不同浓度亚硒酸钠对水培生菜富硒品质的影响

时间：2024-05-24

黄雪梅，岳顺念，王琦瑞

（华南农业大学园艺学院，广东广州 510642）

硒是人体必需微量元素，是延长人类寿命最重要的矿物质营养素［1］，具有预防心血管病［2-3］、防治癌症［4］等作用，被世界科学家誉为人体微量元素中的“防癌之王”。人体缺硒易引起一系列疾病，一个地区食物和土壤中硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系。联合国组织制定了人体日常膳食硒供给量中应有400 μg/d。中国是一个缺硒大国，2/3的人口严重缺硒，如北京市人均摄入量仅为60 μg，东北大部分地区人均摄入量仅有10 μg，是心脏病、克山病、大骨节病的高发区。补充硒可以提高机体免疫力，有效预防各种疾病的发生，人体补充硒主要通过食用亚硒酸钠片及其强化食盐等无机药剂。大量研究表明，无机硒具有蓄积性毒性和致突变作用，使用剂量难以控制，且吸收率低、毒性大、副作用大。相比之下，有机硒具有毒性低、生物利用率高等优点，因此，近年来人们开始寻找天然有机硒化物，将其作为补硒的来源［5-6］，富硒农产品自然成了首选。目前，在农业生产中一般采用土壤施硒和叶面施硒的方法来提高农产品的硒含量。生菜（Lactuca sativa）为菊科莴苣属植物，在欧洲、美洲、东亚、中国东南沿海大部均有栽培。其含有丰富的维生素和矿物质，适合生吃，是“生食疗法”中的主要蔬菜种类，可作为蔬菜富硒研究的重要材料。相关研究表明，基质施硒和叶面施硒对生菜富硒有一定效果［7-8］。依托现代化园艺设施来水培或水耕蔬菜，实现优质高产蔬菜的周年供应，正成为都市农业的一个发展趋势。本研究以意大利生菜（Lactuca ativa L. var. ramosa Hort.）为试材，通过在水培营养液中补充无机硒亚硒酸钠，研究其对生菜生长和品质（包括有机硒含量）的影响，初步探讨了水培生菜技术富硒的可能性。

1 材料与方法

本试验于2015年9月至2017年6月在华南农业大学园艺学院温室大棚进行。供试品种为意大利生菜，种子购于广东省农业科学院。穴盘育苗30 d后2叶1心时，定植于水培箱（40.5 cm×29.7 cm×14.9 cm）中。

供试硒为亚硒酸钠（Na2SeO3），在水培营养液（1/2霍格兰营养液）［9］中加入亚硒酸钠，形成亚硒酸钠含量为0、0.25、0.5、1.0、2.0 mg/L的5个梯度处理。每处理水培箱移栽5株生菜苗，重复9次。之后每隔2周补充相应的含硒营养液，45 d后收获，进行各项指标的测定。

生菜采收后，先进行形态生长量测定，再取可食叶片用清水清洗，吸干水分，一部分测定叶绿素、维生素C、可溶性蛋白、总酚和类黄酮含量，一部分烘干制成干样，测定纤维素、总硒、无机硒和有机硒含量。其中，株高、鲜重和干重测定按常规方法；总硒、无机硒、有机硒含量的测定采用李丽彩等［10］的紫外分光光度法；叶绿素含量测定采用手持叶绿素仪；维生素C含量测定参照李占清等的分光光度法；可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法；纤维素含量测定参考熊素敏等［12］的浓硫酸水解法；总酚和类黄酮含量测定参照Mashiba法［13］。

2 结果与分析

2.1 补硒水培对生菜有机硒含量的影响

从图1可以看出，生菜定植水培45 d后，对照组中有机硒与无机硒含量相当，经不同水平的补硒水培后，生菜的有机硒、无机硒和总硒含量均比对照显著增加。其中无机硒含量以2.0 mg/L浓度处理的生菜较高（5.4 μg/g），其他处理之间的无机硒含量则无显著差异；各处理生菜的有机硒含量均高于无机硒含量，其中以0.5 mg/L浓度亚硒酸钠处理后富集有机硒的效果最好、达9.2 μg/g（DW），约占总硒含量的66.2%，是对照组有机硒含量的10倍。

