【毕业学位论文】（Word原稿）氮、磷和钾营养对番茄风味物质的影响植物营养学硕士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 硕士学位论文 氮、磷和钾营养对番茄风味物质的影响 I 摘 要 番茄是世界上消费量最大的十种蔬菜和水果之一，它特有的酸甜风味受到人们的 青睐 。 然而近年来，番茄风味品质的下降受到人们的普遍关注。 番茄的营养 状况是影响番茄果实风味品质的重要因素 之一 。 但是有关施肥对番茄风味物质尤 其是芳香物质以及风味物质（芳香物质、呈味物质和质地）之间关系的影响研究罕见报道。 为此，本研究采用砂培 试验 方法， 探讨 了氮、磷和钾营养对番茄风味物质的影响， 解析 了氮、磷和钾营养 条件 下番茄风味物质（ 芳香物质、呈味物质和质地） 之间的关系，为 通过施肥措施改善提高 番茄风味 品质 提供理论依据。主要 研究 结果如下： 1. 氮、磷和钾营养对番茄产量的影响 氮、磷和钾营养水平对番茄产量影响较大 ， 随着施氮、磷 和 钾 用 量的增加，番茄产量均呈先增加后降低的趋势 ，其中 获得较高产量的适宜施氮（ N） 、磷（ P）和钾（ K）用量范围分别为 0 和 。氮钾配合对番茄产量也有较明显的影响，其中中氮中钾配合（ 产量较高。 2. 氮营养水平对番茄风味物质的影响 在施 N 时，随着施氮水平的增加， 13醛、 3 顺 242 反 652 6 种芳香物质及 可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物等 呈味 物 质 含量均呈增加 的 趋势 ； 3 反、 4 反 先增加后降低的趋势 ； 苯乙醛、苯 酚和苯乙醇含量均呈降低趋势 ； 己酸含量、可溶性糖 /可 滴 定酸比例及可溶性固形物 /可滴定酸比例无明显的变化规律。 己醛、 3 顺 242 反 65 庚烯 乙醇、可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物等 13 种风味物质及果实硬度与氮用量关系均可很好地用曲线方程或直线方程拟合。 3. 磷营养水平对番茄风味物质的影响 在施 P 范围内，随着施磷水平的增加， 13醛、 3 顺 种芳香物质总体上呈先增加后降低的趋势，其它芳 香物质 和呈味物质与施磷量之间的关系 无 明显的 变化 规律， 果实硬度总体上随着施磷量的增加呈增加 的 趋势。 133溶固形物 /可滴定酸比例和硬度与磷用量关系可很好地用直线方程拟合。 4. 钾营养水平对番茄风味物质的影响 在施 K 情况下，随着钾肥施用量的增加， 3酸、苯乙醛、苯酚和苯乙醇等 5 种芳香物质含量均呈先增加后降低的趋势 。在施 K 条件下， 13己醛、 3 顺 242 反 2 反 6 甲基 2芳香物质及 可溶性糖 与 可溶性固形物等 呈味 物质含量也呈先增加后降低的趋势，但 在 时，其含量较施 时明显增加。可滴定酸含量和番茄硬度总体上随着施钾量的增加呈增加 的 趋势，而可溶性糖 /可滴定酸比例和可溶性固形物 /可滴定酸比例随着施钾量的增加呈降低 的 趋势 。 可滴定酸和果实硬度与钾用量关系可很好地用直线方程拟合； 3 13醛 、 3 顺 652 己酸 、 苯乙醛 和 苯乙醇 等 8 种芳香物质， 可溶性糖、可溶性固形物 等呈味物质，以及 可溶性糖 /可滴定酸比例和可溶性固形物 /可滴定酸比例与钾用量关系可很好地用曲线方程拟合。 5. 