γ-聚谷氨酸對不同品種紅棗品質的影響

馮 豹

（阿拉爾市西北興業投資發展（集團）有限公司，新疆阿拉爾 843300）

γ-聚谷氨酸（γ-PGA），是一種具有水溶性、生物相容性、可生物降解、可食用的對人體和環境無毒的高分子聚合物。聚谷氨酸從發現至今僅有幾十年，針對聚谷氨酸的研究仍處于實驗室階段，主要包括對其性質的研究、產生菌的改良和基因研究、發酵過程研究、提取純化過程研究以及衍生物的生產和性質的研究[1-4]。γ-PGA可增加農作物對營養的吸收，節肥增效，增產提質。目前，聚谷氨酸還沒有被應用到新疆維吾爾自治區紅棗生產中。本試驗以灰棗、駿棗、金昌3個品種的紅棗為供試材料，分別施用γ-聚谷氨酸肥和普通氮磷鉀肥，測定紅棗中果糖、蔗糖、還原糖、脯氨酸、總酸度、Ca、Mg含量的變化，分析對比施用γ-聚谷氨酸肥和普通氮磷鉀肥對紅棗品質的影響，以此為紅棗施肥及復合肥的使用奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試材與取樣 樣品采自新疆維吾爾自治區阿拉爾市國家農業科技園區核心區（苗木中心）紅棗種質資源圃，共采集3個紅棗品種，包括灰棗、駿棗、金昌，分別來自施用γ-聚谷氨酸肥和普通氮磷鉀肥的棗園。阿拉爾市地處天山南麓，塔克拉瑪干大沙漠北緣，阿克蘇河與和田河、葉爾羌河三河交匯之處的塔里木河上游。這里水土資源充沛，光照時間長，氣候宜人，年均氣溫10.7℃，≥10℃積溫4 113℃，無霜期220 d，年日照時間約2 900 h，4-10月日平均日照時間9.5 h。這里光照充足、晝夜溫差大，所產瓜果含糖量高。以紅棗為例，含糖量達到34%。

1.2 試驗方法 果糖、還原糖含量測定參照《植物生理學實驗技術》[5]，有機酸、蔗糖含量的測定參照《植物生理學實驗指導》[6]中的方法。Ca、Mg含量、脯氨酸含量的測定參照《植物生理學模塊實驗指導》[7]。

2 結果與分析

2.1 果糖含量 果糖在從血液中移出、轉化為肝糖原等方面比葡萄糖快，并能在無胰島素情況下代謝成糖原，因此比葡萄糖易吸收、利用，對糖尿病、肝病病人供給能量、補充體液似比葡萄糖更適宜。大棗中的果糖、葡萄糖、低聚糖、酸性多糖參與保肝護肝，攝取適量的紅棗有益于人們身體健康。圖1表明施用γ-聚谷氨酸肥的灰棗、駿棗果糖含量差異不大，金昌略低于灰棗、駿棗；施用普通肥料的駿棗果糖含量最高，灰棗、金昌次之，含量相差不大。施用γ-聚谷氨酸肥的灰棗、金昌與施用普通肥料的灰棗、金昌相比果糖含量差異不大，施用γ-聚谷氨酸肥的駿棗果糖含量則低于施用普通肥料的駿棗。

圖1 不同施肥處理及品種的紅棗果糖含量

2.2 蔗糖含量 蔗糖是由葡萄糖和果糖通過異頭體羥基縮合而形成的非還原性二糖，具有甜味。其是光合作用的主要產物，廣泛分布于植物體內，特別是甜菜、甘蔗和水果中含量極高。圖2表明施用γ-聚谷氨酸肥的駿棗蔗糖含量最高，灰棗含量最低；施用普通肥料的金昌、駿棗蔗糖含量相差不大，灰棗含量低于兩者。施用γ-聚谷氨酸肥的灰棗與施用普通肥料的灰棗蔗糖含量差異不大，施用γ-聚谷氨酸肥的金昌蔗糖含量略低于施用普通肥料的金昌，施用γ-聚谷氨酸肥的駿棗蔗糖含量則高于施用普通肥料的駿棗。

圖2 不同施肥處理及品種的紅棗蔗糖含量

2.3 還原糖含量 還原糖是指能使堿性斐林試劑中的銅鹽得到電子被還原的糖類，還原糖有葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖。圖3表明施用γ-聚谷氨酸肥的灰棗、金昌還原糖含量差異不大，駿棗還原糖含量低于灰棗、金昌；施用普通肥料的灰棗還原糖含量最高，金昌、駿棗次之，含量相差不大。施用γ-聚谷氨酸肥的灰棗還原糖含量低于施用普通肥料的灰棗，施用γ-聚谷氨酸肥的金昌還原糖含量與施用普通肥料的金昌含量差異不大，施用γ-聚谷氨酸肥的駿棗還原糖含量略低于施用普通肥料的駿棗。

