不同肥料對朝天椒中辣椒素及相關物質的影響

蘇 丹，蓬桂華，付文婷，韓世玉，邢 丹

（貴州省辣椒研究所，貴州 遵義 563006）

辣椒是人們喜愛的一種風味蔬菜，因其獨特的辛辣屬性而深受消費者的青睞。辣椒中的辛辣味主要來自于辣椒素類物質。辣椒素是評價辣椒果實品質的重要指標之一；同時辣椒素作為一種次生代謝物質，被廣泛用于食品添加劑、生物農藥、抗菌和鎮痛藥物以及制催淚彈等眾多領域[1]。

雖然辣椒素的運用前景廣泛，但其產量仍是其應用的主要瓶頸。因此，辣椒果實中辣椒素含量積累的影響因素一直受到人們的廣泛關注，但是目前的研究多著眼于單一肥料的影響效果，沒有考慮到市場上常用的幾種復合肥料配施對辣椒果實中辣椒素的積累效應；且以朝天椒為材料研究辣椒素的積累效應的研究極少。因此，試驗以貴州特有的朝天椒為材料，通過在朝天椒的栽培中施用幾種常用的復合肥料，研究在不同肥料的栽培條件下朝天椒果實中辣椒素及其相關物質的變化規律，為人工調控朝天椒果實中辣椒素合成代謝過程、促進辣椒素的合成提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于供試辣椒為圓錐形朝天椒材料8024，為貴州省辣椒研究所提供。供試肥料為有機肥、無機復合肥（磷酸一銨）、生物復合肥（阿維菌素原肥）。供試肥料養分含量，有機肥：有機質≥30.0%、N、P、K≥4.0%、水分≤20.0%，無機復合肥（磷酸一銨）：N+P2O5≥55.0%，生物復合肥（阿維菌素原肥）：N、P、K≥40%、有機質≥30.0%、有效活性菌數2 億/g、腐殖酸≥15%、黃腐酸鉀≥20%、蛋白質≥10%、中微量元素≥8%。

1.2 試驗設計

試驗于2012年在貴州省辣椒研究所試驗基地中進行。3月上旬育苗，5月初以盆栽方式定植。以不施肥料對照，7個處理：處理1，不施肥（CK）；處理2，有機肥；處理3，無機復合肥；處理4，生物復合肥；處理5，1/2 有機肥+1/2 生物復合肥；處理6，1/2 無機肥+1/2 生物復合肥；處理7，1/3 有機肥+1/3 無機復合肥+1/3 生物復合肥。每處理重復6 次，共42 盆。盆中土重約10 kg，每盆每次施入18 g 肥料，在朝天椒的苗期、初花期和盛花期分3 次施入。

1.3 測定項目與方法

在開花當天，對同一節位（“四門斗”）朝天椒花朵進行掛牌標記，分別于開花后20、30、35、40、45、50 d對果實隨機取樣。每次取樣均選大小均勻、果形基本一致的果實進行相關指標的測定。辣椒素含量的測定采用高效液相色譜法[2]；類黃酮含量的測定參考王華田[3]的方法；木質素含量采用波欽諾克的方法[4]；多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性測定參照果蔬采后生理生化實驗指導中的方法[5]。

試驗所得數據使用Excel 軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同肥料處理對朝天椒果實中辣椒素含量的影響

如圖1 所示，朝天椒在開花后20 d 時，基本上無辣椒素產生，隨著辣椒果實的發育成熟，果實中辣椒素的含量逐漸增加，在花后45 d（即果實絳紅期）時達到最高峰，之后略有下降。其中，處理4 的朝天椒果實中辣椒素含量最高，最高值為15.41 mg/g，其次為處理2 和處理3，再次為處理6、處理7 和處理5，均高于處理1（CK）。由此可見，朝天椒在果實發育前期辣椒素類物質的形成較為緩慢，果實發育進入轉紅期后辣椒素類物質迅速合成，在果實絳紅期時出現辣椒素積累峰值，說明果實轉紅期至絳紅期（即花后35 d）是朝天椒果實中辣椒素合成最活躍時期，絳紅期時采摘朝天椒提取辣椒素的最佳時期，且施用生物復合肥能最大限量的促進辣椒素的積累。