图1 不同浓度亚硒酸钠对水培生菜可食部分总硒、无机硒和有机硒含量的影响

2.2 补硒水培对生菜生长的影响

从表1可以看出，生菜经不同水平补硒水培45 d后，株高与对照相比发生明显改变。0.25、0.5 mg /L的亚硒酸钠促进了生菜株高的增加，其中0.5 mg/L处理生菜的株高比对照增加了25.4%；但过高浓度的亚硒酸钠反而抑制了植株的生长，在本试验中，2.0 mg/L亚硒酸钠处理生菜的株高仅为对照的73.4%。

当亚硒酸钠浓度在0～1.0 mg/L之间时，随着浓度升高，生菜的单株鲜重和干重略有下降。0.5 mg/L亚硒酸钠处理生菜的干重比对照降低8.6%，但鲜重并无显著差异。过高浓度的亚硒酸钠（2.0 mg/L）则大幅降低了生菜的鲜重和干重，分别仅为对照的48.4%和42.9%。

表1 不同浓度亚硒酸钠对水培生菜生长的影响

2.3 补硒水培对生菜品质的影响

维生素C作为植物代谢过程不可缺少的产物，在植物的抗氧化能力、光合作用、代谢调控方面有重要作用［14］。表2显示，经补硒水培45 d后，0.25、0.5 mg/L亚硒酸钠补硒水培时，生菜可食部位的维生素C含量显著提高，比对照分别提高19.9%、20.4%；而过高浓度的亚硒酸钠则抑制维生素C的合成，2.0 mg/L浓度处理的生菜维生素C含量比对照降低了17.5%。

由表2可知，0.25、0.5 mg/L亚硒酸钠处理的生菜叶绿素含量与对照没有显著差异，高浓度的亚硒酸钠（2.0 mg/L）显著抑制了生菜叶绿素的合成，比对照下降了20.9%。纤维素含量可以衡量生菜的脆嫩度或口感。经补硒水培45 d后，生菜可食部位的纤维素含量随着亚硒酸钠处理浓度的增加呈增加趋势，但差异均未达到显著水平。蛋白质是蔬菜的重要组成成分，对果蔬的品质和口感具有一定的影响。本试验表明，0.25 mg/L亚硒酸钠处理增加了生菜中可溶性蛋白含量，比对照增加40%；0.5 mg/L处理与对照没有显著差异；浓度高于1.0 mg/L的亚硒酸钠处理则表现出对可溶性蛋白含量的抑制作用，其中2.0 mg/L浓度处理后的生菜可溶性蛋白含量比对照降低了8.7%。

表2 不同浓度亚硒酸钠对水培生菜品质的影响

酚类和类黄酮是植物经代谢或加工后所产生的重要代谢物质，果蔬中的酚类化合物对果蔬的风味和抗氧化能力有重要影响［15］。本研究发现，补硒水培的生菜可食部位的总酚含量均比对照增多，并随着亚硒酸钠浓度的增加而增加，当亚硒酸钠浓度高于1.0 mg/L后，总酚含量的增加尤为明显。0.5、2.0 mg/L亚硒酸钠处理的总酚含量分别比对照增加了29.5%、215.2%。生菜经不同浓度的含硒营养液水培后，可食部分的类黄酮含量均比对照显著降低，其中以0.5 mg/L亚硒酸钠处理下降幅度最大（仅为对照的31.1%），浓度高于0.5 mg/L亚硒酸钠处理的生菜类黄酮含量开始有所回升，但仍低于对照植株。

