温明霞,吴韶辉,王鹏,黄贝
(浙江省柑橘研究所,浙江 台州 318026)
柑橘是我国第一大水果,也是世界第一大果树品种,在世界水果中面积、产量均居首位。全世界的柑橘种植面积约740万hm2,产量超过1亿t,橙汁占世界果汁总量的60%左右。全球有135个国家和地区生产柑橘,有40多个国家主产柑橘。中国是柑橘的主要原产国之一,有文字记载的栽培历史达4 000 a[1]。柑橘产业迅猛发展,已成为中国柑橘主产区农业经济的一大支柱产业,为促进农民增收、扩大城乡居民就业和改善生态环境做出了积极贡献。随着人们生活水平的日益提高,对柑橘的需求也越来越高,逐渐由单纯的水果需求向优质保健功能型转变[2],富硒柑橘顺应时代的需求,具有一定的生产前景。
硒是一种微量元素,又称痕量元素,是人体14种必需的微量元素之一,也是人体生长发育必需的微量元素,对防治疾病,增进健康和预防衰老具有重要意义[3-4]。我国是国际公认的“缺硒大国”之一,有72%的县(市)低硒或缺硒,其中30%为严重缺硒地区,7亿多人口存在不同程度的硒摄入不足。根据我国13省份普查显示,人均每日硒摄入量仅为36 μg,低于世界卫生组织推荐的50 μg标准[5-6],所以每个人基本都需要补硒,而人体获取硒的主要来源是食物。因此,硒的生理作用成为人们的研究焦点,并开始对其进行开发与应用[7-8],富硒水果、富硒蔬菜、富硒大米等一系列的富硒产品逐渐出现在人们的日常生活中,而关于富硒柑橘的研究相对较少。
硒在自然界中的存在形式主要包括无机硒和有机硒。无机硒毒性较大,人畜等生物体吸收后易在体内累积,过量时可致毒[9]。所以在富硒柑橘的营养研究中,除了研究柑橘果实的总硒含量外,还应关注有机硒和无机硒在果实内所占的比例,从而达到安全有效补硒的目的。本试验通过对柑橘叶面喷施亚硒酸钠溶液,研究不同喷施浓度对柑橘硒含量、有机化程度及果实品质的影响,以期为柑橘生产中合理补硒提供科学依据。
试验设在临海市涌泉镇温州蜜柑柑橘园,供试柑橘为10年生温州蜜柑,砧木为枳砧。试验果园的基本土壤肥力状况为土壤pH值4.71,土壤有机质37.9 g·kg-1;碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为193.5、76.5、413 mg·kg-1;交换性钙、镁含量分别为1.47、0.51 cmol·kg-1,硒含量为0.67 mg·kg-1。
试验设6个处理。以清水为对照(T0),T1~T5分别为喷施20、40、80、100、200 mg·kg-1亚硒酸钠处理,在柑橘谢花后分别对树体喷施,隔10 d喷施1次,以叶片和果面滴水为限,年生长周期内每处理共喷3次,重复3次,每重复5株树。各处理的土壤施肥和田间管理情况一致,本试验连续进行3年。
样品采集。于2019年11月19日于树体中部和东西南北5个方向采集结果春梢顶端第3、4叶片,每树采集结果春梢叶片各20片,5棵树100片为1个样品;同时于树冠中部四周采摘正常果实,每株4个,5棵树20个果为1个样品,每处理重复3次。样品采集后带回实验室后,用去离子水清洗干净,用滤纸吸去叶片和果面上的水分,装于塑料袋中贮藏待用,测定时每样品重复2次。
测定方法。样品中总硒和无机硒的含量按照GB/T 5009.93—2003,AFS-2100 原子荧光仪测定,有机硒=总硒-无机硒。
采用Excel和SPSS 19.0软件进行相关分析和差异显著性分析。
对不同喷硒浓度和叶片硒含量以及果实硒含量进行回归分析发现(图1),喷施的硒浓度与叶片和果实中的硒含量均呈二次方程模型,且随着硒浓度的增加,叶片和果实的硒含量逐渐增加,说明外源补硒可有效提高叶片和果实的硒含量。当硒浓度为200 mg·kg-1时,果实硒含量为0.05 mg·kg-1。我国《食品中硒限量卫生标准》规定,食品中的硒含量最高不超过0.3 mg·kg-1[10],水果中硒的限量标准为≤0.05 mg·kg-1[11]。因此,试验中柑橘的喷硒浓度不能进一步增加,极限浓度为200 mg·kg-1。
