王國莉，陳孟君，馮榮華

（1.惠州學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，廣東 惠州 516007；2.惠州市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢測中心，廣東惠州 516002）

當前我國蔬菜生產(chǎn)以土壤種植為主，但卻面臨著土壤污染、水質(zhì)污染、耕地面積減少等現(xiàn)實問題［1］．水培蔬菜是蔬菜生產(chǎn)技術(shù)上的一項重大革新，具有操作簡單、成本低廉、不受季節(jié)和環(huán)境限制、種植產(chǎn)量高［2］、產(chǎn)品安全性高［3-4］等優(yōu)點．近年來，水培蔬菜的生產(chǎn)規(guī)模、供應(yīng)量和消費群體逐漸擴大［5-7］，但與土培蔬菜在風(fēng)味口感方面差異大，一直是水培蔬菜生產(chǎn)上頗具爭議的一個問題．研究表明，影響蔬菜風(fēng)味與營養(yǎng)品質(zhì)的因素很多，水分、糖、蛋白質(zhì)、有機酸等可溶性物質(zhì)的含量都會對口感風(fēng)味產(chǎn)生較大影響［8］．學(xué)者亦發(fā)現(xiàn)蔬菜綜合風(fēng)味與蔬菜組成性狀中的葉柄味覺、葉片味覺和葉片軟硬性呈顯著正相關(guān)，與營養(yǎng)品質(zhì)性狀中的粗灰分、粗纖維、有機酸、葡萄糖含量則呈顯著負相關(guān)［9］．唐小付等［10］研究發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)液中Mg的濃度在50-70 mg/mL時，對厚皮甜瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)改善效果最好．盧敏敏［11］等研究發(fā)現(xiàn)在營養(yǎng)液中硒濃度小于0.10 mg/mL時，韭菜的硝酸鹽含量降低37%，而維生素C、還原糖、葉綠素的含量分別提高了54%、60%和29%.陳貴林和高秀瑞［12］研究表明，當氨基酸部分替代硝態(tài)氮時，可以有效降低水培白菜和生菜內(nèi)硝酸鹽含量，有效改善蔬菜品質(zhì)．仇玉潔等［13］進行了水培蔬菜與傳統(tǒng)蔬菜的品質(zhì)對比研究，發(fā)現(xiàn)部分水培蔬菜在維生素C含量和亞硝酸鹽含量方面具有一定的優(yōu)勢，但在不同品種之間沒有規(guī)律性．

以上研究說明，雖然影響水培蔬菜品質(zhì)和風(fēng)味的相關(guān)研究沒有明確定論，但可以從比較水培蔬菜與土培蔬菜中營養(yǎng)成分的差異入手，嘗試對水培蔬菜的綜合品質(zhì)進行評價，為人們?nèi)粘Ｉ钪腥绾芜x擇水培蔬菜提供科學(xué)依據(jù)，同時也為進一步提高水培蔬菜種植技術(shù)及開發(fā)利用提供參考．

1 材料和方法

1.1 試驗材料

所用試驗材料為芹菜、菜心、生菜、上海青和油麥菜5種蔬菜，水培蔬菜樣品采自惠州市某農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)基地，土培蔬菜樣品來源于惠州市惠東縣某受檢菜場，每種蔬菜樣品各采集5 kg備用．

GBW 10048（GSB-26）芹菜成分分析標準物質(zhì)來源于中國地質(zhì)科學(xué)院．

1.2 樣品制備

蔬菜樣品采摘后帶回實驗室，取可食用部分，摘去腐爛葉片，先用自來水清洗2次，再用超純水清洗1次，自然風(fēng)干．取小部分蔬菜樣品放入攪碎機搗碎后丟棄不要，作潤洗作用，再用超純水洗凈攪碎機，將蔬菜樣品放入攪碎，裝入聚乙烯塑料密封袋中備用．

