?酵素菌劑與有機(jī)肥配施對絲瓜營養(yǎng)成分的影響

? 吳景 唐燦輝 嚴(yán)潛 張艷 王安樂 嚴(yán)小兵 羅揚(yáng) 王沖勇

摘要：為分析酵素菌劑對絲瓜果實(shí)營養(yǎng)成分的影響，以國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志登記產(chǎn)品白關(guān)絲瓜為試驗(yàn)對象，通過液體酵素菌劑與有機(jī)肥的配合施用，分析比較果實(shí)中影響風(fēng)味的主要營養(yǎng)成分的變化。結(jié)果表明：液體酵素菌劑與有機(jī)肥配合施用后，樣品中谷氨酰胺含量高達(dá)169.02 mg/100g，比單純施用有機(jī)肥的對照樣品提高了62.3%，呈甜、鮮、香味的游離氨基酸提高了38.3%～118.4%，尤其是對風(fēng)味貢獻(xiàn)顯著的鮮味氨基酸天冬氨酸含量提高了87.2%、苦味氨基酸精氨酸含量降低了33.2%，蛋白質(zhì)、可溶性固形物、鈣元素、鐵元素含量分別較對照提高了10.6%、5.7%、21.6%、62.5%。

關(guān)鍵詞： 酵素菌劑；絲瓜；營養(yǎng)成分；游離氨基酸

中圖分類號：S642.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-060X（2024）03-0019-04

Effect of Combined Application of Enzyme Bacteria Agents and Organic Fertilizers on Nutritional Components of Luffa

WU Jing1，TANG Can-hui2，YAN Qian1，ZHANG Yan1，WANG An-le1，YAN Xiao-bing1，

LUO Yang3，WANG Chong-yong4

（1. Changsha Academy of Agricultural Sciences， Changsha 410003， PRC; 2. Wangcheng District Plant Protection and

Inspection Station， Changsha 410299， PRC; 3. Changsha Agricultural Product Quality Monitoring Center， Changsha

410003， PRC; 4. Changsha Agricultural Technology Promotion Center， Changsha 410205， PRC）

Abstract： In order to study the effect of enzyme bacteria agents on the nutritional components of luffa， Baiguan luffa （a product registered with the National Geographical Indication of Agricultural Products） was used as the experimental object. Through the combined application of liquid enzyme bacteria agents and organic fertilizers， the changes in the main nutritional components affecting the flavor of the fruit were analyzed and compared. The results showed that after the combined application of liquid enzyme bacteria agents and organic fertilizers， the glutamine content in the sample reached 169.02 mg/100g， which was 62.3% higher than the control sample treated with organic fertilizers alone. The free amino acids that are sweet， fresh， and fragrant increased by 38.3%–118.4%， with an increase of 87.2% in the content of fresh amino acids significantly contributing to the flavor， namely aspartic acid and a decrease of 33.2% in the content of bitter amino acids， namely arginine. The content of protein， soluble solids， calcium， and iron increased by 10.6%， 5.7%， 21.6%， and 62.5% respectively， compared to the control sample.

Key words： enzyme bacteria agents; luffa; nutritional components; free amino acids

絲瓜（Luffa aegyptiaca Mill.）為葫蘆科（Cucur-bitaceae）絲瓜屬（Luffa Mill.）的一年生攀綠性草本植物，起源于亞洲的熱帶地區(qū)，以嫩瓜食用為主，老熟果實(shí)纖維發(fā)達(dá)，可入藥或做海棉的替代品[1]。絲瓜有8個(gè)種，在中國主要分布有普通絲瓜（L. cylindrica Roem.）和有棱絲瓜（L. acutangula Roxb.）2種[2]。白關(guān)絲瓜屬于普通絲瓜，是湖南省著名的地方品種，原產(chǎn)于湖南省株洲市蘆淞區(qū)白關(guān)鎮(zhèn)，2021年6月獲批國家地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品。該品種在湖南省其他地方的年種植面積約2 000 hm2，占全省絲瓜種植面積的12%，除株洲地區(qū)外，湖南長沙、湘潭、益陽、常德等地均廣泛種植，并成為這些地方主要的絲瓜消費(fèi)品種；江西、廣西、廣東等省也有部分種植[3-4]。

