黃靜艷, 李 臣, 李 歡, 薛冠煒, 吳列洪, 陸國(guó)權(quán)
(1.浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院,薯類(lèi)作物研究所/浙江省農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)改良技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江農(nóng)林大學(xué)薯類(lèi)作物研究所,浙江 臨安 311300; 2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)研究所,浙江 杭州 310021)
甘薯(IpomoeabatatasL.)具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、耐旱耐貧瘠、適應(yīng)性廣的特點(diǎn),是中國(guó)主要的食飼作物和淀粉加工、生物能源的重要原料,其塊根可食用,嫩尖、葉柄也可用作蔬菜食用。隨著甘薯利用方式的改變,國(guó)外研究人員更多關(guān)注甘薯地上部分的研究,并得到了一系列研究進(jìn)展。據(jù)Ishida等[1]研究發(fā)現(xiàn)甘薯莖葉的營(yíng)養(yǎng)成分明顯高于塊根所含營(yíng)養(yǎng),其豐富的維生素含量(0.627~0.810 mg/g)與菠菜相近。Islam等[2]研究發(fā)現(xiàn)甘薯莖葉多酚含量為0.900 mg/g,葉柄多酚含量為0.450 mg/g,Padda等[3]研究發(fā)現(xiàn)甘薯葉的多酚含量與抗氧化性呈正相關(guān)。國(guó)內(nèi)研究主要在不同甘薯品種莖尖的營(yíng)養(yǎng)成分比較、功能性成分的提取,為菜用甘薯選育及其利用奠定了理論基礎(chǔ)[4-5],育種家對(duì)菜用甘薯品種選育不斷取得新成果[6],培育出許多菜用甘薯新品種,并配套高效優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)進(jìn)行推廣?,F(xiàn)今在東南地區(qū)推廣較好的品種有廣菜薯3號(hào)[7]、福薯7-6[8]、薯綠一號(hào)[9]、徐菜薯1號(hào)[10]等。江蘇徐州甘薯研究中心研發(fā)出利用日光溫室大棚,配套太陽(yáng)能光伏循環(huán)加熱系統(tǒng),用肥水偶合設(shè)施栽培技術(shù)達(dá)到全年多周期生產(chǎn)菜用甘薯的目的[11]。因菜用甘薯嫩莖比普通甘薯品種的嫩莖和葉柄適口性好,無(wú)苦澀味且口感柔嫩,其市場(chǎng)需求越來(lái)越大。但直接食用從薯塊上發(fā)出的薯芽菜還比較罕見(jiàn)。據(jù)報(bào)道,衣申艷[12]用水培薯塊方式進(jìn)行培養(yǎng)甘薯芽菜的研究,通過(guò)探索不同培養(yǎng)條件進(jìn)行薯芽菜品種的篩選及其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明,不同甘薯品種培養(yǎng)出來(lái)的薯芽菜品質(zhì)有差異,以薯塊發(fā)芽快、芽量多、品質(zhì)好及適合進(jìn)行薯芽菜生產(chǎn)為依據(jù),篩選出金玉、心香等適宜生產(chǎn)薯芽菜的甘薯品種可作為一種新型芽菜進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。
芽菜作為一種幼苗蔬菜,光環(huán)境對(duì)其生長(zhǎng)和品質(zhì)影響很大,生產(chǎn)上利用光調(diào)控改變芽菜生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)和產(chǎn)生不同外觀(guān)顏色,從而提升芽菜商品品質(zhì)。如半軟化型芽菜是在一定弱光條件下形成,顏色淺綠。綠化型芽菜是在半軟化前提下繼續(xù)適當(dāng)光照條件下培養(yǎng),使達(dá)到全綠。這兩種產(chǎn)品像韭黃和青韭一樣,非常受消費(fèi)者的喜愛(ài)[13]。而黃化型芽菜是在完全黑暗條件下生產(chǎn),為乳白色或鵝黃色。因此,普通家庭可利用室內(nèi)光照條件培養(yǎng)出好吃又可觀(guān)賞的保健型芽菜[14]。本試驗(yàn)以甘薯心香品種為試驗(yàn)材料,在人工氣候箱培養(yǎng)薯塊使其發(fā)芽生長(zhǎng),探究生長(zhǎng)環(huán)境中的光照度、光周期條件對(duì)薯芽菜品質(zhì)的影響,以期豐富市場(chǎng)上的芽菜種類(lèi),補(bǔ)充冬春季蔬菜短缺,為薯芽菜的商業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