1.3 測定方法

營養(yǎng)成分分析：維生素C含量測定采用碘量法［14］，可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法［15］，有機酸含量測定采用酸堿滴定法［16］，纖維素含量測定采用硫酸與重鉻酸鉀氧化法［17］，蛋白質(zhì)含量測定采用考馬斯亮藍染色法［18］，水分含量測定采用直接干燥法，礦質(zhì)元素含量測定采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法［19］．

使用濃度為100μg/mL的GSB04-1767-2004多元素標準溶液配制標準工作曲線，以1%硝酸逐級配制成：0、1、2、5、10、20、50、100和200 ng/mL．

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

使用EXCEL 2016和SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計及分析．

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種蔬菜主要營養(yǎng)成分的含量差異

5種蔬菜樣品中主要營養(yǎng)成分含量的測定結(jié)果如表1所示．由表1可知，5種水培蔬菜中營養(yǎng)成分含量幾乎全部低于土培蔬菜，只有水培上海青的蛋白質(zhì)含量略高于土培蔬菜．水培蔬菜中的有機酸和蛋白質(zhì)含量與土培蔬菜間不存在顯著差異性（P>0.05）；可溶性糖和維生素C含量顯著低于土培蔬菜（P≤0.05），膳食纖維的含量極顯著（P≤0.01）低于土培蔬菜，水分含量極顯著（P≤0.01）高于土培蔬菜．這說明水培蔬菜與土培蔬菜的營養(yǎng)成分差異較大，可溶性糖、維生素C、水分和膳食纖維4個指標的差異顯著，水分和膳食纖維2個指標的差異極顯著．

2.2 兩種蔬菜礦質(zhì)元素的含量差異

5種蔬菜礦質(zhì)元素含量的測定結(jié)果如表2所示．由表可知，5種水培蔬菜中除了鋅和銅的含量低于土培蔬菜之外，其他礦質(zhì)元素含量均高于土培蔬菜．統(tǒng)計學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，水培蔬菜中的銅含量顯著（P≤0.05）低于土培蔬菜，錳和鋅的含量不存在顯著性（P>0.05）差異，鎂、鈉和硼的含量顯著（P≤0.05）高于土培蔬菜，鐵、鈣、鋁和磷的含量極顯著（P≤0.01）高于土培蔬菜．這說明水培蔬菜對礦質(zhì)元素的積累要快于土培蔬菜，這些元素既包括生長所需的元素，也包括有害的鋁元素等．

表2 水培與土培蔬菜中礦質(zhì)元素含量的比較（單位：mg/100 gFW）

（續(xù)表2）

2.3 蔬菜成分的相關(guān)性分析

2.3.1 水培蔬菜中各成分的相關(guān)性分析

水培蔬菜中各種營養(yǎng)成分的相關(guān)性分析結(jié)果如表3.由表3可知，錳和可溶性糖、硼和有機酸、鈉和鋅呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)；鐵和膳食纖維、鈣和水分、鎂和有機酸、磷和水分、硼和鎂存在顯著正相關(guān)，而鋁和膳食纖維、鋁和鐵、鈉和蛋白質(zhì)含量存在顯著負相關(guān)；其他營養(yǎng)成分之間的相關(guān)關(guān)系主要以正相關(guān)為主，但差異不顯著．由此可知，鈣和磷會促進水培蔬菜對水的吸收，會促進蔬菜中有機酸的合成；鐵和錳皆促進蔬菜中膳食纖維和可溶性糖的合成；而鋁和鈉分別抑制蔬菜中膳食纖維和蛋白質(zhì)的合成；鋁和鐵存在拮抗作用，硼和鎂、鈉和鋅則呈現(xiàn)協(xié)同作用．

表3 水培蔬菜中主要營養(yǎng)成分的相關(guān)性

鋁元素是植物生長非必需元素，不管對植物還是對人都有毒害作用，而鈉雖然能夠增大植物細胞的滲透壓，提高細胞的吸水能力，但是從前面分析可知，水培蔬菜中的水分偏高，因此要嚴格控制水培營養(yǎng)液中鈉和鋁的含量，合理提高鎂、硼、鐵和鈣等與蔬菜營養(yǎng)顯著相關(guān)的必需元素的含量．

