低氘水对水培生菜生长及品质的影响.pdf

p低 氘 水 对 水 培 生 菜 生 长 及 品 质 的 影 响 曲 爱 爱 1 , 渠 艳 秋 1 , 倪 维 晨 1 , 沈 佳 宇 2 , 徐 志 红 2∗ 1. 南 农 大 常 熟 新 农 村 发 展 研 究 院 有 限 公 司, 江 苏 苏 州215500;2. 苏 州 奥 特 泉 水 应 用 技 术 有 限 公 司, 江 苏 苏 州215500 摘要 [ 目的] 低氘水对水培生菜生长及品质 的影响。 [ 方法] 以 “ 富 兰德 里 ” 生 菜为 材料 , 在水 培条 件下 , 研究0.005 低 氘水 对生 菜 生长 及 营养品 质的影响。 [ 结果 ] 与对照相比,0.005 低氘水培育 的生 菜比 较矮 小 , 叶 片 数 和 根 长 显 著 增 加 , 明 显 降 低 亚 硝 酸 盐 的 含 量 , 同 时 总酚含量 、 总抗氧 化能力与羟自由基清除能力显著提高 。 [ 结 论] 该 研究 可为 低氘 水在 蔬菜 生产 上的应 用提 供理 论依 据。 关键词 低氘水; 生菜; 生长; 营养品质 中图分类 号 S636.2 nbsp;文献标识码 A nbsp;文章编号 0517-6611 2018 24-0037-02 EffectsofDeuteriumDepletedWateronGrowthandQualityofLettuceunderHydroponicCulture QUAi-ai ,QUYan-qiu ,NIWei-chenetal InstituteforNewRuralDevelopmentofNJAU Changshu ,Suzhou ,Jiangsu215500 Abstract [Objective ]Toresearchtheeffectsofdeuteriumdepletedwaterongrowthandqualityoflettuceunderhydroponicculture. [ ] With ‘Flandria ’lettuceasexperimentalmaterials ,weresearchedtheeffectsof0.005DDWonthegrowthandnutritionalqualityoflettuceunder hydroponicculture. [Result ]Comparedwiththecontrol ,lettuceunder0.005DDWtreatmentwasdwarfed ,andthenumberofleavesandroots increasedsignificantly ,whichsignificantlyreducedthenitritecontent.Atthesametime ,thetotalphenolcontent ,totalantioxidantcapacityandhy- droxylradicalscavengingcapacitysignificantlyincreased ,comparedwiththecontrol. [Conclusion ]Thisresearchprovidedtheoreticalbasisforthe applicationofDDWwaterinvegetableproduction. Keywords Deuteriumdepletedwater ;Lettuce ;Growth ;Nutritionalquality 基 金 项 目 苏 州 市 科 技 计 划 项 目 SNG201650 ; 常 熟 市 科 技 发 展 计 划 项 目 CN201617 。 作 者 简 介 曲 爱 爱 1992 , 女 , 山 东 德 州 人 , 初 级 农 艺 师 , 硕 士 , 从 事 园 艺 研 究 。∗ 通 讯 作 者 , 高 级 工 程 师 , 从 事 同 位 素 分 离 研 究 。 收稿日 期 2018-04-10低氘水 英 文 名deuteriumdepletedwater, 简 称DDW 又 称为 超轻水。