无土栽培番茄营养品质及安全品质分析与评价

郑回勇，章淑妹，许 静，蔡淑芳，肖华山，吴敬才，余文权*

(1.福建省农业科学院数字农业研究所 350003；2.福建省农业科学院； 3.福建师范大学)

2017-07-03

郑回勇，男，1968年生，副研究员。

*通讯作者：余文权，男，1972年生，教授级高级农艺师(E-mail：825938827@qq.com)。

福建省科技重大专项专题(2014NZ0002-2)；福建省发展与改革委员会五新项目(闽发改农业函[2014]198号)；福建省发展与改革委员会五新项目(闽发改投资[2015]489号)；福州市发展与改革委员会2015年产业技术联合创新专项(榕发改推介[2015]27号)；福建省农业科学院创新团队PI项目(2016PI-45)；福建省农业科学院生产性工程化实验室(2014GCH-9)；福建省农业科学院生产性工程化实验室(2014GCH)；福建省农业科学院一般项目(A2016-4)；福建省农业科院科技创新项目(YC2017-12)；福建省自然科学基金项目(2017J01045)。

无土栽培番茄营养品质及安全品质分析与评价

郑回勇1，章淑妹1，许 静2，蔡淑芳1，肖华山3，吴敬才1，余文权2*

(1.福建省农业科学院数字农业研究所 350003；2.福建省农业科学院； 3.福建师范大学)

对54个国内外番茄品种(系)进行无土栽培，对其营养成分及不良品质进行测定与分析，并采用优良品质与不良品质的综合指标法进行综合评价，结果表明：无土栽培的番茄，其主要营养成分平均值分别为抗坏血酸369.60 mg/kg、番茄红素54.92 mg/kg、可溶性固形物4.27%、总糖4.66%、总酸0.48%，基本处于前人研究的上限或高于上限；硝酸盐含量30.15 mg/kg、亚硝酸盐含量1.08 μg/g，均明显低于国家无公害蔬菜安全标准值，其中T2014-6综合评价得分最高。

无土栽培；番茄；营养品质；安全品质；评价

番茄是世界上种植范围最广、种植面积与总产量最高的蔬菜之一，在我国蔬菜产业中，番茄种植占有举足轻重的地位。据统计，2014年全球番茄产量达1.7亿t，其中中国产量5260万t，占世界产量的31%，居世界第1位[1]。 但是番茄生产普遍存在着连作障碍加重、病虫害逐年增加、农药化肥污染严重、栽培技术落后等问题[2-4]，严重制约了番茄产业发展。解决这些问题已成为当下政府和农业科技部门的工作重点。另一方面，随着社会经济不断发展，民众生活水平不断提高，人们对番茄等蔬菜的营养品质、安全性的要求越来越高。通过创新种植方法、优良品种筛选来提高番茄产量与品质，一直是番茄产业的研究热点[1]。

番茄无土栽培不接触土地，无土传病虫害，可避免连作障碍，与水肥一体化设备结合使用，可实现自动化精准施肥，因而具有生长快、产量高、品质高、产品无农残、省工等优点，是综合解决目前番茄产业存在问题的重要途径之一[5]。近几年来，番茄无土栽培技术在我国逐步推广应用，但仍处于初始阶段，存在着设施设备、农用资材、种子种苗不配套等问题，特别是番茄无土栽培专用品种仍然严重依赖进口。因此，引进与筛选适合无土栽培且品质优良的番茄品种具有重要意义。

本研究对54个国内外无土栽培番茄品种(系)的营养成分和安全品质进行分析，并开展综合评价，以期筛选出适合无土栽培、综合营养品质优良的番茄品种，为番茄无土栽培技术的推广应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1供试材料

供试材料共有54个，其中：中大果类14个、小果类40个。试验品种由福建省农业科学院数字农业研究所提供，主要来自以色列、美国、中国等地。供试番茄品种(系)如表1所示。

表1 参试番茄品种(系)无土栽培的品质指标测定及综合评价

续表1

品种(系)抗坏血酸番茄红素可溶性固形物含量(mg/kg)指数含量(mg/kg)指数含量(%)指数总酸(%)总糖(%)糖酸比硝酸盐亚硝酸盐比值指数含量(μg/g)指数含量(μg/g)指数综合评价指数107329222822334330589558994922973-2206-44108326232421023620432262960912619-1028-15109413343610524230376281474912437-1044-171124138738912333204484832108023744-4063-151134919145970216102703281121633191-2064-171143285425091218102883461120332253-1085-251163781425469258406606660100923582-3256-431174024038648355405255824111023403-3050-181184027838399364404767706161943566-3162-3811940554376353594063359949472376-4173-35364408413848436840719674293822526-1132-29中杂105373982480521410280130046512951-2058-13甜橙番茄243891154812510376214257013019-2097-20黄圣女果56462491113520374332688822538-1073-17黄洋梨番茄285661106712820423325877112712-2057-12绿还玛瑙番茄259521126812510329261579412556-1055-12千禧2970114399238204336833157742916-2169-34金玲珑4081532621130203785465144632982-2245-43爱珠3552229911428203334908147243071-2057-19朱女3466228151336205016048120833366-3201-43小明346442933943520493455692423448-3114-25凤珠3877424928238206074896807232-3094-23春桃2500314991245304035048125232587-1148-35T2014-650182412192444304085468133932433-1071-112粉玉3218525900254305265703108322425-1070-17T2014-3282021422523220619532886122434-1070-15佳女3140617749337205566152110622689-2089-24平均值3696054923900484669883015108标准差72652863119014154296472060变异系数(%)2052312933301656