2.3.2 土培蔬菜中各成分的相關(guān)性分析

土培蔬菜中各種營養(yǎng)成分的相關(guān)性分析結(jié)果如表4．由表4可知，鈉與蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)極顯著負相關(guān)；硼與水分含量呈現(xiàn)極顯著負相關(guān)；鐵和水分、鈣和水分、銅和可溶性糖、銅和錳、鈉和鋁、硼和鐵、硼和鈣等含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，而鐵和蛋白質(zhì)、鋁和蛋白質(zhì)、磷和錳、磷和銅含量等呈現(xiàn)顯著負相關(guān)．所以，土培蔬菜中硼、鐵和鈣分別與水分之間呈現(xiàn)相互促進效應(yīng)；而鈉、鐵和鋁分別與蛋白質(zhì)之間呈現(xiàn)相互抑制的效應(yīng)；銅會促進可溶性糖的合成；硼分別與鐵和鈣呈現(xiàn)協(xié)同作用；銅和錳、鈉和鋁呈現(xiàn)協(xié)同作用；磷分別與錳和銅之間呈現(xiàn)拮抗作用．此外，在土培蔬菜測定的礦質(zhì)元素中，除錳和銅外，其他礦質(zhì)元素含量與各營養(yǎng)成分含量之間主要呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系．

表4 土培蔬菜中各種營養(yǎng)成分的相關(guān)性

3 討論和結(jié)論

蔬菜的口感風(fēng)味和品質(zhì)問題是人們選擇蔬菜時最關(guān)心的因素之一．研究表明，蔬菜中有機酸、蛋白質(zhì)、可溶性糖、膳食纖維等營養(yǎng)成分是影響蔬菜口感的重要因素［20］，而本研究結(jié)果中水培蔬菜的這些主要營養(yǎng)成分含量都低于土培蔬菜，有可能是風(fēng)味欠佳的主要原因．但是水培蔬菜的礦質(zhì)元素含量卻大多高于土培蔬菜，這說明水培營養(yǎng)液對蔬菜營養(yǎng)物質(zhì)的合成與營養(yǎng)元素的吸收產(chǎn)生了顯著影響，尤其是營養(yǎng)液中鋅和銅的含量還與水培蔬菜中有機物的含量呈現(xiàn)相關(guān)關(guān)系.鋁和鈉會抑制水培蔬菜的膳食纖維和蛋白質(zhì)含量，鐵能夠促進蔬菜中膳食纖維的合成，而鋁和鐵存在拮抗作用，所以營養(yǎng)液中鋁和鈉的含量過高也是水培蔬菜有機營養(yǎng)成分合成的限制因素之一．

當然，造成兩種蔬菜成分顯著差異的外界因素還有很多，包括光照、溫度、空氣成分、肥料和農(nóng)藥等多種因素．當光照不足時，蔬菜的光合作用強度會減弱，其產(chǎn)量隨之而降低，另外，當空氣中CO、SO2和可吸入顆粒等濃度過高時也會對蔬菜產(chǎn)生毒害作用，妨礙其他營養(yǎng)物質(zhì)的合成［21］．水培蔬菜一般栽培在塑料大棚里，棚內(nèi)光線不足、空氣污染物濃度升高對營養(yǎng)物質(zhì)的合成也可能產(chǎn)生不利影響．

綜合分析發(fā)現(xiàn)，可以從多個方面改善水培蔬菜的品質(zhì)，首先可以通過調(diào)整水培營養(yǎng)液的配方［22］，適當?shù)亟档外c和鋁的濃度，同時合理地提高鋅、銅、鐵、鈣、鎂等元素的濃度可以提高水培蔬菜的營養(yǎng)成分；其次，可以通過增強大棚內(nèi)的光照強度和空氣流動，提高蔬菜的光合速率和減少污染氣體的積累．當然也可以通過提高栽培技術(shù)、添加有益元素、葉面噴施氨基酸等營養(yǎng)生長劑等來促進水培蔬菜生長來提高它的營養(yǎng)物質(zhì)含量，改善品質(zhì)和風(fēng)味［23］．