图1 不同喷硒浓度与叶片果实硒含量的关系
由表1可以看出,不同处理叶片中的总硒和有机硒含量均随硒浓度的增加而增加。叶片吸收的硒几乎全部转化为有机硒,只有在喷施浓度较高(100和200 mg·kg-1)的情况下,有小部分无机硒存在,有机硒含量占总硒含量的99%以上,说明通过喷施叶片所补给的硒几乎全部转化成有机硒的形式存在于叶片中。
表1 不同硒浓度对叶片中硒素形态的影响
如表2所示,果实中的硒含量与叶片中的规律基本一致。随着硒浓度的增加,果实中的总硒含量和有机硒含量逐渐增加,当硒浓度为200 mg·kg-1时,成熟期果实中的无机硒尚未完全转化为有机硒,残留量为5.83 μg·kg-1。
表2 喷不同浓度硒对果实中硒素形态的影响
本试验中喷施浓度为200 mg·kg-1时,果实硒含量为0.05 mg·kg-1,此时的硒含量达到水果中的硒含量标准,按照每人每天吃2个温州蜜柑果实(200 g)来计算,可摄取10.0 μg的硒。中国营养学会对0~7岁儿童每日硒的推荐摄入量为15~35 μg,7~18岁青少年的推荐摄入量为35~50 μg,成人的推荐摄入量为50~65 μg,每日可耐受的最高硒摄入量为400 μg。与此相比,本试验所获得的富硒柑橘,无论对儿童还是成人都是安全的补硒量,食用富硒柑橘不存在硒中毒的潜在威胁。
国内外研究结果表明[12-14],有机硒对动物的毒性明显低于无机硒,且来自膳食中的天然有机硒在动物组织中的保留量大于无机硒,因此,开发富含有机硒的食品作为补硒营养源已成为国内外食品科技工作者的研究热点。目前大多是通过施用硒肥来提高农产品和食品中的含硒量,即在作物生长期喷施硒盐化合物,经生物化的转化,将无机硒盐在植物体内转化为有机硒,并以此为基础开发系列富硒食品。
试验所用的亚硒酸钠为无色结晶,易溶于水,和其他的硒酸盐类一样,是目前用途最广泛的硒源补充剂,因其具有抗癌、抗氧化、保护机体免受活性氧自由基损伤等生物功能,故常作为食品添加剂用于保健食品开发[15]。本试验主要将其通过叶面喷施补充于柑橘树体,将无机硒转化为柑橘的有机硒,进而补充到缺硒人群。结果表明,在果实幼果期进行不同硒浓度的叶面喷施,至果实成熟期,果实中的无机硒几乎全部转化为有机硒,只有在高浓度喷施的情况下,有少量无机硒的存在。而有机硒在生物体内的停留时间较长,在人体硒营养状况良好的情况下,有机硒可贮存起来,当人体硒营养摄入不足时,贮存的有机硒能够补充到生理代谢中,从而满足人体对硒的需求[16]。此种补硒方法安全有效,无潜在危险性。因此,在幼果期通过叶面补硒生产的富硒柑橘是安全的。
植物对硒的吸收类型主要有两种,积聚型(可大量吸收其周围环境中的硒,且极少量的硒就能刺激其生长发育)和非积聚型(硒对植物的生长并不十分需要,当硒浓度达到一定值时,会明显抑制吸收)[17]。本试验结果表明,随着喷硒浓度的提高,叶片和果实的硒含量逐渐增加,不存在抑制吸收的现象,说明柑橘对硒的吸收属于积聚型吸收,或者是因为试验所设置的喷硒浓度尚未达到抑制吸收的浓度。但本试验设置的最高喷硒浓度已达到富硒水果的标准浓度,也就是说,在喷施浓度为200 mg·kg-1以下时,柑橘对硒的吸收类型为积聚型,果实的硒含量随着喷硒浓度的增加而增加。
另外,试验结果表明,柑橘叶片中的硒含量高于果实,说明叶面喷硒后,柑橘非食用部分的硒含量高于食用部分,这与王斐等[18]的研究结论一致。硒在植物体内的分布与施肥方式有关,土壤施硒时,硒由根系吸收后运输到各个器官,与叶面喷硒后直接由叶片和果皮吸收产生的结果存在差异[12]。本试验未对果皮硒含量进行分析,在后续研究中需加强硒在果实不同部位分布的研究。
在一定喷施浓度范围内,随着喷硒浓度的增加,柑橘叶片和果实的硒含量逐渐增加,且主要以有机硒形式存在于果实内;叶面喷硒是富硒柑橘的重要调控技术,柑橘叶面喷硒的推荐浓度为200 mg·kg-1以下。