蔗糖對蘿卜芽苗菜生長發(fā)育及營養(yǎng)品質(zhì)的影響

韓敏　周桂芳　王德升　張偉鋒　李化冰　溫明明　李媛媛

摘要：本文以濰縣蘿卜為試驗材料，研究了不同含量蔗糖溶液（0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%）處理對濰縣蘿卜芽苗菜生長發(fā)育及營養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，0.8%蔗糖溶液處理下，濰縣蘿卜芽苗菜的單株鮮質(zhì)量以及果糖、葡萄糖、可溶性總糖、維生素C、總酚、類黃酮、異硫氰酸鹽含量最高；0.4%蔗糖溶液處理下，濰縣蘿卜芽苗菜的苗高最高；1.2%蔗糖溶液處理下，濰縣蘿卜芽苗菜的游離氨基酸含量及SOD酶活性最高；1.6%蔗糖溶液處理下，濰縣蘿卜芽苗菜的可溶性蛋白質(zhì)及硫代葡萄糖苷含量最高。主成分分析結(jié)果顯示，14個品質(zhì)指標中提取出了 3 個主成分，累積貢獻率達到87.200%。其中主成分 1 的方差貢獻率最大，且在果糖、葡萄糖、可溶性總糖含量等指標上載荷值較高，說明糖分含量對蘿卜芽苗菜品質(zhì)的影響較大。各處理綜合得分結(jié)果表明，0.8%蔗糖溶液處理的得分最高，說明0.8%蔗糖溶液處理蘿卜芽苗菜的品質(zhì)最好。因此可見，一定含量的蔗糖溶液可以有效促進蘿卜芽苗菜的生長發(fā)育，顯著提高其營養(yǎng)品質(zhì)，且以0.8%蔗糖溶液處理效果最佳。

關(guān)鍵詞：蘿卜芽苗菜；蔗糖；生長發(fā)育；營養(yǎng)品質(zhì)

中圖分類號：S631.1文獻標識碼：A文章編號：1000-4440（2023）05-1225-08

Effects of sucrose on growth and nutritional quality of radish sproutsHAN Min ZHOU Gui-fang WANG De-sheng ZHANG Wei-feng LI Hua-bing WEN Ming-ming LI Yuan-yuan

（1.College of Seed and Facility Agricultural Engineering， Weifang University， Key Laboratory of Biochemistry and Molecular Biology in Universities of Shandong， Weifang 261061， China；2.Weifang Vocational College， Weifang 261041， China；3.Agricultural Comprehensive Service Center， Taibaozhuang Street， Xiashan District， Weifang City， Weifang 262502， China；4.Weifang Agricultural Technology Promotion Center， Weifang 262199， China）

Abstract：In this paper， Weixian radish was used as the test material. The effects of different contents of sucrose solution （0， 0.4%， 0.8%， 1.2%， 1.6%， 2.0%） on the growth and nutritional quality of Weixian radish sprouts were studied. The results showed that the fresh weight per plant and the contents of fructose， glucose， total soluble sugar， vitamin C， total phenols， flavonoids， isothiocyanate in Weixian radish sprouts were the highest under the treatment of 0.8% sucrose solution.The seedling height of Weixian radish sprouts was the highest under the treatment of 0.4% sucrose solution. The free amino acid content and the SOD activity in Weixian radish sprouts were the highest under the treatment of 1.2% sucrose solution. Weixian radish sprouts had the highest content of soluble protein and glucosinolate under the treatment of 1.6% sucrose solution. The results of principal component analysis showed that three principal components were extracted from 14 quality indices， and the cumulative contribution rate was 87.200%. Among them， the variance contribution rate of principal component 1 was the highest， and the loading values of fructose content， glucose content and total soluble sugar content were higher， indicating that sugar content had a greater impact on the quality of sprouts. And the comprehensive score of each treatment showed that the 0.8% sucrose solution treatment had the highest score， indicating that the quality of radish sprouts under the treatment of 0.8% sucrose solution was the best. Therefore， a certain content of sucrose solution could effectively promote the growth and development of radish sprouts and significantly improve their nutritional quality. And the treatment with 0.8% sucrose solution had the best effect.

