外源褪黑素對番茄果實品質和揮發性物質的影響

豆建華,張 洋,袁 鴻,王光正,王俊文,汪 潔,武 玥,唐中祺,郁繼華,2

(1.甘肅農業大學園藝學院,甘肅 蘭州 730070; 2.甘肅省干旱生境作物學重點實驗室,甘肅 蘭州 730070)

番茄(SolanumlycopersicumL.)又稱西紅柿,屬于茄科茄屬,是世界各國廣泛種植的蔬菜之一,也是我國設施蔬菜主栽類型[1]。作為一種水果型蔬菜,番茄果實中含有豐富的礦物質、蛋白質、多種維生素、類胡蘿卜素、類黃酮、可溶性糖、有機酸等營養和保健成分[2]。近年來隨著生活水平的提高,消費者不僅要求蔬菜的周年供應,同時更加注重果實風味品質。風味品質主要取決于果實的糖度、酸度、糖酸比以及揮發性芳香物質含量等,糖高酸低,味單而淡;酸度過大,不易接受,研究認為合適的糖酸比為6.9～10.8[3]。由于北方設施蔬菜生產中存在低溫弱光[4]、復種指數高[5]等不利因素,番茄特征香氣物質含量下降等問題逐漸開始出現[6],導致果實風味喪失、感官品質降低,嚴重影響番茄經濟價值。

褪黑素是一種廣泛存在于動植物體內的吲哚胺類化合物,作為生物體內源代謝產物,其能夠在體內被降解,對人體無毒性、安全、無殘留[7]。作為植物生長調節劑,褪黑素對園藝作物生產具有積極作用。已有研究表明,噴施褪黑素能夠提高西瓜植株生長水平和產量[8],促進種子萌發和根系發育[9-11],提升采后品質和延長貨架期[12-13],增強植物抗逆性[14-15]。褪黑素還能改善果實品質,史星雲等[16]研究表明,噴施100 μmol·L-1濃度的褪黑素顯著提高了設施葡萄果實可溶性糖含量和糖酸比;吳彩芳等[17]研究發現,經褪黑素處理的桃果實可溶性固形物較對照提高18.83%,可滴定酸含量較對照下降了25.28%;Liu等[18]研究表明,褪黑素處理提高了貯藏期間梨果實香氣物質的含量。前人有關褪黑素的研究多集中于其在作物逆境生長和延緩果實采后衰老等方面的作用,但涉及褪黑素對反季節設施生產中生長期番茄果實發育及芳香品質和糖、酸含量的動態變化規律影響的研究較少。本研究以溫室栽培‘航粉高糖’番茄果實為供試材料,通過在果實表面噴施不同濃度褪黑素,明確外源褪黑素對番茄果實發育和營養品質的影響,同時測定不同時期果實糖組分、酸組分各物質含量和成熟期揮發性物質含量,分析外源褪黑素對番茄果實風味品質的調控作用,以期為高品質設施番茄栽培和褪黑素應用技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為‘航粉高糖’,購自神舟綠鵬農業科技有限公司;褪黑素購自上海源葉生物科技有限公司。

1.2 試驗設計與處理

試驗在甘肅省蘭州市榆中縣李家莊棲云山國家田園綜合體六區2號日光溫室進行。番茄采用槽式基質栽培,槽長9.0 m,寬0.4 m,深0.3 m,共37槽,株距為0.40 m,行距為0.70 m,采用水肥一體化膜下滴灌方式進行水肥管理。基質EC為2.2 mS·cm-1,pH為7.80,田間最大持水量為76.55%,容重為583.91 kg·m-3。育苗時間為2020年7月21日,幼苗長至4葉1心時進行定植,定植時間為2020年9月2日。取番茄第2穗果,記錄坐果日期。坐果后20 d選擇大小一致、顏色均勻的果實進行褪黑素噴施處理,每5 d處理1次,直至果實成熟為止。

