番茄 (Lycopeersicum esculentum.Mill) 是一種世界性的經濟作物, 果實特性介于果品與蔬菜之間, 含有豐富的糖類、酸類, 較多的維生素A與C, 及胡蘿卜素、番茄紅素、蛋白質等重要的營養成分。從發展趨勢看人們對番茄的需求仍在加大[1]。
番茄可溶性固形物 (Soluble solids content, SSC或Brix) 指番茄汁液中溶質的百分含量, 主要由可溶性糖和有機酸等營養成分組成, 是衡量番茄品質的一個重要指標, 也是番茄果實加工特性的一個重要衡量指標[1]。
1 番茄果實中可溶性固形物的重要作用
1.1 對番茄果實品質的影響
番茄果實中含有豐富的糖類、有機酸, 以及維生素C、胡蘿卜素、番茄紅素等營養成分。也就是說番茄果實的可溶性固形物含量與其營養價值成正相關關系。據研究表明, 番茄中較多的蘋果酸、檸檬酸等有機酸可以保護維生素C不被破壞, 提高人體對其的吸收利用效率, 還可軟化血管、促進鈣、鐵元素的吸收, 這是其它蔬菜所不及的[2]。
1.2 可以提高番茄果實的加工特性
番茄果實可溶性固形物含量的高低對番茄果實的實質產量 (營養產量) 也有著重要影響。如果在番茄產量保持不變的情況下, 提高其果實的可溶性固形物含量可大幅度提高番茄的營養成分產出。有關研究表明番茄果實可溶性固形物每增加1%就相當于總產量增加25%。另據美國有關統計, 番茄可溶性固形物每增加1%, 每年即可減少約7000萬美元的加工費用[1]。
1.3 對果實生理活動的作用
可溶性固形物是冷害和凍害條件下細胞內的保護物質, 其含量與多數植物的抗寒性成正相關。王孝宣研究表明, 低溫下A BA和可溶性固形物含量與番茄品種的耐寒性呈正相關[3]。
另外有人以包括番茄在內的研究表明, 隨著蔬菜可溶性固形物含量的提高, 其冰點溫度呈明顯的下降趨勢, 相關系數r=-0.9007。對蔬菜儲藏, 運輸銷售過程中的防凍等有很好的預見性的幫助[4]。
2 番茄可溶性固形物組成成分的研究現狀
番茄果實的可溶性固形物是糖、酸等多種化學成分的混合物, 其各種成分在果實鮮重中的含量和對可溶性固形物的相關性各不相同 (見表1) 。番茄果實中糖、酸的分析是目前品質研究的主要內容, 主要探討它們同果實品質和風味的關系[5,7]。我國從20世紀80年代開始開展番茄品質和番茄紅素的研究。吳有為 (1986) 、周永鍵、徐和金 (1985) 等進行了番茄紅素和可溶性固形物的遺傳表現研究。
2.1 番茄果實中的糖分
普通栽培番茄果實中糖分占干物質總量的55%左右, 主要是果糖和葡萄糖, 很少或基本不含蔗糖。果糖、葡萄糖和蔗糖對果實甜度的貢獻不同, 果糖:蔗糖:葡萄糖=220∶145∶100。果糖和葡萄糖的變異具有相對穩定性和較高的相關性, 紅熟時果糖:葡萄糖為14∶11左右。蔗糖在番茄果實中的積累量極少, 而在某些野生種中的含量較高[5]。
2.2 番茄果實中的有機酸
番茄果實中有機酸占干物質總量的12%, 所含的酸主要是檸檬酸, 約占總酸量的40%~90%, 蘋果酸含量較少, 此外還有微量的草酸、酒石酸、抗壞血酸、半乳糖醛酸等。Islam試驗證明, 有機酸和VC隨果實的成熟而增加, 至轉色期達最高峰, 但紅熟期略有下降, 糖酸比在各成熟期幾乎相同, 但在完熟期略有增加, 主要原因是單糖含量增加和有機酸略微下降[5~6]。
2.3 番茄果實中的糖/酸
番茄果實風味除了要求有較高的糖和有機酸的含量外, 合適的糖酸比也尤為重要。實踐證明, 良好的風味, 必須在較高的含糖量基礎上有合適的糖酸比。酸度過大, 不易被人接受;糖含量高, 酸度過低, 味淡而淡;糖酸均過低, 即使有合適的糖酸比, 也會令人感到淡而無味。合適的糖酸比為6.9~10.8, 但也有人認為糖酸比應為4~6[5~6]。