Key words：radish sprouts；sucrose；growth and development；nutritional quality

蘿卜芽苗菜是蘿卜種子萌發(fā)形成的肥嫩幼苗，因其品質(zhì)鮮嫩、風味獨特、栽培方式簡單、經(jīng)濟效益高而被廣泛種植。蘿卜芽苗菜中含有豐富的酚類、維生素C、花青素、硫代葡萄糖苷等生物活性物質(zhì)，具有較強的抗氧化能力，可有效增強人體免疫力[1]。此外諸多研究發(fā)現(xiàn)，生長環(huán)境（如溫度、光照、養(yǎng)分等）對蘿卜芽苗菜的生長發(fā)育及營養(yǎng)品質(zhì)可產(chǎn)生較大影響[2-4]。

蔗糖作為植物體內(nèi)碳水化合物的主要來源，不僅決定著作物的產(chǎn)量，還可以作為信號分子調(diào)控植物的生長發(fā)育、營養(yǎng)品質(zhì)及逆境響應(yīng)。研究結(jié)果表明，一定含量的蔗糖溶液（5%）處理可顯著提高桃樹體內(nèi)SnRK1酶的活性，從而影響植株體內(nèi)碳代謝，進而影響其生長發(fā)育[5]。Li等[6]則發(fā)現(xiàn)，貯藏期間與對照相比，50 mmol/L蔗糖溶液處理顯著提高了草莓果實中葡萄糖、果糖和蔗糖含量。凌亞杰等[7]還發(fā)現(xiàn)，100 mmol/L蔗糖溶液處理下草莓果實中可溶性固形物、抗壞血酸及總酚含量均顯著增加，抗氧化能力顯著增強。Jeong等[8]發(fā)現(xiàn)，蔗糖溶液（1%、2%、3%）處理可顯著提高蕎麥芽的營養(yǎng)成分含量和抗氧化能力。

但蔗糖作為外源營養(yǎng)物質(zhì)對蘿卜芽苗菜生長發(fā)育及營養(yǎng)品質(zhì)的影響卻鮮有報道。為此本研究以濰縣蘿卜（十字花科，蘿卜屬）為試驗材料，外源施加不同含量蔗糖溶液（質(zhì)量百分比為0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%），探討蔗糖對蘿卜芽苗菜生長發(fā)育及營養(yǎng)品質(zhì)的影響，旨在為蘿卜芽苗菜的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2021-2022年在濰坊學院種子與設(shè)施農(nóng)業(yè)工程學院重點實驗室進行，供試材料為濰縣蘿卜。

1.2試驗設(shè)計

（1）催芽：發(fā)芽盒中墊3層濕潤濾紙，選取大小均勻、顆粒飽滿的100粒蘿卜種子均勻撒播于發(fā)芽盒中，各發(fā)芽盒保持一致。然后將上述發(fā)芽盒置于25 ℃黑暗環(huán)境中進行催芽。

（2）處理：待蘿卜芽苗高2～3 cm時，轉(zhuǎn)入光照培養(yǎng)箱（光周期為12 h/d，光量子能量為 30 μmol/（m²·s），溫度25 ℃）中進行蔗糖溶液處理。共設(shè)6個不同含量蔗糖溶液處理：0（蒸餾水對照）、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%。每個處理10盒。每天定時噴施等體積不同濃度蔗糖溶液，連續(xù)處理7 d。