試驗設5個處理,以CK(果實表面噴施蒸餾水)為對照,T1(50 μmol·L-1)、T2(100 μmol·L-1)、T3(150 μmol·L-1)、T4(200 μmol·L-1)為不同褪黑素噴施濃度處理。噴施以果實表面均勻布滿液滴為準。采用隨機區組設計,每個處理3次重復,每重復10株番茄,共150株。依據番茄果實顏色和質地,在果實綠熟期、轉色期、成熟期分別進行糖組分、酸組分的測定,其余指標在成熟期測定。取樣時各處理隨機選取5個番茄果實,重復3次,數據取平均值。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 果實外觀品質的測定 使用萬分之一精度PTY-B620型電子天平(福州華志科學儀器有限公司)稱量番茄單果質量;使用游標卡尺測量果實橫徑、縱徑,并計算果形指數,果形指數為縱徑與橫徑之比;果實硬度使用GY-4型數顯式水果硬度計(浙江托普云農科技股份有限公司)測定;色澤指標采用CR-10 Plus色差計(Konina Minolta Inc.,日本)測定,儀器中L*、a*、b*分別代表亮度、紅綠色差、黃藍色差[19]。色光值計算公式為: 色光值= 2000×a*/L*(a*2+b*2)1/2。

1.3.2 果實營養品質的測定 可溶性固形物使用PAL-1手持式折射計(ATAGO,日本)測定,維生素C、可溶性蛋白和硝酸鹽含量分別采用2,6-二氯酚靛酚鈉法、考馬斯亮藍法和水楊酸法測定[20],番茄紅素的提取及測定參考柳帆紅等[21]的方法,使用Alliance Waters e2695高效液相色譜(Waters,美國)測定。

1.3.3 果實礦質元素的測定 將番茄果實在105℃下殺青15 min,80℃烘干后研磨過篩(0.25 mm),制備干樣,N和K元素前處理為H2SO4-H2O2消煮法,Mg、Ca、Cu、Fe、Mn和Zn元素前處理為干灰化法,N元素采用K1100型全自動凱氏定氮儀測定,K、Mg、Ca、Cu、Fe、Mn和Zn元素測定采用ZEEnit 700P型原子吸收光譜儀(德國)測定[22]。

1.3.4 果實風味品質的測定 糖組分提取參考魏鑫等[23]的方法;酸組分提取參照Coelho等[24]的方法;糖、酸組分的測定步驟及色譜條件參考柳帆紅等[21]的方法。揮發性物質的提取參照魏守輝等[25]的方法,稍加改動:將番茄果實研磨成勻漿,準確稱取5 g,轉移至15 mL棕色螺紋口圓底頂空樣品瓶中,加入1.5 g NaCl,同時加入10 μL 88.2 mg·L-1的2-辛醇標樣,放入磁力攪拌轉子后迅速旋緊瓶蓋,置于50℃恒溫磁力攪拌器攪拌(500 r·min-1)均勻,平衡10 min后,50℃條件下萃取吸附30 min,萃取完立即插入色譜氣化室,解析5 min,進行氣相色譜-質譜分析。每個處理進行3次重復,取其平均值。氣相色譜測定條件參考魏守輝等[25]的方法。

1.4 數據統計分析

使用 Microsoft Excel 2010軟件分析數據和作圖,利用SPSS 20.0軟件Duncan’s新復極差法進行方差分析(顯著性水平為P<0.05),應用主成分分析法對測定指標進行綜合評價。

2 結果與分析

2.1 外源褪黑素處理對番茄果實外觀品質的影響

如表1所示,外源褪黑素處理對番茄的單果質量有提高作用,其中T2處理單果質量最高,CK最低,T2較CK顯著提高了10.28%。不同濃度褪黑素處理之間番茄果形指數無差異,均介于0.7～0.8。褪黑素處理后番茄果實的硬度降低,T1、T2和T3處理果實硬度均顯著低于CK,分別降低了23.53%、23.59%和13.01%。T1、T2和T3處理的番茄果實L*顯著低于CK和T4處理。a*為正值,說明該品種番茄成熟時果實為紅色。褪黑素處理提高了成熟期果皮紅綠色差值a*,而降低了果皮黃藍色差值b*。施用褪黑素提高了果實色光值,T1、T2處理分別較CK顯著提高32.70%、30.76%。