白關(guān)絲瓜以烹飪后湯汁乳白、果肉不變色、口感絲滑沁甜、香氣濃郁作為其風(fēng)味特色。但在推廣過程中白關(guān)絲瓜的風(fēng)味變化明顯，主要原因是由肥水管理引起的果實(shí)營養(yǎng)成分變化[5]。影響風(fēng)味的營養(yǎng)成分主要有游離氨基酸，蛋白質(zhì)，可溶固形物，鈣、鐵、鎂等有益微量元素。其中，游離態(tài)氨基酸（Free amino acid，F(xiàn)AA）是以游離狀態(tài)存在于植物體中[6]，直接影響蔬菜產(chǎn)品的口感及鮮美程度，可分為鮮味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸4類[7-9]。

酵素技術(shù)最早是由日本的微生物專家作為一項(xiàng)生態(tài)工程發(fā)明的，于20世紀(jì)80年代開始廣泛應(yīng)用并形成產(chǎn)業(yè)化[10-11]。酵素在植物、動(dòng)物、微生物的三維立體循環(huán)農(nóng)業(yè)體系轉(zhuǎn)化中起到核心鏈接作用。通過酵素發(fā)酵的有機(jī)肥可作為一種高效復(fù)合生物肥料[12]，酵素菌產(chǎn)生的多種活性糖、酶等物質(zhì)有利于植物光合作用和糖分合成，對植物含糖量及果實(shí)品質(zhì)風(fēng)味的提升有積極作用[13-14]。

研究以白關(guān)絲瓜為試驗(yàn)對象，通過液體酵素菌劑與有機(jī)肥的配合施用，分析比較果實(shí)中影響風(fēng)味的主要營養(yǎng)成分的變化，為穩(wěn)定白關(guān)絲瓜風(fēng)味品質(zhì)提出合理化建議。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試絲瓜品種為白關(guān)絲瓜，種植于長沙市望城區(qū)光明鑫種養(yǎng)合作社絲瓜基地；酵素為益生菌液體酵素，主要成分包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等，由湖南伊潤生物科技股份有限公司生產(chǎn)；有機(jī)肥為合作社自購商品有機(jī)肥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)A、B共2個(gè)肥水處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)種植16株絲瓜，待采摘完首批絲瓜后進(jìn)行處理。處理A：采用有機(jī)肥料作基肥，每株根旁開追肥洞，每洞施1 500 g左右有機(jī)肥，深埋蓋土，將液體酵素稀釋200倍后澆灌追肥洞和絲瓜根部，澆透為止，然后每10 d用稀釋200倍的液體酵素重復(fù)澆灌操作。處理B：使用清水代替液體酵素，其他肥水操作同處理A。期間正常采收果實(shí)和防治病蟲害。開洞追肥后第30天采摘絲瓜樣品，每株采收1個(gè)品相相近的絲瓜，按小區(qū)對樣品進(jìn)行縮分并均質(zhì)處理，待測。

1.3 測定指標(biāo)及方法

采用現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的方法檢測絲瓜樣品中的蛋白質(zhì)（GB 5009.5—2016 第一法），可溶性固形物（NY/T 2637—2014），丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺等21種游離氨基酸（GB/T 30987—2020）以及鈣、鐵、鎂等3種微量元素（GB 5009.268—2016 第一法）的含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，采用t檢驗(yàn)差異法比較2個(gè)處理絲瓜樣品風(fēng)味營養(yǎng)成分含量。氨基酸風(fēng)味貢獻(xiàn)強(qiáng)度采用味覺閾值比（Ratio of content and taste threshold，RCT）[15]進(jìn)行評價(jià)，RCT=某風(fēng)味氨基酸含量/相應(yīng)氨基酸的味覺閾值。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵素菌劑對絲瓜風(fēng)味營養(yǎng)成分的影響

如表2所示，除胱氨酸和茶氨酸未檢出外，其他19種游離氨基酸均被檢測到，其中谷氨酰胺含量最高（處理A：169.02 mg/100g；處理B：104.13 mg/100g）。處理A中谷氨酰胺、蛋白質(zhì)、可溶性固形物、鈣元素、鐵元素含量分別較處理B高62.3%、10.6%、5.7%、21.6%、62.5%，表明該液體酵素肥能夠有效促進(jìn)絲瓜對氮、鈣、鐵等元素的吸收以及谷氨酰胺、蛋白質(zhì)、糖等的合成，從而提高絲瓜果實(shí)品質(zhì)，增強(qiáng)其抗逆性，并延長其生長期。

