烟台、新疆地区的番茄中番茄红素含量的差异

阚 义，罗 星，李 华

(中国农业大学(烟台)设施农业科学与工程系，山东 烟台 274760)

番茄红素是类胡萝卜素的一种，属多烯烃化合物，分子式C40H56，分子量为536.85，具有非环式结构［1］。番茄红素极强的抗氧化性使其在预防癌症、延缓衰老、保护心血管的方面具有特殊功效，因此日益受到人们的关注。

国内外对于番茄红素的提取及测定已有相关报道，但是地域环境因素对番茄红素含量的影响还鲜有介绍。

本文以新疆和烟台两地的番茄品种为研究材料，着重研究地域环境差异对番茄红素含量的影响，为提高番茄红素在番茄中的含量提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料、仪器和试剂

1.1.1 试验材料 烟台露地栽培的鲜食番茄(大叶番茄变种大红色果);新疆露地栽培的鲜食番茄(大叶番茄变种大红色果)。

1.1.2 试验仪器 多功能食品搅拌机、粉碎机(中山市哥尔电器有限公司)，低速大容量多管离心机(上海安亭科学仪器厂)，DKS－21 型不锈钢新型电热恒温水浴锅(上海经济区嘉兴市中新医疗仪器有限公司)，DHG－9140A 型微电脑智能化控制新型电热恒温鼓风干燥箱(上海经济区嘉兴市中新医疗仪器有限公司)，FA1104N 电子天平(上海精密科学仪器有限公司)，KQ－B 玻璃仪器气流烘干器(巩义市予华仪器有限责任公司)，DZ 不锈钢电热蒸馏水器(断水自控)，上海三申医疗器械有限公司紫外分光光度计(上海光谱仪器有限公司)。

1.1.3 试验试剂 苏丹I 色素、无水乙醇、甲苯等均为分析纯，蒸馏水(自制)。

1.2 番茄红素提取方法

1.2.1 工艺流程 番茄→水洗后预处理→打浆→准确称量→离心→准确称量→烘干→冷却干燥→准确称量→粉碎→回流萃取→蒸馏→甲苯溶解定容。

1.2.2 具体步骤 (1)番茄原料预处理:新鲜番茄清洗，用搅拌机打浆后称重，静止分层后用吸管吸出下层透明汁液，弃去。番茄浆保存在冰箱内备用。(2)脱糖脱酸:取适量番茄浆，加4 倍质量水搅拌均匀(约5 min)，以4000 r/min 离心20 min，弃去上清液，再加水搅拌后离心，重复3 次，至上清液PH 值大于5为止。离心后番茄浆保存在冰箱内备用。(3)烘干粉碎:将离心残渣在110℃下烘干至质量不再变化，冷却干燥后，用粉碎机粉碎成粉末状，保存在干燥器内，备用。(4)提取:每次用分析天平称取5 g 左右样品，用甲苯(液料比为4:1)在70℃水浴加热下回流提取4 小时。取下后趁热在无水条件下过滤，滤液、滤渣保留。滤液水浴加热蒸馏，回收溶剂，剩余物即是番茄红素粗品。将粗品用甲苯溶解并定容至50 mL，备用。平行提取3 次。

1.3 番茄红素测定方法

根据GB/T 14215－2008 采用紫外分光光度法测定番茄红素含量。

1.3.1 标准曲线的绘制 (1)标准溶液的配制。称取0.025 g 苏丹红I 色素，精确到0.1 mg，用少量无水乙醇溶解，定量移入50 mL 容量瓶中，并用无水乙醇定容至刻度，摇匀，浓度为500 mg/L。(2)绘制标准曲线。准确吸取标准溶液0、0.26、0.52、0.78、1.04、1.30 mL，分别注入50 mL 容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，摇匀，即相当于0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5μg/mL 番茄红素标准溶液浓度。然后，依次注入1cm 比色皿中，在番茄红素抽提液的最大吸收波长下(约485 nm)，以无水乙醇为空白溶液，分别测定吸光度。以测得的吸光度为纵坐标，苏丹I 色素标准溶液所相当的番茄红素浓度为横坐标，绘制标准曲线(图1)。

图1 苏丹I 标准曲线及回归方程Fig.1 The standard curve and regression equation of Sudan I

1.3.2 提取液测定 从用甲苯定容至50 mL 的提取液中吸出1 mL(或0.5 mL 或1.5 mL)试样，注入1 cm 比色皿中，在番茄红素提取液最大吸收波长下(约485 nm)，以甲苯为空白溶液，用分光光度计测定其吸光度。从标准曲线中查得(或用线性回归方程计算)试样提取液中番茄红素的浓度。

2 结果与分析

通过分光光度计法测得的6个样品的吸光度，并根据回归方程计算得出的番茄红素的浓度(见表1)。

由表2 可知，新疆与烟台地区番茄中番茄红素含量差异较大。从品种及栽培条件、温度、光照、水分等四个方面进行分析:

2.1 品种及栽培条件

从两地采取的番茄样本均为大叶番茄变种(L－204)，果色均为大红色，果面光滑无棱角，均无使用过生长素类似物进行催熟，果实健康未受过病虫害侵染。采摘时间为8月份，属于在陆地栽培条件下自然成熟的果实。

