不同肥料对朝天椒中辣椒素及相关物质的影响

苏 丹，蓬桂华，付文婷，韩世玉，邢 丹

（贵州省辣椒研究所，贵州 遵义 563006）

辣椒是人们喜爱的一种风味蔬菜，因其独特的辛辣属性而深受消费者的青睐。辣椒中的辛辣味主要来自于辣椒素类物质。辣椒素是评价辣椒果实品质的重要指标之一；同时辣椒素作为一种次生代谢物质，被广泛用于食品添加剂、生物农药、抗菌和镇痛药物以及制催泪弹等众多领域[1]。

虽然辣椒素的运用前景广泛，但其产量仍是其应用的主要瓶颈。因此，辣椒果实中辣椒素含量积累的影响因素一直受到人们的广泛关注，但是目前的研究多着眼于单一肥料的影响效果，没有考虑到市场上常用的几种复合肥料配施对辣椒果实中辣椒素的积累效应；且以朝天椒为材料研究辣椒素的积累效应的研究极少。因此，试验以贵州特有的朝天椒为材料，通过在朝天椒的栽培中施用几种常用的复合肥料，研究在不同肥料的栽培条件下朝天椒果实中辣椒素及其相关物质的变化规律，为人工调控朝天椒果实中辣椒素合成代谢过程、促进辣椒素的合成提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于供试辣椒为圆锥形朝天椒材料8024，为贵州省辣椒研究所提供。供试肥料为有机肥、无机复合肥（磷酸一铵）、生物复合肥（阿维菌素原肥）。供试肥料养分含量，有机肥：有机质≥30.0%、N、P、K≥4.0%、水分≤20.0%，无机复合肥（磷酸一铵）：N+P2O5≥55.0%，生物复合肥（阿维菌素原肥）：N、P、K≥40%、有机质≥30.0%、有效活性菌数2 亿/g、腐殖酸≥15%、黄腐酸钾≥20%、蛋白质≥10%、中微量元素≥8%。

1.2 试验设计

试验于2012年在贵州省辣椒研究所试验基地中进行。3月上旬育苗，5月初以盆栽方式定植。以不施肥料对照，7个处理：处理1，不施肥（CK）；处理2，有机肥；处理3，无机复合肥；处理4，生物复合肥；处理5，1/2 有机肥+1/2 生物复合肥；处理6，1/2 无机肥+1/2 生物复合肥；处理7，1/3 有机肥+1/3 无机复合肥+1/3 生物复合肥。每处理重复6 次，共42 盆。盆中土重约10 kg，每盆每次施入18 g 肥料，在朝天椒的苗期、初花期和盛花期分3 次施入。

1.3 测定项目与方法

在开花当天，对同一节位（“四门斗”）朝天椒花朵进行挂牌标记，分别于开花后20、30、35、40、45、50 d对果实随机取样。每次取样均选大小均匀、果形基本一致的果实进行相关指标的测定。辣椒素含量的测定采用高效液相色谱法[2]；类黄酮含量的测定参考王华田[3]的方法；木质素含量采用波钦诺克的方法[4]；多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性测定参照果蔬采后生理生化实验指导中的方法[5]。

试验所得数据使用Excel 软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同肥料处理对朝天椒果实中辣椒素含量的影响

如图1 所示，朝天椒在开花后20 d 时，基本上无辣椒素产生，随着辣椒果实的发育成熟，果实中辣椒素的含量逐渐增加，在花后45 d（即果实绛红期）时达到最高峰，之后略有下降。其中，处理4 的朝天椒果实中辣椒素含量最高，最高值为15.41 mg/g，其次为处理2 和处理3，再次为处理6、处理7 和处理5，均高于处理1（CK）。由此可见，朝天椒在果实发育前期辣椒素类物质的形成较为缓慢，果实发育进入转红期后辣椒素类物质迅速合成，在果实绛红期时出现辣椒素积累峰值，说明果实转红期至绛红期（即花后35 d）是朝天椒果实中辣椒素合成最活跃时期，绛红期时采摘朝天椒提取辣椒素的最佳时期，且施用生物复合肥能最大限量的促进辣椒素的积累。

