不同濃度亞硒酸鈉對水培生菜富硒品質的影響

黃雪梅，岳順念，王琦瑞

（華南農業大學園藝學院，廣東 廣州 510642）

硒是人體必需微量元素，是延長人類壽命最重要的礦物質營養素［1］，具有預防心血管病［2-3］、防治癌癥［4］等作用，被世界科學家譽為人體微量元素中的“防癌之王”。人體缺硒易引起一系列疾病，一個地區食物和土壤中硒含量的高低與癌癥的發病率有直接關系。聯合國組織制定了人體日常膳食硒供給量中應有400 μg/d。中國是一個缺硒大國，2/3的人口嚴重缺硒，如北京市人均攝入量僅為60 μg，東北大部分地區人均攝入量僅有10 μg，是心臟病、克山病、大骨節病的高發區。補充硒可以提高機體免疫力，有效預防各種疾病的發生，人體補充硒主要通過食用亞硒酸鈉片及其強化食鹽等無機藥劑。大量研究表明，無機硒具有蓄積性毒性和致突變作用，使用劑量難以控制，且吸收率低、毒性大、副作用大。相比之下，有機硒具有毒性低、生物利用率高等優點，因此，近年來人們開始尋找天然有機硒化物，將其作為補硒的來源［5-6］，富硒農產品自然成了首選。目前，在農業生產中一般采用土壤施硒和葉面施硒的方法來提高農產品的硒含量。生菜（Lactuca sativa）為菊科萵苣屬植物，在歐洲、美洲、東亞、中國東南沿海大部均有栽培。其含有豐富的維生素和礦物質，適合生吃，是“生食療法”中的主要蔬菜種類，可作為蔬菜富硒研究的重要材料。相關研究表明，基質施硒和葉面施硒對生菜富硒有一定效果［7-8］。依托現代化園藝設施來水培或水耕蔬菜，實現優質高產蔬菜的周年供應，正成為都市農業的一個發展趨勢。本研究以意大利生菜（Lactuca ativa L. var. ramosa Hort.）為試材，通過在水培營養液中補充無機硒亞硒酸鈉，研究其對生菜生長和品質（包括有機硒含量）的影響，初步探討了水培生菜技術富硒的可能性。

1 材料與方法

本試驗于2015年9月至2017年6月在華南農業大學園藝學院溫室大棚進行。供試品種為意大利生菜，種子購于廣東省農業科學院。穴盤育苗30 d后2葉1心時，定植于水培箱（40.5 cm×29.7 cm×14.9 cm）中。

供試硒為亞硒酸鈉（Na2SeO3），在水培營養液（1/2霍格蘭營養液）［9］中加入亞硒酸鈉，形成亞硒酸鈉含量為0、0.25、0.5、1.0、2.0 mg/L的5個梯度處理。每處理水培箱移栽5株生菜苗，重復9次。之后每隔2周補充相應的含硒營養液，45 d后收獲，進行各項指標的測定。

生菜采收后，先進行形態生長量測定，再取可食葉片用清水清洗，吸干水分，一部分測定葉綠素、維生素C、可溶性蛋白、總酚和類黃酮含量，一部分烘干制成干樣，測定纖維素、總硒、無機硒和有機硒含量。其中，株高、鮮重和干重測定按常規方法；總硒、無機硒、有機硒含量的測定采用李麗彩等［10］的紫外分光光度法；葉綠素含量測定采用手持葉綠素儀；維生素C含量測定參照李占清等 的分光光度法；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250染色法；纖維素含量測定參考熊素敏等［12］的濃硫酸水解法；總酚和類黃酮含量測定參照Mashiba法［13］。

2 結果與分析

2.1 補硒水培對生菜有機硒含量的影響

從圖1可以看出，生菜定植水培45 d后，對照組中有機硒與無機硒含量相當，經不同水平的補硒水培后，生菜的有機硒、無機硒和總硒含量均比對照顯著增加。其中無機硒含量以2.0 mg/L濃度處理的生菜較高（5.4 μg/g），其他處理之間的無機硒含量則無顯著差異；各處理生菜的有機硒含量均高于無機硒含量，其中以0.5 mg/L濃度亞硒酸鈉處理后富集有機硒的效果最好、達9.2 μg/g（DW），約占總硒含量的66.2%，是對照組有機硒含量的10倍。

