硒營養(yǎng)強化對贛南臍橙果實硒組分及品質(zhì)的影響

張永浩，姚鋒先，楊忠蘭，陳 蓉，溫 莉，劉桂東，賴金平，周高峰，管 冠，莊 霞

(贛南師范大學(xué) 國家臍橙工程技術(shù)研究中心/生命科學(xué)學(xué)院，江西贛州，341000)

硒(Se)是維持人體健康所必需的微量元素，具有抗氧化、提高免疫力和預(yù)防癌癥等功能[1]，但中國約有51%的國土缺Se，39%～61%的中國居民每天Se攝入量約26～34 μg，低于世界衛(wèi)生組織/糧農(nóng)組織推薦的Se攝入最低標(biāo)準(zhǔn)(40 μg/d)[2-4]。目前，通過外源補硒獲得富硒農(nóng)產(chǎn)品是缺硒地區(qū)補硒的最佳選擇[5]。硒強化措施不僅能提高植物硒含量，還能提高品質(zhì)。但目前硒生物強化植物主要集中在水稻[6]、小麥[7]和玉米[8]等大田作物，在果樹上的研究較少。贛南是全國最著名的富硒地區(qū)之一，也是中國第一大紐荷爾臍橙產(chǎn)區(qū)[9]，但臍橙果實中硒濃度未能達(dá)到江西省富硒水果標(biāo)準(zhǔn)(10 μg/kg)，探究如何生產(chǎn)富硒、高品質(zhì)臍橙具有現(xiàn)實意義。

目前，硒強化主要通過土壤施用和葉面噴施兩種方式。相對于土壤施用，葉面噴施硒肥不僅減少土壤污染和固化，而且吸收效率高[10]，因此是比較常用的噴硒方式。作物對外源硒的吸收和轉(zhuǎn)化也會受到施硒濃度、施硒時期和作物生長階段等因素的影響[11]。已有研究表明，作物生長后期施硒較生長早期對硒的吸收效果好[12]。在蘋果開花期和幼果期噴施硒肥，果實中主要為有機(jī)硒，而在著色期噴施則會導(dǎo)致無機(jī)硒含量顯著增加，且噴施不同濃度和次數(shù)的硒肥也會影響蘋果葉片和果實中無機(jī)硒和有機(jī)硒比例[13]。在虹鱒(Oncorhynchusmykiss)上的研究表明，有機(jī)硒攝入相對于無機(jī)硒的有效性更高[14]。目前，有關(guān)提高臍橙果實中有機(jī)硒含量的最佳施硒時期和濃度的報道較少。

硒處理對作物的影響因施硒濃度和時期而異。葉面噴施適量硒肥能提高沙棘果實的維生素C和總黃酮含量，但高濃度硒處理降低總黃酮含量[15]。葉面噴施150 mg/L的亞硒酸鈉較其他處理濃度能顯著提高甜柿果實的可溶性固形物、可溶性糖以及維生素C含量[16]。在“本地早”柑桔幼果期、膨大期和著色期分別噴施200 mg/L的亞硒酸鈉，結(jié)果表明在幼果期噴施能顯著提高果實品質(zhì)[17]。柑桔中含有的總黃酮、總酚、維生素C不僅是衡量果實品質(zhì)的指標(biāo)，也是對人體十分有益的抗氧化物質(zhì)[18]，而外源硒處理能影響植物體內(nèi)抗氧化物質(zhì)的含量。外源噴硒處理，能提高茶葉的維生素C、酚類和脯氨酸含量[19]。硒處理顯著提高小麥幼苗的花青素、黃酮和酚類化合物含量[20]。目前關(guān)于硒營養(yǎng)強化影響臍橙果實品質(zhì)的報道較少。柑桔果實風(fēng)味主要是由糖含量以及糖組分差異所決定的[21]，而外源硒處理能影響植物體內(nèi)糖代謝[22]。硒處理提高了小麥籽粒的可溶性總糖和蔗糖含量[23]。噴施亞硒酸鈉后，在常溫條件下導(dǎo)致生菜的蔗糖含量顯著下降以及葡萄糖含量積累；高溫條件下會導(dǎo)致前期積累蔗糖含量，而后期無顯著性影響，并減少葡萄糖含量積累[24]?？梢?，不同植物糖代謝對外源硒的響應(yīng)不同。

