密級： 論文編號： 中國農業(yè)科學院 碩士學位論文 氮、磷和鉀營養(yǎng)對番茄風味物質的影響 I 摘 要 番茄是世界上消費量最大的十種蔬菜和水果之一，它特有的酸甜風味受到人們的 青睞 。 然而近年來，番茄風味品質的下降受到人們的普遍關注。 番茄的營養(yǎng) 狀況是影響番茄果實風味品質的重要因素 之一 。 但是有關施肥對番茄風味物質尤 其是芳香物質以及風味物質（芳香物質、呈味物質和質地）之間關系的影響研究罕見報道。 為此，本研究采用砂培 試驗 方法， 探討 了氮、磷和鉀營養(yǎng)對番茄風味物質的影響， 解析 了氮、磷和鉀營養(yǎng) 條件 下番茄風味物質（ 芳香物質、呈味物質和質地） 之間的關系，為 通過施肥措施改善提高 番茄風味 品質 提供理論依據。主要 研究 結果如下： 1. 氮、磷和鉀營養(yǎng)對番茄產量的影響 氮、磷和鉀營養(yǎng)水平對番茄產量影響較大 ， 隨著施氮、磷 和 鉀 用 量的增加，番茄產量均呈先增加后降低的趨勢 ，其中 獲得較高產量的適宜施氮（ N） 、磷（ P）和鉀（ K）用量范圍分別為 0 和 。氮鉀配合對番茄產量也有較明顯的影響，其中中氮中鉀配合（ 產量較高。 2. 氮營養(yǎng)水平對番茄風味物質的影響 在施 N 時，隨著施氮水平的增加， 13醛、 3 順 242 反 652 6 種芳香物質及 可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物等 呈味 物 質 含量均呈增加 的 趨勢 ； 3 反、 4 反 先增加后降低的趨勢 ； 苯乙醛、苯 酚和苯乙醇含量均呈降低趨勢 ； 己酸含量、可溶性糖 /可 滴 定酸比例及可溶性固形物 /可滴定酸比例無明顯的變化規(guī)律。 己醛、 3 順 242 反 65 庚烯 乙醇、可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物等 13 種風味物質及果實硬度與氮用量關系均可很好地用曲線方程或直線方程擬合。 3. 磷營養(yǎng)水平對番茄風味物質的影響 在施 P 范圍內，隨著施磷水平的增加， 13醛、 3 順 種芳香物質總體上呈先增加后降低的趨勢，其它芳 香物質 和呈味物質與施磷量之間的關系 無 明顯的 變化 規(guī)律， 果實硬度總體上隨著施磷量的增加呈增加 的 趨勢。 133溶固形物 /可滴定酸比例和硬度與磷用量關系可很好地用直線方程擬合。 4. 鉀營養(yǎng)水平對番茄風味物質的影響 在施 K 情況下，隨著鉀肥施用量的增加， 3酸、苯乙醛、苯酚和苯乙醇等 5 種芳香物質含量均呈先增加后降低的趨勢 。在施 K 條件下， 13己醛、 3 順 242 反 2 反 6 甲基 2芳香物質及 可溶性糖 與 可溶性固形物等 呈味 物質含量也呈先增加后降低的趨勢，但 在 時，其含量較施 時明顯增加。可滴定酸含量和番茄硬度總體上隨著施鉀量的增加呈增加 的 趨勢，而可溶性糖 /可滴定酸比例和可溶性固形物 /可滴定酸比例隨著施鉀量的增加呈降低 的 趨勢 。 可滴定酸和果實硬度與鉀用量關系可很好地用直線方程擬合； 3 13醛 、 3 順 652 己酸 、 苯乙醛 和 苯乙醇 等 8 種芳香物質， 可溶性糖、可溶性固形物 等呈味物質，以及 可溶性糖 /可滴定酸比例和可溶性固形物 /可滴定酸比例與鉀用量關系可很好地用曲線方程擬合。 5. 氮鉀配合對番茄呈味物質及硬度的影響 氮鉀配合對番茄呈味物質有較大的影響，其中 可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物含量及果實硬度 均是 高氮高鉀配合（ 較高， 可溶性糖 /可滴定酸比例和可溶性固形物 /可滴定酸比例 均是 低氮低鉀配合時較高，高氮低鉀配合與中氮低鉀配合次之。氮鉀配合對可滴定酸含量、可溶性糖 /可滴定酸比例和可溶性固形物 /可滴定酸比例的影響均有極顯著的交互作用，對可溶性糖及可溶性固形物含量的交互作用不明顯。 6. 