增施CO2與LED補(bǔ)光對番茄果實(shí)品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響

岳釘伊，張 靜，趙建濤，鄒志榮*

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

增施CO2與LED補(bǔ)光對番茄果實(shí)品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響

岳釘伊，張 靜，趙建濤，鄒志榮*

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

以‘金棚1號’番茄為實(shí)驗(yàn)材料，研究了在秋冬季日光溫室里增施不同濃度CO2和LED補(bǔ)光對番茄果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)以及揮發(fā)性芳香物質(zhì)的影響。結(jié)果表明：LED補(bǔ)光+增施CO21 200 μL/L的處理?xiàng)l件可顯著提高番茄果實(shí)中可溶性固形物、總酸、可溶性蛋白質(zhì)和番茄紅素的含量，顯著增加單果質(zhì)量、果實(shí)顏色，并顯著降低果實(shí)硝酸鹽的含量。利用頂空固相萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對果實(shí)的揮發(fā)性芳香物質(zhì)的含量進(jìn)行測定，結(jié)果表明LED補(bǔ)光與增施CO2提高了番茄特征揮發(fā)性芳香物質(zhì)的含量，如6-甲基-5-庚烯-2酮、β-紫羅蘭酮和己醛等，也豐富了其種類，使番茄果味香濃，香氣豐富。

增施CO2；LED補(bǔ)光；番茄；品質(zhì)；揮發(fā)性芳香物質(zhì)

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)并具有獨(dú)特的風(fēng)味，深受全世界人民的喜愛，是人們餐桌上常見的蔬菜。作為重要蔬菜作物，番茄在世界范圍內(nèi)栽培廣泛，也是我國溫室中的主栽蔬菜[1]。在我國秋冬季日光溫室的栽培中，常出現(xiàn)光弱、CO2濃度低的環(huán)境情況，導(dǎo)致番茄單果小、果實(shí)著色差、風(fēng)味淡、VC和番茄紅素等營養(yǎng)物質(zhì)含量低、揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量低等現(xiàn)象[2]，極大地降低了番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，秋冬季日光溫室中弱光和低濃度CO2環(huán)境是影響我國設(shè)施番茄果實(shí)品質(zhì)特性的關(guān)鍵因素之一。

LED作為新型節(jié)能冷光源，目前在蔬菜作物生產(chǎn)中得到越來越多的重視，尤其在植物工廠中具有廣泛應(yīng)用[3-5]。由于紅光與藍(lán)光的光譜能量分布與葉綠素吸收光譜一致，所以紅、藍(lán)光LED組合可以通過增加凈光合速率促進(jìn)植物的生長和發(fā)育，從而提高番茄果實(shí)的品質(zhì)[6]。CO2作為植物光合作用的原料，它的虧缺直接影響植物光合產(chǎn)物的合成及轉(zhuǎn)化，對植物生長發(fā)育、開花結(jié)果以及果實(shí)營養(yǎng)物質(zhì)的合成和積累具有重要作用[7-9]。因此，研究日光溫室中增施CO2和LED補(bǔ)光對番茄產(chǎn)量、品質(zhì)的影響意義重大。

本研究旨在通過LED補(bǔ)光與增施CO2，研究其對番茄主要品質(zhì)性狀及揮發(fā)性芳香物質(zhì)成分和含量的影響，探討通過利用LED補(bǔ)光與增施CO2提高我國西北地區(qū)日光溫室秋冬季番茄果實(shí)品質(zhì)的可行性，為實(shí)際生產(chǎn)中提高番茄產(chǎn)量及品質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

本實(shí)驗(yàn)選用當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘金棚1號’，由楊凌農(nóng)城種業(yè)有限公司提供。

番茄紅素 美國Sigma公司；3-壬酮（色譜純）上海邁瑞爾公司；無水氯化鈉（分析純） 廣東光華科技股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