本試驗(yàn)選用的甘薯品種是由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的主栽鮮食甘薯品種心香,薯塊由浙江農(nóng)林大學(xué)薯類(lèi)作物研究所提供。
1.2.1 不同光照度處理 試驗(yàn)于人工氣候箱(PRX-150B)內(nèi)進(jìn)行,內(nèi)置LED白光光源,以黑暗條件為對(duì)照,分別設(shè)置3個(gè)不同的光照度處理:光照度750 lx、2 250 lx、4 500 lx,溫度為35 ℃,光照時(shí)間為8 h/d,相對(duì)濕度為85%。選取100 g±10 g、無(wú)病蟲(chóng)害且外觀(guān)完好的薯塊,放入盛有150 ml自來(lái)水的發(fā)芽盒中,每盒放置6個(gè)薯塊,重復(fù)3次,每天更換清水,待薯芽生長(zhǎng)至15 cm左右時(shí)進(jìn)行采收,測(cè)定各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)。
1.2.2 不同光周期處理 在不同光照度處理試驗(yàn)篩選基礎(chǔ)上,以黑暗為對(duì)照,設(shè)置優(yōu)選光照度的3個(gè)不同的光周期處理:4 h/d、8 h/d、12 h/d,其他試驗(yàn)條件不變。
1.3.1 葉色參數(shù) 采用便攜式色差儀(HP-2132)測(cè)定,每個(gè)處理隨機(jī)取5株薯芽菜,以第1片展開(kāi)葉為準(zhǔn),每片葉子進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定。葉色參數(shù)中的L*、a*和b*值是代表物體顏色的色度值。L*值表示明暗度,從 0至100之間是各種灰與白的漸變,即數(shù)值越小越暗,數(shù)值越大越亮,能體現(xiàn)不同光照度影響下葉色細(xì)微差別;a*代表紅綠色,正值說(shuō)明物體偏紅,負(fù)值則偏綠;b*值代表黃藍(lán)色,正值為物體偏黃,為負(fù)偏藍(lán)。
1.3.2 營(yíng)養(yǎng)成份 含水量采用105 ℃烘干法測(cè)定。胡蘿卜素采用95%乙醇和少量碳酸鈣粉末研磨后置于超聲波中反應(yīng)35 min離心后進(jìn)行分光光度計(jì)測(cè)定吸光度[15]。可溶性糖采用蒽酮比色法[15]測(cè)定,可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[15]測(cè)定,硝態(tài)氮采用水楊酸比色法[15]測(cè)定,維生素C采用紫外比色法[15]測(cè)定。
1.3.3 質(zhì)構(gòu)特性 質(zhì)構(gòu)儀(TPA)是國(guó)內(nèi)外業(yè)內(nèi)公認(rèn)的果蔬、食品質(zhì)地標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)儀器[16-17],本試驗(yàn)采用質(zhì)構(gòu)儀(型號(hào)TMS-PRO)P/75圓盤(pán)擠壓探頭對(duì)薯芽菜的莖段進(jìn)行測(cè)定,參數(shù)設(shè)置為:力量感應(yīng)元量程為500 N,探頭回升到樣品表面的高度為15 mm,形變百分量為30%,檢測(cè)速度為30 mm/min。隨機(jī)選取生長(zhǎng)一致的10株新鮮的薯芽菜,剪去葉片和葉柄,只留下莖。將莖剪成4 cm的小段分別進(jìn)行擠壓測(cè)定,將每株所測(cè)的平均值作為最終數(shù)據(jù)。