氮、磷和鉀營養(yǎng)條件下番茄風味物質之間的關系 氮營養(yǎng)水平下不同風味物質之間有較好的相關性，其中 313醛、 3順 2 反 652 種芳香物質分別與 6 種以上的其它芳香物質之間存在著顯著或極顯著的相關性；可滴定酸與 可溶性糖、可溶性固形物、可溶性糖 /可滴定酸比例和可溶性固形物 /可滴定酸比例 之間 均 存在著顯著或極顯著的相關性；呈味 物質與芳香物質之間 也 有較好的相關性，其中可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物分別與 8 種以上的芳香物質之間存在著顯著或極顯著的相關性；果實硬度與 2 反、 4 反 呈味物質之間的相關性不明顯。 磷營養(yǎng)水平下不同風味物質之間有一定的相關性 ， 其中己醛、苯乙醇、 2 反 2 反 己二烯醛、 13 酮和己酸 均與 5 個以上其它芳香物質之間存在著顯著或極顯著的相關性；呈味物質之間有一定的相關性；可溶性固形物與 13 酮和己酸之間有顯著的相關性；果實硬度與芳香物質之間沒有明顯的相關性，與可 溶性糖 /可滴定酸比例之間呈顯著的負相關。 鉀營養(yǎng)水平下番茄風味物質之間有較好的相關性，其中 13醛、 24 反 乙醛、己酸、苯酚及苯乙醇等 8 種芳香物質分別與 6 種以上的其它芳香物質之間存在著明顯的相關性 ； 呈味物質之間的相關性較明顯 ； 芳香物質與呈味物質之間也存在著一定的相關性；果實硬度與芳香物質和呈味物質之間的相關性不明顯。 關鍵詞 氮、磷和鉀營養(yǎng)，櫻桃番茄 (L. 芳香物質 , 呈味物質，質地 of on of is in in is of of in as of of on of of of on of a of as 1. of on of in of at of of to of , P , P on , , , on of in . 2. of on of at up , 12, of of of A (of to S/of to N) 3 26of be by or . of on of , 1 to be of to 13 of to of be by or 4. of on of at 0 , 3to to , 122 in of at . In of of to of to of to to to of be by to 316 of to be by 5. of on of on of in . of to to at a . of on of V of to to 6. of of , P of 316 of of of of to of of of of of To a of of 21of a of of of of to of of of 12of To of of of of L. 錄 第一章 緒論 .究目的和意義 內外研究現狀 . 2 熟番茄果實干物質的構成 .香物質的合成 . 芳香物質對番茄風味品質的影響 . 呈味物質對番茄風味品質的影響 . 質地對番茄風味品質的影響 .茄果實的感官檢驗與 風味物質 的關系 . 營養(yǎng)狀況對番茄風味品質的影響 . .究內容和技術路線 . . 研究內 容 .術路線 第二章 材料與方法 .驗材料 . 12 培基質 .12 試作物 .12 驗設計 . 12 品采集與處理 . 13 定項目與方法 芳香物質 . 可溶性糖 . 可溶性固形物 . 14 滴定酸 . 果實硬度 據處理與分析 15 第三章 結果與分析 . 16 營養(yǎng)水平對番茄產量和風味物質的影響 . 16 茄產量 . . 番茄芳香物質 茄呈味物質 . . 番茄硬度 . 氮營養(yǎng)水平與番茄風味物質的回歸數學模型 . 小結與討論 . .營養(yǎng)水平對番茄產量和風味物質的影響 番茄產量 .茄芳香物質 .茄呈味物質 23 茄硬度 .24 營養(yǎng)水平與番茄風味物質的回歸數學模型 . . . 小結與討論 .營養(yǎng)水平對番茄產量和風味物質的影響 . 27 茄產量 .