液態(tài)CO2氣瓶 楊凌秦虹氣體有限公司；LED燈（額定功率72 W，紅光波長610～720 nm、藍(lán)光波長400～500 nm，光質(zhì)比2∶1） 陜西麟字半導(dǎo)體照明有限公司；UV-1800型紫外分光光度計(jì)、LC-20A高效液相色譜 日本島津公司；YQ-Z-48A顏色測定儀、GY-1硬度計(jì)、PAL-1迷你數(shù)顯折射計(jì) 日本Atago公司；Talboys恒溫磁力攪拌器 美國Troemner公司；ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（gas chrmatograph-mass spectrometry，GC-MS） 美國Thermo Fisher Scientific公司；HP-INNOWAX彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國Waters公司；手動(dòng)進(jìn)樣手柄、75 μm固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）頭 美國Supelco公司。

1.3 方法

實(shí)驗(yàn)于2015年9月至2016年2月在陜西楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)北校區(qū)園藝場日光溫室里進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)采用基質(zhì)袋培，雙行栽培，大行距為70 cm，小行距40 cm，株距30 cm，每個(gè)栽培袋種3 株番茄。日光溫室從東到西共分為3 個(gè)隔間，共設(shè)3 個(gè)CO2濃度水平：C1為（400±50）μL/L（自然空氣水平）；C2為（800±50）μL/L；C3為（1 200±50）μL/L。采用液態(tài)CO2氣瓶，每天8∶00～11∶00補(bǔ)充CO2，其余時(shí)間不補(bǔ)充，施用時(shí)關(guān)閉溫室。使用高精度CO2傳感器監(jiān)測溫室CO2濃度，結(jié)合電磁閥和流量計(jì)實(shí)時(shí)控制CO2氣瓶的開閉和流速，使各隔間的CO2的濃度達(dá)到設(shè)定值。每個(gè)隔間分為2 個(gè)光照水平：L1為自然光照（100～600 μmol/（m2·s））；L2為自然光照+LED補(bǔ)光（100 μmol/（m2·s）），每天7∶00～9∶00和17∶00～19∶00進(jìn)行補(bǔ)光。光氣交互共6 個(gè)處理，各處理組合見表1，每個(gè)處理定植30 株番茄，3 次重復(fù)。按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行處理，水肥按常規(guī)統(tǒng)一澆灌，其他管理措施同常規(guī)栽培，在花后第80天，采摘紅熟的番茄帶回實(shí)驗(yàn)室，置于4 ℃條件下待測。

表1 處理號及所對應(yīng)的光照與CO2水平Table 1 CO2 levels and light conditions

1.3.1 單株產(chǎn)量和單果質(zhì)量

單株產(chǎn)量：從進(jìn)入結(jié)果期開始，標(biāo)定25 株，陸續(xù)采收，用電子秤稱量3 穗果的質(zhì)量作為單株的產(chǎn)量；單果質(zhì)量以10 個(gè)果實(shí)的總質(zhì)量除以10計(jì)。

2.3.3伴栽方法一般用活動(dòng)菌床法，選擇質(zhì)量符合要求(7～8月培養(yǎng)的直徑8～12厘米)的菌材(海拔1 200米以上的松木樹培養(yǎng)菌材)運(yùn)到栽培現(xiàn)場。將栽培場地巖土挖開掃平，墊一層50厘米厚的干凈河沙，上面撒一層枯枝，落葉，菌材順坡排放，間距3厘米，排完后，用砂填平菌材，埋菌材一半時(shí)，墊平間隙填砂，將種麻放于菌材兩側(cè)的空隙中，每個(gè)種麻相隔15厘米，菌材兩側(cè)各放一個(gè)，最后用砂厚蓋，厚度為10厘米，完成栽培，米麻是撒布于菌材間，其他相同。