（3）取樣：處理完成后取樣，并觀察其生長發(fā)育情況，取樣后用液氮迅速冷卻并貯藏在-20 ℃冰箱中，以備后續(xù)試驗指標測定。

1.3測定項目與方法

1.3.1生長指標的測定從每處理的每盒中隨機選取 15 株長勢基本一致的蘿卜芽苗菜，測定株高后小心取出，用吸水紙吸干植株表面的水分。其中10株先用電子天平測定每株鮮質(zhì)量，測定完成后，放進105 ℃的烘箱中先烘15 min殺青，后將溫度調(diào)整為75 ℃繼續(xù)烘至恒質(zhì)量，再用電子天平測定每株干質(zhì)量。剩余5株用根系掃描儀進行根長、根直徑的測定。

根據(jù)測定數(shù)值進行計算：

苗高=下胚軸基部至子葉頂部的距離；

單株鮮質(zhì)量=每株鮮質(zhì)量的平均值；

含水率=[（每株鮮質(zhì)量-每株干質(zhì)量）/每株鮮質(zhì)量]×100%。

1.3.2品質(zhì)指標的測定參照李媛媛等[9]的方法，采用戴安UltiMate 3000型高效液相色譜儀測定果糖、葡萄糖含量。色譜條件：糖分析柱為安捷倫5 μm，4.6 mm×150.0 mm，流動相為乙腈∶水（80∶20），流速1 ml/min，進樣量10 μl，柱溫33 ℃，檢測器溫度33 ℃。

可溶性糖和淀粉含量的測定采用蒽酮比色法[10]；可溶性蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍法[10]；游離氨基酸含量的測定采用酸性茚三酮顯色法[10]。維生素C含量的測定采用 Law 等[11]的方法。

SOD活性采用NBT還原法測定，以抑制NBT光化學還原50%所需酶量為1個SOD酶活單位（U/g）[12]；POD和CAT活性采用Cakmak等[13]的方法測定，以每1 g鮮質(zhì)量每1 min內(nèi)吸光值（OD₄₇₀）的變化表示POD酶總活性（△OD₄₇₀），以每1 g鮮質(zhì)量每1 mim內(nèi)吸光值（OD₂₄₀）的變化表示CAT酶總活性（△OD₂₄₀）。

采用試劑盒法測定總酚、類黃酮含量及抗氧化能力，試劑盒均由蘇州科銘生物技術(shù)有限公司提供。

硫代葡萄糖苷含量的測定參照逯玉等[14]的方法；異硫氰酸鹽含量的測定參照趙功玲等[15]的方法。

1.4數(shù)據(jù)分析

使用Excel和SPSS23.0軟件，進行數(shù)據(jù)處理作圖及差異顯著性分析。

2結(jié)果分析

2.1外源噴施不同含量蔗糖溶液對濰縣蘿卜芽苗菜生長發(fā)育的影響從表1中可以看出，隨著蔗糖溶液含量的不斷增加，濰縣蘿卜芽苗菜的苗高及單株鮮質(zhì)量均呈先升高后下降的變化趨勢，且分別在0.4%及0.8%達到最高值；根長則隨著蔗糖溶液含量的提高呈緩慢增加的變化趨勢；含水量及根直徑則無明顯變化。

2.2外源噴施不同含量蔗糖溶液對濰縣蘿卜芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響2.2.1外源噴施不同含量蔗糖溶液對濰縣蘿卜芽苗菜中葡萄糖及果糖含量的影響圖1顯示，隨著蔗糖溶液含量的不斷增加，濰縣蘿卜芽苗菜中的果糖及葡萄糖的含量均呈先升高后下降的變化趨勢，且均在0.8%達到最高值。蔗糖溶液含量為0.8%時的果糖及葡萄糖含量分別比0（蒸餾水對照）高75.63%、199.65%，比蔗糖溶液含量為0.4%時高44.94%、32.97%；比蔗糖溶液含量為1.2%時高49.11%、18.81%；比蔗糖溶液含量為1.6%時高55.45%、53.12%；比蔗糖溶液含量為2.0%時高48.00%、68.87%。