茄芳香物質 . . 番茄呈味物質 . . . 番茄硬度 .30 營養(yǎng)水平與番茄風味物質的回歸數學模型 .結與討論 .鉀配合對番茄產量和呈味物質的影響 33 茄產量 .茄呈味物質 .茄硬度 .38 結與討論 . .、磷和鉀營養(yǎng)水平下番茄果實風味物質之間的關系 . 氮營養(yǎng)水平下番茄風味物質之間的相關性 . . 磷營養(yǎng)水平下番茄風味物 質之間的相關性 .營養(yǎng)水平下番茄風味物質之間的相關性 .結與討論 . .四章 主要結論 . 49 參考文獻 . 52 致謝 . . 國 農 業(yè) 科 學 院 碩 士 學 位 論 文 第 一 章 緒論 1 第一章 緒論 究目的和意義 水果蔬菜風味是指品嘗過程中嗅覺、味覺和三叉神經感覺的特征的復雜結合，包括人所能感覺到的食品香氣、味道、口感和外部特征（陳芳等， 2001），它是芳香物質、呈味物質和質地的綜合體現（ 1988）。芳香物質是水果蔬菜揮發(fā)性物質中最具價值的部分，它本身并不具備很高的營養(yǎng)價值，但它具有較高的感官價值和一定的生理價值，能刺激消費者的感官和心理，使食品呈現自身的特征，對食欲及消化系統具有很大的影響，甚至還影響人的精神狀態(tài)。呈味物質包括可溶性糖、可滴定酸、可溶性 固形物等。質地主要與解剖結構、纖維素、果膠、含水量等有關。 隨著人們生活水平的提高，人們 對水果蔬菜品質的要求越來越高。 高品質就是要求水果蔬菜有良好的風味、較高的營養(yǎng)價值和較好的商品性狀（譚其猛， 1984）。番茄是世界各國廣泛栽培的主要蔬菜，也是世界上消費量最大的十種蔬菜和水果之一，據估計每年世界上生產 萬噸番茄果實（ 1999； 2002）。加州大學戴維斯分校的調查顯示，在主要的水果和蔬菜中，番茄果實的營養(yǎng)價值（包括維生素和礦物質）僅位于第 16 位，如果考慮到番茄巨大的消費量，則它對人 們攝入維生素和礦物質的貢獻排在第一位（ 1987）。實際上，相對其它品質來說，消費者更重視番茄果實風味品質（ et 1976； et 1991）。 然而近年來，消費者普遍抱怨現在市場上的番茄已經失去了原有的誘人風味（ et 1991; et 2000; et 2000; et 2004）。 （ 1991）比較人們對一系列蔬菜的滿意度，發(fā)現人們對番茄 的滿意度最低，并且風味變淡最受人們關注。 1994對 3000 多名消費者的調查表明，提高果蔬的風味品質比改善果蔬的其它品質（如低化學殘留，高維生素、纖維含量等）能讓果蔬生產和經營者獲得更高的經濟收益（ et 1997）。人們要求番茄營養(yǎng)豐富、無澀味、口感脆嫩、酸甜爽口、香味濃郁，商品性佳，非常愿意以比較高的價格購買風味佳的番茄（ et 1991; 1996）。目前對番茄品質的研究多限于商品品質和營養(yǎng)品質，為此，提高番茄的風味品質是農業(yè)科學工作 者的一項重要研究課題。 “風味 ”是番茄的重要特色。我國對于番茄風味的研究起步較晚，尚處于研究的初始階段。從世界角度看，風味研究已逐漸成為水果蔬菜研究的熱點之一。目前已在番茄中鑒定出 400 多種芳香物質 (1987, et 2000)，主要包括醇類、醛類、酮類、萜類和酯類，以及含硫化合物等，其中 16 種物質決定了番茄的風味，而其它所有物質只是提供番茄風味的背景風味（ et 1989; 1993; 1993a, 1993b）。關于呈味物質對番茄風味影響的報道主要集中在可溶性糖（ 可滴定酸（ 可溶性固形物（ A 和 A，特別是糖和酸及二者之間的比率對番茄風味的影響（ et 1977; et 1978; 1984；霍建勇等， 2005）。關于質地品質對番茄風味品質影響的研究鮮見報道。 當前番茄風味差的原因是多方面的。