1.3.2 外觀顏色

果實(shí)顏色：用YQ-Z-48A顏色測定儀測定，每個(gè)處理取10 個(gè)果實(shí)，測定其赤道部位4 個(gè)方向果皮的亮度L*值（值越大，亮度越高）、紅色飽和度a*值（值越大，紅色越深）和黃色飽和度b*值（值越大，黃色越深）。色飽和度（C）越大，表示越易著色。色度角（H）代表綜合顏色指標(biāo)，從0°到180°依次分為紫紅、紅、橙、黃、黃綠、綠、藍(lán)綠色，即H＝0，紫紅色；H＝90，黃色；H＝180，藍(lán)綠色。C和H的計(jì)算分別如式（1）、（2）所示[10]。

1.3.3 風(fēng)味指標(biāo)及營養(yǎng)品質(zhì)

數(shù)顯折射計(jì)測定可溶性固形物含量；果實(shí)酸度計(jì)測定總酸含量及糖酸比；考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白質(zhì)含量；鉬藍(lán)比色法測定VC含量；根據(jù)蔡智鳴[11]、胡曉波[12]等的方法測定番茄紅素含量，先用標(biāo)準(zhǔn)品配制梯度濃度的混合標(biāo)樣，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，再用標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算各處理組番茄紅素的絕對含量；水楊酸比色法測定硝酸鹽含量。所有指標(biāo)均以鮮質(zhì)量計(jì)。

1.3.4 揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量的測定

揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量參考楊明惠[13]、常培培[14]等的方法測定，略作修改。SPME取樣：每個(gè)處理分別取成熟期一致、大小均勻的6 個(gè)果實(shí)，取每個(gè)果實(shí)1/4的果肉，用液氮研磨儀打碎為粉末，快速稱取10 g粉末于40 mL頂空瓶中，同時(shí)加入3 g NaCl、5 μL 0.4 μL/mL的3-壬酮標(biāo)樣，封口后置于45 ℃恒溫磁力攪拌器上，磁力攪拌速率為300 r/min，平衡10 min，然后頂空SPME吸附30 min，立即插入ISQ GC-MS的汽化室，解吸3 min，進(jìn)行GC-MS分析。

GC條件：載氣為高純He（99.999%），流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度250 ℃，采用不分流進(jìn)樣；升溫程序：40 ℃保持3 min，5 ℃/min升至160 ℃，然后以10 ℃/min升溫至220 ℃，維持3 min。

番茄揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量經(jīng)過GC-MS分析鑒定，利用數(shù)據(jù)庫NIST 2011進(jìn)行檢索分析生成報(bào)告，僅報(bào)道正反匹配度均大于800的結(jié)果。揮發(fā)性芳香物質(zhì)的定量采用內(nèi)標(biāo)法，計(jì)算如式（3）所示。

式中：W表示揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量/（μg/kg）；A1表示物質(zhì)峰面積；A2表示內(nèi)標(biāo)物峰面積；m1表示內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量/μg；m2表示樣品質(zhì)量/g。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，利用Duncan法進(jìn)行多重比較及雙因素方差分析。P＜0.05表示差異顯著，采用Excel 2010軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 增施CO2與LED補(bǔ)光對日光溫室番茄單果產(chǎn)量和單果質(zhì)量的影響

L2C2處理組的單株產(chǎn)量顯著高于其他處理組（P＜0.0 5），比對照組（L 1 C 1）高3 4.1%（圖1A）。L2C1處理組與對照組沒有顯著性差異（P＞0.05），而其他處理組顯著高于對照組（P＜0.05）。增施CO2對單株產(chǎn)量的影響顯著（P＜0.05），而單獨(dú)的LED補(bǔ)光處理對于增產(chǎn)沒有顯著作用；但是，若在LED補(bǔ)光條件下，增施CO2可進(jìn)一步提高產(chǎn)量。只有L2C3處理組與對照組的單果質(zhì)量有顯著性差異（P＜0.05），質(zhì)量增加33.5%（圖1B）。

圖1 增施CO2與LED補(bǔ)光對日光溫室番茄產(chǎn)量（A）和單果質(zhì)量（B）的影響Fig. 1 Effect of CO2 enrichment and light supplementation on yield (A)and fruit weight (B) of tomato

