?酵素菌剂与有机肥配施对丝瓜营养成分的影响

? 吴景 唐灿辉 严潜 张艳 王安乐 严小兵 罗扬 王冲勇

摘要：为分析酵素菌剂对丝瓜果实营养成分的影响，以国家农产品地理标志登记产品白关丝瓜为试验对象，通过液体酵素菌剂与有机肥的配合施用，分析比较果实中影响风味的主要营养成分的变化。结果表明：液体酵素菌剂与有机肥配合施用后，样品中谷氨酰胺含量高达169.02 mg/100g，比单纯施用有机肥的对照样品提高了62.3%，呈甜、鲜、香味的游离氨基酸提高了38.3%～118.4%，尤其是对风味贡献显著的鲜味氨基酸天冬氨酸含量提高了87.2%、苦味氨基酸精氨酸含量降低了33.2%，蛋白质、可溶性固形物、钙元素、铁元素含量分别较对照提高了10.6%、5.7%、21.6%、62.5%。

关键词： 酵素菌剂；丝瓜；营养成分；游离氨基酸

中图分类号：S642.4文献标识码：A文章编号：1006-060X（2024）03-0019-04

Effect of Combined Application of Enzyme Bacteria Agents and Organic Fertilizers on Nutritional Components of Luffa

WU Jing1，TANG Can-hui2，YAN Qian1，ZHANG Yan1，WANG An-le1，YAN Xiao-bing1，

LUO Yang3，WANG Chong-yong4

（1. Changsha Academy of Agricultural Sciences， Changsha 410003， PRC; 2. Wangcheng District Plant Protection and

Inspection Station， Changsha 410299， PRC; 3. Changsha Agricultural Product Quality Monitoring Center， Changsha

410003， PRC; 4. Changsha Agricultural Technology Promotion Center， Changsha 410205， PRC）

Abstract： In order to study the effect of enzyme bacteria agents on the nutritional components of luffa， Baiguan luffa （a product registered with the National Geographical Indication of Agricultural Products） was used as the experimental object. Through the combined application of liquid enzyme bacteria agents and organic fertilizers， the changes in the main nutritional components affecting the flavor of the fruit were analyzed and compared. The results showed that after the combined application of liquid enzyme bacteria agents and organic fertilizers， the glutamine content in the sample reached 169.02 mg/100g， which was 62.3% higher than the control sample treated with organic fertilizers alone. The free amino acids that are sweet， fresh， and fragrant increased by 38.3%–118.4%， with an increase of 87.2% in the content of fresh amino acids significantly contributing to the flavor， namely aspartic acid and a decrease of 33.2% in the content of bitter amino acids， namely arginine. The content of protein， soluble solids， calcium， and iron increased by 10.6%， 5.7%， 21.6%， and 62.5% respectively， compared to the control sample.

Key words： enzyme bacteria agents; luffa; nutritional components; free amino acids

絲瓜（Luffa aegyptiaca Mill.）为葫芦科（Cucur-bitaceae）丝瓜属（Luffa Mill.）的一年生攀绿性草本植物，起源于亚洲的热带地区，以嫩瓜食用为主，老熟果实纤维发达，可入药或做海棉的替代品[1]。丝瓜有8个种，在中国主要分布有普通丝瓜（L. cylindrica Roem.）和有棱丝瓜（L. acutangula Roxb.）2种[2]。白关丝瓜属于普通丝瓜，是湖南省著名的地方品种，原产于湖南省株洲市芦淞区白关镇，2021年6月获批国家地理标志农产品。该品种在湖南省其他地方的年种植面积约2 000 hm2，占全省丝瓜种植面积的12%，除株洲地区外，湖南长沙、湘潭、益阳、常德等地均广泛种植，并成为这些地方主要的丝瓜消费品种；江西、广西、广东等省也有部分种植[3-4]。