本研究以亞硒酸鈉為葉面肥，在不同時期對臍橙進(jìn)行噴施，探究外源硒肥對臍橙果實硒含量、品質(zhì)和可溶性糖含量的影響，以期明確紐荷爾臍橙果樹葉面噴施亞硒酸鈉的最佳時期，為贛南臍橙優(yōu)質(zhì)富硒栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2021年在江西省贛州市信豐縣安西鎮(zhèn)信豐華橙果業(yè)有限公司果園，選取樹體長勢基本一致的4年生枳(Poncirustrifoliata)砧紐荷爾臍橙(Citrussinensis‘Newhall’)為材料。供試硒源為亞硒酸鈉(Na2SeO3)。

1.2 試驗設(shè)計

葉面噴施硒肥濃度為200 mg/L(以亞硒酸鈉計)。在第二次生理落果后的幼果期(6月16日)噴施1次為處理1(T1)，在果實膨大期(7月13日)噴施1次為處理2(T2)，在幼果期(6月16日)和果實膨大期(7月13日)各噴施1次為處理3(T3)，對照組(CK)不做處理，共4個處理。每個處理共有4株樹體長勢基本一致的果樹。噴施程度以葉面均勻產(chǎn)生水滴并不滴落為標(biāo)準(zhǔn)，每株2 L。

1.3 樣品采集與制備

在果實成熟期(11月20日)進(jìn)行采樣。選擇樹冠外圍中部區(qū)域，在東、南、西、北四個相同方位各采集1個健康無病蟲害的果實，放入預(yù)冷的冰盒中帶回實驗室。每株果樹的4個果實，每個果實取1/4果肉混合樣榨汁測定可溶性固形物、可滴定酸、維生素C含量，剩余果汁液氮速凍后放入-80 ℃保存用于測定總黃酮以及總酚含量，另1/4果肉混合樣液氮速凍后放入-80 ℃保存測定可溶性糖含量以及硒元素。

1.4 樣品測定

1.4.1 硒含量測定 總硒含量測定：稱取3.000 g(精準(zhǔn)到0.001 g)果肉，加入10 mL HNO3后靜置過夜，在電熱板上160 ℃加熱濃縮至2 mL，取下冷卻，加入3 mL HCl消解至1 mL，冷卻加入2 mL HCl，用蒸餾水定容至25 mL，過濾，得待測液。用氫化物-原子熒光光譜法(HG-AFS 9120，北京吉天)測定總硒濃度，用小麥粒標(biāo)準(zhǔn)物品(GBW-10011，GSB-2，中國)進(jìn)行質(zhì)量控制，要求總硒回收率為91.4%～97.0%(GB 5009.93—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中硒的測定》)。

硒形態(tài)測定：采用高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法(HPLC-ICP-MS)對臍橙果肉中的硒形態(tài)進(jìn)行檢測，包括硒代蛋氨酸(SeMet)、硒代胱氨酸(SeCys2)、甲基硒代半胱氨酸(MeSeCys)、硒酸鹽(SeO42-)以及亞硒酸鹽(SeO32-)含量。試驗過程中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量控制，要求硒代蛋氨酸富硒酵母標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回收率在83.1%～101.5%之間[25]。硒有機(jī)化比例(%)=(有機(jī)硒含量/總硒含量)×100%。

1.4.2 果實品質(zhì)測定 可溶性固形物采用便攜式折光率儀測定(PAL-1，ATAGO)?？傻味ㄋ岵捎脷溲趸c中和滴定法測定。維生素C采用2，6-二氯酚靛酚法測定[26]。固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量。

總黃酮含量采用亞硝酸鈉-氯化鋁法[27]測定，槲皮素為標(biāo)準(zhǔn)物。榨取果汁放入-80 ℃保存，測定時快速解凍，在冷凍離心機(jī)4 ℃、10 000 轉(zhuǎn)/ min條件下離心5 min，取0.5 mL上清液，加入0.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù) 5% NaNO2，輕輕搖勻，靜置5 min，再加入0.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù) 10% AlCl3，輕輕搖勻，靜置6 min，加入5 mL 1 mol/L NaOH，最后用蒸餾水定容至10 mL，靜置30 min后，在紫外分光光度計415 nm下測定吸光值。

總酚含量以福林酚法測定[28]，沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)物。取0.1 mL上清液，加入0.5 mL福林酚，搖勻，1 min后加入1.5 mL 1 mol/L Na2CO3溶液，用蒸餾水定容至10 mL，充分搖勻，室溫放置2 h后，在紫外分光光度計760 nm下測定吸光值。

1.4.3 可溶性糖含量測定 可溶性糖提?。悍Q取1.000 g(精準(zhǔn)到0.001 g)果肉，充分研磨后倒入玻璃試管中，加入4 mL體積分?jǐn)?shù)為80%的酒精，80 ℃震蕩水浴30 min，冷卻，7 000 轉(zhuǎn)/min離心10 min，取上清液，剩余殘渣再重復(fù)提取。向上清液中加入10 mg活性碳，80 ℃水浴褪色30 min，蒸餾水定容至10 mL，過濾活性碳，得待測液[29]。