圖1 不同濃度亞硒酸鈉對水培生菜可食部分總硒、無機硒和有機硒含量的影響

2.2 補硒水培對生菜生長的影響

從表1可以看出，生菜經不同水平補硒水培45 d后，株高與對照相比發生明顯改變。0.25、0.5 mg /L的亞硒酸鈉促進了生菜株高的增加，其中0.5 mg/L處理生菜的株高比對照增加了25.4%；但過高濃度的亞硒酸鈉反而抑制了植株的生長，在本試驗中，2.0 mg/L亞硒酸鈉處理生菜的株高僅為對照的73.4%。

當亞硒酸鈉濃度在0～1.0 mg/L之間時，隨著濃度升高，生菜的單株鮮重和干重略有下降。0.5 mg/L亞硒酸鈉處理生菜的干重比對照降低8.6%，但鮮重并無顯著差異。過高濃度的亞硒酸鈉（2.0 mg/L）則大幅降低了生菜的鮮重和干重，分別僅為對照的48.4%和42.9%。

表1 不同濃度亞硒酸鈉對水培生菜生長的影響

2.3 補硒水培對生菜品質的影響

維生素C作為植物代謝過程不可缺少的產物，在植物的抗氧化能力、光合作用、代謝調控方面有重要作用［14］。表2顯示，經補硒水培45 d后，0.25、0.5 mg/L亞硒酸鈉補硒水培時，生菜可食部位的維生素C含量顯著提高，比對照分別提高19.9%、20.4%；而過高濃度的亞硒酸鈉則抑制維生素C的合成，2.0 mg/L濃度處理的生菜維生素C含量比對照降低了17.5%。

由表2可知，0.25、0.5 mg/L亞硒酸鈉處理的生菜葉綠素含量與對照沒有顯著差異，高濃度的亞硒酸鈉（2.0 mg/L）顯著抑制了生菜葉綠素的合成，比對照下降了20.9%。纖維素含量可以衡量生菜的脆嫩度或口感。經補硒水培45 d后，生菜可食部位的纖維素含量隨著亞硒酸鈉處理濃度的增加呈增加趨勢，但差異均未達到顯著水平。蛋白質是蔬菜的重要組成成分，對果蔬的品質和口感具有一定的影響。本試驗表明，0.25 mg/L亞硒酸鈉處理增加了生菜中可溶性蛋白含量，比對照增加40%；0.5 mg/L處理與對照沒有顯著差異；濃度高于1.0 mg/L的亞硒酸鈉處理則表現出對可溶性蛋白含量的抑制作用，其中2.0 mg/L濃度處理后的生菜可溶性蛋白含量比對照降低了8.7%。

表2 不同濃度亞硒酸鈉對水培生菜品質的影響

酚類和類黃酮是植物經代謝或加工后所產生的重要代謝物質，果蔬中的酚類化合物對果蔬的風味和抗氧化能力有重要影響［15］。本研究發現，補硒水培的生菜可食部位的總酚含量均比對照增多，并隨著亞硒酸鈉濃度的增加而增加，當亞硒酸鈉濃度高于1.0 mg/L后，總酚含量的增加尤為明顯。0.5、2.0 mg/L亞硒酸鈉處理的總酚含量分別比對照增加了29.5%、215.2%。生菜經不同濃度的含硒營養液水培后，可食部分的類黃酮含量均比對照顯著降低，其中以0.5 mg/L亞硒酸鈉處理下降幅度最大（僅為對照的31.1%），濃度高于0.5 mg/L亞硒酸鈉處理的生菜類黃酮含量開始有所回升，但仍低于對照植株。

