有機硒肥對薄皮甜瓜香氣成分和營養(yǎng)品質(zhì)的影響

夏美玲 魯秀梅 任琴琴 柯思佳 錢春桃 陳勁楓

摘 要： 以薄皮甜瓜新品種（系）‘G6×4為試材，研究葉面噴施不同濃度有機硒肥對薄皮甜瓜香氣成分和營養(yǎng)品質(zhì)的影響。以噴施清水為CK（對照），葉片噴施有機硒濃度分別為6、12、18、24和30 mg·L-1。結(jié)果表明，有機硒肥處理對甜瓜果實的香氣種類和含量具有顯著的影響。乙酸己酯、2，3-丁二醇-二乙酸酯、3-（甲硫基）乙酸丙酯、辛醇、3-羥基丁酮等特征香氣成分的含量隨著有機硒肥處理先升高后下降，在有機硒質(zhì)量濃度12～18 mg·L-1處理下，甜瓜果實的特征香氣成分含量相對較高。有機硒質(zhì)量濃度18～24 mg·L-1時，有助于甜瓜果實可溶性固形物等營養(yǎng)物質(zhì)含量的提高。綜上所述，葉面噴施18 mg·L-1有機硒是提高薄皮甜瓜香氣成分和營養(yǎng)品質(zhì)的適宜施硒處理。

關(guān)鍵詞： 薄皮甜瓜； 有機硒肥； 香氣成分； 營養(yǎng)品質(zhì)

Abstract： A foliar spraying experiment was carried out to study the effects of organic selenium fertilization on the aromatic compounds and nutritional quality of the ‘G 6-4oriental sweet melon fruits. Spraying the same amount of water was set as CK （control） in the spraying concentration test， organic selenium with different concentration（6， 12， 18， 24 or 30 mg·L-1）were respectively applied on the leaves of the oriental sweet melon. The results showed that under the different organic selenium levels， the varieties and contents of the fruits' aromatic compounds were significantly different. The contents of the characteristic aromatic compounds， such as acetic acid-hexyl ester， 2， 3-Butanediol-diacetate， 3-（Methylthio） propyl acetate and 1-octanol， were increased at first and then decreased under the increase of the organic selenium application levels. Under the 12-18 mg·L-1 organic selenium level， the contents of the characteristic aromatic compounds were relatively high. The level of organic selenium （18-24 mg·L-1） was helpful to improve the nutrient content of fruits. In conclusion， spraying 18 mg·L-1 organic selenium on the leaf surface was a suitable organic selenium treatment for improving the aroma components and nutritional quality of oriental sweet melon.

Key words： Oriental sweet melons； Organic selenium fertilization； Aromatic compounds； Nutritional quality

薄皮甜瓜（Cucumis melo var. makuwa Makino）是中國重要的甜瓜品種資源，以其特有的香氣、優(yōu)良的口感和獨特美觀的外觀深受廣大消費者歡迎。硒是人體必須的14種微量元素之一，具有抗癌、抗衰老、提高免疫力的作用[1]。此外，硒對自身免疫性甲狀腺疾病、心血管疾病、糖尿病、病毒感染、癌癥等均有一定的調(diào)節(jié)作用[2]。由于硒的特殊作用以及硒缺乏癥發(fā)生在世界上的許多地區(qū)，特別是在中國、非洲、印度和東歐[3]，因此，從食物中攝取硒成為了人體補硒的重要途徑。硒分為無機硒和有機硒兩種，無機硒不能被人體直接利用，只能通過有機硒的方式來補充人體內(nèi)的硒。瓜菜中的硒都是以有機硒的形態(tài)存在的，這種硒對于生命健康是最直接有效的[4]，富硒甜瓜的一大特點是有很強的保健作用，能極大提高各種生理功能。因此，發(fā)展富硒甜瓜，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，具有廣闊的市場前景。

