叶面喷硒对葡萄果实中营养物质含量的影响

许真，杨瑞峰，*，张芳，刘宏伟

（1.鹤壁职业技术学院食品工程学院，河南 鹤壁 458030；2.鹤壁市农产品质量安全监测检验中心，河南 鹤壁 458030）

硒是人和动物必需的微量元素之一，是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分，具有清除自由基、防止衰老、防癌及增强机体免疫力等作用[1-2]。我国72%的地区属于缺硒地带[3]，硒摄入量不足，会引起多种疾病，如克山病、癌症等[4]，严重危害人体健康。我国成人每天摄入的硒量远远低于人体正常需要量[5]。通过食用含有丰富硒元素的食物，对人体来说是一种安全有效地补硒方法。

葡萄（Vitis vinifera L.）是葡萄科葡萄属木质藤本植物，浆果，酸甜多汁，含有丰富的可溶性糖、酸、维生素、类黄酮、酚等多种营养物质和抗氧化物质，具有降低血小板凝聚、改善心脑血管循环、预防血栓、抗病毒、抗菌、抗氧化、增强免疫力等作用。

近年来，有关硒肥在农作物、瓜果蔬菜中的应用研究越来越多，但不同浓度外源硒在葡萄果实中的积累情况及对葡萄果实中物质含量的影响少有报道。鉴于此，本试验通过对开花期葡萄施用不同浓度的亚硒酸钠（Na2SeO3）溶液，对其果实中总硒含量、营养物质和抗氧化物质含量进行测定，以期为生产富硒葡萄提供科学合理的施硒方法，为提高葡萄品质提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试葡萄（品种为“巨峰”）：栽培于鹤壁市新镇葡萄园试验田。

福林-酚试剂、考马斯亮兰G-250：上海跃腾生物科技有限公司；茚三酮：深圳子科生物科技有限公司；硝酸（优级纯）、亚硒酸钠、香草醛、亚硝酸钠、盐酸、氢氧化钠、酚酞、苯酚、浓硫酸均为分析纯：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-2000 型紫外分光光度计：上海尤尼可仪器有限公司；AFS-920 型双道原子荧光光谱：北京吉天仪器有限公司；PAL-1 型折光仪：深圳市方源仪器有限公司；VERSMax 酶标仪：Molecular Devices 公司；TP-114电子分析天平：赛多利斯仪器有限公司；TGL-16gR 型台式离心机：上海安亭科学仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 葡萄栽培

试材为8年生巨峰，行距×株距=4 m×1 m，树形为龙干形。于葡萄盛花期，开始进行叶面喷施亚硒酸钠溶液，每株喷施20 mL，设清水喷施为对照（CK）。试验选择硒浓度为 0、20、30、40、50、60 mg/L 共 6 个浓度处理，每架葡萄为一个处理小区，3 次重复，随机区组排列。每隔15 d 喷施一次，直至采收前15 d 停止。土肥水和病虫害防治为田间常规管理。

1.3.2 样品预处理

在果实成熟期进行采收。每架葡萄随机选取10个果穗，从果穗的上、中、下3 个部位随机采摘无病虫害、无机械伤的30 粒果。采摘后进行果皮分离，将果肉用封口袋包装，直接放入液氮中-40 ℃保存，用于总硒、蛋白质、游离氨基酸、可溶性固形物、总糖、可滴定酸、原花青素、总黄酮、总酚和维生素C 的含量测定。每份样品平行测定3 次，取平均值。

1.3.3 测定方法

1）总硒含量测定[6]：称取5 g 果肉于微波消解管中，加入16 mL 硝酸，消化过夜，用微波消解仪消解。用荧光光谱仪测定总硒含量。

2）蛋白质含量测定[7]：葡萄果肉研磨，离心取上清液，加蒸馏水稀释混匀，取适量稀释液，加入考马斯亮兰G-250 染料试剂，在595 nm 处测定吸光光度。

3）游离氨基酸含量测定[8]：葡萄果肉研磨，离心取上清液，加醋酸盐稀释，在沸水浴中煮15 min，迅速在冷水中冷却，在580 nm 处测定吸光度。

4）可溶性固形物含量测定[9]：取适量葡萄果肉研磨，用4 层纱布挤出汁液，用蒸馏水进行稀释，在折射仪棱镜表面滴2 滴～3 滴稀释液，进行测定。

5）总糖含量测定[10]：取适量葡萄果肉，加入3 倍量蒸馏水，捣碎离心，取上清液，加蒸馏水稀释150 倍，加入5%苯酚和浓硫酸混匀，室温放置15 min，在酶标仪上于490 nm 处测定吸光光度值。