3 番茄果實可溶性固形物的提高途徑
多年來, 眾多研究人員對提高番茄果實可溶性固形物含量進行了深入廣泛的研究, 也取得了豐富的成果。目前提高番茄果實可溶性固形物含量主要有兩條途徑:一是利用雜交或生物技術手段優化植株的基因組成, 使可提高可溶性固形物含量的基因與其它控制優良性狀的基因整合在一起, 或者抑制對其有不良影響的基因表達;另外就是通過改變作物的生理生長環境, 如水, 肥, 激素等條件促進番茄果實的可溶性固形物含量的提高。
3.1 通過基因改良提高番茄果實可溶性固形物含量
Chetelat等 (1995) 利用分子標記輔助選擇將在L.chmielewskii中發現的一種酸性蔗糖缺失基因sucr導入到普通的番茄中, 明顯提高了果實中可溶性固形物含量、可滴定酸度和番茄醬的產出率[6]。最近, Triano和Clair用多次回交法將L.cheesmanii的高可溶性固形物基因導入到普通番茄中, 得到了2個可溶性固形物含量較高的材料[7]。
研究者還對番茄果實可溶性固形物的形成機制和作用機理進行了研究。蔗糖代謝是其中的重要環節, 故許多學者試圖從蔗糖代謝相關酶的活性變化, 來探討果實糖積累的機理[8]。
目前, 人們對糖分進入果實的途徑、果實糖分積累過程中的有關酶活力變化動態、酶和糖在細胞內的分布等信息已較為清晰。但對果實糖分積累起始信號、與糖積累有關的韌皮部后非維管運輸的細胞途徑、可能存在的糖運輸蛋白及果實內部糖代謝的控制步驟都有待闡明。用分子生物學手段和反向遺傳學手段研究有關酶基因對果實糖分積累的直接作用將是進一步研究的方向[8]。
3.2 虧缺灌溉提高番茄可溶性固形物含量
水分脅迫條件對作物的碳水化合物系統的代謝產生影響。Branthome X等 (1994) 在法國利用滴灌方法, 研究了灌溉水量對加工番茄產量及品質的影響表明, 當灌水為1.0MET (最大水分蒸散量) 時, 產量最高, 但番茄果實著色、酸度、可溶性固形物等指標卻以0.7MET時為最佳。虧缺灌溉雖增加了果實的品質風味, 但產量有所下降, 生產中可根據需要確定水分灌溉平衡點, 使產量降低適度, 而品質又有較大的增加[9]。國內已有報道指出在第一花序果實已膨大進入果色轉白期后再開始虧缺灌溉, 控制其土壤的灌水量在正常灌水量的50%左右, 可以在提高果實的風味品質的同時減少產量降低的幅度[9]。
3.3 施肥
礦質元素磷、鉀在促進植物體內光合及ATP合成增加、光合產物運轉及其它礦質養分的吸收、代謝等方面具有重要的作用[10]。適量施用氮肥可以顯著提高蔬菜產品中可溶性固形物以及含氮物質含量, 但過量施肥卻可以降低其非氮源營養成分如Vc、總糖以及可溶性糖等的含量[10]。
3.4 激素調控
當生長中番茄的細胞分裂素合成增加, 可使光合產物在果實中的分配增加, 從而能提高番茄可溶性固形物的含量。通過對柑橘研究表明, 果實發育中后期, 汁囊中的ABA與糖的含量達到極顯著地相關關系。在蘋果上的研究也表明, ABA可促進糖的卸載和在果實中的積累。高東升等 (1999) 研究表明噴施外源GA3可提高溫室盆栽桃果實中淀粉酶、酸性及中性轉化酶的活性[11]。另外, 乙烯對成熟期蘋果果實碳水化合物代謝具有調控作用, 乙烯利處理后, 淀粉酶、中性轉化酶、SS和SPS均受到乙烯處理的顯著激活而活性增強。
摘要：本文論述了可溶性固形物在番茄果實的品質特性、加工特性和生理作用方面的作用, 以及番茄果實中可溶性固形物的主要成分和對風味的影響作用。也對近年來提高番茄果實可溶性固形物的基因重組、水肥調控和激素調控等途徑的研究情況做了概述。
關鍵詞：番茄,可溶性固形物,研究概況
參考文獻
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