增施CO2與LED補光對番茄果實品質及揮發性物質的影響

岳釘伊，張 靜，趙建濤，鄒志榮*

（西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100）

增施CO2與LED補光對番茄果實品質及揮發性物質的影響

岳釘伊，張 靜，趙建濤，鄒志榮*

（西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100）

以‘金棚1號’番茄為實驗材料，研究了在秋冬季日光溫室里增施不同濃度CO2和LED補光對番茄果實產量、品質以及揮發性芳香物質的影響。結果表明：LED補光+增施CO21 200 μL/L的處理條件可顯著提高番茄果實中可溶性固形物、總酸、可溶性蛋白質和番茄紅素的含量，顯著增加單果質量、果實顏色，并顯著降低果實硝酸鹽的含量。利用頂空固相萃取結合氣相色譜-質譜聯用儀對果實的揮發性芳香物質的含量進行測定，結果表明LED補光與增施CO2提高了番茄特征揮發性芳香物質的含量，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補光；番茄；品質；揮發性芳香物質

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）含有豐富的營養物質并具有獨特的風味，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，常出現光弱、CO2濃度低的環境情況，導致番茄單果小、果實著色差、風味淡、VC和番茄紅素等營養物質含量低、揮發性芳香物質含量低等現象[2]，極大地降低了番茄的產量和品質。因此，秋冬季日光溫室中弱光和低濃度CO2環境是影響我國設施番茄果實品質特性的關鍵因素之一。

LED作為新型節能冷光源，目前在蔬菜作物生產中得到越來越多的重視，尤其在植物工廠中具有廣泛應用[3-5]。由于紅光與藍光的光譜能量分布與葉綠素吸收光譜一致，所以紅、藍光LED組合可以通過增加凈光合速率促進植物的生長和發育，從而提高番茄果實的品質[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物的合成及轉化，對植物生長發育、開花結果以及果實營養物質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補光對番茄產量、品質的影響意義重大。

本研究旨在通過LED補光與增施CO2，研究其對番茄主要品質性狀及揮發性芳香物質成分和含量的影響，探討通過利用LED補光與增施CO2提高我國西北地區日光溫室秋冬季番茄果實品質的可行性，為實際生產中提高番茄產量及品質提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

本實驗選用當地主栽品種‘金棚1號’，由楊凌農城種業有限公司提供。

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 儀器與設備

液態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、藍光波長400～500 nm，光質比2∶1） 陜西麟字半導體照明有限公司；UV-1800型紫外分光光度計、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、PAL-1迷你數顯折射計 日本Atago公司；Talboys恒溫磁力攪拌器 美國Troemner公司；ISQ氣相色譜-質譜聯用儀（gas chrmatograph-mass spectrometry，GC-MS） 美國Thermo Fisher Scientific公司；HP-INNOWAX彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm） 美國Waters公司；手動進樣手柄、75 μm固相微萃取（solid phase micro extraction，SPME）頭 美國Supelco公司。

1.3 方法

實驗于2015年9月至2016年2月在陜西楊凌西北農林科技大學北校區園藝場日光溫室里進行。實驗采用基質袋培，雙行栽培，大行距為70 cm，小行距40 cm，株距30 cm，每個栽培袋種3 株番茄。日光溫室從東到西共分為3 個隔間，共設3 個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CO2氣瓶，每天8∶00～11∶00補充CO2，其余時間不補充，施用時關閉溫室。使用高精度CO2傳感器監測溫室CO2濃度，結合電磁閥和流量計實時控制CO2氣瓶的開閉和流速，使各隔間的CO2的濃度達到設定值。每個隔間分為2 個光照水平：L1為自然光照（100～600 μmol/（m2·s））；L2為自然光照+LED補光（100 μmol/（m2·s）），每天7∶00～9∶00和17∶00～19∶00進行補光。光氣交互共6 個處理，各處理組合見表1，每個處理定植30 株番茄，3 次重復。按照實驗設計進行處理，水肥按常規統一澆灌，其他管理措施同常規栽培，在花后第80天，采摘紅熟的番茄帶回實驗室，置于4 ℃條件下待測。

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

1.3.1 單株產量和單果質量

單株產量：從進入結果期開始，標定25 株，陸續采收，用電子秤稱量3 穗果的質量作為單株的產量；單果質量以10 個果實的總質量除以10計。

2.3.3伴栽方法一般用活動菌床法，選擇質量符合要求(7～8月培養的直徑8～12厘米)的菌材(海拔1 200米以上的松木樹培養菌材)運到栽培現場。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，墊平間隙填砂，將種麻放于菌材兩側的空隙中，每個種麻相隔15厘米，菌材兩側各放一個，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