圖3 不同施肥處理及品種的紅棗還原糖含量

2.4 脯氨酸含量 通常，植物體內游離脯氨酸含量很低，但在逆境（旱、熱、冷、凍）條件下，脯氨酸含量可猛增數十倍至百倍。因此，脯氨酸含量的測定可作為抗旱品種選育的參考性生理指標[8]。細胞中脯氨酸濃度與其滲透勢呈正相關，從而認為其在細胞滲透調節和水分脅迫耐性中有重要作用[8]。脯氨酸還可作為脫水脅迫、高溫脅迫時各種酶的保護劑，脯氨酸可起到保護膜不受高溫破壞的作用。圖4表明施用γ-聚谷氨酸肥的駿棗脯氨酸含量最高，金昌次之，灰棗最低；施用普通肥料的灰棗和駿棗脯氨酸含量差異不大，金昌含量最低。施用γ-聚谷氨酸肥的灰棗、駿棗脯氨酸含量與施用普通肥料的灰棗、駿棗差異不大，施用γ-聚谷氨酸肥的金昌脯氨酸含量則高于施用普通肥料的金昌。

圖4 不同施肥處理及品種的紅棗脯氨酸含量

2.5 有機酸含量 有機酸是水果、蔬菜的特有成分，其可影響水果和蔬菜的色、香、味及品質[9]。水果中最豐富的酸是檸檬酸和蘋果酸，檸檬酸主要分布在柑橘類果實、草莓、菠蘿、石榴等水果中，蘋果酸主要分布在蘋果等仁果類果實中，櫻桃、杏、桃等果實中檸檬酸和蘋果酸都有。這些有機酸對調節體液平衡有重要作用[10]。圖5表明施用γ-聚谷氨酸肥的金昌有機酸含量最高，灰棗與駿棗低于金昌；施用普通肥料的灰棗、金昌與駿棗有機酸含量差異不大。施用γ-聚谷氨酸肥的灰棗、駿棗有機酸含量低于施用普通肥料的灰棗、駿棗，施用γ-聚谷氨酸肥的金昌有機酸含量高于施用普通肥料的金昌。

圖5 不同施肥處理及品種的紅棗有機酸含量

2.6 Ca、Mg含量 鈣是構成細胞壁的重要元素，能限制細胞液外滲和調節其酸堿度，促進氮素代謝和碳水化合物轉化，能提高作物抗性，特別是提高其抗真菌能力。同時，鈣是植物生長發育必需的大量元素之一，在細胞水平上，鈣在細胞分裂、極性形成、生長、分化、凋亡等過程中均有重要的調節功能。圖6表明施用γ-聚谷氨酸肥的金昌Ca含量最高，灰棗與駿棗次之，含量差異不大；施用普通肥料的灰棗Ca含量最高，金昌含量最低，駿棗居中。施用γ-聚谷氨酸肥的灰棗Ca含量低于施用普通肥料的灰棗，施用γ-聚谷氨酸肥的金昌高于施用普通肥料的金昌，駿棗在兩種施肥處理下含量差異不大。

圖6 不同施肥處理及品種的紅棗Ca含量

Mg是葉綠素的組成元素，Mg的缺失可能導致無法合成葉綠素，植物不能正常進行光合作用[11]。圖7表明施用γ-聚谷氨酸肥的金昌Mg含量最高，駿棗次之，灰棗含量最低；施用普通肥料的金昌Mg含量最高，駿棗次之，灰棗含量最低。施用γ-聚谷氨酸肥的灰棗與施用普通肥料的灰棗Mg含量差異不大，施用γ-聚谷氨酸肥的金昌Mg含量高于施用普通肥料的金昌，施用γ-聚谷氨酸肥的駿棗Mg含量略高于施用普通肥料的駿棗。

圖7 不同施肥處理及品種的紅棗Mg含量

2.7 不同施肥處理及品種的紅棗各物質含量分析 從表1可以看出，灰棗、駿棗、金昌3個品種的紅棗果糖、蔗糖、還原糖、脯氨酸、有機酸和Ca、Mg含量無顯著性差異，說明物質含量在品種之間差異不大。分別施用γ-聚谷氨酸肥和普通肥料的紅棗果糖、蔗糖、還原糖、脯氨酸、有機酸和Ca、Mg含量也無顯著性差異，表明施用γ-聚谷氨酸肥對紅棗物質含量的影響不大，從而無法影響紅棗品質。而品種及施肥處理這兩個因素間也不存在顯著性差異，表明沒有互作，即各品種及施肥處理間沒有相互影響。

表1 不同施肥處理及品種的紅棗各物質含量顯著性分析

3 結論

本試驗表明，施用γ-聚谷氨酸肥的各品種紅棗果糖、蔗糖、還原糖、脯氨酸、有機酸、Ca、Mg含量與施用普通肥料的紅棗各物質含量差異不明顯，說明增效劑γ-聚谷氨酸對紅棗品質的影響不大。綜上所述，各品種紅棗中果糖、蔗糖、還原糖、脯氨酸、有機酸和Ca、Mg含量不受施肥方式的影響，造成這種現象的原因多種多樣。首先，新疆維吾爾自治區的土壤結構復雜，影響植物生長最大的因素是土壤鹽堿化十分嚴重，這可能影響植物對肥料的吸收，從而影響其生長發育及品質。其次，施肥期間的肥水條件對植物生長也有極大影響。而新疆維吾爾自治區遠離海洋，深居內陸，降水量少，空氣干燥，因此施肥時控制灌水條件也是十分重要的。最后，新疆維吾爾自治區獨特的氣候及生態條件可能是影響本試驗的因素之一，還可能與在施肥前期并沒有設置γ-聚谷氨酸濃度梯度及實驗誤差有關。因此，需綜合考慮價格、運輸、地域等因素選擇合適的施肥方式，合理利用這兩種施肥方式，以達到環保及可持續發展的目的。