圖1 不同肥料處理對朝天椒果實中辣椒素含量的影響

2.2 不同肥料處理對朝天椒果實中辣椒素代謝競爭物質的影響

2.2.1 不同肥料處理對朝天椒果實中類黃酮含量的影響 從圖2 中可知，不同肥料處理下朝天椒果實發育過程中類黃酮含量整體上呈上升趨勢，處理1、3 中的類黃酮含量在花后45 d 時達到最高峰，其后略有下降；花后50 d 時，處理4 的類黃酮含量最高，達4.30 mg/g，其次是處理7、第三是處理6，且各處理的類黃酮含量均高于處理1（CK）。施用生物復合肥或生物復合肥與其他肥料配施，更能促進類黃酮的積累。

圖2 不同肥料處理對朝天椒果實中類黃酮含量的影響

2.2.2 不同肥料處理對朝天椒果實中木質素含量的影響 從圖3 中可知，不同肥料處理下朝天椒果實發育過程中木質素含量均在花后45 d 時達到最高，其后迅速下降，其中處理2 的含量積累峰值最高，達10.00%，處理4 的含量積累峰值最低，為6.98%，各處理的木質素含量差異較小。朝天椒果實中木質素含量在朝天椒絳紅期達到最高峰，其后迅速下降，且施用有機肥最能促進木質素的積累。

圖3 不同肥料處理對朝天椒果實中木質素含量的影響

2.3 不同肥料處理對辣椒果實中辣椒素代謝相關酶活性的影響

2.3.1 不同肥料處理對辣椒果實中過氧化物酶（POD）活性的影響 由圖4 可知，隨著果實發育成熟，POD 活性呈先下降后上升再下降趨勢，處理1、2、3、4 的POD 活性在花后35 d 時達到峰值，其余處理均在花后40 d 左右時POD 活性達到峰值，其中處理3 的POD 活性最高，最高值24.110 U/g·m in，其次為處理4，其余各處理在花后35 d 差異不大。POD 活性在果實絳紅期或紅熟期時降到最低點，而辣椒素的積累值則在紅熟期達到最高，說明過氧化物酶的活性與辣椒素含量變化呈負相關。

圖4 不同肥料處理對朝天椒果實中過氧化物酶活性的影響

2.3.2 不同肥料處理對辣椒果實中多酚氧化酶（PPO）活性的影響 如圖5 所示，在朝天椒果實的發育過程中，PPO 活性呈“上升-下降-上升-下降”的趨勢。所有處理的PPO 的活性在花后20～30 d 時急劇上升并達到最高峰，其后迅速下降，處理6、7 在花后40 d 左右時略有回升，處理1、3、4、5 則在45 d 左右時略有回升，所有處理辣椒果實PPO 活性在花后50 d時均降至零點。朝天椒果實中的PPO 活性在青果期（花后35 d）時達到最高，在果實逐漸成熟過程中略有上升，其后下降，直至降到零點。總體看來，各處理的PPO 活性差異不大，在果實發育過程中PPO 活性與辣椒素含量變化呈負相關。

圖5 不同肥料處理對朝天椒果實中多酚氧化酶活性的影響

2.3.3 不同肥料處理對辣椒果實中過氧化氫酶（CAT）活性的影響 如圖6 所示，CAT 活性在朝天椒中果實的發育過程中呈先上升后下降趨勢，各處理的CAT 活性在花后45 d 時達到峰值，其后迅速下降，其中處理1 的CAT 活性在45 d 時達到最高，最高值為780.64 U/g·m in，其余處理的CAT 活性均低于處理1（CK）。在朝天椒果實發育過程中CAT 活性與辣椒素含量呈現正比例關系。

圖6 不同肥料處理對朝天椒果實中過氧化氫酶活性的影響

3 結論與討論

辣椒素用途廣泛，但其產量較低，不能滿足生產的需要，栽培條件對辣椒果實中的辣椒素含量有一定影響，故可以通過改變栽培條件來調節辣椒素的積累。前人有關栽培條件對辣椒素的合成和積累影響的研究多在于外源激素、光照強度、遮陰或氮素等對辣椒素及其相關物質的積累和變化產生的影響，而施用幾種常用肥料對朝天椒果實中辣椒素的代謝作用研究不多。因此試驗研究了幾種常用肥料對朝天椒果實中辣椒素含量的影響，旨在為提高辣椒素積累提供較好的施肥措施。

本試驗研究表明，施用生物復合肥的處理的辣椒素含量最高，最高值達15.41 mg/g。朝天椒在果實發育前期辣椒素類物質的形成較為緩慢，果實發育進入轉紅期（花后35 d）后辣椒素類物質迅速合成，在果實絳紅期（花后45 d）時出現辣椒素積累峰值，說明轉紅期是朝天椒果實中辣椒素合成最活躍時期，絳紅期是采摘朝天椒提取辣椒素的最佳時期。富宏丹[6]、王淑杰等[7]的研究顯示，辣椒果實中辣椒素的積累峰值出現在花后40 d，這與本試驗的研究結果略有不同，可能是朝天椒果實的發育比其他品種的晚一些。

