蔬菜硝酸盐与营养品质的关系

2011-04-01刘永灿李会合

重庆高教研究 2011年3期

黄威，刘永灿，李会合

(1.重庆文理学院生命科学与技术学院，重庆永川 401268;2.重庆市永川区经济作物技术推广站，重庆永川 401260)

蔬菜是人们日常生活中不可缺少的重要副食品，它为人类提供丰富的各种维生素、矿物质和纤维素，其中碳水化合物、脂肪、蛋白质是人体所需的三大营养，矿物质中的 K、Ca、Na、P等参与人体组织的构成，调节生理机能，为人体不可缺少的物质.同时，Ca、K、Mg等在人体内代谢的产物呈碱性，可平衡体内豆类、肉类等酸性食物，以保持人体血液和体液内环境的酸碱平衡，维持人体正常生理活动.Mg是保护心血管系统，预防冠状动脉硬化等重要的营养物质，绿叶菜含Fe较多，是贫血者的佳菜;大白菜中的Mo能抑制人体对亚硝酸胺的吸收和合成，从而具有一定的抗癌作用.蔬菜中富含维生素 C、A、B、E、P 等，蔬菜中的Vc可防止因氧化作用所导致的心血管病和癌症等许多疾病的发生，增加人体免疫功能.维生素A的前提物是胡萝卜素，胡萝卜素在人体转化为维生素A后能抑制癌细胞的生长和繁殖，可加快儿童的生长发育，促进智力发展.此外，植物中的纤维素可降低胆固醇，预防动脉硬化，预防并治疗糖尿病.人体内的必须营养物质中的某些成分欠缺或比例不当，营养素不平衡往往引起人体代谢异常，甚至患病，如肿瘤、动脉粥样硬化、肥胖、糖尿病、高血压、贫血等疾病，可通过蔬菜的合理搭配进行调整，减少发病的可能.所以，蔬菜营养品质在人体健康中所起的作用不可低估［1-2］.

同时，蔬菜又是一种容易富集硝酸盐的作物［3］.蔬菜体内累积硝酸盐是其生长过程中的自然现象.正常情况下，蔬菜中所含的一定量的硝酸盐对人畜无害.过量的硝酸盐累积也无害于植物本身，但对食用它的人和动物则易产生毒害作用.近年来，医学、环境和食品卫生学方面的大量研究已证明，硝酸盐在人体内经过细菌作用可被还原成有毒的亚硝酸盐，亚硝酸盐与次级胺反应成亚硝酸胺，这是一类致癌性很强的有机化合物;同时，亚硝酸盐与人体血红蛋白结合，使之失去载氧功能，即引起亚硝酸盐中毒症［4］.因此，硝酸盐含量已成为评价蔬菜品质的一个指标.随着人们生活水平的提高，蔬菜的营养品质日益受到消费者的重视，但目前对于蔬菜硝酸盐与营养品质关系的报道很少，为此，本文在前人研究的基础上加以总结，系统阐述了蔬菜硝酸盐与营养品质的关系，以期为人们生产、选用优质蔬菜提供帮助.

1 蔬菜硝酸盐与有机物质含量的关系

1.1 硝酸盐与氨基酸、蛋白质

王双明(1992)报道，用氯化钾、甘氨酸、钼酸钠对小白菜进行浸种，叶面喷施处理，植株体内硝酸盐的积累下降，而蛋白质含量上升，两者存在极显著负相关.同时还发现小白菜体内的硝酸还原酶活性(NRA)与硝酸盐的积累量之间呈极显著负相关，而NRA与蛋白质含量呈极显著正相关，表明在提高NRA的基础上，促进了植株内硝酸盐同化还原，因而在一定程度上既有利于蛋白质含量的增加，也能相应减少硝酸盐在体内的积累［5］.胡承孝等(1996)研究指出，在施用低氮或高氮时，氨基酸总量增加，非蛋白氮与总氮比值增大，植株氮代谢絮乱，阻碍蛋白质的形成.特别是高氮条件下，小白菜积累较多的硝态氮，植物体内谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、甘氨酸和脯氨酸积累，而蛋白质含量却下降［6］.因此，要供给植物适量的氮，避免过多的硝酸盐积累，使硝态氮顺利向蛋白质转化.郭亚芳(1991)、黄启为等(1991)施用钾肥或微肥的试验均发现，小白菜体内的硝酸盐含量与蛋白质含量呈负相关，硝酸盐与氨基酸含量则没有明显规律性［7-8］.