1 个 水 分 子 是 由2 个 氢 原 子 和1 个 氧 原 子 构 成, 氢原 子 有3 个 同 位 素, 分 别 是 氕H, 氢, 原 子 量 为1、 氘 D, 重氢, 原 子 量 为2 和 氚T, 超 重 氢, 原 子 量 为3。 氕 与 氧 化 合生 成 的 水 称 为 轻 水H 2 O, 氘 形 成 的 水 称 为 重 水 D 2 O, 地 球 上的 自 然水 通 常 为 轻 水 和 重 水 的 混 合 物。 未 受 污 染 的河水 中D/DH 的 比例大约1∶6600, 即 氘 的 体 积 分 数为0.015 [1] , 人们通 常 把 氘 体 积 分 数 低 于0.015 的 水 即 称为 低氘水。 目前, 美国、 匈 牙 利、 俄 罗 斯、 乌 克 兰、 日 本、 德 国 等 国 家 的相 关研究 机构已 公开低 氘水的 相 关 研 究 成 果, 且 已 有 低 氘 水产 品上市。 但是 研究主 要集中 在 低 氘 水 对 增 强 免 疫 力 [2] 、 糖 尿 病 [3] 、 改善 亚 健康 [4] 、 肿瘤辅 助 治疗 [5] 、 作 用 机 制 [6] 等 方 面, 结 果 发 现 低 氘 水 具 有 活 化 免 疫 细 胞、 改 善 机 体 基 础 代 谢 水 平、 抗 细 胞 突 变 和 延 缓 衰 老 等 功 能, 有 利 于 生 命 体 的 生 长 和 繁 衍。 而 关于低 氘 水 在 植 物 利 用 方 面 的 研 究 还 处 在 摸 索 阶段, 国 内 鲜见 相 关报 道。 生菜 L a c t u c a s a t i v aL. 是 菊 科 莴 苣 属 一 二 年 生 草 本 植 物, 生育 期 短, 生菜 营养价 值高, 富 含 多 酚、 类 胡 萝 卜 素、 抗 坏 血酸 等多种 抗氧化 物质和 膳食纤 维, 备 受 消 费 者 推 崇 [7] 。 鉴 于 此, 笔 者 以 叶 用 蔬 菜 生 菜 为 研 究 对 象, 在 水 培 条 件 下, 比 较 低氘 水和自 来水对 生菜生 长以及 营 养 品 质 的 影 响, 为 低 氘 水 在蔬 菜生产 上的开 发利用 提供理 论 依据。 1 材料 与方 法 1.1 供 试材 料 “ 富 兰 德 里” 奶 油 生 菜 种 子、 生 菜 水 培 营 养 液、LED 水 培培 养 箱 均 购 自 深 圳 市 棋 树 科 技 有 限 公 司; 低 氘 水 体 积分 数 为0.005 由 江 苏 华 益 科 技 有 限 公 司 提 供; 维 生 素C、 羟自 由基 清除能 力、 食 品 中 亚 硝 酸 盐、 叶 绿 素、 总 酚、 总 抗 氧化 能 力含 量 测 定 试 剂 盒 购 于 苏 州 科 铭 生 物 技 术 有 限 公 司。 1.2 试验 方 法 试 验 设 置2 个 处 理CK 自 来 水 和T 处 理 DDW,0.005。 每 个 处 理 设16 个 重 复 单 株, 分 别 用 相 应 水 质 浸 泡 生 菜 种 子, 配 制 水 培 工 作 溶 液, 水 培 方 式 为 深 液 流, 营 养 液循 环 利用, 利 用 电导 率EC 管理 营 养液 浓 度。 生菜 种 子用1520℃ 水 浸 泡2h, 于2017 年11 月7 日 播 种 在定 植 棉上,3d 后 待 幼 苗 长 出2 片 真 叶 后, 即11 月11 日 将 定植 棉 固定 在 定植 杯 内, 然 后 移 入LED 培 养 箱 内, 培 养 箱 内 加入 相 应的 营 养液, 初 始EC 值 均 调 至1.1mS/cm, 培 养 槽 内 的液 面 始终 保 持 一 致,pH 维 持 在5.86.5, 以 后 根 据 生 菜 不 同 的 生 长 阶 段 调 节EC 大 小, 前 期 EC 值1.1 1.3mS/cm, 中 期EC 值1.41.5mS/cm; 中 后 期EC 值1.6 1.8mS/cm。 在 生菜 生 长过 程 中, 培 养 箱 白 天 温 度2325℃, 夜 间1920℃, 相对 湿 度保 持在4650, 光照 时 间为12 16h, 利 用 供 氧 泵 不 间 断 循 环 供 氧。 12 月29 日 测 定 各 项 指 标。 