果實顏色：用YQ-Z-48A顏色測定儀測定，每個處理取10 個果實，測定其赤道部位4 個方向果皮的亮度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，從0°到180°依次分為紫紅、紅、橙、黃、黃綠、綠、藍綠色，即H＝0，紫紅色；H＝90，黃色；H＝180，藍綠色。C和H的計算分別如式（1）、（2）所示[10]。

1.3.3 風味指標及營養品質

數顯折射計測定可溶性固形物含量；果實酸度計測定總酸含量及糖酸比；考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白質含量；鉬藍比色法測定VC含量；根據蔡智鳴[11]、胡曉波[12]等的方法測定番茄紅素含量，先用標準品配制梯度濃度的混合標樣，制作標準曲線，再用標準曲線法計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。所有指標均以鮮質量計。

1.3.4 揮發性芳香物質含量的測定

揮發性芳香物質含量參考楊明惠[13]、常培培[14]等的方法測定，略作修改。SPME取樣：每個處理分別取成熟期一致、大小均勻的6 個果實，取每個果實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，同時加入3 g NaCl、5 μL 0.4 μL/mL的3-壬酮標樣，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，進行GC-MS分析。

GC條件：載氣為高純He（99.999%），流速為1.0 mL/min，進樣口溫度250 ℃，采用不分流進樣；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。

番茄揮發性芳香物質含量經過GC-MS分析鑒定，利用數據庫NIST 2011進行檢索分析生成報告，僅報道正反匹配度均大于800的結果。揮發性芳香物質的定量采用內標法，計算如式（3）所示。

式中：W表示揮發性芳香物質含量/（μg/kg）；A1表示物質峰面積；A2表示內標物峰面積；m1表示內標物質量/μg；m2表示樣品質量/g。

1.4 數據分析

采用SPSS 20軟件對數據進行方差分析，利用Duncan法進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 結果與分析

2.1 增施CO2與LED補光對日光溫室番茄單果產量和單果質量的影響

L2C2處理組的單株產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對單株產量的影響顯著（P＜0.05），而單獨的LED補光處理對于增產沒有顯著作用；但是，若在LED補光條件下，增施CO2可進一步提高產量。只有L2C3處理組與對照組的單果質量有顯著性差異（P＜0.05），質量增加33.5%（圖1B）。

圖1 增施CO2與LED補光對日光溫室番茄產量（A）和單果質量（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補光對日光溫室番茄果實外觀顏色的影響

表2 增施CO2與LED補光對日光溫室番茄果實外觀顏色的影響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補光處理對于番茄果實亮度沒有顯著影響（P＞0.05），在LED補光的條件下，增施CO2能夠顯著降低果實的亮度（P＜0.05）。由a*和b*值可以看出LED補光和增施CO2均能提高果實色飽和度，而各處理組的a*值均大于b*值，所以果實偏紅色，其中L2C3處理組的番茄果實a*值最大，因此L2C3處理組果實最紅。由C值來看，在自然CO2水平下，LED補光有益于番茄果實著色；在自然光照條件下，增施CO2到1 200 μL/L有益于番茄果實著色；L2C3處理組果實的C值最大，最易于著色。由H值來看，番茄果實整體偏紅色，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，其他處理組果實的顏色均顯著比對照組紅（P＞0.05），L2C3處理組H值最小，果實綜合顏色最紅，因此L2C3處理對番茄果實顏色形成效果最好。

2.3 增施CO2與LED補光對日光溫室番茄風味品質的影響

番茄果實可溶性固形物含量的變化受增施CO2與LED補光的綜合影響，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，番茄果實的口感風味比較平淡，而增施CO2和LED補光能夠增加番茄的口感風味。

圖2 增施CO2與LED補光對日光溫室番茄風味品質的影響Fig. 2 Effect of CO2 enrichment and light supplementation on fl avor quality of tomato fruits

2.4 增施CO2與LED補光對日光溫室番茄營養品質的影響

增施CO2與LED補光顯著提高了番茄果實可溶性蛋白質的含量，L2C2處理組番茄果實的可溶性蛋白質含量為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，番茄果實番茄紅素的含量隨LED補光而顯著增加，在LED補光的條件下，果實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補光與增施CO2還顯著降低了番茄果實中硝酸鹽的含量，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補光對日光溫室番茄營養品質的影響Fig. 3 Effect of CO2 enrichment and light supplementation on nutritional quality of tomato fruits