可溶性糖分測定：可溶性總糖采用硫酸-乙酸乙酯法[26]測定。蔗糖和果糖采用間苯二酚法測定[29]。還原性糖采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定[30]，取稀釋10倍的待測液1 mL，加入1 mL蒸餾水，再加入4 mL DNS試劑，87 ℃水浴反應(yīng)5 min，最后在紫外分光光度計540 nm測定其吸光值。葡萄糖含量為還原性糖含量減去果糖含量。糖酸比=可溶性總糖含量/可滴定酸含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

每個處理4個生物學(xué)重復(fù)，3個技術(shù)重復(fù)。使用SPSS 21.0進(jìn)行方差分析，采用Duncan’s法進(jìn)行顯著性檢驗(α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 硒含量和形態(tài)

試驗結(jié)果看出，硒處理顯著增加臍橙果實的硒含量。其中，T3處理的總硒含量(18.4 μg/kg)最高，較CK(空白處理)提高9.2倍，較T1和T2處理分別提高124.4%和7.6%，說明果實總硒含量隨著噴硒總次數(shù)的增加而提高。T2處理總硒含量較T1處理提高108.5%，說明噴施時期從幼果期后移至果實膨大期，硒吸收效率提高。臍橙果實中的硒主要以有機(jī)硒形態(tài)存在，硒有機(jī)化比例為81.27%～100%，硒處理果實硒有機(jī)化比例較CK提高了19.9～23.0個百分點。所有處理的有機(jī)態(tài)硒均以硒代胱氨酸(SeCys2)形式存在，未檢出其他形態(tài)的有機(jī)硒；所有處理的無機(jī)態(tài)硒均以亞硒酸根離子(SeO32-)的形態(tài)存在。T2處理(膨大期噴施)提高了果實無機(jī)硒含量(見表1)。

表1 不同硒處理臍橙果實的硒含量和形態(tài)

2.2 果實品質(zhì)

試驗結(jié)果看出，硒營養(yǎng)強化對臍橙果實品質(zhì)有一定影響。與CK比較，硒處理果實可溶性固形物提高了9.8%～20.3%。T3處理的可溶性總糖含量(11.5%)較CK提高了16.2%，固酸比(21.4)較CK提高了19.6%。T1和T2處理的總酚含量均較CK降低。整體上，葉面硒處理能提高臍橙果實品質(zhì)，其中T3處理的效果最好(見表2)。

表2 不同硒處理臍橙果實的品質(zhì)

2.3 可溶性糖

不同硒處理的臍橙果實還原性糖含量差異無顯著性。T3處理的葡萄糖含量(26.8 mg/g)較CK提高了13.6%，T1和T2處理的葡萄糖含量與CK相比無顯著性變化。不同硒處理果實的果糖含量差異無顯著性。T1和T3處理的蔗糖含量分別為59.2和66.5 mg/g，較CK分別提高了12.8%和26.7%。整體而言，葉面硒處理對果實可溶性糖組分中的蔗糖和葡萄糖含量產(chǎn)生影響，尤其對蔗糖含量的影響最大。其中，T3處理的蔗糖和葡萄糖含量升高最明顯(見表3)。

表3 不同硒處理方式臍橙果實的可溶性糖含量 mg/g

3 討論與結(jié)論

適宜的硒處理能提高果實品質(zhì)。本試驗在臍橙果實膨大期噴施1次或者在幼果期和膨大期各噴施1次200 mg/L亞硒酸鈉，使臍橙果實達(dá)到了富硒水果標(biāo)準(zhǔn)，且2次噴施的效果更好。在植物不同生長時期噴施硒肥，植物對硒的吸收效率不同。本試驗中，果實膨大期噴施硒處理的果實總硒含量較幼果期噴施硒處理高108.5%，幼果期和膨大期均噴施硒處理果實總硒含量又比膨大期噴施一次處理高7.6%。說明，噴硒的時期會影響臍橙對硒的吸收和積累，果實膨大期噴硒臍橙對硒的吸收效率較高；在幼果期和膨大期兩次噴硒后對硒的吸收積累以及果實品質(zhì)的影響進(jìn)一步提升，但樹體及果肉中硒含量達(dá)到一定濃度后，植物對硒的吸收積累會變?nèi)?，即植物對硒的吸收積累與硒肥用量并非線性關(guān)系。這與在馬鈴薯[31]和杧果[32]上研究的相關(guān)研究結(jié)果類似。分析認(rèn)為，這可能是延遲硒的噴施時期能促進(jìn)硒從葉流向莖中的運輸，進(jìn)而提高果肉中硒含量[33]，同時，臍橙果實對硒的吸收具有一定的范圍值。鄧小芳等[34]研究表明，獼猴桃葉面噴施硒肥，幼果期噴施處理果肉硒含量較膨大期噴施處理更高?？梢?，噴施時期對作物吸收硒效率的響應(yīng)與物種有關(guān)。