果品品質(zhì)包括風(fēng)味、香氣等感官品質(zhì)和包含人體所需要的營養(yǎng)、保健成分的營養(yǎng)品質(zhì)等[5]。香氣成分是衡量甜瓜果實品質(zhì)高低的重要指標(biāo)之一，它是由不同揮發(fā)性物質(zhì)組成的混合物，主要包括醇類、醛類、酮類、酯類以及含硫化合物等[6-9]，但是，并非所有揮發(fā)性香氣成分都決定果蔬的特征風(fēng)味，只有較少的成分甚至某一種化合物決定某種果蔬的特征風(fēng)味，這類化合物被稱為特征效應(yīng)化合物[10-11]。甜瓜的營養(yǎng)物質(zhì)主要有維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白等，這些物質(zhì)的含量越高，甜瓜的營養(yǎng)品質(zhì)也越高。有關(guān)施肥對甜瓜營養(yǎng)品質(zhì)的影響前人已經(jīng)做了相關(guān)的研究[12-14]，但有關(guān)硒肥處理對薄皮甜瓜香氣成分和營養(yǎng)品質(zhì)的影響的研究還未見報道。本研究采用不同濃度有機硒肥葉面噴施方法，來探討不同濃度有機硒肥對薄皮甜瓜果實中香氣成分和含量的影響，對薄皮甜瓜營養(yǎng)品質(zhì)的影響，旨在尋找出適宜的葉面噴施硒肥處理，以探討提高薄皮甜瓜品質(zhì)的最佳有機硒肥的施用量，為富硒甜瓜的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)溧水白馬科研基地進(jìn)行，試驗材料為‘G6×4，由薄皮甜瓜蔓枯病抗源‘PI 420145（含有抗病基因Gsb-6）為母本和‘PI 482398（含有抗病基因Gsb-4）為父本雜交后經(jīng)過多代自交，為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)葫蘆科作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新實驗室多年培育的穩(wěn)定自交系。2017年7月28日播種到72孔育苗穴盤中，育苗基質(zhì)為體積比為2∶1的草炭和蛭石。甜瓜幼苗長到2片真葉時，于2017年8月12日定植于白馬網(wǎng)室，2017年10月26日采收。

試驗設(shè)1個CK，用清水處理，5個有機硒濃度處理，分別為6、12、18、24、30 mg·L-1，每個處理3次重復(fù)，10株甜瓜為1個重復(fù)，分別于開花前期、盛花期、幼果期3次全株噴施。單蔓整枝，每株留 1個瓜。采成熟度和大小均勻一致的果實進(jìn)行芳香物質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)的分析，每個重復(fù)取6個果實測定。有機富硒液體肥購置于唐山津國農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司，有機硒質(zhì)量濃度為6 g·L-1，可用于有機生物液肥生產(chǎn)，無毒易吸收。

1.2 方法

1.2.1 香氣成分測定方法 樣本前處理：用精度為0.1 mg的電子天平準(zhǔn)確稱取300 mg，放入1.5 mL的離心管中。依次加入2顆小鋼珠，800 μL的乙酸乙酯，在-80 ℃冰箱中放置2 min。放入研磨機中研磨（60 Hz，2 min），然后超聲提取30 min，-20 ℃靜置30 min，離心10 min（12 000 rpm，4 ℃），取600 μL的上清液裝入玻璃衍生瓶中。用冷凍濃縮離心干燥器揮干樣品至剩余200～300 μL。每個離心管中加入10 mg的無水硫酸鈉。渦旋30 s，取上清裝入進(jìn)樣小瓶中準(zhǔn)備進(jìn)樣。

氣相色譜-質(zhì)譜分析條件：分析儀器為安捷倫公司（Agilent Technologies Inc. CA，UAS）的7890B-5977A GC/MSD氣質(zhì)聯(lián)用儀。色譜條件：DB-5MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm， Agilent J&W; Scientific， Folsom， CA， USA），載氣為高純氦氣（純度不小于99.999%），流速1.0 mL·min-1，進(jìn)樣口的溫度為260 ℃。進(jìn)樣量1 μL，不分流進(jìn)樣。程序升溫：柱溫箱的初始溫度為60 ℃，以8 ℃·min-1程序升溫至125 ℃ ，4 ℃·min-1升溫至210 ℃；5 ℃·min-1升溫至270 ℃，10 ℃·min-1升溫至305 ℃保持3 min。質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源（EI），離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，電子能量70 eV。掃描方式為全掃描模式（SCAN），質(zhì)量掃描范圍：50～500 m·z-1。