白关丝瓜以烹饪后汤汁乳白、果肉不变色、口感丝滑沁甜、香气浓郁作为其风味特色。但在推广过程中白关丝瓜的风味变化明显，主要原因是由肥水管理引起的果实营养成分变化[5]。影响风味的营养成分主要有游离氨基酸，蛋白质，可溶固形物，钙、铁、镁等有益微量元素。其中，游离态氨基酸（Free amino acid，FAA）是以游离状态存在于植物体中[6]，直接影响蔬菜产品的口感及鲜美程度，可分为鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸4类[7-9]。

酵素技术最早是由日本的微生物专家作为一项生态工程发明的，于20世纪80年代开始广泛应用并形成产业化[10-11]。酵素在植物、动物、微生物的三维立体循环农业体系转化中起到核心链接作用。通过酵素发酵的有机肥可作为一种高效复合生物肥料[12]，酵素菌产生的多种活性糖、酶等物质有利于植物光合作用和糖分合成，对植物含糖量及果实品质风味的提升有积极作用[13-14]。

研究以白关丝瓜为试验对象，通过液体酵素菌剂与有机肥的配合施用，分析比较果实中影响风味的主要营养成分的变化，为稳定白关丝瓜风味品质提出合理化建议。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试丝瓜品种为白关丝瓜，种植于长沙市望城区光明鑫种养合作社丝瓜基地；酵素为益生菌液体酵素，主要成分包括枯草芽孢桿菌、地衣芽孢杆菌等，由湖南伊润生物科技股份有限公司生产；有机肥为合作社自购商品有机肥。

1.2 试验设计

试验设A、B共2个肥水处理，每个处理3次重复，每个小区种植16株丝瓜，待采摘完首批丝瓜后进行处理。处理A：采用有机肥料作基肥，每株根旁开追肥洞，每洞施1 500 g左右有机肥，深埋盖土，将液体酵素稀释200倍后浇灌追肥洞和丝瓜根部，浇透为止，然后每10 d用稀释200倍的液体酵素重复浇灌操作。处理B：使用清水代替液体酵素，其他肥水操作同处理A。期间正常采收果实和防治病虫害。开洞追肥后第30天采摘丝瓜样品，每株采收1个品相相近的丝瓜，按小区对样品进行缩分并均质处理，待测。

1.3 测定指标及方法

采用现行有效的国家标准或行业标准的方法检测丝瓜样品中的蛋白质（GB 5009.5—2016 第一法），可溶性固形物（NY/T 2637—2014），丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺等21种游离氨基酸（GB/T 30987—2020）以及钙、铁、镁等3种微量元素（GB 5009.268—2016 第一法）的含量。

1.4 数据分析

采用SPSS软件进行数据统计与分析，采用t检验差异法比较2个处理丝瓜样品风味营养成分含量。氨基酸风味贡献强度采用味觉阈值比（Ratio of content and taste threshold，RCT）[15]进行评价，RCT=某风味氨基酸含量/相应氨基酸的味觉阈值。

2 结果与分析

2.1 酵素菌剂对丝瓜风味营养成分的影响

如表2所示，除胱氨酸和茶氨酸未检出外，其他19种游离氨基酸均被检测到，其中谷氨酰胺含量最高（处理A：169.02 mg/100g；处理B：104.13 mg/100g）。处理A中谷氨酰胺、蛋白质、可溶性固形物、钙元素、铁元素含量分别较处理B高62.3%、10.6%、5.7%、21.6%、62.5%，表明该液体酵素肥能够有效促进丝瓜对氮、钙、铁等元素的吸收以及谷氨酰胺、蛋白质、糖等的合成，从而提高丝瓜果实品质，增强其抗逆性，并延长其生长期。