2.5 增施CO2與LED補光對溫室番茄揮發性芳香物質的影響

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

續表3

表4 增施CO2和LED補光條件下的日光溫室番茄果實各類揮發性物質含量和相對含量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 種揮發性芳香物質，各處理揮發性芳香物質的總含量均高于對照組，各處理組揮發性芳香物質含量差異較大，種類也不同（表3、4）。對照組揮發性物質含量最少，種類也最少，有36 種；L2C3處理組的總揮發性物質含量最高，揮發性物質的種類也最多，為47 種。按照揮發性物質種類劃分，可分為酮類、醛類、醇類、酯類、烴類[15]，本實驗所有處理組的番茄中，均是醛類的相對含量最高，約占總揮發性物質成分的75%；酮類和酯類次之，約為7%，烴類和醇類最低，約3%（表4）。番茄的特征揮發性芳香物質主要有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。與番茄風味、整體滿意度、腐敗味等相關聯的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LED補光處理組（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LED補光處理組L2C1和L1C3的2.25 倍和2.86 倍；與番茄甜味相關的己醛含量在LED補光處理組及增施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%。以上結果表明LED補光與增施CO2均有利于提高番茄特征揮發性芳香物質的含量。

3 討 論

本實驗研究了秋冬季日光溫室里進行LED補光與增施CO2對番茄產量、品質及揮發性芳香物質含量的影響。番茄產量受CO2濃度的顯著影響，CO2可以促進番茄等果菜類蔬菜的花芽分化，降低雌花節位，提高坐果率，加快果實生長速度，增加產量[9,16]。本實驗中LED補光對其產量沒有顯著的影響，這與郝東川等[17]的研究結果不一致。但在LED補光的條件下，增施CO2能進一步提高產量，這可能是增施CO2與LED補光互相作用的結果，以后的研究中，應該對LED補光的參數進行篩選，以更進一步提高秋冬季日光溫室番茄的產量。番茄的色澤是影響人們選購番茄的一項重要指標，著色均勻、鮮紅是消費者挑選的重要評判標準[18]。本研究發現，LED補光處理使番茄果實易于著紅色，LED補光和增施CO2均能顯著提高果實色飽和度，從而提高了商品性。番茄果實的色澤與番茄色素的種類及含量相關，大部分的研究表明，番茄紅素含量越高，番茄果實色澤越鮮紅[19]。而番茄果實中番茄紅素的積累又是由于光誘導調節果實中的光敏色素積累而導致的，主要與紅光關系緊密[20]。

番茄果實的口感風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、糖酸比等指標來衡量[21-23]。本研究發現，秋冬季溫室番茄的風味比較平淡，而增施CO2與LED補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，光質對植物果實可溶性糖的含量具有重要的影響[23-24]，可能是由于光質的改變誘導了光敏色素對蔗糖代謝酶的調控，促進了與蔗糖代謝相關的酶活性的提高，使光合產物更多地分配到番茄果實中[25-26]。

可溶性蛋白質、VC以及番茄紅素的含量是衡量番茄營養品質的重要指標。番茄紅素在番茄中含量較高，其作為天然抗氧化物質，在清除人體自由基、預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，而過量的硝酸鹽會嚴重地損害人的健康；所以，蔬菜中硝酸鹽含量也是評價蔬菜品質的一項重要指標[28]。本研究中LED補光與增施CO2顯著提高了可溶性蛋白質、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，與本實驗研究結果一致。硝酸鹽含量降低主要有兩方面的原因：首先CO2濃度的提高促進了植物生長，生物量的增大對硝酸鹽產生了稀釋作用；其次光合作用有利于促進氮的同化與代謝，使得更多的硝酸鹽轉化成氨基酸[30]。增施CO2通常與作物的碳水化合物、酶的代謝合成有關[31]。而LED的紅藍光質又參與光敏色素受體的調控及有關酶的活性調節，從而影響到了番茄果實中可溶性蛋白質、VC和番茄紅素的含量[32]。

番茄果實中獨特的芳香氣味是由特定的揮發性芳香物質的混合物形成。在番茄中，已經報道了超過400 種的揮發性芳香物質[15]，但是只有20 種物質影響番茄果實的揮發性芳香氣味[33-34]。Baldwin等[33]認為番茄中有16 種特征性的香氣組分物質，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 種番茄的特征揮發性芳香物質，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境有關[35]。增施CO2與LED補光明顯地提高了番茄特征揮發性芳香物質的含量，使番茄果實香味濃郁豐富，這可能是因為補光和增施CO2增加了芳香物質合成的前體物質如脂肪酸、氨基酸、類胡蘿卜素的積累[36]。

綜上，增施CO2與LED補光能顯著提高番茄的單株產量，使果實顏色鮮艷；改善果實的風味品質和營養品質；提高番茄特征揮發性芳香物質的含量。增施CO2對番茄的產量影響更大；LED補光更多地影響番茄果實顏色和番茄紅素、VC、可溶性糖含量等指標；揮發性芳香物質含量受LED補光與增施CO2互作的影響。綜合考慮番茄果實的各項品質指標，得出提高番茄品質最優處理為LED補光+增施CO21 200 μL/L。

[1] 李天來. 我國設施蔬菜科技與產業發展現狀及趨勢[J]. 中國農村科技, 2016(5): 75-77. DOI:10.3969/j.issn.1005-9768.2016.05.024.