2.2 增施CO2與LED補(bǔ)光對日光溫室番茄果實(shí)外觀顏色的影響

表2 增施CO2與LED補(bǔ)光對日光溫室番茄果實(shí)外觀顏色的影響Table 2 Effect of CO2 enrichment and light supplementation on color of tomato fruits

從表2的L*值可以看出，LED補(bǔ)光處理對于番茄果實(shí)亮度沒有顯著影響（P＞0.05），在LED補(bǔ)光的條件下，增施CO2能夠顯著降低果實(shí)的亮度（P＜0.05）。由a*和b*值可以看出LED補(bǔ)光和增施CO2均能提高果實(shí)色飽和度，而各處理組的a*值均大于b*值，所以果實(shí)偏紅色，其中L2C3處理組的番茄果實(shí)a*值最大，因此L2C3處理組果實(shí)最紅。由C值來看，在自然CO2水平下，LED補(bǔ)光有益于番茄果實(shí)著色；在自然光照條件下，增施CO2到1 200 μL/L有益于番茄果實(shí)著色；L2C3處理組果實(shí)的C值最大，最易于著色。由H值來看，番茄果實(shí)整體偏紅色，且H值越小，綜合顏色越紅。除L2C1處理組與對照組的綜合顏色情況無顯著差異，其他處理組果實(shí)的顏色均顯著比對照組紅（P＞0.05），L2C3處理組H值最小，果實(shí)綜合顏色最紅，因此L2C3處理對番茄果實(shí)顏色形成效果最好。

2.3 增施CO2與LED補(bǔ)光對日光溫室番茄風(fēng)味品質(zhì)的影響

番茄果實(shí)可溶性固形物含量的變化受增施CO2與LED補(bǔ)光的綜合影響，L2C1處理組與L2C3處理組可溶性固形物的含量顯著高于對照組與其他處理組（圖2A）（P＜0.05）。L2C3處理組的總酸含量也顯著高于對照組與其他處理組（P＜0.05）（圖2B）；L1C2處理組的糖酸比顯著高于對照組與其他處理組（P＜0.05），其他處理組果實(shí)的糖酸比與對照組沒有顯著性差異（圖2C）（P＞0.05）。從總體水平來看，番茄果實(shí)的口感風(fēng)味比較平淡，而增施CO2和LED補(bǔ)光能夠增加番茄的口感風(fēng)味。

圖2 增施CO2與LED補(bǔ)光對日光溫室番茄風(fēng)味品質(zhì)的影響Fig. 2 Effect of CO2 enrichment and light supplementation on fl avor quality of tomato fruits

2.4 增施CO2與LED補(bǔ)光對日光溫室番茄營養(yǎng)品質(zhì)的影響

增施CO2與LED補(bǔ)光顯著提高了番茄果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)的含量，L2C2處理組番茄果實(shí)的可溶性蛋白質(zhì)含量為0.43 mg/g，比對照組提高了1.82 倍（圖3A）。增施CO2增加了番茄果實(shí)VC的積累，除L1C3、L2C3處理組，其他處理相比于對照組，VC含量均有顯著增加，其中L2C2處理組的VC含量為39.49 mg/100 g，顯著高于對照組18.4%（P＜0.05）（圖3B）。所有處理組的番茄紅素含量均顯著高于對照組（P＜0.05），在增施相同CO2濃度的條件下，除了L2C2處理組，番茄果實(shí)番茄紅素的含量隨LED補(bǔ)光而顯著增加，在LED補(bǔ)光的條件下，果實(shí)番茄紅素的含量隨增施CO2濃度的升高而升高（圖3C）。L1C2處理組的番茄紅素含量最高，為216.8 μg/g，比對照組高76.98%，L2C3處理組的番茄紅素含量次之，為208.9 μg/g，比對照組高70.53%。LED補(bǔ)光與增施CO2還顯著降低了番茄果實(shí)中硝酸鹽的含量，在增施相同CO2濃度的條件下，除了L2C1處理組顯著低于對照組外，LED補(bǔ)光對各處理組硝酸鹽的含量的影響不顯著；在相同光照條件下，除了L2C2處理組外，果實(shí)硝酸鹽的含量均隨增施CO2濃度的增加而降低；L2C3處理組的硝酸鹽含量最低，為1.84 μg/g，比對照組低42.68%（圖3D）。