对2个处理样品的风味营养成分含量进行t检验分析，发现脯氨酸、丝氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、γ-氨基丁酸等5种游离氨基酸的含量差异不显著，丙氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸等4种游离氨基酸的含量差异显著，甘氨酸、组氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等10种游离氨基酸差异极显著；蛋白质和可溶性固形物含量差异显著，钙、铁含量差异极显著，镁含量差异不显著。这表明施用液体酵素能够显著提高丝瓜中蛋白质，可溶性固形物，甘氨酸、组氨酸、谷氨酰胺等13种游离氨基酸，钙、铁2种微量元素的含量，对丝瓜的品质提升效果明显。

2.2 酵素菌剂对丝瓜风味的影响

为了评价酵素菌剂对丝瓜风味的影响，研究对游离氨基酸中呈味氨基酸的含量和风味贡献强度进行了分析。呈味氨基酸分为鲜味、甜味、苦味和芳香族氨基酸4类[16]。氨基酸风味贡献强度采用味觉阈值比（RCT）来评估。RCT可反映单一氨基酸对整体滋味的贡献值大小，当RCT≥1时，认为该氨基酸对呈味有贡献；当RCT＜1时，则认为该氨基酸对呈味无贡献。由表3可知，2个处理样品中只有天冬氨酸和精氨酸的RCT值大于1，其中处理A的鲜味氨基酸天冬氨酸RCT值较处理B高87.2%，苦味氨基酸精氨酸含量较处理B低33.2%。以处理B为比较对象，去除含量差异不显著的游离氨基酸，按呈味不同分类进行比较，结果如图1所示，处理A样品的呈鲜味、甜味和芳香味的游离氨基酸含量较处理B提高了38.3%～118.4%，其中组氨酸含量提升幅度最大。

3 讨论

液体酵素菌剂富含氨基酸等有机态氮，蔬菜可以直接吸收利用其中的有机态氮。当有机态氮进入植物体内，在各类酶的作用下，转化为谷氨酰胺和谷氨酸，进而参与到其他氨基酸、核酸和蛋白质的生物合成的过程中；其中谷氨酰胺还能够提高蔬菜产量和品质，促进根系发育和植物生长，加强植物对环境的适应性[17-21]。液体酵素菌剂还含有大量有益微生物，在追施等量的有机肥条件下，配施液体酵素菌剂，能够改善丝瓜根系微生物环境，提高有机肥利用效率，促进植株对养分的吸收利用[22-24]。

白关丝瓜作为湖南地理标志农产品，以其特有的甜、鲜、香为特色，但在推广种植的过程中，由于肥水管理不当等原因导致其品质潜力不能得到完全发挥，果实品质不佳。目前，大部分产品品质的指标没有涉及游离氨基酸[3]，特别是对呈味氨基酸的评价。试验结果表明，液体酵素菌剂与有机肥配合施用显著提高了白关丝瓜果实的游离氨基酸、蛋白质、可溶性固形物、钙、铁等营养成分的含量。其中，对丝瓜品质和生长有益的谷氨酰胺含量高达169.02 mg/100g，比单纯施用有机肥的对照样品提高了62.3%，呈甜、鲜、香味的游离氨基酸提高了38.3%～118.4%，尤其是RCT＞1的鲜味氨基酸——天冬氨酸提高了87.2%、苦味氨基酸——精氨酸降低了33.2%，蛋白质、可溶性固形物、钙元素、铁元素含量分别较对照提高了10.6%、5.7%、21.6%、62.5%。上述数据与消费者食用后主观风味评价基本一致，为液体酵素菌剂在丝瓜和其他蔬菜上的应用提供了借鉴意义，特别是天冬氨酸和精氨酸含量的一升一降，值得从育种、园艺、植物生理学等方面作进一步深入研究。

参考文献：

[1] 李勇奇，胡新军，闵子扬，等. 长沙地区丝瓜生产现状及优势品种推荐[J]. 长江蔬菜，2023（1）：16-18.

[2] 苏小俊，徐海，陈龙正，等. 丝瓜种质资源亲缘关系的ISSR分析[J]. 南京农业大学学报，2010，33（3）：42-46.