2.2.2外源噴施不同含量蔗糖溶液對濰縣蘿卜芽苗菜中可溶性總糖及可溶性蛋白質(zhì)含量的影響隨著蔗糖溶液含量的不斷增加，濰縣蘿卜芽苗菜中的可溶性總糖及可溶性蛋白質(zhì)含量均呈先升高后下降再升高的變化趨勢；且分別在0.8%和1.6%時達到最高值（圖2）。0.8%蔗糖溶液處理，濰縣蘿卜芽苗菜中可溶性總糖的含量分別比0、0.4%、1.2%、1.6%、2.0%蔗糖溶液處理高33.95%、33.39%、155.00%、84.84%、82.26%；1.6%蔗糖溶液處理，濰縣蘿卜芽苗菜中可溶性蛋白質(zhì)含量分別比0、0.4%、0.8%、1.2%、2.0%蔗糖溶液處理高75.48%、41.43%、34.17%、56.75%、7.48%。

2.2.3外源噴施不同含量蔗糖溶液對濰縣蘿卜芽苗菜中維生素C及游離氨基酸含量的影響從圖3可以看出，不同含量蔗糖溶液處理下，濰縣蘿卜芽苗菜中維生素C及游離氨基酸含量的變化趨勢不同。隨著蔗糖含量的不斷增加，維生素C的含量呈先下降后升高再下降又升高最后又下降的變化趨勢；而游離氨基酸含量則呈先升高后下降的變化趨勢。且兩者分別蔗糖溶液含量在0.8%和1.2%時達到最高值。

2.2.4外源噴施不同含量蔗糖溶液對濰縣蘿卜芽苗菜中抗氧化物質(zhì)含量的影響從圖4中可以看出，隨著蔗糖溶液含量的不斷增加，濰縣蘿卜芽苗菜中總酚和類黃酮含量整體上均呈先緩慢升高又緩慢下降的變化趨勢，且均在0.8%時達到最高值。0.8%蔗糖溶液處理，濰縣蘿卜芽苗菜中總酚含量分別比0、0.4%、1.2%、1.6%、2.0%蔗糖溶液處理的高46.58%、13.67%、19.02%、3.34%、41.37%；0.8%蔗糖溶液處理，濰縣蘿卜芽苗菜中類黃酮含量分別比0、0.4%、1.2%、1.6%、2.0%蔗糖溶液處理的高11.94%、9.60%、1.74%、7.58%、3.96%。

2.2.5外源噴施不同含量蔗糖溶液對濰縣蘿卜芽苗菜中抗氧化酶活性及總抗氧化能力的影響不同含量蔗糖溶液處理，濰縣蘿卜芽苗菜中SOD、POD及CAT酶活性的變化趨勢亦不同。隨著蔗糖含量的不斷增加，SOD酶的活性呈先下降后上升，且在1.2%時達到最大值后又顯著下降的變化趨勢；CAT則正好相反，呈先升高后下降，在0.8%處達到最低值后又顯著升高的變化趨勢；POD酶的活性及總抗氧化能力則整體上均呈先平穩(wěn)無明顯變化，待蔗糖含量超過1.2%后顯著升高的變化趨勢（圖5）。

2.2.6外源噴施不同含量蔗糖溶液對濰縣蘿卜芽苗菜中辣味物質(zhì)含量的影響圖6顯示，隨著蔗糖溶液含量的不斷增加，濰縣蘿卜芽苗菜中硫代葡萄糖苷含量顯著增加，至1.6%時達到最大值后又顯著下降；濰縣蘿卜芽苗菜中異硫氰酸鹽含量亦隨著蔗糖溶液含量的不斷增加而顯著增加，至0.8%時達到最大值后又顯著下降，蔗糖溶液含量超過1.6%后又顯著增加。