氮钾配合对番茄呈味物质及硬度的影响 氮钾配合对番茄呈味物质有较大的影响，其中 可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物含量及果实硬度 均是 高氮高钾配合（ 较高， 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 低氮低钾配合时较高，高氮低钾配合与中氮低钾配合次之。氮钾配合对可滴定酸含量、可溶性糖 /可滴定酸比例和可溶性固形物 /可滴定酸比例的影响均有极显著的交互作用，对可溶性糖及可溶性固形物含量的交互作用不明显。 6. 氮、磷和钾营养条件下番茄风味物质之间的关系 氮营养水平下不同风味物质之间有较好的相关性，其中 313醛、 3顺 2 反 652 种芳香物质分别与 6 种以上的其它芳香物质之间存在着显著或极显著的相关性；可滴定酸与 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 之间 均 存在着显著或极显著的相关性；呈味 物质与芳香物质之间 也 有较好的相关性，其中可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物分别与 8 种以上的芳香物质之间存在着显著或极显著的相关性；果实硬度与 2 反、 4 反 呈味物质之间的相关性不明显。 磷营养水平下不同风味物质之间有一定的相关性 ， 其中己醛、苯乙醇、 2 反 2 反 己二烯醛、 13 酮和己酸 均与 5 个以上其它芳香物质之间存在着显著或极显著的相关性；呈味物质之间有一定的相关性；可溶性固形物与 13 酮和己酸之间有显著的相关性；果实硬度与芳香物质之间没有明显的相关性，与可 溶性糖 /可滴定酸比例之间呈显著的负相关。 钾营养水平下番茄风味物质之间有较好的相关性，其中 13醛、 24 反 乙醛、己酸、苯酚及苯乙醇等 8 种芳香物质分别与 6 种以上的其它芳香物质之间存在着明显的相关性 ； 呈味物质之间的相关性较明显 ； 芳香物质与呈味物质之间也存在着一定的相关性；果实硬度与芳香物质和呈味物质之间的相关性不明显。 关键词 氮、磷和钾营养，樱桃番茄 (L. 芳香物质 , 呈味物质，质地 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. 录 第一章 绪论 .究目的和意义 内外研究现状 . 2 熟番茄果实干物质的构成 .香物质的合成 . 芳香物质对番茄风味品质的影响 . 呈味物质对番茄风味品质的影响 . 质地对番茄风味品质的影响 .茄果实的感官检验与 风味物质 的关系 . 营养状况对番茄风味品质的影响 . .究内容和技术路线 . . 研究内 容 .术路线 第二章 材料与方法 .验材料 . 12 培基质 .12 试作物 .12 验设计 . 12 品采集与处理 . 13 定项目与方法 芳香物质 . 可溶性糖 . 可溶性固形物 . 14 滴定酸 . 果实硬度 据处理与分析 15 第三章 结果与分析 . 16 营养水平对番茄产量和风味物质的影响 . 16 茄产量 . . 番茄芳香物质 茄呈味物质 . . 番茄硬度 . 氮营养水平与番茄风味物质的回归数学模型 . 小结与讨论 . .营养水平对番茄产量和风味物质的影响 番茄产量 .茄芳香物质 .茄呈味物质 23 茄硬度 .24 营养水平与番茄风味物质的回归数学模型 . . . 小结与讨论 .营养水平对番茄产量和风味物质的影响 . 27 茄产量 .茄芳香物质 . . 番茄呈味物质 . . . 番茄硬度 .30 营养水平与番茄风味物质的回归数学模型 .结与讨论 .钾配合对番茄产量和呈味物质的影响 33 茄产量 .茄呈味物质 .茄硬度 .38 结与讨论 . .、磷和钾营养水平下番茄果实风味物质之间的关系 . 氮营养水平下番茄风味物质之间的相关性 . . 