3 结论与讨论

水培是无土栽培中的无基质栽培，随着时代发展和科技进步，消费者对蔬菜产品提出了鲜嫩、洁净、无污染等要求，水培蔬菜则正好适应这种市场需求，可在同一场地进行周年栽培，适合于计划性合同性生产，并具有复种指数较高、可以避免土壤连作障害［16］、节省肥料、经济效益高等优点。因此，水培迅速成为一种全新的蔬菜生产技术被广泛采用。本试验采用水培方式对生菜进行无机硒处理，可有效保证硒营养均衡分布于营养液中，探讨生菜吸收无机硒转化成为有机硒的可能性，以及无机硒对水培生菜生长和品质的影响。结果表明，水培营养液中添加适宜浓度（0.5 mg/L）的亚硒酸钠定植生菜45 d后，生菜中的有机硒含量达9.2 μg/g（约为总硒的66.2%），是对照的10倍。添加适宜浓度的亚硒酸钠处理还促进了生菜的纵向生长，提高了维生素C和总酚含量，降低了类黄酮含量，对单株鲜重以及叶绿素、纤维素、可溶性蛋白含量无显著影响。过高浓度的亚硒酸钠处理（2.0 mg/L）并不能进一步提高生菜有机硒含量，也抑制了生菜的生长，降低了品质。尚庆茂等［17］研究了添加0.4 mg/L亚硒酸钠对水培生菜（奶油、红叶、玻璃生菜3个品种）的生长效应，发现硒处理可提高生菜的总糖、还原性糖、维生素C和叶绿素的含量；经过补硒（0.3 mg/L）水培后，玻璃、奶油和红叶3个品种生菜的有机硒含量分别达到10.9、9.9和7.4 μg/g（干重）［19］。本试验补硒（0.5 mg/L）水培的意大利生菜，得到的有机硒含量（9.2 μg/g，DW）略低于玻璃生菜和奶油生菜。卢敏敏［20］研究了不同浓度的亚硒酸钠对水培生菜营养品质的影响，认为最适宜的处理浓度为0.5 mg/L，与本试验亚硒酸钠的适宜浓度相同。

蔬菜富硒的方式除了水培施硒，还有基质补硒和叶面施硒。赵占军等［7］研究基质施硒对生菜品质的影响，发现施硒量达到1.2 mg/kg时能够显著提高生菜中有机硒（0.01 mg/kg）、叶绿素和维生素C含量；郝丽峰等［21］对小白菜基质施硒，发现补充硒（22 mg/L）能够提高小白菜的有机硒含量（0.05～0.09 mg/kg）。同时发现提高亚硒酸钠处理浓度（如2.5 mg/kg和30 mg/L）并不能进一步提高生菜和小白菜的有机硒含量，且抑制其生长和降低品质，这与本试验结果相似。叶面喷施亚硒酸钠（1～8 mg/L）于生菜，富集的有机硒含量达到0.8～3.2 mg/kg ；叶面喷硒于青花菜（1～100 mg/L）、胡萝卜（1～500 mg/L）、大蒜（10～1 000 mg/L）上，这些蔬菜的有机硒含量可分别达到62～359、30～175、82～174 μg/kg［21］，随着硒处理浓度的升高，蔬菜有机硒含量均有升高趋势，有机硒转变率（即有机硒占总硒含量比例）均在80%～90%之间。然而，本试验补硒水培生菜发现，当亚硒酸钠浓度高于0.5 mg/L时，随着硒处理浓度的增加，富集的有机硒增量减少。富硒种植得到的有机硒含量是一个很关键的指标，但是以上研究结果的有机硒含量均没有明确指出是基于干重或是鲜重计算得出。

相关研究表明，用亚硒酸钠溶液喷洒玉米叶面，玉米有增产趋势［22］。对种植油菜的土壤施硒，发现在15～20 mg/L时对油菜各个器官均有增产作用［23］。然而在本试验中，随着亚硒酸钠浓度的增加，单株重量并没有表现出显著增加的现象。

本试验首次测定了补硒水培对生菜总酚和类黄酮含量的影响，发现总酚含量随着亚硒酸钠处理浓度的增加而增加，而类黄酮含量随着亚硒酸钠处理浓度的增加先下降后上升。宋亚蕊［24］研究叶面喷施硒复合肥可提高茶油的抗氧化能力和总酚含量，且随着施硒浓度的增加，茶油中的总酚含量逐渐增加，与本试验结果相类似。不同补硒强度水培后生菜中的类黄酮与总酚含量变化呈现不同趋势，其原因有待于进一步研究。在水培营养液中补充适当浓度（0.5 mg/L）的亚硒酸钠，可以提高水培生菜中有机硒、维生素和总酚含量，对生菜的单株重量及其它营养品质无显著的影响。

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