表1 外源褪黑素處理對番茄果實外觀品質的影響

2.2 外源褪黑素處理對番茄果實營養品質的影響

如圖1A所示,番茄果實可溶性固形物含量隨褪黑素濃度的增大呈先升高后降低的趨勢,與CK相比,T1、T2和T3處理可溶性固形物含量分別顯著提高9.61%、14.03%和7.53%。如圖1B所示,低濃度的褪黑素對果實可溶性蛋白的積累有促進效應,且該效應隨著褪黑素濃度的升高而降低,T1、T2處理可溶性蛋白含量較CK顯著提高了25.26%和19.57%。T1、T2和T3處理果實維生素C含量和番茄紅素含量均顯著高于CK,其中T1、T2維生素C含量分別較CK提高28.46%和28.80%,番茄紅素含量分別提高24.65%和23.27%(圖1C、1D)。由圖1E可知,噴施外源褪黑素使番茄果實中硝酸鹽含量下降,與CK相比,T1、T2處理番茄硝酸鹽含量分別顯著下降了14.63%和11.85%。

2.3 外源褪黑素處理對番茄果實礦質元素含量的影響

表2為外源褪黑素處理對番茄果實礦質元素含量的影響,由表2可知,隨著褪黑素濃度的增加,各處理的果實中N、K、Mg、Cu、Fe、Zn含量基本呈先升高后降低的變化趨勢。其中,T2處理的果實N、K、Cu、Fe、Zn含量均最高,且與CK相比有顯著提升,分別較CK增加55.30%、60.80%、16.80%、11.58%、10.83%。Mg元素含量排序為T1>T2>T3>CK=T4,T1、T2處理顯著高于CK、T3和T4處理,T1與T2處理之間無顯著差異。T1、T2和T3處理果實Ca含量顯著高于T4處理,但與CK差異不顯著。果實Mn元素各處理間均無顯著差異。

2.4 外源褪黑素處理對番茄果實風味品質的影響

2.4.1 對果實成熟過程中糖組分含量的影響 番茄甜度主要取決于果實中葡萄糖、果糖和蔗糖的含量。由圖2A可知,與不噴施褪黑素處理(CK)相比,不同外源褪黑素處理番茄果實果糖含量在綠熟期無顯著差異,均在1.20%左右;進入轉色期～成熟期,各濃度外源褪黑素處理的果實果糖含量均有不同程度的增加,轉色期和成熟期均為T2處理含量最高,分別為1.61%和1.86%,較CK處理分別顯著提高18.79%和28.30%。各處理間果實葡萄糖含量在綠熟期無顯著差異;隨生育期推進,各處理葡萄糖含量逐漸增加,均在果實成熟期含量達到最高,其中T2處理葡萄糖含量最高,達到2.70%,較CK處理增幅為26.47%,顯著高于CK、T3、T4處理,與T1處理差異不顯著(圖2B)。由圖2C可知,各處理番茄果實中蔗糖含量在綠熟期最高,隨著生育期的推進,蔗糖含量呈下降趨勢;果實成熟期,各處理間蔗糖含量無顯著差異,均在0.05%左右,T2處理略高于其他處理。綜上可知,外源褪黑素處理有利于番茄果實果糖、葡萄糖的轉化。

注:CK:蒸餾水處理;T1:50 μmol·L-1褪黑素溶液處理;T2:100 μmol·L-1褪黑素溶液處理;T3:150 μmol·L-1褪黑素溶液處理;T4:200 μmol·L-1褪黑素溶液處理。圖中不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