磷营养水平下番茄风味物 质之间的相关性 .营养水平下番茄风味物质之间的相关性 .结与讨论 . .四章 主要结论 . 49 参考文献 . 52 致谢 . . 国 农 业 科 学 院 硕 士 学 位 论 文 第 一 章 绪论 1 第一章 绪论 究目的和意义 水果蔬菜风味是指品尝过程中嗅觉、味觉和三叉神经感觉的特征的复杂结合，包括人所能感觉到的食品香气、味道、口感和外部特征（陈芳等， 2001），它是芳香物质、呈味物质和质地的综合体现（ 1988）。芳香物质是水果蔬菜挥发性物质中最具价值的部分，它本身并不具备很高的营养价值，但它具有较高的感官价值和一定的生理价值，能刺激消费者的感官和心理，使食品呈现自身的特征，对食欲及消化系统具有很大的影响，甚至还影响人的精神状态。呈味物质包括可溶性糖、可滴定酸、可溶性 固形物等。质地主要与解剖结构、纤维素、果胶、含水量等有关。 随着人们生活水平的提高，人们 对水果蔬菜品质的要求越来越高。 高品质就是要求水果蔬菜有良好的风味、较高的营养价值和较好的商品性状（谭其猛， 1984）。番茄是世界各国广泛栽培的主要蔬菜，也是世界上消费量最大的十种蔬菜和水果之一，据估计每年世界上生产 万吨番茄果实（ 1999； 2002）。加州大学戴维斯分校的调查显示，在主要的水果和蔬菜中，番茄果实的营养价值（包括维生素和矿物质）仅位于第 16 位，如果考虑到番茄巨大的消费量，则它对人 们摄入维生素和矿物质的贡献排在第一位（ 1987）。实际上，相对其它品质来说，消费者更重视番茄果实风味品质（ et 1976； et 1991）。 然而近年来，消费者普遍抱怨现在市场上的番茄已经失去了原有的诱人风味（ et 1991; et 2000; et 2000; et 2004）。 （ 1991）比较人们对一系列蔬菜的满意度，发现人们对番茄 的满意度最低，并且风味变淡最受人们关注。 1994对 3000 多名消费者的调查表明，提高果蔬的风味品质比改善果蔬的其它品质（如低化学残留，高维生素、纤维含量等）能让果蔬生产和经营者获得更高的经济收益（ et 1997）。人们要求番茄营养丰富、无涩味、口感脆嫩、酸甜爽口、香味浓郁，商品性佳，非常愿意以比较高的价格购买风味佳的番茄（ et 1991; 1996）。目前对番茄品质的研究多限于商品品质和营养品质，为此，提高番茄的风味品质是农业科学工作 者的一项重要研究课题。 “风味 ”是番茄的重要特色。我国对于番茄风味的研究起步较晚，尚处于研究的初始阶段。从世界角度看，风味研究已逐渐成为水果蔬菜研究的热点之一。目前已在番茄中鉴定出 400 多种芳香物质 (1987, et 2000)，主要包括醇类、醛类、酮类、萜类和酯类，以及含硫化合物等，其中 16 种物质决定了番茄的风味，而其它所有物质只是提供番茄风味的背景风味（ et 1989; 1993; 1993a, 1993b）。关于呈味物质对番茄风味影响的报道主要集中在可溶性糖（ 可滴定酸（ 可溶性固形物（ A 和 A，特别是糖和酸及二者之间的比率对番茄风味的影响（ et 1977; et 1978; 1984；霍建勇等， 2005）。关于质地品质对番茄风味品质影响的研究鲜见报道。 当前番茄风味差的原因是多方面的。从育种角度看，番茄育种者强调番茄果实的抗病性、产量和果实硬度，忽视了风味品质 和质地品质（ et 1992）；从采收和采后处理过程看，早期采收和不适宜的储藏运输方法也影响了番茄的风味品质（ 1985; et 1997; 1999; et 2000; 2002; 2004）；从生产过程看，生产管理中 国 农 业 科 学 院 硕 士 学 位 论 文 第 一 章 绪论 2 措施会影响番茄果实营养成分，进而影响到番茄的风味品质，其中番茄的营养状况是重要因素之一（ 1985）。