對2個(gè)處理樣品的風(fēng)味營養(yǎng)成分含量進(jìn)行t檢驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)脯氨酸、絲氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、γ-氨基丁酸等5種游離氨基酸的含量差異不顯著，丙氨酸、蘇氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸等4種游離氨基酸的含量差異顯著，甘氨酸、組氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、賴氨酸、精氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等10種游離氨基酸差異極顯著；蛋白質(zhì)和可溶性固形物含量差異顯著，鈣、鐵含量差異極顯著，鎂含量差異不顯著。這表明施用液體酵素能夠顯著提高絲瓜中蛋白質(zhì)，可溶性固形物，甘氨酸、組氨酸、谷氨酰胺等13種游離氨基酸，鈣、鐵2種微量元素的含量，對絲瓜的品質(zhì)提升效果明顯。

2.2 酵素菌劑對絲瓜風(fēng)味的影響

為了評價(jià)酵素菌劑對絲瓜風(fēng)味的影響，研究對游離氨基酸中呈味氨基酸的含量和風(fēng)味貢獻(xiàn)強(qiáng)度進(jìn)行了分析。呈味氨基酸分為鮮味、甜味、苦味和芳香族氨基酸4類[16]。氨基酸風(fēng)味貢獻(xiàn)強(qiáng)度采用味覺閾值比（RCT）來評估。RCT可反映單一氨基酸對整體滋味的貢獻(xiàn)值大小，當(dāng)RCT≥1時(shí)，認(rèn)為該氨基酸對呈味有貢獻(xiàn)；當(dāng)RCT＜1時(shí)，則認(rèn)為該氨基酸對呈味無貢獻(xiàn)。由表3可知，2個(gè)處理樣品中只有天冬氨酸和精氨酸的RCT值大于1，其中處理A的鮮味氨基酸天冬氨酸RCT值較處理B高87.2%，苦味氨基酸精氨酸含量較處理B低33.2%。以處理B為比較對象，去除含量差異不顯著的游離氨基酸，按呈味不同分類進(jìn)行比較，結(jié)果如圖1所示，處理A樣品的呈鮮味、甜味和芳香味的游離氨基酸含量較處理B提高了38.3%～118.4%，其中組氨酸含量提升幅度最大。

3 討論

液體酵素菌劑富含氨基酸等有機(jī)態(tài)氮，蔬菜可以直接吸收利用其中的有機(jī)態(tài)氮。當(dāng)有機(jī)態(tài)氮進(jìn)入植物體內(nèi)，在各類酶的作用下，轉(zhuǎn)化為谷氨酰胺和谷氨酸，進(jìn)而參與到其他氨基酸、核酸和蛋白質(zhì)的生物合成的過程中；其中谷氨酰胺還能夠提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)，促進(jìn)根系發(fā)育和植物生長，加強(qiáng)植物對環(huán)境的適應(yīng)性[17-21]。液體酵素菌劑還含有大量有益微生物，在追施等量的有機(jī)肥條件下，配施液體酵素菌劑，能夠改善絲瓜根系微生物環(huán)境，提高有機(jī)肥利用效率，促進(jìn)植株對養(yǎng)分的吸收利用[22-24]。

白關(guān)絲瓜作為湖南地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品，以其特有的甜、鮮、香為特色，但在推廣種植的過程中，由于肥水管理不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е缕淦焚|(zhì)潛力不能得到完全發(fā)揮，果實(shí)品質(zhì)不佳。目前，大部分產(chǎn)品品質(zhì)的指標(biāo)沒有涉及游離氨基酸[3]，特別是對呈味氨基酸的評價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果表明，液體酵素菌劑與有機(jī)肥配合施用顯著提高了白關(guān)絲瓜果實(shí)的游離氨基酸、蛋白質(zhì)、可溶性固形物、鈣、鐵等營養(yǎng)成分的含量。其中，對絲瓜品質(zhì)和生長有益的谷氨酰胺含量高達(dá)169.02 mg/100g，比單純施用有機(jī)肥的對照樣品提高了62.3%，呈甜、鮮、香味的游離氨基酸提高了38.3%～118.4%，尤其是RCT＞1的鮮味氨基酸——天冬氨酸提高了87.2%、苦味氨基酸——精氨酸降低了33.2%，蛋白質(zhì)、可溶性固形物、鈣元素、鐵元素含量分別較對照提高了10.6%、5.7%、21.6%、62.5%。上述數(shù)據(jù)與消費(fèi)者食用后主觀風(fēng)味評價(jià)基本一致，為液體酵素菌劑在絲瓜和其他蔬菜上的應(yīng)用提供了借鑒意義，特別是天冬氨酸和精氨酸含量的一升一降，值得從育種、園藝、植物生理學(xué)等方面作進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李勇奇，胡新軍，閔子揚(yáng)，等. 長沙地區(qū)絲瓜生產(chǎn)現(xiàn)狀及優(yōu)勢品種推薦[J]. 長江蔬菜，2023（1）：16-18.