2.4.2 對果實成熟過程中酸組分含量的影響 由表3可知,隨著番茄果實的發育,檸檬酸和奎寧酸含量呈先升高后降低的變化趨勢,酒石酸、蘋果酸、草酸、富馬酸含量則表現為逐漸降低。T2處理成熟期果實中檸檬酸和奎寧酸含量分別為8 110.27 mg·kg-1和139.52 mg·kg-1,均低于其他處理,較CK分別降低14.91%和16.00%。T2處理果實中酒石酸和草酸含量在綠熟期～成熟期均顯著低于CK,其中成熟期兩種酸含量分別較CK降低26.66%和11.96%。各褪黑素處理成熟期果實中蘋果酸和富馬酸含量均顯著低于CK,其中,T2處理分別較CK降低了27.44%和27.57%。綜上可知,100 μmol·L-1濃度褪黑素處理能有效降低有機酸各組分含量,且對成熟期大部分酸組分含量的調控水平優于其他濃度處理。

2.4.3 對果實成熟過程中可溶性總糖、有機酸含量和糖酸比的影響 由圖3A可知,外源褪黑素處理可提高番茄果實發育過程中可溶性總糖含量,在果實成熟期,T2處理可溶性總糖含量顯著高于其他處理,較CK處理增幅為27.06%。由圖3B可知,有機酸在果實發育過程中呈先升高后降低的趨勢,在成熟期顯著降低,T1～T4處理較CK分別降低13.56%、16.35%、9.65%和6.72%。由圖3C可知,外源褪黑素處理可以顯著提高番茄果實成熟過程中的糖酸比,T1、T2和T3處理分別較CK顯著提高38.43%、52.01%和25.05%。由此可見,噴施外源褪黑素可以提高番茄果實風味品質。

表2 外源褪黑素處理對番茄果實礦質元素含量的影響

圖2 外源褪黑素處理對番茄果實成熟過程中糖組分含量的影響

2.4.4 對果實揮發性物質成分及其含量的影響 由表4可知,5個處理共檢測出86種揮發性物質,包括12種酮類、32種醛類、14種醇類、4種酯類、13種烴類、7種酚類和4種其他類物質。酮類中占主要成分的為6-甲基-5-庚烯-2-酮、香葉基丙酮;醛類中占主要成分的為己醛、反-2-己烯醛;醇類中占主要成分的為正己醇;酯類中占主要成分的是水楊酸甲酯。褪黑素處理可使番茄揮發性物質的種類和含量顯著增加,各處理種類由多到少依次為T1(69種)、T2(66種)、T3(62種)、T4(59種)、CK(55種),T1(1 960.95 μg·kg-1)、T2(2 258.70 μg·kg-1)、T3(1 818.84 μg·kg-1)和T4(1 695.04 μg·kg-1)處理總含量均高于CK(1 279.18 μg·kg-1),分別提高了53.30%、76.57%、42.19%和32.51%。

圖3 外源褪黑素處理對番茄果實成熟過程中可溶性總糖、有機酸及糖酸比的影響

續表4 Continued table 4

2.4.5 對果實各類揮發性物質數量和含量的影響 由圖4可得,各處理番茄果實共檢測到7大類物質,包括酮、醛、醇、酯、烴、酚和其他類。從數量上看,各濃度褪黑素處理均可增加醛、酮和醇這3類物質數量,其中醛類數量增加最多,T1、T2、T3和T4處理分別較CK增加了4種、7種、6種和3種(圖4A)。從含量上看,醛類物質含量最高,之后依次是酮類、醇類等物質(圖4B)。