图1 不同肥料处理对朝天椒果实中辣椒素含量的影响

2.2 不同肥料处理对朝天椒果实中辣椒素代谢竞争物质的影响

2.2.1 不同肥料处理对朝天椒果实中类黄酮含量的影响 从图2 中可知，不同肥料处理下朝天椒果实发育过程中类黄酮含量整体上呈上升趋势，处理1、3 中的类黄酮含量在花后45 d 时达到最高峰，其后略有下降；花后50 d 时，处理4 的类黄酮含量最高，达4.30 mg/g，其次是处理7、第三是处理6，且各处理的类黄酮含量均高于处理1（CK）。施用生物复合肥或生物复合肥与其他肥料配施，更能促进类黄酮的积累。

图2 不同肥料处理对朝天椒果实中类黄酮含量的影响

2.2.2 不同肥料处理对朝天椒果实中木质素含量的影响 从图3 中可知，不同肥料处理下朝天椒果实发育过程中木质素含量均在花后45 d 时达到最高，其后迅速下降，其中处理2 的含量积累峰值最高，达10.00%，处理4 的含量积累峰值最低，为6.98%，各处理的木质素含量差异较小。朝天椒果实中木质素含量在朝天椒绛红期达到最高峰，其后迅速下降，且施用有机肥最能促进木质素的积累。

图3 不同肥料处理对朝天椒果实中木质素含量的影响

2.3 不同肥料处理对辣椒果实中辣椒素代谢相关酶活性的影响

2.3.1 不同肥料处理对辣椒果实中过氧化物酶（POD）活性的影响 由图4 可知，随着果实发育成熟，POD 活性呈先下降后上升再下降趋势，处理1、2、3、4 的POD 活性在花后35 d 时达到峰值，其余处理均在花后40 d 左右时POD 活性达到峰值，其中处理3 的POD 活性最高，最高值24.110 U/g·m in，其次为处理4，其余各处理在花后35 d 差异不大。POD 活性在果实绛红期或红熟期时降到最低点，而辣椒素的积累值则在红熟期达到最高，说明过氧化物酶的活性与辣椒素含量变化呈负相关。

图4 不同肥料处理对朝天椒果实中过氧化物酶活性的影响

2.3.2 不同肥料处理对辣椒果实中多酚氧化酶（PPO）活性的影响 如图5 所示，在朝天椒果实的发育过程中，PPO 活性呈“上升-下降-上升-下降”的趋势。所有处理的PPO 的活性在花后20～30 d 时急剧上升并达到最高峰，其后迅速下降，处理6、7 在花后40 d 左右时略有回升，处理1、3、4、5 则在45 d 左右时略有回升，所有处理辣椒果实PPO 活性在花后50 d时均降至零点。朝天椒果实中的PPO 活性在青果期（花后35 d）时达到最高，在果实逐渐成熟过程中略有上升，其后下降，直至降到零点。总体看来，各处理的PPO 活性差异不大，在果实发育过程中PPO 活性与辣椒素含量变化呈负相关。

图5 不同肥料处理对朝天椒果实中多酚氧化酶活性的影响

2.3.3 不同肥料处理对辣椒果实中过氧化氢酶（CAT）活性的影响 如图6 所示，CAT 活性在朝天椒中果实的发育过程中呈先上升后下降趋势，各处理的CAT 活性在花后45 d 时达到峰值，其后迅速下降，其中处理1 的CAT 活性在45 d 时达到最高，最高值为780.64 U/g·m in，其余处理的CAT 活性均低于处理1（CK）。在朝天椒果实发育过程中CAT 活性与辣椒素含量呈现正比例关系。

图6 不同肥料处理对朝天椒果实中过氧化氢酶活性的影响

3 结论与讨论

辣椒素用途广泛，但其产量较低，不能满足生产的需要，栽培条件对辣椒果实中的辣椒素含量有一定影响，故可以通过改变栽培条件来调节辣椒素的积累。前人有关栽培条件对辣椒素的合成和积累影响的研究多在于外源激素、光照强度、遮阴或氮素等对辣椒素及其相关物质的积累和变化产生的影响，而施用几种常用肥料对朝天椒果实中辣椒素的代谢作用研究不多。因此试验研究了几种常用肥料对朝天椒果实中辣椒素含量的影响，旨在为提高辣椒素积累提供较好的施肥措施。

本试验研究表明，施用生物复合肥的处理的辣椒素含量最高，最高值达15.41 mg/g。朝天椒在果实发育前期辣椒素类物质的形成较为缓慢，果实发育进入转红期（花后35 d）后辣椒素类物质迅速合成，在果实绛红期（花后45 d）时出现辣椒素积累峰值，说明转红期是朝天椒果实中辣椒素合成最活跃时期，绛红期是采摘朝天椒提取辣椒素的最佳时期。富宏丹[6]、王淑杰等[7]的研究显示，辣椒果实中辣椒素的积累峰值出现在花后40 d，这与本试验的研究结果略有不同，可能是朝天椒果实的发育比其他品种的晚一些。

