硒對春茶谷胱甘肽過氧化物酶活性及品質(zhì)的影響

梁潘霞，邢 穎，廖 青，潘麗萍，陳錦平，劉永賢，江澤普

(廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/廣西富硒農(nóng)業(yè)研究中心，廣西 南寧530007)

【研究意義】硒(Se)是人體必需的15種微量元素之一，其對人體健康發(fā)揮著巨大的作用[1-2]；硒也可以提高植物體內(nèi)必需氨基酸含量、促進蛋白質(zhì)合成，并通過GSH-Px為其賦存形式之一參與機體活性氧清除，從而阻斷脂質(zhì)過氧化的鏈式反應(yīng)，以確保生物體生命活動的正常進行[3]。在己發(fā)現(xiàn)的富硒作物中，茶樹具有較強的富集硒的能力，能將吸收的無機態(tài)硒轉(zhuǎn)化為有機態(tài)硒，而且茶葉方便儲運，因此飲用富硒茶可作為人體補充硒元素的理想途徑和資源。廣西茶樹資源豐富，但目前廣西茶園在硒元素的高效利用和硒對茶葉品質(zhì)的影響研究還相對較少，富硒特色茶種種植生產(chǎn)經(jīng)營尚未走上標準化、規(guī)范化的軌道，未能充分提升茶葉的附加值。因此，開展硒對茶葉硒含量、谷胱甘肽過氧化物酶活性及品質(zhì)的影響的研究，為獲得硒素含量穩(wěn)定、安全、優(yōu)質(zhì)的茶葉，進一步提升茶葉的附加值，從而對帶動整個富硒茶產(chǎn)業(yè)的突破性發(fā)展具有重要的意義。【前人研究進展】覃瀟敏等[4]通過盆栽試驗發(fā)現(xiàn)，外源添加Na2SeO3能提高春茶和夏茶硒及茶多酚、氨基酸可溶性糖含量，且其含量隨著Na2SeO3施用量的增加呈先增加后降低的趨勢。雷紅靈等[5]對盆栽藤茶進行葉面噴施硒肥，發(fā)現(xiàn)藤茶葉片的含硒量隨著硒質(zhì)量濃度的升高而增加，低質(zhì)量濃度的硒能促進藤茶抗氧化酶活性及藤茶中黃酮、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)的合成，最適施硒質(zhì)量濃度為100 mg/L。宋家永等[6]研究表明，小麥葉面噴施硒肥后，顯著提高小麥籽粒硒含量和谷胱甘肽過氧化物酶活性。低質(zhì)量濃度硒(1.0 mg/L 亞硒酸鈉)能明顯提高水稻分蘗期、孕穗期谷胱甘肽過氧化物酶活性；高質(zhì)量濃度硒(10.0 mg/L 亞硒酸鈉)處理明顯抑制分蘗期谷胱甘肽過氧化物酶活性，但對水稻孕穗期谷胱甘肽過氧化物酶活性有促進作用[7]。丁波等[8]通過水培試驗發(fā)現(xiàn)，苦丁茶施用Na2SeO330 d后，濃度為1.0 mg/L時, 苦丁茶葉片中硒含量最高，濃度為3.0 mg/L時苦丁茶葉片中可溶性蛋白、維生素C、黃酮、皂苷、茶多酚及兒茶素含量最高?！颈狙芯壳腥朦c】不同的植物、同一植物不同部位，在不同施硒方式下，植物的富聚硒能力都不一樣，目前通過土壤淋施硒肥后，廣西春茶的聚硒能力以及硒對春茶抗氧化酶活性和品質(zhì)的研究報道不多?！緮M解決的關(guān)鍵問題】探索外源施硒對茶葉含硒量、GSH-Px活性及品質(zhì)的影響, 為更深入研究硒在茶葉體內(nèi)的動態(tài)變化及硒調(diào)控茶葉生理機制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地位于廣西桂平碧水西山茶園基地(E 109°56′59″，N 23°18′36″)，海拔 46 m，供試茶樹品種為金宣，樹齡14年。土壤理化性質(zhì)見表1。

1.2 試驗方法

于2017年1月開展田間試驗，設(shè)0、9、12、15、18和21 L/hm2等6個氨基酸螯合硒液肥濃度梯度，肥料兌水后選擇陰天進行淋施，設(shè)3次重復(fù)，每小區(qū)面積50 m2。施硒后30 d 采兩葉一心葉片，蒸餾水漂洗3 次，濾紙擦干，取新鮮葉片用于抗氧化酶的測定，其余葉片105 ℃殺青5 min，55 ℃烘干，粉碎過篩備用。