2.4.6 對果實特征香氣成分及含量的影響 由表5可知,5個處理果實中共檢測出10種特征揮發性成分,CK和T2處理分別為8種和10種,T1、T3和T4均為9種。各褪黑素處理果實特征香氣物質總含量均高于CK,其中T2處理含量最高,為1 307.33 μg·kg-1,較CK顯著增加55.31%。β-紫羅蘭酮和2-苯乙醇具有花香味,T2和T4處理花香味物質含量顯著高于CK,T1和T3與CK間無顯著差異。1-戊烯-3-酮、2-異丁基噻唑、6-甲基-5-庚烯-2-酮和β-大馬酮賦予番茄果實果香味,其中2-異丁基噻唑是番茄特有的香氣成分,褪黑素處理果實中果香味物質的含量顯著增加,T2表現最優,較CK增加76.14%。己醛、反-2-己烯醛和反-2-庚烯醛為青草味物質,是番茄中含量最高、貢獻最大的一類特征香氣物質,經褪黑素處理后其含量顯著提高,T1、T2、T3和T4處理分別較CK提高48.97%、49.58%、33.06%和35.78%。水楊酸甲酯賦予番茄薄荷味,T1、T2和T3處理顯著高于CK,T4處理較CK略有上升,但兩者差異不顯著。

圖4 外源褪黑素處理對番茄果實各類揮發性物質數量和含量的影響

表5 外源褪黑素處理對番茄果實特征揮發性物質含量的影響

2.5 設施番茄果實品質綜合評價

2.5.1 番茄果實品質的主成分分析 將單果質量、硬度等19個指標作為分析指標進行主成分分析,得到主成分特征值、貢獻率和累計貢獻率(表6),按照累計貢獻率大于99%的原則選擇主要成分,第一、二、三、四主成分的特征值分別為13.847、3.505、1.066和0.582,分別代表本試驗各處理19項品質指標72.877%、18.449%、5.609%和3.066%的信息,前4個主成分累計方差貢獻率為100.000%,說明這4個主成分反映了原始變量100.000%的信息,因此提取前4個主成分代替原19個指標評價外源褪黑素處理對番茄品質的影響,使品質評價指標由最初的19個降為4個彼此不相關的主成分,達到了降維的目的。

2.5.2 番茄果實品質綜合評價 根據前4個主成分的累計貢獻率可知,可以使用這4個主成分來構建分析模型。如表7所示,用各指標的主成分載荷除以相對應主成分特征值的開平方根,得到4個主成分中每個指標所對應的系數即特征向量,以特征向量為權重構建4個主成分的表達函數式:

Z1=0.24x1-0.14x2-0.02x3+0.14x4+0.18x5+0.08x6+0.16x7-0.16x8+0.15x9-0.22x10+0.23x11+0.26x12+0.26x13+0.01x14+0.13x15+0.18x16+0.26x17+0.10x18+0.23x19

Z2=0.21x1-0.38x2+0.15x3+0.40x4+0.35x5+0.45x6+0.31x7-0.30x8+0.36x9-0.27x10+0.24x11+0.07x12+0.04x13+0.52x14+0.22x15+0.18x16+0.09x17-0.27x18+0.11x19

Z3=-0.10x1-0.40x2+0.92x3+0.37x4+0.17x5+0.41x6+0.51x7-0.56x8+0.24x9-0.28x10+0.18x11+0.15x12-0.09x13+0.19x14+0.61x15-0.07x16-0.04x17-0.65x18+0.46x19

表6 番茄果實品質指標主成分分析

Z4=0.21x1-0.27x2-0.17x3+0.23x4+0.34x5+0.18x6+0.22x7-0.03x8+0.50x9-0.04x10+0.14x11+0.13x12+0.29x13+0.03x14+0.57x15+0.87x16+0.15x17-0.51x18-0.10x19

上述4個函數表達式中,x1為單果質量、x2為硬度、x3為果形指數、x4為維生素C含量、x5為可溶性固形物含量、x6為可溶性蛋白含量、x7為番茄紅素含量、x8為硝酸鹽含量、x9為可溶性總糖含量、x10為有機酸含量、x11為揮發性物質總量、x12～x19分別為氮、鉀、鈣、鎂、銅、鐵、錳、鋅含量。以各個主成分對應的方差貢獻率作為權重,由主成分得分和對應的權重線性加權求和得到綜合評價函數(綜合得分:Y=0.73Z1+0.18Z2+0.06Z3+0.03Z4),根據主成分綜合模型計算出5個不同濃度褪黑素處理下設施番茄果實品質的綜合得分和排序(表8),各處理綜合得分表現為:T2>T1>T3>T4>CK。