采用Excel 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2.1.1 葉色參數(shù)的變化 由表1可知,黑暗條件下培養(yǎng)的薯芽菜葉色的L*值、a*值、b*值均最高,與光照條件下葉色的L*值、a*值、b*值差異顯著(P<0.05);不同光照條件下,葉色a*值差異不顯著(P>0.05),葉色L*值差異顯著(P<0.05),750 lx光照條件下的葉色L*值和b*值數(shù)值最高。由圖1可知,隨著光照度的增強(qiáng),薯芽菜的葉色由黃色向綠色轉(zhuǎn)變,綠色程度加深,其變綠程度為:750 lx<2 250 lx<4 500 lx。
表1 不同光照條件下薯芽菜的葉色參數(shù)
同一列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。
2.1.2 營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的變化 由表2可以看出,黑暗條件下的薯芽菜含水量、可溶性糖和硝態(tài)氮含量最高,可溶性蛋白、維生素C和類(lèi)胡蘿卜素含量最低。在不同光照條件下, 2 250 lx和4 500 lx光照度下薯芽菜可溶性蛋白和類(lèi)胡蘿卜素含量差異不顯著(P>0.05),750 lx光照度下薯芽菜可溶性蛋白和類(lèi)胡蘿卜素含量略低。
2.1.3 質(zhì)構(gòu)特性的變化 從表3中得出,黑暗條件下,薯芽菜的硬度和咀嚼性最低,其硬度與有光照條件下的差異顯著(P<0.05)。不同光照度下薯芽菜的硬度和咀嚼性均有差異,750 lx光照度下,薯芽菜咀嚼性最低,硬度與2 250 lx光照度下硬度差異不顯著(P>0.05);4 500 lx光照度下的硬度最大,咀嚼性最差。
2.2.1 葉色參數(shù)的變化 由表4可知,黑暗條件下薯芽菜的葉色L*值、a*值最高,與光照條件下薯芽菜的葉色L*值、a*值差異顯著(P<0.05)。在不同光照條件下,薯芽菜的葉色a*、b*值均差異顯著(P<0.05),光周期4 h/d、8 h/d處理間,葉色L*值差異不顯著,而a*、b*值差異顯著(P<0.05)。由圖2可知,隨著光照時(shí)間的增加,薯芽菜的葉色由黃向深綠轉(zhuǎn)變,其葉色綠化程度為: 4 h/d<8 h/d<12 h/d。
圖1 不同光照條件下薯芽菜的葉色Fig.1 Leaf color of sweetpotato sprouts under different light intensity
2.2.2 營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的變化 由表5可知,黑暗條件下的薯芽菜含水量、可溶性糖、硝態(tài)氮含量最高,可溶性蛋白、維生素C、類(lèi)胡蘿卜素含量最低。在不同光周期處理?xiàng)l件下,薯芽菜類(lèi)胡蘿卜素的含量存在顯著差異(P<0.05),其可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C含量差異不顯著(P>0.05),在光周期12 h/d時(shí),薯芽菜的可溶性蛋白、類(lèi)胡蘿卜素含量最高,硝態(tài)氮含量最低。
表2 不同光照條件下薯芽菜營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的變化
同一列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。
表3 不同光照條件下薯芽菜質(zhì)構(gòu)特性的變化
同一列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。
表4 750 lx光照度下不同光周期薯芽菜葉色參數(shù)的變化
同一列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。
圖2 不同光周期下薯芽菜的葉色Fig.2 The leaf color of sweetpotato sprouts under different photoperiod
2.2.3 質(zhì)構(gòu)特性的變化 由表6可知,與有光照條件下相比,黑暗條件下薯芽菜的硬度和咀嚼性最低。不同光周期處理下,薯芽菜的硬度和咀嚼性均有差異,其中光周期4 h/d條件下,薯芽菜的硬度和咀嚼性最低,光周期12 h/d條件下硬度最高,咀嚼性最差。