[3] 钟桂平，胡新军，闵子扬，等.国家地理标志农产品“白关丝瓜”质量控制技术[J]. 长江蔬菜，2022（12）：27-29.

[4] 钟桂平，胡新军. 白关丝瓜[J]. 湖南农业，2022（10）：32.

[5] 胡新军，闵子扬，钟桂平，等. 国家地理标志农产品‘白关丝瓜提纯复壮试验[J]. 辣椒杂志，2022，20（4）：47-50.

[6] 顾晓敏，童川，韩延超，等．不同品种莲藕游离氨基酸多样性分析[J]. 食品科学，2022，43（4）：183-189．

[7] TSENG Y H，LEE Y L，LI R C，et al. Non-volatile flavour components of Ganoderma tsugae[J]. Food Chemistry，2005，90（3）：409-415．

[8] 王馨雨，王蓉蓉，王婷，等．不同品种百合内外鳞片游离氨基酸组成的主成分分析及聚类分析[J]. 食品科学，2020，41（12）：211-220.

[9] 范婷婷，赵晓燕，李晓贝，等．人工栽培和野生羊肚菌游离氨基酸主成分分析及综合评价[J]. 食品科学，2022，43（6）：295-302．

[10] 廖欣，王忍，张印，等.酵素菌剂与有机肥配施对水稻产量、品质和土壤养分的影响[J]. 江苏农业科学，2023，51（14）：95-101.

[11] 文亚雄，谭石勇. 酵素菌技术及我国酵素菌肥料应用现状[J]. 湖南农业科学，2016（1）：112-114．

[12] 刘海刚．微生物肥料之酵素菌肥[J]. 现代农业，2020（2）：66-67．

[13] 文廷刚，江雨晴，杜小凤，等. 不同肥料处理对辣椒产量和品质的影响[J]. 江西农业学报，2013，25（3）：30-32，35．

[14] 陈卓，覃丫丫，马超，等. 尾菜来源酵素液对不结球白菜生长及品质的影响[J]. 中国瓜菜，2023，36（2）：66-69.

[15] 黄元河，黄玉镯，潘乔丹，等. 柱前衍生化HPLC法测定柊叶游离氨基酸成分及风味评价[J]. 食品工业科技，2021，42（1）：292-296，303．

[16] ZHAO C J，SCHIEBER A，G?NZLE M G．Formation of taste-active amino acids，amino acid derivatives and peptides in food fermentations - A review[J]. Food Research International，2016，89（Pt 1）：39-47．

[17] LAM H M，COSCHIGANO K T，OLIVEIRA I C，et al. The molecular-genetics of nitrogen assimilation into amino acids in higher plants[J]. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology，1996，47：569-593.

[18] TOBIN A K，YAMAYA T. Cellular compartmentation of ammonium

assimilation in rice and barley[J]. Journal of Experimental Botany，2001，52（356）： 591-604.

[19] 韋一昊. 小麦谷氨酰胺合成酶同工酶的定位、表达与功能研

究[D]. 郑州：河南农业大学，2020.

[20] 冯琳. 茶树CAT家族氨基酸转运蛋白编码基因的克隆与功能分析[D]. 合肥：安徽农业大学，2017.

[21] 苑婧娴. 氨基酸对小麦幼苗生长及生理特性的影响[D]. 南京：南京农业大学，2013.

[22] YU J Q，MATSUI Y. Phytotoxic substances in root exudates of cucumber （Cucumis sativus L.）[J]. Journal of Chemical Ecology，1994，20（1）：21-31.

[23] 杨凡，王建宏，蔡毓新，等. 设施黄瓜连作障碍灾变机制及酵素菌应用研究进展[J]. 中国瓜菜，2022，35（7）：6-12.

[24] 高捷. 有机肥、生物菌剂与化学氮肥配施对水稻产量和品质的影响及其机理[D]. 扬州：扬州大学，2023.

（责任编辑：王婷）