[2] 蘇小俊，徐海，陳龍正，等. 絲瓜種質(zhì)資源親緣關(guān)系的ISSR分析[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，33（3）：42-46.

[3] 鐘桂平，胡新軍，閔子揚(yáng)，等.國家地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品“白關(guān)絲瓜”質(zhì)量控制技術(shù)[J]. 長江蔬菜，2022（12）：27-29.

[4] 鐘桂平，胡新軍. 白關(guān)絲瓜[J]. 湖南農(nóng)業(yè)，2022（10）：32.

[5] 胡新軍，閔子揚(yáng)，鐘桂平，等. 國家地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品‘白關(guān)絲瓜提純復(fù)壯試驗(yàn)[J]. 辣椒雜志，2022，20（4）：47-50.

[6] 顧曉敏，童川，韓延超，等．不同品種蓮藕游離氨基酸多樣性分析[J]. 食品科學(xué)，2022，43（4）：183-189．

[7] TSENG Y H，LEE Y L，LI R C，et al. Non-volatile flavour components of Ganoderma tsugae[J]. Food Chemistry，2005，90（3）：409-415．

[8] 王馨雨，王蓉蓉，王婷，等．不同品種百合內(nèi)外鱗片游離氨基酸組成的主成分分析及聚類分析[J]. 食品科學(xué)，2020，41（12）：211-220.

[9] 范婷婷，趙曉燕，李曉貝，等．人工栽培和野生羊肚菌游離氨基酸主成分分析及綜合評價(jià)[J]. 食品科學(xué)，2022，43（6）：295-302．

[10] 廖欣，王忍，張印，等.酵素菌劑與有機(jī)肥配施對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤養(yǎng)分的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（14）：95-101.

[11] 文亞雄，譚石勇. 酵素菌技術(shù)及我國酵素菌肥料應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（1）：112-114．

[12] 劉海剛．微生物肥料之酵素菌肥[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2020（2）：66-67．

[13] 文廷剛，江雨晴，杜小鳳，等. 不同肥料處理對辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，25（3）：30-32，35．

[14] 陳卓，覃丫丫，馬超，等. 尾菜來源酵素液對不結(jié)球白菜生長及品質(zhì)的影響[J]. 中國瓜菜，2023，36（2）：66-69.

[15] 黃元河，黃玉鐲，潘喬丹，等. 柱前衍生化HPLC法測定柊葉游離氨基酸成分及風(fēng)味評價(jià)[J]. 食品工業(yè)科技，2021，42（1）：292-296，303．

[16] ZHAO C J，SCHIEBER A，G?NZLE M G．Formation of taste-active amino acids，amino acid derivatives and peptides in food fermentations - A review[J]. Food Research International，2016，89（Pt 1）：39-47．

[17] LAM H M，COSCHIGANO K T，OLIVEIRA I C，et al. The molecular-genetics of nitrogen assimilation into amino acids in higher plants[J]. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology，1996，47：569-593.

[18] TOBIN A K，YAMAYA T. Cellular compartmentation of ammonium

assimilation in rice and barley[J]. Journal of Experimental Botany，2001，52（356）： 591-604.

[19] 韋一昊. 小麥谷氨酰胺合成酶同工酶的定位、表達(dá)與功能研

究[D]. 鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2020.

[20] 馮琳. 茶樹CAT家族氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因的克隆與功能分析[D]. 合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[21] 苑婧嫻. 氨基酸對小麥幼苗生長及生理特性的影響[D]. 南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[22] YU J Q，MATSUI Y. Phytotoxic substances in root exudates of cucumber （Cucumis sativus L.）[J]. Journal of Chemical Ecology，1994，20（1）：21-31.

[23] 楊凡，王建宏，蔡毓新，等. 設(shè)施黃瓜連作障礙災(zāi)變機(jī)制及酵素菌應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 中國瓜菜，2022，35（7）：6-12.

[24] 高捷. 有機(jī)肥、生物菌劑與化學(xué)氮肥配施對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及其機(jī)理[D]. 揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2023.

（責(zé)任編輯：王婷）