本試驗(yàn)對(duì)不同光照度下培養(yǎng)薯芽菜的葉色、質(zhì)構(gòu)特性和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),不同光照度下薯芽菜類(lèi)型有黃化型(黑暗)、半軟化型(750 lx)、綠化型(2 250 lx、4 500 lx)。黑暗條件下的薯芽菜含水量、可溶性糖和硝態(tài)氮含量最高,可溶性蛋白、維生素C和類(lèi)胡蘿卜素含量最低;不同光照度下,薯芽菜的可溶性蛋白、類(lèi)胡蘿卜素和硝態(tài)氮含量差異不顯著,750 lx光照度下薯芽菜可溶性蛋白和類(lèi)胡蘿卜素含量最低。4 500 lx光強(qiáng)度下的薯芽菜外觀(guān)葉色與常規(guī)栽培的菜用甘薯嫩尖的葉色相近,其硬度最大且咀嚼性最差而不予以考慮。與750 lx光照度下相比,2 250 lx光照度下薯芽菜的葉色更為深綠,且咀嚼性也增大,口感不脆嫩。因此,若在廠(chǎng)房?jī)?nèi)規(guī)模化、調(diào)控光條件下培養(yǎng)薯芽菜,以節(jié)約能源方面考慮,750 lx光照度下培養(yǎng)薯芽菜更經(jīng)濟(jì)節(jié)能,且薯芽菜產(chǎn)品的外觀(guān)和口感最佳。若在智能日光溫室進(jìn)行規(guī)?;O(shè)施栽培,可控光在750 lx光照度下培養(yǎng)薯芽菜,配套建設(shè)太陽(yáng)能光伏循環(huán)系統(tǒng),既生態(tài)又可獲得較好的經(jīng)濟(jì)利益[18]。
表5 750 lx光照度下不同光周期薯芽菜的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)
同一列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。
表6 750 lx光照度下不同光周期薯芽菜質(zhì)構(gòu)特性多重比較
同一列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。
在對(duì)不同光周期下培養(yǎng)出的薯芽菜葉色和品質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),薯芽菜在4 h/d光周期的葉色比8 h/d光周期下的葉色更加鮮綠,軟化程度更好,且咀嚼性好,能滿(mǎn)足人們對(duì)薯芽菜質(zhì)地品質(zhì)的要求。另外,薯芽菜在4h/d和8h/d光周期培養(yǎng)下的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值沒(méi)有很大的差別,建議以較短光周期條件下培養(yǎng)。薯芽菜在12 h/d光周期下的葉色最為深綠,可溶性蛋白、維生素C和類(lèi)胡蘿卜素含量最高,但含水量最低,其硬度和咀嚼性最差,且消耗能源而不予以考慮。
蔬菜中的硝酸鹽含量是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,低硝酸鹽含量的蔬菜更符合食品安全要求[19]。在本試驗(yàn)中所測(cè)得薯芽菜的硝態(tài)氮含量為62~154 mg/kg,相當(dāng)于硝酸鹽含量為 275~682 mg/kg,而一些葉菜類(lèi)蔬菜中的硝酸鹽含量較高[20],如菠菜:239~3 872 mg/kg,大白菜:429~1 610 mg/kg,小白菜:1 023~3 098 mg/kg,甘藍(lán):259~1 250 mg/kg,油菜:766~1 365 mg/kg。因此,薯芽菜中硝酸鹽含量遠(yuǎn)低于上述葉菜類(lèi)蔬菜中的硝酸鹽含量,是一種食用安全的蔬菜。
綜上所述,本試驗(yàn)條件下生產(chǎn)薯芽菜的最佳培養(yǎng)條件是:750 lx光照度、4 h/d光周期。今后將在不同光質(zhì)、微弱光及光周期等環(huán)境因子綜合調(diào)控對(duì)薯芽菜的品質(zhì)及其功能性成分方面的影響做進(jìn)一步研究。此外,利用不同比例硝態(tài)氮-銨態(tài)氮的營(yíng)養(yǎng)液來(lái)培養(yǎng)薯芽菜,提高薯芽菜的產(chǎn)量和品質(zhì)也是重要的研究方向。
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