在本试验条件下，施用生物复合肥的处理的果实中类黄酮含量和木质素含量也最高，可见，施用生物复合肥最有利于朝天椒果实中类黄酮和木质素的积累。朝天椒中的辣椒素、类黄酮和木质素含量的动态变化趋势在果实绛红期前相同，在绛红期后类黄酮含量略有上升，木质素含量急速下降。辣椒素、木质素和类黄酮的合成代谢底物均为苯丙氨酸，因此在辣椒素的合成代谢途径中，有部分苯丙氨酸合成的中间物质流向了类黄酮和木质素的合成途径，抑制辣椒素的合成，辣椒素与类黄酮和木质素存在竞争关系。这与富宏丹[6]、陈俊琴等[8]的研究结果相似。

在辣椒素的代谢中，有多种酶类参与辣椒素的降解[9-10]。多酚氧化酶能够氧化酚类物质，辣椒素作为一种酚类物质有可能被该酶所氧化[9]；过氧化物酶和过氧化氢酶可能参与辣椒素的代谢过程，降解辣椒果实中的辣椒素[11]。在本试验条件下，在花后35 d，朝天椒过氧化物酶（POD）活性达到最高峰，施用无机复合肥的处理POD 活性最高，其后逐渐下降，各处理的过氧化物酶活性在果实红熟后差异较小。各处理朝天椒的多酚氧化酶（PPO）活性差异不大，在果实发育过程中PPO 活性与辣椒素含量变化呈负相关。有机肥、无机复合肥和生物复合肥各1/3 的处理朝天椒的过氧化氢酶（CAT）活性最高，朝天椒CAT 活性在花后45 d达到峰值，对照处理的CAT 活性最高，其后迅速下降。在花后35 d，朝天椒辣椒素合成量迅速升高，POD和PPO 活性都有不同程度的降低，说明POD 和PPO可能参与了辣椒素的降解，这两种酶活性降低，辣椒素则迅速合成。CAT 活性变化趋势与辣椒素积累趋势相似，可能不是辣椒素合成的限制因子。

综上所述，在本试验条件下，施用生物复合肥最有利于朝天椒果实中辣椒素的积累，且在绛红期采摘辣椒素的积累合成达到最高峰。施用生物复合肥同时也促进了类黄酮和木质素的合成，均与辣椒素的合成存在竞争关系。施用生物复合肥在一定程度上抑制了朝天椒果实中的POD、PPO 活性，促进了果实中辣椒素的合成。

[1]高 嵩，何莉莉，陈俊琴，等.不同光强对辣椒果实中辣椒素及其竞争物质的影响[J].河南农业科学，2008，（4）：83-86.

[2]王 燕，夏延斌，夏 菠，等.高效液相色谱法测定辣椒素及辣度计算[J].辣椒杂志，2006，（1）：37-41.

[3]王华田，孙明高.影响银杏叶黄酮含量的相关因素[J].山东农业大学学报，1997，28（3）：342-34.

[4]波钦诺克.植物生物化学分析方法[M].荆家海，译.北京：科学出版社，1976.178-181.

[5]曹健康.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京：中国轻工业出版社，2007.

[6]富宏丹.辣椒素及其代谢相关物质变化规律的研究[M].沈阳：沈阳农业大学，2007.

[7]王淑杰，何莉莉，陈俊琴，等.氮素对辣椒果实中辣椒素及其竞争物质含量的影响[J].沈阳农业大学学报，2009，40（2）：144-147.

[8]陈俊琴，何莉莉，王淑杰.不同氮水平对辣椒果实中辣椒素及其代谢物质的影响[J].沈阳农业大学学报，2013，44（5）：645-649.

[9]富宏丹，何莉莉，陈俊琴，等.不同辣椒品种POD和PPO活性与辣椒素含量的关系[J].沈阳农业大学报，2006，37（3）：479-481.

[10]狄 云.辣椒果实成熟过程中辣椒素的降解[J].食品科学，2000，21（6）：19-22.

[11]王淑杰，何莉莉，陈俊琴，等.氮素对辣椒果实中辣椒素及相关酶的影响[J].西北农业学报，2009，18（3）：218-221.