表7 番茄品質指標主成分載荷矩陣

表8 綜合得分和排序

3 討 論

硬度是衡量果實成熟度和品質的重要指標之一,主要由果肉細胞的結構和組成物質決定[26]。本試驗結果表明,外源褪黑素處理降低了果實硬度,這與趙開[26]對蘋果果實的研究結果一致。色澤是影響番茄果實品質的重要因素,果實著色不僅受環境因素的影響,還受外源激素的調控[27]。本試驗中,施加外源褪黑素降低了不同果實發育時期的果實亮度和黃藍色差,提高了紅綠色差和色光值,說明褪黑素處理可以促進番茄果實著色。

可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白、番茄紅素、硝酸鹽均是評價果實營養品質的重要指標。本研究結果表明,在果實表面噴施褪黑素能提高可溶性固形物、維生素C和番茄紅素的含量,這與黃陳鈺等[28]、生吉萍等[29]在番茄上的研究結果一致,說明外源褪黑素可以提高番茄果實的風味和營養價值。可溶性蛋白是重要的滲透調節物質和營養物質。本研究中,不同濃度外源褪黑素處理后,番茄果實內可溶性蛋白含量均有所提高,其中低濃度處理T1(50 μmol·L-1)和T2(100 μmol·L-1)顯著提高,這與王紀忠等[30]研究結果相似。攝入過量硝酸鹽會影響人體健康,本研究發現,噴施外源褪黑素可以降低番茄果實中硝酸鹽含量,從而減少有害物質的積累,50 μmol·L-1和100 μmol·L-1濃度處理表現優于其他處理。

礦質元素是植物生命活動中必不可少的養分,其參與植物體內的各種代謝過程,也影響著果實品質。研究表明,N和K作為大量元素,N是蛋白質和核酸的組成元素;K可以提高果實大小和著色,降低果實硬度[26]。Ca和Mg作為中量元素,Ca不足會引起番茄果實臍腐[31];葉片Mg含量與可溶性固形物含量呈極顯著正相關關系[32]。Cu、Fe、Mn、Zn是植物所需的微量元素,Cu參與植物體蛋白質和糖代謝等生理生化反應,Fe通過影響葉綠素的合成而影響番茄的能量代謝[32],Mn能促進種子萌發和幼苗生長,Zn可以提高番茄果實中維生素C含量[33]。本研究結果表明,與CK相比,噴施外源褪黑素顯著促進了番茄果實對N、K、Mg、Cu、Fe、Zn的吸收,對Ca、Mn元素的吸收效果不顯著,這與梁博文[34]、劉建龍[35]在蘋果、梨上的研究結果一致。

番茄的風味品質主要取決于果實酸味、甜味、香味等。番茄的甜味由可溶性糖含量決定,不同類型的糖對甜味的貢獻也不同,果糖甜度高,葡萄糖甜度低[3]。本研究發現,番茄中果糖和葡萄糖的含量遠高于蔗糖,這與齊紅巖等[36]的研究結果一致。本試驗結果表明,在果實表面噴施100 μmol·L-1的外源褪黑素能顯著提高果實中果糖和葡萄糖含量,并在果實成熟期達到最大值,分別較對照顯著提高28.3%和26.5%;蔗糖含量則隨果實成熟度增加呈下降趨勢,褪黑素處理對成熟期蔗糖含量提升效果不明顯,這與王衛平[37]研究結果一致。可能是褪黑素促進了果實中性轉化酶和酸性轉化酶活性,而抑制了蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶活性,果糖和葡萄糖含量增加,從而提高了果實風味品質,其具體機制還需進一步研究。

