酸代謝產(chǎn)生的C6和C9醛、醇以及相應(yīng)的酯，不僅組成了果蔬的青鮮香氣，而且在調(diào)控防御反應(yīng)，提高植物抗逆性方面具有重要作用。本研究中各揮發(fā)性成分含量的提高，可能是植物抵抗逆境的生理反應(yīng)，而施加外源褪黑素增強(qiáng)了緩解鹽脅迫的生理反應(yīng)。在酯類中占主要成分的水楊酸甲酯，表現(xiàn)為脅迫條件下含量升高，在施加50 μmol/L外源褪黑素脅迫處理下含量最高，而馮斗等［32］在研究水楊酸甲酯提高香蕉苗抗寒作用中發(fā)現(xiàn)，水楊酸甲酯可以提高低溫脅迫下香蕉苗葉片超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化物酶（peroxidase，POD）活性，降低超氧陰離子產(chǎn)生速率。本研究發(fā)現(xiàn)，施加適宜濃度（50～100 μmol/L）外源褪黑素提高了揮發(fā)性成分含量，這些揮發(fā)性物質(zhì)的存在對(duì)于增強(qiáng)果實(shí)芳香特性，清除活性氧，提高植物抵御逆境脅迫能力具有重要作用。

綜上，鹽脅迫下番茄果實(shí)減產(chǎn)嚴(yán)重，果實(shí)糖酸比下降，酸度增強(qiáng)，果實(shí)風(fēng)味口感偏酸，硝酸鹽積累。而施加50～100 μmol/L褪黑素處理可以有效提高鹽脅迫下番茄果實(shí)的產(chǎn)量，顯著提高番茄糖度，降低酸度，提高糖酸比，提高可溶性蛋白、VC含量，降低硝酸鹽含量，提高β-胡蘿卜素含量，總體提高番茄果實(shí)的品質(zhì)。鹽脅迫下雖然部分品質(zhì)指標(biāo)相比對(duì)照組提高顯著，但會(huì)使產(chǎn)量減少。而施加適宜濃度的外源褪黑素可以有效提高番茄果實(shí)揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量，在緩解逆境脅迫，增強(qiáng)番茄特征香氣方面作用顯著。

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Effect of Melatonin Treatment on Tomato Fruit Quality and Volatile Compounds under Salt Stress

DU Tianhao， ZHOU Xiaoting， ZHU Lanying， ZHANG Jing， ZOU Zhirong*
（College of Horticulture， Northwest A&F University， Yangling 712100， China）

Different concentrations of melatonin were applied to the tomato cultivar ‘Jinpeng NO. 1’ under salt stress with 150 mmol/L NaCl to inv estigate the effect of melatonin on fruit yield， quality and volatile compounds. Results indicated that the application of melatonin at 50 and 100 μmol/L significantly improved soluble sugar， soluble solids， VC， and betacarotene contents of tomato fruits. The treatments also significantly reduced organic acid and nitrate contents in fruits and improved fruit quality. Headspace solid phase microextraction （HS-SPME） combined with gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS） was used to analyze the composition and contents of volatile substances in tomatoes from different treatment groups. The results showed that salt stress improved the content of total volatile substances in fruits， which was further increased by the application of melatonin at various concentrations. Among five concentration treatments， melatonin was the most effective at 50 μmol/L. Taken together， the application of melatonin at 50-100 μmol/L to tomato under salt stress can improve fruit quality and enhance fruit aroma.

salt stress； melatonin； tomato； quality； volatile compounds

10.7506/spkx1002-6630-201615012

S641.2

A

1002-6630（2016）15-0069-08

10.7506/spkx1002-6630-201615012. http://www.spkx.net.cn

2015-12-07

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（大宗蔬菜）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-25-D-02）

杜天浩（1990—），男，碩士研究生，主要從事設(shè)施番茄逆境生理及產(chǎn)量品質(zhì)提高研究。

E-mail：maomao10036@126.com

鄒志榮（1956—），男，教授，博士，主要從事設(shè)施蔬菜生理生態(tài)與溫室環(huán)境工程研究。

E-mail：zouzhirong2005@163.com

引文格式：