從育種角度看，番茄育種者強調番茄果實的抗病性、產量和果實硬度，忽視了風味品質 和質地品質（ et 1992）；從采收和采后處理過程看，早期采收和不適宜的儲藏運輸方法也影響了番茄的風味品質（ 1985; et 1997; 1999; et 2000; 2002; 2004）；從生產過程看，生產管理中 國 農 業(yè) 科 學 院 碩 士 學 位 論 文 第 一 章 緒論 2 措施會影響番茄果實營養(yǎng)成分，進而影響到番茄的風味品質，其中番茄的營養(yǎng)狀況是重要因素之一（ 1985）。當前蔬菜施肥中普遍存在化 學氮 肥和磷肥的長期過量使用、氮磷鉀等肥料的不平衡施用等問題，嚴重影響了蔬菜品質、生產效益和農田環(huán)境質量（李俊良等， 2000） 。 一般認為，適量施用氮肥可以顯著提高蔬菜產品中可溶性固形物以及含氮物質如氨基酸、有機酸、蛋白質、胡蘿卜素等含量，但過量施氮卻可以降低其非氮源營養(yǎng)成分如 糖、可溶性糖等含量（任華中等， 2004）。大量研究表明，在一定肥料用量范圍內，增加施肥量尤其鉀肥 施用量 能顯著提高蔬菜品質（朱應遠等， 1991；汪智慧， 2000；黃金麗等， 2002；陳家龍和韋茜， 2003；李彥等， 2004；齊紅巖等 ， 2005）。已往關于施肥對蔬菜風味品質影響的研究主要集中在少數香辛蔬菜作物上，并主要根據其對蔬菜產品中主要香辛成分含量的影響而加以評價。揮發(fā)油是影響生姜風味的主要成分，適量增施氮肥能提高生姜揮發(fā)油含量，而過量施氮會導致生姜揮發(fā)油含量下降，降低了生姜的風味品質（徐坤等， 2001）。 et (1990) 研究表明，過量施用氮肥會導致芹菜體內特有的一種揮發(fā)性物質含量降低，從而影響芹菜的風味。目前關于施肥對番茄風味品質影響的報道很少， 1985）關于 氮鉀 配合對番茄風味品質影響的研究結果指出，適宜 氮鉀 配合能提高番茄風味，呈味物質和芳香物質均隨著 氮鉀 施用水平的增加而提高?？傮w來說，目前有關施肥對番茄風味物質（芳香物質、呈味物質和質地）尤其是芳香物質及風味物質（芳香物質、呈味物質和質地）之間關系的影響研究罕見報道。為此，開展本項研究，從而明確氮、磷和鉀營養(yǎng)對番茄風味物質的影響，闡明氮、磷和鉀營養(yǎng)下番茄風味物質（芳香物質、呈味物質和質地）之間的關系，揭示氮和鉀營養(yǎng)互作對番茄風味物質的影響，對 于 植物營養(yǎng)與施肥學科 品質研究以及發(fā)展提高 番茄風味的技術措施 會具有 重要的理論價值和實際意義 。 內外研究現狀 熟番茄果實干物質的構成 番茄果實的組分構成受多種因素（如品種、成熟度、氣候、光照、溫度、土壤養(yǎng)分、灌溉和其它種植、采收和采后措施）的影響。成熟新鮮番茄果實的干物質含量為 1987）。番茄果實干物質的構成見表 1。包括揮發(fā)性和非揮發(fā)性的所有干物質共同決定了番茄的風味品質（ 2000），其中一部分物質直接影響了番茄的風味，另外一些物質間接影響了番茄果實的風味 (提供主要風味物質形成的化學或生 物化學反應所需的適宜環(huán)境 , 或者作為番茄主要風味物質的前體物 )（ 1987）。本文主要討論對番茄風味品質有直接影響的風味物質，包括揮發(fā)性芳香物質、可溶性糖、可滴定酸和可溶性固形物。在已鑒定的 400 多種芳香物質中，僅有 30 種可能影響了番茄果實風味。番茄果實的酸甜風味主要 是 由果實中的糖和有機酸含量決定的。番茄果實中的游離糖主要是還原糖（葡萄糖和果糖）。在新鮮果實中，谷氨酸占總氨基酸含量的 45%，其次是天冬氨酸。檸檬酸是最重要的有機酸，其次是蘋果酸（ 1983）。番茄的宜人風味是 揮發(fā)性芳香物質和非揮發(fā)性物質相互作用的結果（ 1987; 1993b）。 中 國 農 業(yè) 科 學 院 碩 士 學 位 論 文 第 一 章 緒論 3 表 1 番茄果實干物質構成 of of 分 百 分 數 （ %） 果糖 25 葡萄糖 22 蔗糖 1 檸檬酸 9 蘋果酸 4 蛋白質 8 二羧基氨基酸 2 果膠質 7 纖維素 6 半纖維素 4 礦物質 8 脂類 2 維生素 C 素 它氨 基酸、維生素和多酚 1 芳香物質 1987 香物質的合成 芳香物質前體物是目前果實風味研究的熱點區(qū)域（ 199