当前蔬菜施肥中普遍存在化 学氮 肥和磷肥的长期过量使用、氮磷钾等肥料的不平衡施用等问题，严重影响了蔬菜品质、生产效益和农田环境质量（李俊良等， 2000） 。 一般认为，适量施用氮肥可以显著提高蔬菜产品中可溶性固形物以及含氮物质如氨基酸、有机酸、蛋白质、胡萝卜素等含量，但过量施氮却可以降低其非氮源营养成分如 糖、可溶性糖等含量（任华中等， 2004）。大量研究表明，在一定肥料用量范围内，增加施肥量尤其钾肥 施用量 能显著提高蔬菜品质（朱应远等， 1991；汪智慧， 2000；黄金丽等， 2002；陈家龙和韦茜， 2003；李彦等， 2004；齐红岩等 ， 2005）。已往关于施肥对蔬菜风味品质影响的研究主要集中在少数香辛蔬菜作物上，并主要根据其对蔬菜产品中主要香辛成分含量的影响而加以评价。挥发油是影响生姜风味的主要成分，适量增施氮肥能提高生姜挥发油含量，而过量施氮会导致生姜挥发油含量下降，降低了生姜的风味品质（徐坤等， 2001）。 et (1990) 研究表明，过量施用氮肥会导致芹菜体内特有的一种挥发性物质含量降低，从而影响芹菜的风味。目前关于施肥对番茄风味品质影响的报道很少， 1985）关于 氮钾 配合对番茄风味品质影响的研究结果指出，适宜 氮钾 配合能提高番茄风味，呈味物质和芳香物质均随着 氮钾 施用水平的增加而提高。总体来说，目前有关施肥对番茄风味物质（芳香物质、呈味物质和质地）尤其是芳香物质及风味物质（芳香物质、呈味物质和质地）之间关系的影响研究罕见报道。为此，开展本项研究，从而明确氮、磷和钾营养对番茄风味物质的影响，阐明氮、磷和钾营养下番茄风味物质（芳香物质、呈味物质和质地）之间的关系，揭示氮和钾营养互作对番茄风味物质的影响，对 于 植物营养与施肥学科 品质研究以及发展提高 番茄风味的技术措施 会具有 重要的理论价值和实际意义 。 内外研究现状 熟番茄果实干物质的构成 番茄果实的组分构成受多种因素（如品种、成熟度、气候、光照、温度、土壤养分、灌溉和其它种植、采收和采后措施）的影响。成熟新鲜番茄果实的干物质含量为 1987）。番茄果实干物质的构成见表 1。包括挥发性和非挥发性的所有干物质共同决定了番茄的风味品质（ 2000），其中一部分物质直接影响了番茄的风味，另外一些物质间接影响了番茄果实的风味 (提供主要风味物质形成的化学或生 物化学反应所需的适宜环境 , 或者作为番茄主要风味物质的前体物 )（ 1987）。本文主要讨论对番茄风味品质有直接影响的风味物质，包括挥发性芳香物质、可溶性糖、可滴定酸和可溶性固形物。在已鉴定的 400 多种芳香物质中，仅有 30 种可能影响了番茄果实风味。番茄果实的酸甜风味主要 是 由果实中的糖和有机酸含量决定的。番茄果实中的游离糖主要是还原糖（葡萄糖和果糖）。在新鲜果实中，谷氨酸占总氨基酸含量的 45%，其次是天冬氨酸。柠檬酸是最重要的有机酸，其次是苹果酸（ 1983）。番茄的宜人风味是 挥发性芳香物质和非挥发性物质相互作用的结果（ 1987; 1993b）。 中 国 农 业 科 学 院 硕 士 学 位 论 文 第 一 章 绪论 3 表 1 番茄果实干物质构成 of of 分 百 分 数 （ %） 果糖 25 葡萄糖 22 蔗糖 1 柠檬酸 9 苹果酸 4 蛋白质 8 二羧基氨基酸 2 果胶质 7 纤维素 6 半纤维素 4 矿物质 8 脂类 2 维生素 C 素 它氨 基酸、维生素和多酚 1 芳香物质 1987 香物质的合成 芳香物质前体物是目前果实风味研究的热点区域（ 199