圖3 增施CO2與LED補(bǔ)光對日光溫室番茄營養(yǎng)品質(zhì)的影響Fig. 3 Effect of CO2 enrichment and light supplementation on nutritional quality of tomato fruits

2.5 增施CO2與LED補(bǔ)光對溫室番茄揮發(fā)性芳香物質(zhì)的影響

表3 增施CO2與LED補(bǔ)光條件下日光溫室番茄芳香物質(zhì)成分分析Table 3 Comparison of aroma components in tomato fruits under CO2 enrichment and light supplementation

續(xù)表3

表4 增施CO2和LED補(bǔ)光條件下的日光溫室番茄果實(shí)各類揮發(fā)性物質(zhì)含量和相對含量Table 4 Quanti fi cation of volatile components in tomato fruits under CO2 enrichment and light supplementation

利用GC-MS儀共檢測出63 種揮發(fā)性芳香物質(zhì)，各處理揮發(fā)性芳香物質(zhì)的總含量均高于對照組，各處理組揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量差異較大，種類也不同（表3、4）。對照組揮發(fā)性物質(zhì)含量最少，種類也最少，有36 種；L2C3處理組的總揮發(fā)性物質(zhì)含量最高，揮發(fā)性物質(zhì)的種類也最多，為47 種。按照揮發(fā)性物質(zhì)種類劃分，可分為酮類、醛類、醇類、酯類、烴類[15]，本實(shí)驗(yàn)所有處理組的番茄中，均是醛類的相對含量最高，約占總揮發(fā)性物質(zhì)成分的75%；酮類和酯類次之，約為7%，烴類和醇類最低，約3%（表4）。番茄的特征揮發(fā)性芳香物質(zhì)主要有1-戊烯-酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-紫羅蘭酮、己醛、3-甲基-丁醛、3-己烯醛、水楊酸甲酯、3-甲基丁醇等。與番茄風(fēng)味、整體滿意度、腐敗味等相關(guān)聯(lián)的6-甲基-5-庚烯-2-酮在L2C2、L2C3處理組中的含量高于對照組及單獨(dú)LED補(bǔ)光處理組（L2C1）和增施CO2處理組（L1C2、L1C3），且比對照組高1.87 倍和1.79 倍；與番茄酸味相關(guān)的β-紫羅蘭酮的含量在L2C3處理組中含量最高，比對照組高2.33 倍，分別為單獨(dú)LED補(bǔ)光處理組L2C1和L1C3的2.25 倍和2.86 倍；與番茄甜味相關(guān)的己醛含量在LED補(bǔ)光處理組及增施CO2的處理組中均高于對照組，其中L2C2處理組的含量最高，且比對照組高62.1%。以上結(jié)果表明LED補(bǔ)光與增施CO2均有利于提高番茄特征揮發(fā)性芳香物質(zhì)的含量。