2.3外源噴施不同含量蔗糖溶液對濰縣蘿卜芽苗菜品質(zhì)的綜合影響對不同含量蔗糖溶液處理的濰縣蘿卜芽苗菜的葡萄糖含量、果糖含量、可溶性總糖含量、可溶性蛋白質(zhì)、維生素C含量、游離氨基酸含量、類黃酮含量、總酚含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、異硫氰酸鹽含量、硫代葡萄糖苷含量及總抗氧化能力等14個品質(zhì)指標進行主成分分析，結(jié)果顯示，前3個主成分的累積貢獻率達到87.200%（表2），說明這3個主成分基本保留了14個品質(zhì)指標的大部分信息，可對濰縣蘿卜芽苗菜的品質(zhì)進行綜合評價。此外，14個品質(zhì)指標在3個主成分上的載荷值不同（表2）。第1主成分的方差貢獻率為36.660%，為3個主成分中最大值，表明第1主成分對蘿卜芽苗菜的品質(zhì)影響最大。其中果糖含量、葡萄糖含量、可溶性總糖含量等3個品質(zhì)指標在第1主成分上具有較高的正載荷（載荷值分別為：0.804、0.703、0.678）。第2主成分的方差貢獻率為33.740%，其中具較高載荷且為正相關(guān)的品質(zhì)指標主要為可溶性蛋白質(zhì)含量、硫代葡萄糖苷含量、異硫氰酸鹽含量、POD活性、類黃酮含量、CAT活性等6個（載荷值分別為：0.822、0.799、0.720、0.684、0.661、0.625）；第3主成分的方差貢獻率為16.800%，主要反映的是SOD活性（載荷值：0.891）和游離氨基酸含量（載荷值：0.750）等2個品質(zhì)指標的信息。

以各主成分的貢獻率為分配系數(shù)，構(gòu)建的蘿卜芽苗菜綜合評價模型為：Y=0.367Y₁+0.337Y₂+0.168Y₃，式中Y₁、Y₂、Y₃分別代表第1、2、3主成分。根據(jù)綜合評價模型，對濰縣蘿卜芽苗菜的品質(zhì)進行綜合評價，結(jié)果顯示，各處理綜合得分排序從高到低依次為0.8%、1.2%、1.6%、0.4%、2.0%、0（蒸餾水對照）（表3）。且從圖7中還可以看出，可以將6個處理分為4個類群，其中0.80%處理因子1和因子2得分較高，歸為一類，0.4%和1.2%處理及1.6%和2.0%處理在散點圖上距離最近，可以歸為一類；0（蒸餾水對照）因子1和因子2得分較低，歸為一類。

3討論

蔗糖作為大多數(shù)作物光合作用同化產(chǎn)物的主要運輸形式，以及連接淀粉和己糖的重要代謝樞紐，在調(diào)節(jié)碳水化合物代謝、蔗糖運輸和花青素積累等許多過程中起著重要作用[16]。研究發(fā)現(xiàn)，外源蔗糖對玉米（0.5 mmol/L蔗糖溶液）、桃（5%蔗糖溶液）等植物的生長有促進作用，但其最佳濃度因植物而異[5，17]。因此，有必要篩選適宜的外源蔗糖濃度以促進蘿卜芽苗菜的生長發(fā)育。本研究結(jié)果表明，不同含量的蔗糖溶液對蘿卜芽苗菜的生長有不同的影響。本研究中，隨著蔗糖含量的不斷增加，濰縣蘿卜芽苗菜的苗高及單株鮮質(zhì)量分別在0.4%及0.8%蔗糖溶液處理下達到最高值后又緩慢下降，說明一定含量范圍內(nèi)的蔗糖溶液可以促進蘿卜芽苗菜生長。