1.3 测 定项 目 及方 法 1.3.1 生 长指 标。 测定 植 株 的 株 高、 叶 片 数、 主 根 长、 干 鲜 重 包 括 单株 鲜 重、 茎 叶 鲜重 和根 鲜 重、 地上 地 下干 重。 1.3.2 品 质指 标。 取采 收 时的 生 菜 顶 部 第4、5 片 叶, 去 除 叶 柄, 把 叶 片 切 碎, 混 匀 后 取0.1g 样 本, 加 入1mL 提 取 液 匀 浆, 按 照 各 指 标 试 剂 盒 说 明 进 行 操 作, 用SpectraMAX190 酶 标 仪 测定 各 指标 含 量。 1.4 数 据统 计 分 析 采 用SPSS19.0 软 件 进 行 数 据 统 计 分 析, 平 均 值 间 显 著 性 差 异 釆 用 邓 肯 新 复 极 差 法 检 验 Plt;0.05, 所 有图 表 均由MicrosoftExcel2007 软 件 对 数 据 进 行 处 理和 绘 图。 安 徽 农 业 科 学 ,J.AnhuiAgric.Sci.2018 ,46 24 37-38 ,59 nbsp; 2 结果 与分 析 2.1 低 氘水对 水培生 菜生长 的影响 由 表1 可 知,T 处 理 生 菜的 株 高、 最 大 叶 长、 最 大 叶 宽 均 小 于 对 照, 分 别 降 低 11.84、6.93、19.74。 除 最 大 叶 宽 外, 其 他 指 标 均 无 显 著 差 异; 叶 片 数、 主 根 长 均 大 于 对 照, 且 差 异 显 著, 分 别 增 加 24.04、57.09。 表1 不同处理对 水培生菜形 态性状的影响 Table1 Effectsofdifferenttreatmentsonmorphologicalcharactersofhydroponiclettuce 处理编 号 Treatment code 株高 Plantheight cm 叶片 数 Leafnumber 片 最大 叶长 Lengthofmaximum leaf∥cm 最大叶宽 Widthofmaxi- mumleaf∥cm 主根长 Mainroot length∥cm CK 11.150.25a 22.882.42a 12.560.99a 8.310.49b 27.175.16a T 9.831.90a 28.383.58b 11.691.34a 6.670.74a 42.681.76b注 同列不 同小写字母 表示处 理间 差异显著 Plt;0.05NoteDifferentlowercasesinthesamecolumnindicatedsignificantdifferencesbetweentreatments Plt;0.05 2.2 低 氘水对 水培生 菜 生 物 量 的 影 响 由 表2 可 知,CK 处 理单 株鲜重 最大, 比0.005 低 氘 水 处 理 提 高 了49, 差 异 达 到 显 著水平; 地 上 部鲜 重与 单 株干鲜 重情 况 一 样,CK 比T 处 理分 别 增 加 了52、42;T 处 理 的 根 系 干、 鲜 重0.49、 6.29g 反 而比CK 组0.17、2.73g 大, 且 差 异 显 著。 这 说 明 与 普 通自 来 水相 比, 低 氘水 可 能在 提 高 生 菜 生 物 产 量 及 经 济 产 量 上不 占 优势, 但 有 利于 增 加生 菜 根系 重。 表2 不同 处理对水培 生菜生物量 的影响 Table2 Effectsofdifferenttreatmentsonbiomassofhydroponiclettuce g 处理编 号 Treatment code 鲜重 Freshweight 地上 部鲜重 Shootfresh weight 根系鲜 重 Rootfresh weight 地上 干重 Shootdry weight 根系干 重 Rootdry weight CK 53.042.64a 50.323.00a 2.730.59b 4.000.22a 0.170.02b T 35.475.23b 29.184.18b 6.291.13a 2.630.12b 0.490.06a注 同列不 同小写字母 