6）可滴定酸含量测定[11]：取适量葡萄果肉加入等量蒸馏水，捣碎匀浆，置75 ℃～80 ℃水浴中加热30 min，冷却后摇匀过滤。以酚酞为指示剂，用0.1 mol/L 氢氧化钠标准溶液滴定。以酒石酸的百分含量表示。

7）原花青素含量测定[12]：冻干样品粉碎，加入80%甲醇溶液，离心后取上清液过滤，加入40 g/L 香草醛甲醇溶液，再加入浓盐酸，混匀，室温条件下，暗处放置15 h，在500 nm 波长处比色。

8）总黄酮含量测定[13]：冻干样品粉碎，加入80 %甲醇溶液，振荡20 h，离心10 min，取上清液过滤。取滤液与亚硝酸钠溶液混合，加入六水氯化铝混匀，再加入氢氧化钠，充分混匀，在510 nm 波长处测定吸光度。

9）总酚含量测定[14]：葡萄果肉打浆、离心，取葡萄汁加蒸馏水稀释。取稀释后的样品溶液加蒸馏水混匀，加入福林酚试剂、Na2CO3溶液，用蒸馏水定容，75 ℃水浴10 min，冷却后在760 nm 处测其吸光度。

10）维生素C 含量测定[15]：取葡萄果肉研磨均匀后置于锥形瓶中，加入1%盐酸溶液匀浆，加入蒸馏水，离心后取上清液，在243 nm 处测定吸光度。

1.4 数据分析

数据采用SPSS12.0 软件进行数据分析，利用Microsoft Excel 2007 绘制图表。

2 结果与分析

2.1 不同浓度硒处理对葡萄果实中总硒含量的影响

在一定外源硒施用浓度范围内，植物对硒的吸收能力随硒浓度的增加而增大，但硒浓度过高时，植物对硒的吸收能力下降，严重时会对植物体造成不同程度的伤害[16]。不同浓度硒处理对葡萄果实中总硒含量的影响见图1。

由图1 可知，清水（CK）喷施时，果实中硒含量非常低，为5.74 μg/kg，随着喷施硒浓度的增加，葡萄果实中硒含量呈上升趋势，当硒浓度为60 mg/L 时，果实中的硒含量达最大值，为25.85 μg/kg；浓度为50 mg/L时，硒含量为25.48 μg/kg。说明施硒能提高葡萄果实中的硒含量，但果实对硒的吸收具有饱和性，当外源硒达到一定浓度时，果实中的硒含量不再增加，多余的硒可能被输送到植株的其它部位。

图1 不同浓度硒处理对葡萄果实中总硒含量的影响Fig.1 Effect of different selenium treatments on selenium content of grape fruit

2.2 不同浓度硒处理对葡萄果实抗氧化物质含量的影响

叶面喷施不同浓度硒处理对葡萄果实中抗氧化物质如：原花青素、总黄酮、总酚和维生素C 的含量影响如表1所示。

表1 不同硒浓度处理对葡萄果实中抗氧化物质含量的影响Table 1 Effect of different selenium treatments on antioxidant substances content in grape fruit

2.2.1 对原花青素含量的影响

原花青素（proantho anthocyan，PA）又叫缩合单宁，是广泛存在于高等植物界中的一类聚多酚化合物，具有强大的清除自由基、抗氧化能力[17]。由表1 可知，随着硒浓度的增加，葡萄果实中原花青素含量越来越高。硒浓度为60 mg/L 时原花青素含量最高，为0.91 μg/g，比对照提高了127.5%，与50 mg/L 时的含量变化差异不显著。这与原花青素合成途径有关，原花青素合成经历公共苯丙烷途径→核心类黄酮-花青素途径→PA特异途径[18]，而苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）是苯丙烷途径的第一个关键酶，由于PAL 活性与植物体中硒含量有极显著的正相关性[19]，所以提高硒含量可以提高PAL 的活性[19]，PAL 活性增强，原花青素含量相应增加。

2.2.2 对总黄酮含量的影响

由表1 可知，葡萄果实中总黄酮的含量随硒溶液浓度的增加而升高，硒浓度为50 mg/L 时，总黄酮含量达最大值228.6 mg/100 g，比对照提高了7.6%；硒浓度为60 mg/L 时，总黄酮含量有所下降。其原因是黄酮类化合物由苯丙烷类代谢途径产生，PAL 催化苯丙烷类代谢的第一步，与黄酮类化合物的生成有密切关系。研究发现，硒含量增加，PAL 活性增强，总黄酮含量上升，硒含量过高时促进其它次生代谢产物合成，不利于黄酮类物质合成[19]，所以60 mg/L 时，总黄酮含量反而下降。