[2] 張志明. 二氧化碳施肥對番茄果實品質的影響[D]. 杭州: 浙江大學,2012: 1.

[3] 楊其長. LED在農業領域的應用現狀與發展戰略[J]. 中國科技財富,2011(1): 52-57. DOI:10.3969/j.issn.1671-461X.2011.01.032.

[4] 郭云香, 項麗敏, 黃宏, 等. LED在生物產業中的應用研究[J]. 現代農業科技, 2012(10): 26-27. DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2012.10.007.

[5] 崔瑾, 徐志剛, 邸秀茹. LED在植物設施栽培中的應用和前景[J]. 農業工程學報, 2008, 24(8): 249-253. DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2008.08.055.

[6] GOINS G D, YORIO N C, SANWO M M, et al. Photomorphogenesis,photosynthesis, and seed yield of wheat plants grown under red light-emitting diodes (LEDs) with and without supplemental blue lighting[J]. Journal of Experimental Botany, 1997, 48(7): 1407-1413.DOI:10.1093/jxb/48.7.1407.

[7] 潘璐, 劉杰才, 李曉靜, 等. 高溫和加富CO2溫室中黃瓜Rubisco活化酶與光合作用的關系[J]. 園藝學報, 2014, 41(8): 1591-1600.DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2014.08.007.

[8] 周士力, 曲英華, 王紅玉, 等. 不同水分條件下增施CO2對日光溫室內番茄生長的影響[J]. 農業機械學報, 2014, 45(S1): 175-181.DOI:10.6041/j.issn.1000-1298.2014.S0.028.

[9] 熊珺, 曲英華, 范冰琳, 等. 不同CO2濃度下番茄苗期及果期的光合特性[J]. 北方園藝, 2015(9): 6-9. DOI:10.11937/bfyy.201509002.

[10] 郭東花, 白紅, 石佩, 等. 不同時期套袋對“瑞光19號”油桃果實揮發性成分及著色的影響[J]. 食品科學, 2016, 37(8): 242-247.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201608044.

[11] 蔡智鳴, 王振, 王楓華, 等. 深色果蔬食品中番茄紅素與β-胡蘿卜素的HPLC測定[J]. 同濟大學學報(醫學版), 2006(1): 17-20.DOI:10.3969/j.issn.1008-0392.2006.01.005.

[12] 胡曉波, 溫輝梁, 許全, 等. 番茄紅素含量測定[J]. 食品科學, 2005,26(9): 548-551. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2005.09.154.

[13] 楊明惠, 陳海麗, 唐曉偉, 等. 不同栽培季節番茄果實芳香物質的比較[J]. 中國蔬菜, 2009(18): 8-13.

[14] 常培培, 梁燕, 張靜, 等. 5 種不同果色櫻桃番茄品種果實揮發性物質及品質特性分析[J]. 食品科學, 2014, 35(22): 215-221.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201414032.

[15] 劉明池, 郝靜, 唐曉偉. 番茄果實芳香物質的研究進展[J]. 中國農業科學, 2008(5): 1444-1451. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2008.05.024.

[16] 王萬慶. 不同苗齡與苗期增施CO2對番茄生長和產量的影響[J]. 山西農業大學學報(自然科學版), 2016, 36(5): 337-340; 376. DOI:10.3969/j.issn.1671-8151.2016.05.008.

[17] 郝東川, 司雨. LED燈對設施栽培瓜果類蔬菜產量的影響[J]. 長江蔬菜, 2012(18): 58-60. DOI:10.3865/j.issn.1001-3547.2012.18.023.

[18] 姚建剛, 張賀, 許向陽, 等. 番茄果實成熟過程中色澤變化的研究進展[J]. 中國蔬菜, 2010(8): 1-6.

[19] 趙潤洲, 劉鳴韜. 番茄果實色澤與色素組成的關系[J]. 河南農業科學, 2011, 40(9): 98-100. DOI:10.3969/j.issn.1004-3268.2011.09.027.