1.2 硝酸盐与糖、有机酸

周兆德等(1991)通过不同P、K配比试验发现，蔬菜叶片内还原糖随着硝酸盐的减少而有下降趋势，因为还原糖与硝态氮的同化有着直接或间接的关系，它可以被氧化为有机酸作为NO3-N还原成氨的受体.因此，两者呈一定的正相关［9］.高祖明等(1987)认为，为促进硝酸盐还原，势必消耗大量的NADH，它是由磷酸甘油醛产生的，这样还原糖含量自然减少［10］.林志刚(1993)在测定不同光照条件对叶菜硝酸盐的影响时，对硝态氮含量与可溶性糖含量进行分析，发现两者呈明显的负相关.其原因是:光照正常条件下，光合作用良好，植株生长量大，吸入的硝酸盐可被稀释，而不致积累很多，同时光合作用可提供硝酸还原的能量，使之转化成铵态氮，进而与受体酮酸合成氨基酸，因此也有利于硝酸盐含量的下降.而遮荫处理条件下则相反，光合作用不能正常进行，可溶性糖消耗大于积累［11］.庄舜尧等(1993)发现氮肥用量对硝酸盐和糖分含量影响较大，以尿素作氮肥，施肥量越高，NO3-N含量也越高，糖分含量增加，但当氮肥用量超过每亩18 kg时，蔬菜中的糖分含量反而下降，而NO3--N 含量继续上升［12］.许多报道指出，硝酸盐在植物体内的过量积累会产生过多的有机酸，如草酸等，致使果蔬的可滴定酸度显著增加，糖酸比下降，可口性差，品质恶化［13］.

1.3 硝酸盐与维生素

众所周知，维生素对人体健康是必不可少的，近年来的研究认为维生素C是最强的亚硝化抑制剂，它能阻止硝酸盐还原为亚硝酸盐并抑制胺与亚硝胺结合.胡萝卜素可以转化为维生素A，有消除硝酸盐、亚硝酸盐毒害的能力.某些维生素，如叶酸，二甲基醌亚硫酸钠、维生素P等具有结合亚硝酸盐毒害的能力.不少研究者的试验结果表明，蔬菜中硝酸盐含量与维生素，特别是维生素 C的含量呈一定负相关.胡承孝等(1996)发现，不同氮肥水平下，随着氮肥用量的增加，蔬菜体内的硝态呈直线增加，小白菜体内的Vc含量直线下降，蕃茄果实中Vc也显著下降［6］.吴礼树等报道，不同的温度、光照处理在降低蔬菜硝酸盐的同时，也显著提高了Vc的含量［14］.许多研究发现，施用钾肥均能降低蔬菜硝态氮含量，Vc和糖的含量增加.曾宪锋(1994)研究不同生长发育阶段荠菜基生叶硝酸盐含量与Vc含量变化规律是，硝酸盐:初花期＞基生叶期＞盛花期＞初果期＞盛果期，而Vc含量则呈逐渐减少的趋势，即基生时期＞初花期＞盛花期＞初果期＞盛果期.原因是基生叶逐渐衰老，代谢能力减弱，硝态氮主要分布在代谢旺盛部位，并且能够发生由衰老部位向代谢旺盛部位的转移，从而导致其含量的下降.光合产物累积量的多少直接影响着Vc的形成.由于荠菜基生叶光合产物最初主要供给叶子自身发育，所以积累较多，以后茎的发育，花的形成，果的形成要消耗大量光合产物，所以基生叶的光合产物积累越来越少，故荠菜基生叶的Vc含量呈逐渐减少的趋势［15］.