1.3 測定項目及方法

GSH-Px的提取和活性測定：取鮮樣(根或葉片)0.5 g，加入該酶的提取液3 mL，冰浴研磨成勻漿，3000 r/min下離心10 min，取上清液在12 000 r/min下離心5 min，取上清液用于GSH-Px的活性測定，采用榮征星等[9]的DINB直接測定法。茶及茶制品中茶多酚含量的測定按GB/T8313-2008進行。茶多糖采用NY/T1676-2008標準測定。土壤基礎(chǔ)肥力的測定按常規(guī)法進行，土壤和植株含硒量的測定采用熒光光度法。

1.4 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理采用Spss19.0、Excel 2013等軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同濃度的硒肥對春茶含硒量的影響

由圖1可知，各施硒處理茶葉硒含量均顯著高于CK處理(P<0.05，下同)，其中9～15 L/hm2時，茶葉的含硒量隨著硒肥濃度的增加呈上升趨勢，在15 L/hm2濃度處理時最高，為0.64 mg/kg；15～21 L/hm2的硒肥濃度處理下，茶葉的含硒量隨硒肥濃度的增加呈下降趨勢；12～21 L/hm2的各處理下茶葉硒含量差異不顯著(P>0.05，下同)，且均顯著高于9 L/hm2處理。

2.2 不同濃度的硒肥對茶葉GSH-Px 活性的影響

由圖2可以看出，各施硒處理茶葉GSH-Px活性均顯著高于CK處理，其中9～15 L/hm2時，茶葉的含硒量隨著硒肥濃度的增加呈上升趨勢，在15 L/hm2濃度處理時GSH-Px活性最高；18～21 L/hm2的硒肥濃度處理下，茶葉的GSH-Px活性隨硒肥濃度的增加呈下降趨勢；12～18 L/hm2的各處理下茶葉GSH-Px活性差異不顯著，且均顯著高于9和21 L/hm2處理。

表1 土壤理化性質(zhì)

圖中不同字母表示5 %差異顯著水平，下同Different letters show significant level at 5 %，the same as below圖1 供硒水平對茶葉含硒量的影響Fig.1 Effects of Se application on Se content in tea

圖2 供硒水平對茶葉谷胱甘肽過氧化物酶活性的影響Fig.2 Effects of Se application on GSH-Px activity in tea

2.3 不同濃度的硒肥對春茶品質(zhì)的影響

由圖3 ～4可見，施硒處理下茶葉茶多酚、茶多糖含量均顯著高于CK處理，且兩者含量隨著硒肥濃度的增加均呈先上升后下降的趨勢，18 L/hm2濃度處理時茶葉茶多酚、茶多糖最高，為13.7 %、4.48g/100g，分別比CK增加了37.22 %、55.58 %，說明在一定的施硒質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，硒可以提高茶葉中的有效成分含量，最適硒質(zhì)量濃度為18 L/hm2。

3 討 論

目前，中國營養(yǎng)學(xué)會推薦的成人硒攝入量為50～250 mg/d，而中國2/3地區(qū)硒攝入量低于最低推薦值，面臨著硒元素缺乏引起的“隱性饑餓”。從源頭上消除隱性饑餓，可利用植物有機硒源，通過食物鏈轉(zhuǎn)化，從天然食品中攝取適量硒營養(yǎng)，從而預(yù)防硒缺乏引起的疾病，是一條安全、價廉、可行的途徑[10]。本研究結(jié)果表明，施硒處理后的春茶茶葉硒含量都要顯著高于對照處理，含硒量達到0.48～0.64 mg/kg，按照DB45/T1061-2014廣西地方標準《富硒農(nóng)產(chǎn)品硒含量分類要求》，施硒處理后的茶葉硒含量達到富硒標準。雷紅靈等[5]對藤茶葉面噴施硒肥50～100 mg/L時, 藤茶葉片的含硒量明顯增加，硒的含量可達24.33 mg/kg，遠高于本研究下茶葉硒含量，原因可能為不同施肥方式、不同品種茶樹在攝取硒的生理機制上有差異，茶葉對土壤淋施螯合氨基酸硒肥和葉面噴施硒肥影響的敏感度有所不同，外源硒對植物的效應(yīng)受劑量影響。但作物是否受到體內(nèi)生理及遺傳因素的制約，以及作物對硒的吸收和轉(zhuǎn)化是否有嚴格的調(diào)控作用仍需進一步研究。