定性與定量方法：未知化合物質(zhì)譜圖經(jīng)計算機檢索與NIST library質(zhì)譜庫相匹配，并結(jié)合人工圖譜解析進(jìn)行定性。按峰面積歸一法求各種香氣成分的相對百分含量。

1.2.2 果實營養(yǎng)品質(zhì)的測定 可溶性固形物含量（ω，后同）利用日本ATAGO公司的數(shù)字折射計ACT-1E測定；可溶性糖采用蒽酮比色法測定[15]；維生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法進(jìn)行測定[16]；可溶性蛋白質(zhì)用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機硒肥處理對薄皮甜瓜香氣成分的影響

從表1可以看出，有機硒肥處理對‘G6×4的香氣成分種類和含量的具有顯著的影響。不同濃度有機硒肥處理下，‘G6×4共分離檢測出了72種香氣成分，主要以酯類、醇類、酸類、烴類和酮類為主?！瓽6×4在CK組中，共檢測出了67種香氣成分，未檢測出亞硫酸-二戊酯、異丙醇、5-甲基-十二烷、甲基-甲氧基-羥甲基-胺、異櫻花素共5種組分。有機硒肥6 mg·L-1處理下共檢測出了70種香氣成分，未檢測出2-正丙基-1-庚醇和N-異戊酰氨基乙酸共2種組分，有機硒12 mg·L-1處理下共檢測出了66種香氣成分，未檢測出丙二酸-氧代-雙（1-甲基乙基）酯、N-異戊酰氨基乙酸、N-乙酰基-L-天冬氨酸、L-高瓜氨酸、十一烷和三十碳六烯共6種組分，有機硒肥18 mg·L-1處理下共檢測出了66種香氣成分，未檢測出丙二酸-氧代-雙（1-甲基乙基）酯、2-正丙基-1-庚醇、N-乙?；?L-天冬氨酸、L-高瓜氨酸、5-甲基-十二烷和2，3，6-三甲基-癸烷共6種組分，有機硒肥24 mg·L-1處理下共檢測出了67種香氣成分，未檢測出乙酸庚酯、異丙醇、2，4，6-三甲基-辛烷、壬醛和N-異戊酰氨基乙酸共5種組分，有機硒肥30 mg·L-1處理下共檢測出了58種香氣成分，未檢測出乙酸庚酯、乙酸辛酯、1，2，3-丙三醇-1-乙酸酯、亞硫酸-二戊酯、鄰苯二甲酸二辛酯、3-乙基-4-甲基戊-1-醇、10-氯-1-癸醇、異丙醇、L-高瓜氨酸、2，3，6-三甲基-癸烷、2，4，6-三甲基-辛烷、三十碳六烯、O-癸基-羥胺和異櫻花素共14種組分。在檢測出的香氣成分中，CK和5種有機硒肥處理共同含有的香氣成分為49 種，含量相對較高（大于1%）組分為2-甲基丁酸乙酯、乙酸己酯、2，3-丁二醇-二乙酸酯、3-（甲硫基）乙酸丙酯、辛醇和3-羥基丁酮6種。