食用有機(jī)硒相比無機(jī)硒更符合食品安全。通過外源無機(jī)硒強化，使無機(jī)硒在植物可食用部分中轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒，可滿足人們?nèi)粘Ｉ攀逞a硒的要求。本試驗中，外源硒處理提高了臍橙果肉總硒含量和有機(jī)硒占比，其中有機(jī)硒占比為97.4%～100.0%，且有機(jī)硒以硒代胱氨酸(SeCys2)的形式存在于果肉中。這與寧嬋娟等[13]的研究結(jié)果類似一致，即紅富士蘋果在5、6和7月中旬共噴施3次100 mg/L亞硒酸鈉效果最佳，果實有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率高達(dá)87.7%。但也有研究發(fā)現(xiàn)，梨葉面噴施硒肥，梨果汁中有機(jī)硒轉(zhuǎn)化效率低于8.0%[33]。這可能是由于不同植物對有機(jī)硒的轉(zhuǎn)化效率不同，也可能與硒肥的噴施時期和濃度有關(guān)。本試驗中臍橙果肉中的無機(jī)硒均以亞硒酸根離子(SeO32-)形態(tài)存在。這可能是因為試驗地點為南方酸性土壤，而酸性土壤中主要為亞硒酸鹽。

已有大量的研究報道，適當(dāng)?shù)奈幚砟芴岣咧参锕夂献饔?，從而影響植物可食部分的品質(zhì)。Zhu等[35]研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴硒處理的葡萄果實可溶性總糖、硒含量和葉片凈光合速率均高于對照。在果樹上施用硒肥有利于提高果實可溶性固形物、可溶性糖和維生素C含量，降低可滴定酸含量[36-37]。在本研究中，葉面噴硒處理提高了臍橙果實中可溶性固形物含量、可溶性總糖含量和固酸比，同時不同硒肥處理時期和次數(shù)對臍橙果實品質(zhì)的影響不同。這表明臍橙果實品質(zhì)受硒肥噴施時期和次數(shù)的共同調(diào)控。本研究中，除T3處理外，T1和T2處理果汁中總酚含量較CK低。Rao等[38]研究表明，0.1 mmol/L硒酸鹽處理提高了西蘭花中總黃酮含量，但0.4 mmol/L硒酸鹽處理降低了西蘭花中的總黃酮含量。由此認(rèn)為，本試驗中硒處理濃度過高，可能使酚類代謝物質(zhì)含量下降。

蔗糖是一種包括柑桔在內(nèi)的大多數(shù)植物葉片中輸出的光合同化物，成熟葉片中大部分蔗糖(源)通過韌皮部輸出到器官(庫)中，這些器官是光合同化物的凈消耗物[39]。蔗糖、果糖和葡萄糖是柑桔果實中主要的可溶性糖。在本研究中，T1和T3處理的蔗糖含量較CK分別提高了12.8%和26.7%，T3處理的葡萄糖含量較CK提高了13.6%，但整體上硒處理后果糖和還原性糖相比CK無顯著性變化。Lara等[23]的研究結(jié)果(與對照相比較，外源硒處理能提高小麥可溶性總糖和蔗糖含量)，與本試驗結(jié)果一致。陳建偉[40]研究表明，葉面噴施亞硒酸鈉有利于提高蘋果果實成熟后期蔗糖合酶、蔗糖磷酸合酶的活性，促使蔗糖合成代謝，增加蔗糖的積累。由此認(rèn)為，硒處理能提高臍橙果實蔗糖含量，可能是與硒處理影響了蔗糖代謝相關(guān)酶活性有關(guān)。但糖代謝的過程受多種因素的影響，更深層的調(diào)控機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

綜上所述，適當(dāng)?shù)娜~面硒處理可以提高臍橙果實中的有機(jī)硒含量，使果實達(dá)到富硒水果標(biāo)準(zhǔn)；同時，硒處理可以提高臍橙果實的可溶性固形物、可溶性總糖和固酸比等，對果實品質(zhì)的提升有積極作用。基于本試驗結(jié)果，建議的外源硒強化方式為在贛南臍橙幼果期和膨大期各葉面噴施一次200 mg/L亞硒酸鈉。