表示处 理间 差异显著 Plt;0.05NoteDifferentlowercasesinthesamecolumnindicatedsignificantdifferencesbetweentreatments Plt;0.05 2.3 低 氘水对 水培生 菜品质 的影响 由 表3 可知, 各 指标 的 差异 不同,CK 处 理 生 菜 的 维 生 素C 含 量92.55mg/g 显 著 大于0.005 低氘水 处理T 处理 的88.74mg/g; 在生 菜 生 长 过程 中发现T 处 理的叶 色 偏 淡,CK 的 叶 绿 素0.49mg/g 含 量 高 于T 处 理0.46mg/g, 但 是 差 异 不 显 著; 与 对 照 相 比,T 处 理 的亚 硝 酸 盐 含 量 明 显 降 低, 降 低 了78.4; 而T 处 理 总 酚 含 量、 总 抗 氧 化 能 力 及 羟 基 自 由 基 清 除 能 力 明 显 提 高, 分 别 是 对照 组 的2.2、1.8、4.8、2.5 倍。 表3 不同处理对 水培生菜营 养指标的影响 Table3 Effectsofdifferenttreatmentsonnutrientindsofhydroponiclettuce 处理编 号 Treatment code 叶绿素 Chlorophyl mg/g 亚硝酸 盐 Nitrite μg/g 维生素C VitaminC μg/g 总酚 Totalphenols mg/g 总抗氧化 能力 Totalantioxidant capacity U/g 羟自由基清 除能力 Hydroxyl radicalscavenging activity∥ CK 0.490.02a 1.250.16a 92.551.60a 5.660.17b 27.083.98b 0.020.004b T 0.460.03a 0.270.04b 88.740.94b 12.370.47a 128.9815.25a 0.050.004a注 同列不 同小写字母 表示处 理间 差异显著 Plt;0.05NoteDifferentlowercasesinthesamecolumnindicatedsignificantdifferencesbetweentreatments Plt;0.05 3 结论 与讨 论 该研究 以生 菜 为 试 验 材 料, 研 究0.005 低 氘 水 对 蔬 菜 生长 发育及 品 质 的 影 响, 发 现0.005 低 氘 水 处 理 可 明 显 促 进 水 培 生 菜 前 期 茎 叶 和 后 期 根 系 生 长 以 及 生 物 量 的 积 累。 Tanase 等 [8] 研究表 明,DDW 可以促 进 向 日 葵 胚 根、 胚 轴 及 初 生 叶 的 伸 长, 增 加 向 日 葵 根 茎 叶 的 生 物 量, 但 是 对 大 豆 初 生 叶的 生长、 根茎 生 物量 及色 素 积累有 抑制作 用。 有研究 表明, 低 氘 水 能 够 促 进 向 日 葵 叶 绿 素a、 叶 绿 素 b、 类 胡萝卜 素 等 物 质 的 生 物 合 成, 加 快 其 光 合 同 化 速 率、 蒸 腾速 率等生 理进 程 [8-9] , 但 是 抑 制 大 豆 叶 绿 素 的 合 成 [8] 。 该 研 究 发现,0.005 低氘 水对 水 培生菜 叶绿 素 的 合 成 有 抑 制 作 用, 表现 为 叶色 偏 淡绿 色。 Popa 等 [10] 研 究发 现, 在 培 养 基 中 加 入0.0025 低 氘 水, 会 提 高玉 米 愈伤 组 织中 过 氧化 物 酶、 过 氧 化 氢 酶 的 活 性 和 多 酚 化 合物 的 含 量。 该 研 究 表 明,0.005 低 氘 水 可 以 提 高 总 酚、 类 黄 酮 等 抗 氧 化 物 质 的 含 量, 增 强 抗 氧 化 能 力 与 羟 自 由 基 清 除 能 力, 同 时 显 著 降 低 亚 硝 酸 盐 的 含 量, 减 少 癌 症 的 发 生。 