番茄屬于檸檬酸型果實,檸檬酸是番茄所含的主要有機酸[38]。本試驗結果表明,番茄果實中含量最高的有機酸組分是檸檬酸,其次是蘋果酸,這與劉曉奇等[39]的研究結果一致。前人研究發現番茄果實開始成熟時,在蘋果酸脫氫酶和檸檬酸合酶的作用下L-蘋果酸含量下降,檸檬酸得到優先積累,因此果實檸檬酸含量在轉色期達到最大,之后其含量隨著成熟進程推進表現出不同的變化趨勢,而其他酸類物質表現為持續減少[40]。本試驗中,施加100 μmol·L-1外源褪黑素使番茄成熟期果實中檸檬酸、蘋果酸、酒石酸及富馬酸含量均顯著降低,褪黑素濃度進一步升高時,其效果有所減弱;檸檬酸含量在番茄果實發育過程中呈先升高后降低的變化趨勢,與前人研究規律一致。說明外源褪黑素促進了番茄成熟過程中果實有機酸的代謝。

番茄的香味主要取決于果實中的揮發性芳香化合物的種類和含量。揮發性芳香物質來源于類胡蘿卜素、脂肪酸、苯丙氨酸和支鏈氨基酸等[41],這些揮發性物質合成底物通過CO2經卡爾文循環生成蔗糖,再通過糖酵解、莽草酸途徑和甲羥戊酸途徑合成[42]。目前鑒定出的400多種揮發性物質中只有20～30余種對番茄香味有重要貢獻,主要包括醇類、醛類、酮類、萜類和酯類物質以及含硫化合物等[43]。本試驗共檢測出86種揮發性物質,包括12種酮類、32種醛類、14種醇類、4種酯類、13種烴類、7種酚類和4種其他物質,其中醛類物質數量和含量最高。各處理揮發性物質種類和含量依次為:CK(55種,1 279.18 μg·kg-1)、T1(69種,1 960.95 μg·kg-1)、T2(66種,2 258.70 μg·kg-1)、T3(62種,1 818.84 μg·kg-1)、T4(59種,1 695.04 μg·kg-1)。50 μmol·L-1外源褪黑素顯著增加了番茄果實揮發性物質種類,而100 μmol·L-1外源褪黑素顯著增加了番茄果實揮發性物質的含量。研究表明,揮發性物質中有16種物質對數閾值單位大于0,被認為是番茄的主要特征香氣物質[44]。本試驗共鑒定出10種番茄特征香氣物質,未檢測到1-硝基-2-乙基苯、順-3-己烯醛和3-甲基丁醇,這可能與番茄品種及其栽培環境等[45]有關。其中己醛、反-2-已烯醛和反-2-庚烯醛賦予番茄果實青草味和生青味[27],1-戊烯-3-酮、2-異丁基噻唑、β-大馬酮和6-甲基-5-庚烯-2-酮賦予番茄果實果香味和芳香味[46],β-紫羅蘭酮和2-苯乙醇賦予果實花香味[47],水楊酸甲酯使番茄有冬青味和薄荷味[48]。本研究各處理特征香氣物質總含量與揮發性物質總含量高低順序基本一致,均以100 μmol·L-1褪黑素處理最高。這說明噴施適當濃度的褪黑素對番茄果實揮發性芳香物質種類的增加和含量的積累有促進作用。

4 結 論

在設施基質栽培條件下,噴施各濃度外源褪黑素處理均不同程度提高了番茄果實的品質,其中,100 μmol·L-1的褪黑素處理顯著增加了果實中可溶性固形物、可溶性蛋白、維生素C和番茄紅素的含量,有利于番茄果實中糖組分的積累及總有機酸含量的降低,從而提高了果實糖酸比,促進番茄果實對N、K、Mg、Cu、Fe、Zn等營養物質的吸收;同時,100 μmol·L-1的褪黑素顯著增加了番茄果實揮發性物質的種類和含量。綜合評價表明,T2處理的得分最高,其次為T1、T3、T4處理,CK得分最低。可見,生育期噴施100 μmol·L-1濃度褪黑素為提高番茄果實品質的有效栽培措施。