[20] ALBA R, CORDONNIER-PRATT M M, PRATT L H. Fruit-localized phytochromes regulate lycopene accumulation independently of ethylene production in tomato[J]. Plant Physiology, 2000, 123(1): 363-370. DOI:10.1104/pp.123.1.363.

[21] 岳冬, 劉娜, 朱為民, 等. 櫻桃番茄與普通番茄部分品質指標及氨基酸組成比較[J]. 食品科學, 2015, 36(4): 92-96. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201504017.

[22] 孫麗麗, 鄒志榮, 韓麗蓉, 等. 營養液滴灌頻率對設施番茄生長與果實品質的影響[J]. 西北農林科技大學學報(自然科學版), 2015,43(3): 119-124. DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.03.008.

[23] 蒲高斌, 劉世琦, 杜洪濤, 等. 光質對番茄果實轉色期品質變化的影響[J]. 中國農學通報, 2005, 4(4): 176-178; 187. DOI:10.3969/j.issn.1000-6850.2005.04.051.

[24] 趙建濤, 張靜, 張雅婷, 等. 紅色和粉色櫻桃番茄與大果番茄果實品質特性分析[J]. 食品科學, 2016, 37(16): 135-141. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201616022.

[25] 劉林, 許雪峰, 王憶, 等. 不同反光膜對設施葡萄果實糖分代謝與品質的影響[J]. 果樹學報, 2008, 25(2): 178-181. DOI:10.3969/j.issn.1009-9980.2008.02.007.

[26] KASPERBAUER M J. Strawberry yield over red versus black plastic mulch[J]. Crop Science, 2000, 40(1): 171-174. DOI:10.2135/cropsci2000.401171x.

[27] YANG T S, YANG X H, WANG X D, et al. The role of tomato products and lycopene in the prevention of gastric cancer: a metaanalysis of epidemiologic studies[J]. Medical Hypotheses, 2013, 80(4):383-388. DOI:10.1016/j.mehy.2013.01.005.

[28] 黃敏, 李靜靜, 余萃, 等. 幾種食前處理對蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的去除效果[J]. 食品科學, 2011, 32(9): 82-86.

[29] 于承艷, 都韶婷, 邢承華, 等. CO2濃度對番茄幼苗生長及養分吸收的影響[J]. 浙江大學學報(農業與生命科學版), 2006, 32(3): 307-312. DOI:10.3321/j.issn:1008-9209.2006.03.013.

[30] WEERAKOON W M, OLSZYK D M, MOSS D N. Effects of nitrogen nutrition on responses of rice seedlings to carbon dioxide[J]. Agriculture Ecosystems & Environment, 1999, 72(1): 1-8.DOI:10.1016/S0167-8809(98)00166-2.

[31] 王全智, 馮英娜, 蔡善亞, 等. 苗期CO2加富對設施甜瓜生長發育特性的影響[J]. 北方園藝, 2015(15): 40-42. DOI:10.11937/bfyy.201515009.

[32] 許大全, 高偉, 阮軍. 光質對植物生長發育的影響[J]. 植物生理學報,2015, 51(8): 1217-1234. DOI:10.13592/j.cnki.ppj.2015.1002.

[33] BALDWIN E A, SCOTT J W, SHEWMAKER C K, et al. Flavor trivia and tomato aroma: biochemistry and possible mechanisms for control of important aroma components[J]. Hort Science, 2000, 35(6):1013-1022.

[34] KLEE H J. Improving the flavor of fresh fruits: genomics,biochemistry, and biotechnology[J]. New Phytologist, 2010, 187(1):44-56. DOI:10.1111/j.1469-8137.2010.03281.x.

[35] 杜天浩, 周小婷, 朱蘭英, 等. 褪黑素處理對鹽脅迫下番茄果實品質及揮發性物質的影響[J]. 食品科學, 2016, 37(15): 69-76.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201615012.

[36] MA E H, ZHANG F J, WU F F, et al. Advances in fruit aroma volatile research[J]. Molecules, 2013, 18(7): 8200-8229. DOI:10.3390/molecules18078200.

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補光對番茄果實品質及揮發性物質的影響[J]. 食品科學, 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

陜西省農業科技創新與攻關項目（2016NY-165）；山西省煤基重點科技攻關項目（FT201402）

岳釘伊（1991—），女，碩士研究生，研究方向為溫室環境調控與作物生長。E-mail：18700944926@163.com

*通信作者簡介：鄒志榮（1956—），男，教授，博士，研究方向為溫室環境和溫室作物栽培。E-mail：zouzhirong2005@hotmail.com