3 結論與討論

水培是無土栽培中的無基質栽培，隨著時代發展和科技進步，消費者對蔬菜產品提出了鮮嫩、潔凈、無污染等要求，水培蔬菜則正好適應這種市場需求，可在同一場地進行周年栽培，適合于計劃性合同性生產，并具有復種指數較高、可以避免土壤連作障害［16］、節省肥料、經濟效益高等優點。因此，水培迅速成為一種全新的蔬菜生產技術被廣泛采用。本試驗采用水培方式對生菜進行無機硒處理，可有效保證硒營養均衡分布于營養液中，探討生菜吸收無機硒轉化成為有機硒的可能性，以及無機硒對水培生菜生長和品質的影響。結果表明，水培營養液中添加適宜濃度（0.5 mg/L）的亞硒酸鈉定植生菜45 d后，生菜中的有機硒含量達9.2 μg/g（約為總硒的66.2%），是對照的10倍。添加適宜濃度的亞硒酸鈉處理還促進了生菜的縱向生長，提高了維生素C和總酚含量，降低了類黃酮含量，對單株鮮重以及葉綠素、纖維素、可溶性蛋白含量無顯著影響。過高濃度的亞硒酸鈉處理（2.0 mg/L）并不能進一步提高生菜有機硒含量，也抑制了生菜的生長，降低了品質。尚慶茂等［17］研究了添加0.4 mg/L亞硒酸鈉對水培生菜（奶油、紅葉、玻璃生菜3個品種）的生長效應，發現硒處理可提高生菜的總糖、還原性糖、維生素C和葉綠素的含量；經過補硒（0.3 mg/L）水培后，玻璃、奶油和紅葉3個品種生菜的有機硒含量分別達到10.9、9.9和7.4 μg/g（干重）［19］。本試驗補硒（0.5 mg/L）水培的意大利生菜，得到的有機硒含量（9.2 μg/g，DW）略低于玻璃生菜和奶油生菜。盧敏敏［20］研究了不同濃度的亞硒酸鈉對水培生菜營養品質的影響，認為最適宜的處理濃度為0.5 mg/L，與本試驗亞硒酸鈉的適宜濃度相同。

蔬菜富硒的方式除了水培施硒，還有基質補硒和葉面施硒。趙占軍等［7］研究基質施硒對生菜品質的影響，發現施硒量達到1.2 mg/kg時能夠顯著提高生菜中有機硒（0.01 mg/kg）、葉綠素和維生素C含量；郝麗峰等［21］對小白菜基質施硒，發現補充硒（22 mg/L）能夠提高小白菜的有機硒含量（0.05～0.09 mg/kg）。同時發現提高亞硒酸鈉處理濃度（如2.5 mg/kg和30 mg/L）并不能進一步提高生菜和小白菜的有機硒含量，且抑制其生長和降低品質，這與本試驗結果相似。葉面噴施亞硒酸鈉（1～8 mg/L）于生菜，富集的有機硒含量達到0.8～3.2 mg/kg ；葉面噴硒于青花菜（1～100 mg/L）、胡蘿卜（1～500 mg/L）、大蒜（10～1 000 mg/L）上，這些蔬菜的有機硒含量可分別達到62～359、30～175、82～174 μg/kg［21］，隨著硒處理濃度的升高，蔬菜有機硒含量均有升高趨勢，有機硒轉變率（即有機硒占總硒含量比例）均在80%～90%之間。然而，本試驗補硒水培生菜發現，當亞硒酸鈉濃度高于0.5 mg/L時，隨著硒處理濃度的增加，富集的有機硒增量減少。富硒種植得到的有機硒含量是一個很關鍵的指標，但是以上研究結果的有機硒含量均沒有明確指出是基于干重或是鮮重計算得出。

相關研究表明，用亞硒酸鈉溶液噴灑玉米葉面，玉米有增產趨勢［22］。對種植油菜的土壤施硒，發現在15～20 mg/L時對油菜各個器官均有增產作用［23］。然而在本試驗中，隨著亞硒酸鈉濃度的增加，單株重量并沒有表現出顯著增加的現象。

本試驗首次測定了補硒水培對生菜總酚和類黃酮含量的影響，發現總酚含量隨著亞硒酸鈉處理濃度的增加而增加，而類黃酮含量隨著亞硒酸鈉處理濃度的增加先下降后上升。宋亞蕊［24］研究葉面噴施硒復合肥可提高茶油的抗氧化能力和總酚含量，且隨著施硒濃度的增加，茶油中的總酚含量逐漸增加，與本試驗結果相類似。不同補硒強度水培后生菜中的類黃酮與總酚含量變化呈現不同趨勢，其原因有待于進一步研究。在水培營養液中補充適當濃度（0.5 mg/L）的亞硒酸鈉，可以提高水培生菜中有機硒、維生素和總酚含量，對生菜的單株重量及其它營養品質無顯著的影響。

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