2 蔬菜硝酸盐与矿物质含量的关系

2.1 硝酸盐与磷、钾

何天秀等(1992)对部分蔬菜的不同部位中硝酸盐与钾含量进行测定，结果发现白茎、青茎芹菜中硝酸盐含量分布为叶柄＞老叶＞嫩叶，而钾含量正好相反，老叶柄＜嫩叶柄＜老叶＜嫩叶［16］.张漱茗等(1997)研究表明，芹菜、萝卜根中硝酸盐和钾含量的关系可用指数方程表示，呈极显著相关［17］.倪吾钟等(1997)研究发现，增施钾肥能提高大白菜软叶和叶邦中钾的含量，同时有效降低硝酸盐含量.钾是蔬菜的品质元素，钾能够提高植物体内硝酸还原酶的活性，促进非蛋白氮的转化，提高蛋白态氮的含量，减少硝酸盐的积累［18］.人们普遍认为，植株中积累的硝酸盐也会影响植物对磷的吸收.因为离子间拮抗作用，当硝态氮供应较多时会抑制磷酸根离子的吸收，即减少植株中磷的含量.植物体内的磷对作物硝态氮的吸收、运转、还原同化起着重要作用.磷是组成蛋白质的重要成分之一，磷酸化、磷酸键能和磷酸盐载体在氮素代谢及碳水化合物代谢中有着极为重要的作用.冯武焕(1992)报道，在石灰性土壤中施加硝酸磷肥能够明显提高大白菜可溶性糖、粗蛋白和Vc含量，同时植株中含磷量增加，而可溶性糖、维生素C等含量的提高，必然会降低硝态氮的积累，消除其潜在危胁性，改善蔬菜品质［19］.

张春兰等(1990)施用不同形态的氮及不同配比的NO3-N与NH4+-N，测定其对蔬菜营养品质的影响，结果发现NO3-N区菠菜地上部全磷含量明显低于铵态氮区和尿素态氮区，而植株中的 NO3-N含量却最高.当 NO3--N与NH4+-N按不同比例配合时，植株全磷量随NO3-N用量的减少而增加，而硝酸盐变化趋势则相反［20］.

2.2 硝酸盐与Ca、Mg、Fe及其它矿质品质

对于蔬菜中硝酸盐与Ca，Mg等矿质品质的关系，研究报道尚不多见，结果也不一致.林葆等(2000)土施硝酸钙后测定大白菜、生菜、芹菜和甘蓝中Ca，Mg，Fe含量提高，而NO3-N含量下降［21］.胡承孝等(1996)指出，随着氮素水平的提高，小白菜体内含氮量逐渐增加，硝态氮呈直线增加，而高氮条件下，作物体内Ca，Mg元素的含量显著下降［6］.高秀兰(1997)发现蕃茄叶片和果实中NO3-N含量随氮肥用量增加而增加，同时，Ca，Mg含量有一定提高，但若施入过量氮肥，则 Ca，Mg 含量逐渐减少［22-23］.张春兰等(1990)报道，NO3-N供氮区菠菜地上部全Fe含量明显低于铵态氮区和尿素区，全 Ca、全 Mg含量随NO3-N用量减少而减少.由此可见，全Fe含量与植株中硝酸盐含量呈负相关，而Ca，Mg则与NO3-N 呈正相关［20］.

硝酸还原酶(NR)是植物体内硝酸盐同化还原过程中的限速酶，其催化反应速率直接控制着整个氮素代谢过程.钼、锌、锰等作为构成NR必不可少的重要组分之一，其缺乏与否，必然会通过对硝酸还原酶活性的影响，从而影响整个硝酸还原过程.另一方面，Mo，Zn，Mn等微量元素亦是人体内不可少的营养元素，因此，植株体内NO3--N与Mo，Zn，Mn等的关系日益成为许多学者的研究热点.据王艳等(2001)报道，施锌可显著提高西芹叶柄及叶片中Vc含量，且叶柄、叶片含锌量增加，提高供锌水平，叶柄与叶片中硝态氮的含量有降低的趋势.因为Zn是多种酶的组分或活化剂，参与植物体内有机物质水解、氧化、还原，尤其是对蛋白质的生物合成起着一定作用，从而有利于硝酸盐还原成氨后被同化成氨酸，进而合成蛋白质［24］.李旭辉(1997)报道，所有施锌的处理黄瓜果实中Zn含量较对照均有增加，其中钼、锰、锌配合施用，增加量最大，为人体摄入有效锌提供了重要途径，而且黄瓜中Vc含量显著增加，提高黄瓜营养品质［25］.

3 结语

硝酸盐含量属于卫生指标的范畴，常被用于评价蔬菜的食用安全性.蔬菜硝酸盐含量和营养品质与蔬菜质量的关系是相反的，且二者之间关系密切.近年来，有关蔬菜硝酸盐与营养品质的关系的研究虽然有所进展，但研究不够深入全面，且有些观点也不一致.因此，今后研究应该从蔬菜营养生理和营养化学的角度，进一步探索蔬菜体内的氨基酸、蛋白质、糖、有机酸、维生素和矿物质元素的含量及其分布与硝酸盐累积之间的相互关系，将对发展优质蔬菜生产和评价蔬菜品质具有重要的理论和实践意义.

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