该研 究 结果 对 低 氘 水 在 蔬 菜 的 生 长 发 育 及 种 植 生 产 的 应 用 具有 重 要 的 指 导 意 义, 但 是 只 利 用0.005 低 氘 水 进 行 试 验, 下 一步 可 研究 不 同丰 度 的低 氘 水 对 蔬 菜 生 长 及 品 质 的 研 究, 并 深 入 探 究 氘 元 素 对 植 物 抗 氧 化 能 力、 光 合 色 素 合 成 的 影 响机 制 研究。 下 转 第59 页 8 3 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;安 徽 农 业 科 学 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; 2018 年环糊 精物理 混合物 衍 射 图 峰 图2C 为 氟 苯 尼 考 图2A 和 β- 环糊 精 图2B 衍 射 峰 的 叠 加; 包 合 物 呈 现 典 型 的 无 定 型 衍射 图 图2D, 氟 苯尼考 和β- 环糊 精 的 结 晶 衍 射 峰 均 已 消 失, 表 明 氟 苯 尼 考 以 无 定 型 或 分 子 形 式 包 合, 形 成 了 氟 苯 尼 考β- 环 糊精 包 合 物, 包合形 式为分 子包合。 2.3 氟 苯尼考β- 环糊精 包合物 的 收率和 包合率 制 得3 批 氟苯 尼 考β- 环 糊 精 包 合 物, 测 得 平 均 收 率 为98.20 0.37, 平 均 包合 率为95.101.28。3 批 氟 苯 尼 考β- 环 糊精 包合物 的收率 和包合 率都较 高, 批间精 密度较 好。 3 结论 氟苯尼 考β- 环 糊 精 鉴 别 方 法 有 傅 里 叶 红 外 光 谱 法、X 射线 粉末衍 射法 和 差 示 扫 描 量 热 法。 傅 里 叶 红 外 光 谱 法 测 定样 品时基 线 易 漂 移, 重 复 性 差;X 射 线 粉 末 衍 射 法 和 差 示 扫描 量热法 只能证 实有新 的物相 产 生, 不 能 直 接 证 实 包 合 物 的产 生及产 物的包 合率, 目 前 这些鉴 别 方 法 在 药 典 中 只 作 为 药物 的辅助 鉴别 方 法。 薄 层 色 谱 方 法 作 为 药 典 中 普 遍 采 用 的特 征性鉴 别方法, 具 有专 属 性强和 易操作 等优点。 包合率 作为包 合物的 最重要 指 标, 是 判 断 包 合 工 艺 质 量 的重 要指标。 罗娟 等 [3] 报 道了氟 苯 尼 考β- 环 糊 精 的 包 合 率 测 定 方 法, 但 其 实 际 测 定 的 是 氟 苯 尼 考 原 料 的 回 收 率, 而 不 是 氟 苯尼考β- 环 糊精 包合 率。 该 研 究 通 过 将 游 离 氟 苯 尼 考 与 包 合氟苯 尼考 分 离, 建 立 了 氟 苯 尼 考β- 环 糊 精 包 合 率 的 测定 方法, 可以 科 学评 价产 物 中氟苯 尼考β- 环糊 精 的纯 度。 该研究 建立了 氟苯尼 考β- 环糊 精 薄 层 色 谱 法 和 包 封 率 的 测 定方法, 结 合X 射线 粉末衍 射 法和高 效液相 色谱法 完 善 了 氟 苯尼 考β- 环 糊 精 的 评 价 方 法。 通 过 该 评 价 体 系, 有 效 指 导了 氟 苯尼 考β- 环 糊 精的 中 试 生 产。 包 合 率 低 和 缺 乏 大 生 产 设备 是 制约 氟 苯尼 考β- 环糊 精 包 合 物 扩 大 化 生 产 的 两 大 主 要因 素。 该 试验 结 果 表 明, 采 用 超 声 波- 离 心 喷 雾 干 燥 法 中 试 制 备 的 产 物 为 氟 苯 尼 考β- 环 糊 精 包 合 物, 收 率 为 98.2, 包 合率 为95.1; 收 率 和 包 合 率 均 较 高, 较 好 地 解 决 了 上 述 两 大 问 题, 该 中 试 制 备 工 艺 简 单 可 控, 重 复 性 好, 可 扩 大 化 生产, 具 有 较好 的 工业 化 前景。 参 考 文 献 [1 ] 何 仲 贵. 环 糊 精 包 合 物 技 术 [M ]. 北 京 人 民 卫 生 出 版 社 ,2008 1. 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