其中，‘G6×4在CK組中，酯類成分占其香氣成分的54.70%、醇類15.12%、酸類4.32%、烴類7.54%、酮類5.08%、醛類 1.19%和其他3.48%。有機硒肥6 mg·L-1處理下，酯類成分占其香氣成分的55.47%、醇類18.26%、酸類2.03%、烴類5.24%、酮類6.25%、醛類 1.00%和其他1.18%。有機硒肥12 mg·L-1處理下，酯類成分占其香氣成分的58.21%、醇類20.16%、酸類2.29%、烴類7.50%、酮類7.37%、醛類 1.36%和其他2.27%。有機硒肥18 mg·L-1處理下，酯類成分占其香氣成分的56.18%、醇類16.59%、酸類4.57%、烴類7.33%、酮類7.74%、醛類 0.69%和其他2.04%。有機硒肥24 mg·L-1處理下，酯類成分占其香氣成分的49.32%、醇類13.23%、酸類2.99%、烴類8.40%、酮類6.76%、醛類 0.60%和其他2.18%。有機硒肥30 mg·L-1處理下，酯類成分占其香氣成分的37.02%、醇類12.45%、酸類1.39%、烴類4.81%、酮類6.18%、醛類 0.35%和其他22.64%。不同濃度有機硒肥處理下，果實中酯類、醇類和酮類含量呈先升高后下降的趨勢。當(dāng)有機硒12 mg·L-1時酯類含量最高為58.21%，比CK處理提高了6.42%；當(dāng)有機硒24 mg·L-1和30 mg·L-1時酯類含量遠(yuǎn)低于CK。當(dāng)有機硒12 mg·L-1時醇類含量最高，為20.16%，比CK處理提高了33.33%；當(dāng)有機硒24 mg·L-1和30 mg·L-1時醇類含量低于CK。當(dāng)有機硒18 mg·L-1時酮類含量最高為7.74%，比CK處理提高了52.36%；當(dāng)有機硒24 mg·L-1和30 mg·L-1時酮類含量高于CK處理。果實中酸類、烴類、醛類及其他含量各異。

從表2可以看出，‘G6×4在不同有機硒肥處理下，其特征香氣成分含量存在顯著差異。乙酸己酯、2，3-丁二醇-二乙酸酯、3-（甲硫基）乙酸丙酯、辛醇和3-羥基丁酮的含量都隨著有機硒肥處理濃度的升高呈先升高后下降的趨勢。在有機硒肥18 mg·L-1處理時，乙酸己酯的含量最高，為3.04%，與其他處理間存在顯著差異。在有機硒肥12 mg·L-1處理時，2，3-丁二醇-二乙酸酯的含量最高，為28.05%，與有機硒肥6、18和24 mg·L-1處理間無顯著差異，與CK處理和有機硒30 mg·L-1處理存在顯著差異；在有機硒肥12 mg·L-1處理時，3-（甲硫基）乙酸丙酯的含量最高，為14.89%，與有機硒肥6 mg·L-1處理無顯著差異，與其他處理間存在顯著差異；在有機硒肥12 mg·L-1處理時，辛醇的含量最高，為17.96%，與其他處理間存在顯著差異。在有機硒肥18 mg·L-1處理時，3-羥基丁酮的含量最高，為7.74%，與其他處理間存在顯著差異。2-甲基丁酸乙酯的含量隨著有機硒處理含量各異，CK處理下2-甲基丁酸乙酯的含量最高，為12.36%，在有機硒肥30 mg·L-1處理下的含量最低，為3.84%。

2.2 不同有機硒肥處理對甜瓜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

如圖1所示，‘G6×4在有機硒肥處理下，成熟果實中的可溶性固形物含量（如圖1 A）、可溶性糖含量（如圖1 B）、可溶性蛋白含量（如圖1 C）和維生素C含量（如圖1 D）營養(yǎng)物質(zhì)含量呈先上升后下降的趨勢。有機硒肥處理下可溶性固形物含量分別比CK處理提高了2.0%、4.0%、8.7%、14.0%和3.0%，有機硒處理在24 mg·L-1時，可溶性固形物含量（ω，后同）最高，達(dá)11.4%。

有機硒肥處理下可溶性糖含量分別比CK處理提高了0.1%、2.3%、3.3%、3.0%和-10.7%。有機硒處理在18 mg·L-1時，可溶性糖含量最高，達(dá)84.78 mg·g-1。有機硒肥處理下可溶性蛋白質(zhì)含量分別比CK處理提高了0.6%、4.8%、13.0%、7.9%和-6.2%，有機硒處理18 mg·L-1時，可溶性蛋白含量最高，達(dá)142.67 mg·100 g-1。不同有機硒肥處理下維生素C含量分別比CK處理提高了4.4%、11.2%、14.0%、18.3%和-6.5%，且在有機硒處理 24 mg·L-1維生素C含量最高，達(dá)15.17 mg·100 g-1。