从两地采集的样本均为同种番茄，且两地的栽培条件均为陆地栽培。所以两地番茄中番茄红素的差异并非番茄品种和栽培条件引起。

2.2 温度

温度对番茄红素合成的影响和其对果实形成的影响相似。番茄红素的形成对于温度最为敏感的时期是坐果着色期(4、5、6、7月)当温度低于10 ℃或高于30 ℃时番茄红素的合成均受到抑制［2］。当温度降到14 ℃一下时番茄红素的合成活性显著下降，在温度高于32 ℃是活性被完全抑制。在18～26 ℃之间合成活性最高［3］。将新疆烟台两地4、5、6、7月份的上中下旬中各选3 d(共9 d)昼夜平均温差作比较［10、11、13、16］(见表3)。

表1 番茄红素吸光度及含量Table 1 Absorbance and content of lycopene

表2 不同地区番茄含水量及番茄红素含量的变化Table 2 Changes in content of water of and lycopene of tomatoes in different places

表3 新疆(乌鲁木齐)与烟台(牟平)4、5、6、7月中随机9 天昼夜温差表(摄氏度)Table 3 The temperature difference of 9 random days in April，May，June，July between Xinjiang(Wulumqi)and Yantai (Muping)(Degrees Celsius)

从图表中可以看出，新疆相对于烟台昼夜温差大(4、5、6、7 四个月中)。新疆地区的昼夜温差在4、5、6、7月份分别是烟台的2.04、1.22、1.05、1.32 倍，平均为1.41 倍。昼夜温差大，有利于糖分的积累，而且能够降低呼吸消耗。糖分达到一定量时果实能着色，两者呈正相关。而且糖分和干物质均能促进番茄红素的合成［4］。

2.3 光照

新疆地区日照时间最高可达16 h/d，年日照时间长达2500～3500 h;烟台地区年日照时间在2000～2400 h 左右。先对烟台、新疆两地4、5、6、7月的天气状况(见表4)和新疆烟台4、5、6、7月份每月平均日照时数［10、11、12、13、16］(表5)进行分析。

表4 新疆(乌鲁木齐)、烟台(牟平)4、5、6、7月每月天气情况(天)Table 4 The Weather conditions in April，May，June，July between Xinjiang (Wulumqi)and Yantai (Muping)(day)

表5 新疆(乌鲁木齐)、烟台(牟平)4、5、6、7月份平均日照时数(h/天)Table 5 The average sunshine hours in April，May，June，July between Xinjiang (Wulumqi)and Yantai (Muping)(h/day)

由图表可知，新疆地区在番茄的坐果着色期的晴天比例远高于烟台地区，约为烟台地区的3.11 倍;而在坐果着色期的日照时数也均高于烟台地区的，全年的日照时数约为烟台地区的1.104 倍。充足的光照有利于番茄红素形成［5］。Harding和Shorpshire［6］的研究表明，光促进成熟时的番茄果实中类胡萝卜素(主要是番茄红素)合成。Tompson和White［7］的研究也表明，光刻又到光合作用复合体的形成，间接促进番茄红素的形成。红光处理可以增加类胡萝卜素的积累，远红光可以抵消红光的作用，其调节原因是光敏素的作用［8］。但目前还不清楚光照对番茄红素生物合成的调节作用是刺激了番茄红素的生物合成量增加还是抑制了番茄红素的降解［9］。

2.4 水分

水分无法直接影响番茄中番茄红素的形成，而是通过影响番茄植株代谢或者通过病害侵染来最终影响番茄红素的合成。

番茄茎叶繁茂，根系发达，属半耐旱性蔬菜。适宜的空气相对湿度为40%～50%，空气湿度过大不仅阻碍正常授粉，并且在高温高湿条件下病害严重.除此之外番茄在不同时期的需水量不同，在非设施栽培条件下，很难满足其最佳水量需求。

表6 新疆(乌鲁木齐)、烟台(牟平)4、5、6、7月空气湿度(%)Table 6 The air humidity in April，May，June，July between Xinjiang (Wulumqi)and Yantai (Muping)(%)

从表4 中分析得到烟台在坐果着色期的阴雨天比例要高于新疆地区。从表7［15］中分析得到烟台的空气湿度高于新疆的空气湿度，新疆地区基本满足番茄生长的空气湿度要求，新疆地区有个别月份超过了超过了番茄适宜的空气湿度要求。

新疆地区属于灌溉农业区，水源主要来自于天山冰雪融水，认为可操纵的因素大，便于实现番茄不同生育时期水分的控制，对提高单位面积产量、改善产品质量、提高番茄红素含量等都十分有利。而烟台地区，番茄的水源主要来自于自然降水，烟台地区属温带季风气候，且也受海洋气候的影响，降水充足，年降水量约为651.9 mm，但降水量分布于番茄生育时期需水量并不吻合，且人为调控因素小，尤其在高温夏季，高湿、高热环境［14、17］会让番茄植株感染病害虫害，使植株的生活力下降，降低番茄红素的合成效率。

本文从气候方面初步分析新疆和烟台地区番茄中番茄红素含量产生差异的原因，但两地番茄红素含量的差异还需进一步从栽培技术、土壤条件等方面进行研究。

同时通过调查了解，番茄中番茄红素的含量并没有引起菜农的注意。本次试验可以为烟台地区引进番茄红素含量高的番茄品种、改进种植方式以及改善种植环境等提供依据。

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