外源蔗糖還能顯著增加作物中果糖、蔗糖、維生素C、可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)的含量。柴喜榮等[18]發(fā)現(xiàn)，葉面噴施50 mg/L蔗糖溶液顯著提高了大白菜中可溶性總糖、還原糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量，但高質(zhì)量濃度蔗糖溶液則顯著降低了大白菜中可溶性總糖含量。Tan等[19]研究結(jié)果則表明，隨著蔗糖溶液質(zhì)量濃度的增加，豌豆芽中維生素C、可溶性蛋白質(zhì)、果糖和葡萄糖含量在添加0～10 mg/L蔗糖溶液時明顯增加，在添加20～40 mg/L蔗糖溶液時逐漸下降。本研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，隨著蔗糖溶液含量的不斷增加，濰縣蘿卜芽苗菜中果糖、葡萄糖、可溶性總糖及維生素C含量均在0～0.8%蔗糖溶液處理下總體上呈增加的趨勢，0.8%～2.0%蔗糖溶液處理下總體上呈下降的趨勢。可溶性蛋白質(zhì)及游離氨基酸含量的變化趨勢則略有不同，濰縣蘿卜芽苗菜中可溶性蛋白質(zhì)的含量在0～1.6%蔗糖溶液處理下總體上呈增加的趨勢，1.6%～2.0%蔗糖溶液處理下總體上呈下降的趨勢；游離氨基酸含量則在0～1.2%蔗糖溶液處理下總體上呈增加的趨勢，1.2%～2.0%蔗糖溶液處理下總體上呈下降的趨勢。但均能說明，適宜含量的蔗糖溶液處理能有效提高蘿卜芽苗菜的營養(yǎng)品質(zhì)。

蘿卜芽苗菜作為一種新型的綠色保健蔬菜，含有許多對人體健康有益的物質(zhì)，如異硫氰酸鹽、硫代葡萄糖苷、酚類物質(zhì)、抗氧化酶等，這些物質(zhì)使蘿卜芽苗菜具有較強抗癌、抗氧化能力[20-21]。本研究發(fā)現(xiàn)，一定含量范圍內(nèi)的蔗糖溶液處理可以顯著促進蘿卜芽苗菜中有益物質(zhì)的積累。本研究中，濰縣蘿卜芽苗菜中總酚、類黃酮、異硫氰酸鹽含量均在0.8%蔗糖溶液處理下達到最高值；SOD酶活性及硫代葡萄糖苷含量則分別在1.2%及1.6%蔗糖溶液處理下達到最高值；而POD和CAT酶活性及總抗氧化能力則整體上均呈現(xiàn)不斷增加的趨勢。說明，適宜含量的蔗糖溶液處理可以顯著增加蘿卜芽苗菜中有益物質(zhì)的含量，從而提高其營養(yǎng)價值。

本研究主成分分析結(jié)果表明，14個品質(zhì)指標中提取出了 3 個主成分，累積貢獻率達到87.200%。其中主成分 1 的方差貢獻率最大，為36.660%，且在果糖含量、葡萄糖含量和可溶性總糖含量上載荷值較高，說明糖分含量對芽苗菜品質(zhì)的影響較大。本研究中，根據(jù)因子得分散點圖，可將6個處理分為4個類群，其中0.8%處理的因子1和因子2得分較高，歸為一類，說明0.8%處理的品質(zhì)較優(yōu)；0（蒸餾水對照）的因子1和因子2得分較低，歸為一類，說明0（蒸餾水對照）的品質(zhì)較差；0.4%和1.2%處理及1.6%和2.0%處理在散點圖上距離最近，可以分別歸為一類；說明1.6%和2.0%處理及0.4%和1.2%處理的品質(zhì)中等，再次驗證了適宜含量的蔗糖溶液處理可以顯著提高蘿卜芽苗菜的營養(yǎng)品質(zhì)。此外本研究中，各處理綜合得分從高到低依次為0.8%、1.2%、1.6%、0.4%、2.0%、0（蒸餾水對照），說明蔗糖溶液含量對蘿卜芽苗菜的品質(zhì)影響較大。且以0.8%處理的得分在6個處理中最高，說明0.8%蔗糖溶液處理下蘿卜芽苗菜的品質(zhì)相對最好。

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（責任編輯：成紓寒）