3 討論與結(jié)論

Fernández等[17]對PS SC以及其近等位基因系的成熟甜瓜果實香氣物質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，酯類在大多數(shù)甜瓜中含量豐富且差異較大（38%～96%），是果實的主要香氣成分。本研究結(jié)果表明，CK處理的‘G6×4薄皮甜瓜果實中酯類物質(zhì)占54.70%，有機硒處理6、12、18、24 mg·L-1處理時，甜瓜果實酯類物質(zhì)分別占55.47%、58.21%和56.18%和49.32%與前人研究相符，而當(dāng)有機硒處理30 mg·L-1時甜瓜果實中酯類物質(zhì)占37.02%，表明過高濃度的有機硒肥不利于酯類物質(zhì)的合成。甜瓜果實在CK組和5個有機硒處理分別檢測到67種、70種、66種、66種、67種和58種香氣成分，且未檢測到的香氣成分隨有機硒肥處理種類各異，而當(dāng)有機硒處理30 mg·L-1時甜瓜果實中香氣成分58種相比CK處理減少9種，表明有機硒肥處理對甜瓜果實香氣成分的形成有一定的影響且過高濃度的有機硒肥不利于香氣成分的合成。

甜瓜特征香氣成分的組成和含量是衡量甜瓜品質(zhì)的重要指標(biāo)[18]。趙光偉等[19]研究表明，甜瓜的特征香氣成分是由酯類、含硫酯類、醛類、醇類、酮類等化合物決定的。其中本研究試材‘G6×4甜瓜果實中檢測出2-甲基丁酸乙酯、乙酸己酯、2，3-丁二醇-二乙酸酯、3-（甲硫基）乙酸丙酯、辛醇和3-羥基丁酮等特征香氣成分。據(jù)相關(guān)研究，2-甲基丁酸乙酯有蘋果香[20-21]，乙酸己酯有蘋果和櫻桃香[20，22]，3-（甲硫基）乙酸丙酯和辛醇有草香味[22-23]因此，‘G6×4薄皮甜瓜特征風(fēng)味很可能由這幾種物質(zhì)相互作用的結(jié)果。其中乙酸己酯、2，3-丁二醇-二乙酸酯、3-（甲硫基）乙酸丙酯、辛醇和3-羥基丁酮含量隨著有機硒肥處理先升高后下降，表明適宜濃度有機硒肥有助于提高甜瓜果實香氣含量，而過高濃度反而大大降低果實香氣含量，因此葉面噴施有機硒處理12～18 mg·L-1時，有助于‘G6×4甜瓜果實特征香氣成分的形成。

適量有機硒可以提高果實品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，有機硒處理為18 mg·L-1 時，可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量分別比CK處理提高了8.7%、3.3%、13.0%和14.0%；有機硒處理為24 mg·L-1時，可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量分別比CK處理提高了14.0%、3.0%、7.9%和18.3%，因此，葉面噴施有機硒處理18～24 mg·L-1時，有助于‘G6×4甜瓜果實營養(yǎng)物質(zhì)的形成。本研究發(fā)現(xiàn)適宜濃度的有機硒肥對‘G6×4甜瓜果實的營養(yǎng)品質(zhì)具有明顯的促進(jìn)作用，但過高濃度的有機硒肥對果實的營養(yǎng)品質(zhì)的提高具有抑制作用，可能高濃度的硒肥對薄皮甜瓜植株具有一定的毒害作用，從而影響果實中營養(yǎng)物質(zhì)的合成，這與在厚皮甜瓜[24]、芥菜[25]和萵苣[26]等蔬果作物上研究相一致。

本研究結(jié)果表明，葉面噴施適宜濃度的有機硒肥，可促進(jìn)薄皮甜瓜果實重要香氣成分含量地形成，并顯著提高果實營養(yǎng)品質(zhì)。因此，建議對薄皮甜瓜進(jìn)行葉面噴施18 mg·L-1有機硒肥。本試驗中的主要香氣成分只檢測到大部分，而有些已知成分在本次研究中并未檢測出且試驗數(shù)據(jù)為一年所得。因此，下一步將采用更加精密檢測技術(shù)進(jìn)行驗證同時進(jìn)行多年數(shù)據(jù)收集。

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