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)研究了秋冬季日光溫室里進(jìn)行LED補(bǔ)光與增施CO2對番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量的影響。番茄產(chǎn)量受CO2濃度的顯著影響，CO2可以促進(jìn)番茄等果菜類蔬菜的花芽分化，降低雌花節(jié)位，提高坐果率，加快果實(shí)生長速度，增加產(chǎn)量[9,16]。本實(shí)驗(yàn)中LED補(bǔ)光對其產(chǎn)量沒有顯著的影響，這與郝東川等[17]的研究結(jié)果不一致。但在LED補(bǔ)光的條件下，增施CO2能進(jìn)一步提高產(chǎn)量，這可能是增施CO2與LED補(bǔ)光互相作用的結(jié)果，以后的研究中，應(yīng)該對LED補(bǔ)光的參數(shù)進(jìn)行篩選，以更進(jìn)一步提高秋冬季日光溫室番茄的產(chǎn)量。番茄的色澤是影響人們選購番茄的一項(xiàng)重要指標(biāo)，著色均勻、鮮紅是消費(fèi)者挑選的重要評判標(biāo)準(zhǔn)[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，LED補(bǔ)光處理使番茄果實(shí)易于著紅色，LED補(bǔ)光和增施CO2均能顯著提高果實(shí)色飽和度，從而提高了商品性。番茄果實(shí)的色澤與番茄色素的種類及含量相關(guān)，大部分的研究表明，番茄紅素含量越高，番茄果實(shí)色澤越鮮紅[19]。而番茄果實(shí)中番茄紅素的積累又是由于光誘導(dǎo)調(diào)節(jié)果實(shí)中的光敏色素積累而導(dǎo)致的，主要與紅光關(guān)系緊密[20]。

番茄果實(shí)的口感風(fēng)味主要由糖度和酸度決定，一般用可溶性固形物含量、總酸含量、糖酸比等指標(biāo)來衡量[21-23]。本研究發(fā)現(xiàn)，秋冬季溫室番茄的風(fēng)味比較平淡，而增施CO2與LED補(bǔ)光能提高番茄的可溶性固形物和總酸含量及糖酸比。有研究表明，光質(zhì)對植物果實(shí)可溶性糖的含量具有重要的影響[23-24]，可能是由于光質(zhì)的改變誘導(dǎo)了光敏色素對蔗糖代謝酶的調(diào)控，促進(jìn)了與蔗糖代謝相關(guān)的酶活性的提高，使光合產(chǎn)物更多地分配到番茄果實(shí)中[25-26]。

可溶性蛋白質(zhì)、VC以及番茄紅素的含量是衡量番茄營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。番茄紅素在番茄中含量較高，其作為天然抗氧化物質(zhì)，在清除人體自由基、預(yù)防癌癥及抗衰老和抗心血管疾病方面具有突出的保健功能[27]。另外，蔬菜中容易富集硝酸鹽，而過量的硝酸鹽會(huì)嚴(yán)重地?fù)p害人的健康；所以，蔬菜中硝酸鹽含量也是評價(jià)蔬菜品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[28]。本研究中LED補(bǔ)光與增施CO2顯著提高了可溶性蛋白質(zhì)、VC、番茄紅素的含量，并顯著降低了硝酸鹽的含量。于承艷等[29]的研究結(jié)果表明，增施CO2或增加光照均能有效降低蔬菜中硝酸鹽的含量，與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致。硝酸鹽含量降低主要有兩方面的原因：首先CO2濃度的提高促進(jìn)了植物生長，生物量的增大對硝酸鹽產(chǎn)生了稀釋作用；其次光合作用有利于促進(jìn)氮的同化與代謝，使得更多的硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨基酸[30]。增施CO2通常與作物的碳水化合物、酶的代謝合成有關(guān)[31]。而LED的紅藍(lán)光質(zhì)又參與光敏色素受體的調(diào)控及有關(guān)酶的活性調(diào)節(jié)，從而影響到了番茄果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)、VC和番茄紅素的含量[32]。