2.2.3 对总酚含量的影响

酚类物质通过调节细胞氧化还原状态，有效抑制或清除活性氧自由基，起到抗氧化作用[20]。由表1 可知，葡萄果实中的总酚含量随硒浓度的增加而逐渐升高，与对照相比，分别提高1.5%、3.4%、5.8%、9.4%和9.2%，硒浓度为50 mg/L 时，总酚含量达最大值。这是因为PAL 是连接初级代谢和苯丙烷、苯丙氨酸类代谢的关键酶，参与酚类物质的合成。PAL 活性增高，酚类物质含量呈一致性增加[21]，而PAL 的活性与硒含量呈正相关性，所以增加硒浓度可以促进果实中酚类物质的合成和积累。

2.2.4 对维生素C 含量的影响

维生素C 是一类存在于植物绿色组织中的水溶性抗氧化物质，在清除自由基，提高植物抗胁迫能力方面具有重要意义[22]。从表1 可以看出，随着硒浓度的增加，果实中维生素C 含量也逐渐升高，浓度为60 mg/L 时达最大值6.25 mg/100g，比对照提高了37.1%，这可能是因为在适量范围内，硒被吸收后会形成硒蛋白，提高植物的合成代谢能力，维生素C 合成量随之增加。

2.3 不同浓度硒处理对葡萄果实营养物质含量的影响

叶面喷施不同浓度硒处理对葡萄果实中蛋白质、游离氨基酸、可溶性固形物、总糖和可滴定酸等营养物质的含量影响如表2所示。

表2 不同硒浓度处理对葡萄果实中营养物质含量的影响Table 2 Effect of different selenium treatments on nutrient substances content in grape fruit

2.3.1 对蛋白质和游离氨基酸含量的影响

由表2 可知，随着施硒浓度的增加，葡萄果实中蛋白质含量呈上升趋势，游离氨基酸含量逐渐下降。硒浓度为60 mg/L 时，蛋白质含量达最大值129.3 mg/100 g，比对照提高了7.8%；游离氨基酸达最小值313.2mg/100g，比对照降低了3.5%，这与Munshi 等[23]的研究结果一致。硒素至少以2 种形式参与蛋白质合成，一种是以原料的形式，转换为硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸等多种氨基酸，直接参与蛋白质合成；另一种是硒为某种核糖核酸链的组成成分，该核糖核酸链的主要生理功能是转运氨基酸合成蛋白质[24]。

2.3.2 对可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物包括单糖、双糖、多糖、酸、维生素和矿物质等。由表2 可知，随着硒浓度的增加，可溶性固形物含量逐渐增加，分别比对照提高了3.7%、7.1%、9.4%、10.6%和10.7%，硒浓度为50 mg/L 和60 mg/L时的总糖含量变化差异不显著。由于硒元素参与植物体内多种物质代谢途径，对植物的生长发育、光合作用以及矿物质的吸收都有显著影响[25-26]，所以，硒对葡萄果实中可溶性固形物含量的影响比较复杂，其作用机理还需进一步研究。

2.3.3 对总糖和可滴定酸含量的影响

由表2 可知，葡萄果实中总糖含量随着硒浓度的增加而增大，硒浓度为50 mg/L 时，总糖含量最高，为123.83 g/L，比对照提高了17.2%，硒浓度为60 mg/L时，总糖含量变化不显著。这可能是因为适量的硒能促进光合作用和呼吸作用中电子的传递，促进植物叶绿素合成，从而促进植物的光合作用[25]，光合速率加快，光合产物增加，总糖含量增加。

外源硒对可滴定酸的含量影响不大。随着硒浓度的增加，可滴定酸含量稍有降低，但不显著，这是否与硒浓度有关，还有待进一步研究。

3 结论

由试验结果可知，一定浓度范围内，随着硒浓度的增加，葡萄果实对硒的吸收不断增加；原花青素、总黄酮、总酚、维生素C、蛋白质、可溶性固形物、总糖含量呈上升趋势，且施硒浓度为50 mg/L 和60 mg/L 时的各测定指标含量差异不显著；游离氨基酸含量逐渐下降，可滴定酸含量变化不显著。因此，在栽培中可喷施浓度为50 mg/L 的硒溶液，提高葡萄果实中的硒和营养物质及抗氧化物质含量，丰富葡萄有益成分。