圖3 供硒水平對茶葉茶多酚的影響Fig.3 Effects of Se application on tea polyphenols

圖4 供硒水平對茶葉茶多糖的影響Fig.4 Effects of Se application on tea polysaccharides

谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)是一種活性中心含有硒代半胱氨酸的常見蛋白酶[11]， GSH-Px與SOD、POD、APX等抗氧化酶共同構(gòu)成了一個抗脂質(zhì)過氧化作用的有效保護系統(tǒng)，能有效清除氧自由基，對動植物具有重要意義[12]。植物對于硒元素的利用和吸收與植物體內(nèi)GSH-Px 活性的高低有著直接的聯(lián)系[13]，因此，可利用生物體內(nèi)GSH-Px 活性的大小可以反映機體的硒含量來研究GSH-Px 活性與Se 的關(guān)系。本研究各處理濃度下茶葉的GSH-Px活性逐漸增加，均顯著高于對照，與前人研究結(jié)果相類似[14-17]，這可能是因為硒作為合成GSH-Px必不可少的的重要組成成分，施用硒肥能夠補充該酶的組分，同時可能直接或間接地啟動了該酶合成有關(guān)的特異基因，誘導(dǎo)了GSH-Px的生物合成，促進了GSH-Px基因的表達，從而提高GSH-Px的活性；但也有文獻報道[18]，施硒肥誘導(dǎo)GSH-Px的合成可能存在其他途徑，即在外源硒的參與下通過其他物質(zhì)合成GSH-Px。然而是否存在其它途徑和硒有更深層的生物學(xué)作用，還有待更為深入的研究。本研究中GSH-Px 活性隨硒肥濃度的加大而增加，在施用15 L/hm2時，GSH-Px 活性最高，在濃度為18～21 L/hm2時，酶活性呈下降趨勢；趙耀等[19]對外源硒誘導(dǎo)下小麥GSH-Px的變化研究中也發(fā)現(xiàn)，小麥苗在亞硒酸鈉濃度為l mg/L時，GSH-Px活性達到峰值，而隨后濃度增加至2 mg/L時，反而對GSH-Px的活性產(chǎn)生了抑制作用。本研究與前人研究有相似的規(guī)律，說明硒通過硒代甲硫氨酸或硒代半胱氨酸的形式摻入到GSH-Px 的合成，從而提高酶的活性，但隨著施硒濃度的增加，植物體內(nèi)GSH-Px 酶的合成達到飽和，即使再增加硒的質(zhì)量濃度，酶的總活性不會再增加。

茶多酚是茶葉中重要的次生代謝產(chǎn)物(多羥基類化合物)，具有抗氧化、抗腫瘤、防輻射、抑菌等功能，是形成茶葉色香味的主要成份之一，直接關(guān)系到茶葉的感官品質(zhì)和生理保健功能，對綠茶的品質(zhì)形成具有雙重作用[20]。茶多糖是一種結(jié)合了大量的礦物質(zhì)元素的酸性糖蛋白。茶多糖具有降血糖、降血脂、調(diào)節(jié)免疫、抗血栓和抗氧化等功效，可用于保健品或藥品的開發(fā)[21]。不同的茶樹品種、不同地區(qū)、不同季節(jié)和不同的農(nóng)藝措施等因素都會影響茶葉中的茶多酚和茶多糖含量。張國芹等[22]的研究表明，有機無機肥配施能顯著提高茶葉的茶多酚、游離氨基酸及咖啡堿含量，降低酚氨比，有利于改善碧螺春茶葉的品質(zhì)。在本研究中，施用氨基酸螯合硒液肥后，各處理的茶葉中茶多酚和茶多糖含量均高于CK，其中施用18 L/hm2時，茶多酚含量最高，說明施肥是影響茶葉品質(zhì)的重要農(nóng)藝措施，硒肥也可以提高茶葉品質(zhì)。

4 結(jié) 論

外源硒對植物的效應(yīng)受劑量影響，當(dāng)淋施硒肥濃度為15 L/hm2，茶葉的含硒量最高；在適量的硒濃度處理下，可以明顯提高茶葉的GSH-Px 活性，并增加茶的茶多酚、茶多糖含量。