番茄果實(shí)中獨(dú)特的芳香氣味是由特定的揮發(fā)性芳香物質(zhì)的混合物形成。在番茄中，已經(jīng)報(bào)道了超過400 種的揮發(fā)性芳香物質(zhì)[15]，但是只有20 種物質(zhì)影響番茄果實(shí)的揮發(fā)性芳香氣味[33-34]。Baldwin等[33]認(rèn)為番茄中有16 種特征性的香氣組分物質(zhì)，包括順-3-己烯醛、β-紫羅蘭酮、己醛、β-大馬酮、1-戊烯-3-酮、2,3-甲基丁醛、反-2-己烯醛、2-異丁基硫咪唑、1-硝基-2-乙基苯、反-2-庚烯醛、苯乙醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、順-3-己烯醇、2-苯基乙醇、3-甲基丁醇和甲基水楊酸。本研究中共鑒定出10 種番茄的特征揮發(fā)性芳香物質(zhì)，包括順-3-己烯醛、β-紫羅蘭酮、己醛、1-戊烯-3-酮、2,3-甲基丁醛、反-2-己烯醛、反-2-庚烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、順-3-己烯醇和3-甲基丁醇，這可能與品種及栽培環(huán)境有關(guān)[35]。增施CO2與LED補(bǔ)光明顯地提高了番茄特征揮發(fā)性芳香物質(zhì)的含量，使番茄果實(shí)香味濃郁豐富，這可能是因?yàn)檠a(bǔ)光和增施CO2增加了芳香物質(zhì)合成的前體物質(zhì)如脂肪酸、氨基酸、類胡蘿卜素的積累[36]。

綜上，增施CO2與LED補(bǔ)光能顯著提高番茄的單株產(chǎn)量，使果實(shí)顏色鮮艷；改善果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)；提高番茄特征揮發(fā)性芳香物質(zhì)的含量。增施CO2對番茄的產(chǎn)量影響更大；LED補(bǔ)光更多地影響番茄果實(shí)顏色和番茄紅素、VC、可溶性糖含量等指標(biāo)；揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量受LED補(bǔ)光與增施CO2互作的影響。綜合考慮番茄果實(shí)的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)，得出提高番茄品質(zhì)最優(yōu)處理為LED補(bǔ)光+增施CO21 200 μL/L。

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Effect of CO2Enrichment and LED Light Supplementation on the Quality and Volatile Compounds of Tomato Fruits

YUE Dingyi, ZHANG Jing, ZHAO Jiantao, ZOU Zhirong*
(College of Horticulture, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)

This study investigated the effect of adding different concentrations of CO2and LED light supplementation in the greenhouse during autumn and winter on the quality and volatile components of tomato fruits from the ‘Jinpeng No. 1’ cultivar.Results indicated that treatment with 1 200 μL/L CO2+ LED supplementation signif i cantly improved the soluble solid, total acid and soluble protein contents in tomato fruits, and the fruit weight, and also increased the lycopene content and fruit coloration while signif i cantly reducing the content of nitrate nitrogen in fruits. Headspace solid phase extraction and gas chromatographymass spectrometry were used to analyze the volatile components of tomato fruits under different treatments. Results showed that CO2enrichment and LED light supplementation increased the contents such as 6-methyl-5-hepten-2-ketone, β-ionone and hexanal in tomato fruits and types of characteristic compounds, making the fruity aroma stronger and richer.

CO2enrichment; LED light supplementation; tomato; quality; volatiles

10.7506/spkx1002-6630-201801019

S641.2

A

1002-6630（2018）01-0124-07

岳釘伊, 張靜, 趙建濤, 等. 增施CO2與LED補(bǔ)光對番茄果實(shí)品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2018, 39(1):124-130.

10.7506/spkx1002-6630-201801019. http://www.spkx.net.cn

YUE Dingyi, ZHANG Jing, ZHAO Jiantao, et al. Effect of CO2enrichment and LED light supplementation on the quality and volatile compounds of tomato fruits[J]. Food Science, 2018, 39(1): 124-130. (in Chinese with English abstract)

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201801019. http://www.spkx.net.cn

2016-10-14

陜西省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與攻關(guān)項(xiàng)目（2016NY-165）；山西省煤基重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目（FT201402）

岳釘伊（1991—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)闇厥噎h(huán)境調(diào)控與作物生長。E-mail：18700944926@163.com

*通信作者簡介：鄒志榮（1956—），男，教授，博士，研究方向?yàn)闇厥噎h(huán)境和溫室作物栽培。E-mail：zouzhirong2005@hotmail.com