在本試驗條件下，施用生物復合肥的處理的果實中類黃酮含量和木質素含量也最高，可見，施用生物復合肥最有利于朝天椒果實中類黃酮和木質素的積累。朝天椒中的辣椒素、類黃酮和木質素含量的動態變化趨勢在果實絳紅期前相同，在絳紅期后類黃酮含量略有上升，木質素含量急速下降。辣椒素、木質素和類黃酮的合成代謝底物均為苯丙氨酸，因此在辣椒素的合成代謝途徑中，有部分苯丙氨酸合成的中間物質流向了類黃酮和木質素的合成途徑，抑制辣椒素的合成，辣椒素與類黃酮和木質素存在競爭關系。這與富宏丹[6]、陳俊琴等[8]的研究結果相似。

在辣椒素的代謝中，有多種酶類參與辣椒素的降解[9-10]。多酚氧化酶能夠氧化酚類物質，辣椒素作為一種酚類物質有可能被該酶所氧化[9]；過氧化物酶和過氧化氫酶可能參與辣椒素的代謝過程，降解辣椒果實中的辣椒素[11]。在本試驗條件下，在花后35 d，朝天椒過氧化物酶（POD）活性達到最高峰，施用無機復合肥的處理POD 活性最高，其后逐漸下降，各處理的過氧化物酶活性在果實紅熟后差異較小。各處理朝天椒的多酚氧化酶（PPO）活性差異不大，在果實發育過程中PPO 活性與辣椒素含量變化呈負相關。有機肥、無機復合肥和生物復合肥各1/3 的處理朝天椒的過氧化氫酶（CAT）活性最高，朝天椒CAT 活性在花后45 d達到峰值，對照處理的CAT 活性最高，其后迅速下降。在花后35 d，朝天椒辣椒素合成量迅速升高，POD和PPO 活性都有不同程度的降低，說明POD 和PPO可能參與了辣椒素的降解，這兩種酶活性降低，辣椒素則迅速合成。CAT 活性變化趨勢與辣椒素積累趨勢相似，可能不是辣椒素合成的限制因子。

綜上所述，在本試驗條件下，施用生物復合肥最有利于朝天椒果實中辣椒素的積累，且在絳紅期采摘辣椒素的積累合成達到最高峰。施用生物復合肥同時也促進了類黃酮和木質素的合成，均與辣椒素的合成存在競爭關系。施用生物復合肥在一定程度上抑制了朝天椒果實中的POD、PPO 活性，促進了果實中辣椒素的合成。

[1]高 嵩，何莉莉，陳俊琴，等.不同光強對辣椒果實中辣椒素及其競爭物質的影響[J].河南農業科學，2008，（4）：83-86.

[2]王 燕，夏延斌，夏 菠，等.高效液相色譜法測定辣椒素及辣度計算[J].辣椒雜志，2006，（1）：37-41.

[3]王華田，孫明高.影響銀杏葉黃酮含量的相關因素[J].山東農業大學學報，1997，28（3）：342-34.

[4]波欽諾克.植物生物化學分析方法[M].荊家海，譯.北京：科學出版社，1976.178-181.

[5]曹健康.果蔬采后生理生化實驗指導[M].北京：中國輕工業出版社，2007.

[6]富宏丹.辣椒素及其代謝相關物質變化規律的研究[M].沈陽：沈陽農業大學，2007.

[7]王淑杰，何莉莉，陳俊琴，等.氮素對辣椒果實中辣椒素及其競爭物質含量的影響[J].沈陽農業大學學報，2009，40（2）：144-147.

[8]陳俊琴，何莉莉，王淑杰.不同氮水平對辣椒果實中辣椒素及其代謝物質的影響[J].沈陽農業大學學報，2013，44（5）：645-649.

[9]富宏丹，何莉莉，陳俊琴，等.不同辣椒品種POD和PPO活性與辣椒素含量的關系[J].沈陽農業大學報，2006，37（3）：479-481.

[10]狄 云.辣椒果實成熟過程中辣椒素的降解[J].食品科學，2000，21（6）：19-22.

[11]王淑杰，何莉莉，陳俊琴，等.氮素對辣椒果實中辣椒素及相關酶的影響[J].西北農業學報，2009，18（3）：218-221.