1.2试验设计

试验在福建省农业科学院中以示范农场玻璃温室进行，共设54个处理，即54个番茄品种(系)，3次重复，随机区组设计。采用单干整枝栽培，行距160 cm，株距25 cm。于2014年9月育苗，10月定植，2015年1月开始第1次生理生化测定，2月重复测定。

所有品种均用纯椰糠基质条栽培，基质条规格为20 cm×15 cm×100 cm，由新思路(厦门)农业科技有限公司提供。水肥管理由水肥一体化系统自动进行，每天的灌溉时间为7：30、9：30、12：00、15：30各1次，每次8～15 min。营养液基准工作浓度为N 200 mg/L、P 45 mg/L、K 210 mg/L、Ca 180 mg/L、Mg 90 mg/L、S 120 mg/L。在实际灌溉时，根据季节及天气条件由计算机自动调节EC值，EC值范围1.5～2.5 ms/cm。

1.3测定项目

随机从每个品种(系)不同植株选取成熟的番茄30粒，用组织捣碎机捣碎后测定，3次重复。测定指标主要包括抗坏血酸、番茄红素、可溶性固形物、总糖、总酸等营养品质指标，以及硝酸盐、亚硝酸盐等安全品质指标。抗坏血酸测定采用紫外分光光度法[6]、番茄红素测定采用萃取比色法[7]、总糖测定采用斐林试剂法[8]、总酸测定采用酸碱滴定法[9]、可溶性固形物测定采用折光法[10]，硝酸盐测定采用紫外分光光度法[11]、亚硝酸盐测定采用国标法[12]。

1.4营养品质评价

营养品质评价有多种方法，其中较为常用的方法有模糊数学隶属函数法和相对营养值法。模糊数学隶属函数法将营养品质分为优良指标和不良指标，分别计算两种指标的平均隶属函数，再根据两种指标函数值的差值来判断不同品种的品质[13]；相对营养值法则通过计算各营养成分相对营养值来进行品质评价[14]。本试验参考综合指标法方法[15]，并经过改良，通过对不同指标测定结果进行分级，根据优良指标等级与不良指标等级综合评价不同品种的品质。

应用EXCEL 2003 软件进行数据处理分析。

2 结果与分析

2.1不同品种番茄营养指标的比较分析

参试番茄品种(系)的主要营养指标如表1所示，可以看出不同品种间各营养指标差异较大。

2.1.1抗坏血酸含量 54个番茄品种(系)的抗坏血酸平均含量为369.60 mg/kg，变幅为237.58～564.62 mg/kg，品种(系)间的变异系数为20%。以小果番茄品种黄圣女果的抗坏血酸含量最高，达564.62 mg/kg；其后依次是小果品系102和T2014-6，两者抗坏血酸含量均超过500 mg/kg。

2.1.2番茄红素含量 参与测试的54个品种(系)的番茄红素含量平均值为54.92 mg/kg，变幅为4.09～121.92 mg/kg，变异系数达52%。以小果番茄T2014-6的番茄红素含量最高；其次是以色列小果品系243202，两者均高于100 mg/kg。54个番茄果实颜色可肉眼清晰地分为淡黄、黄、绿色、粉红、红色、橙红、深紫色7种类型。番茄红素含量平均值以深紫色品种最高，平均含量为78.75 mg/kg；红色品种次之，平均含量为68.90 mg/kg；随后依次为粉红色品种(53.18 mg/kg)、橘红色品种(25.88 mg/kg)、绿色品种(14.08 mg/kg)，黄色品种和淡黄色品种最低。表明番茄红素的高低与番茄颜色深浅有明显的关系。

2.1.3可溶性固形物含量 54个番茄品种(系)的可溶性固形物平均含量为3.90%，变幅为1.4%～6.8%，品种间的变异系数为31%。来自美国的小果番茄品种364的可溶性固形物含量最高，为6.8%；大果番茄品种中杂105的可溶性固形物含量最低，只有1.4%。

2.1.4总酸、总糖及糖酸比 54个参试番茄品种的总酸度平均值为0.48%，变幅为0.24%～0.86%，变异系数为29%；总糖平均值为4.66%，变动幅为1.300%～7.706%，变异系数33%。糖酸比是番茄果实口味的重要决定因素，对果实保质期也有一定影响。54个品种(系)的糖酸比平均值为9.88，变异系数30%。糖酸比以White Cherry OG为最高，为17.99%；小果番茄118和千禧紧跟其后，均超过15；以大果番茄品种中杂105为最低，只有4.65；大果番茄品种Trust F1糖酸比小于5。对大、中、小果番茄的糖酸比分析表明，小果番茄和中果番茄的糖酸比相当，其平均值分别为10.65和11.37，明显高于大果番茄(7.29)。这可能与不同番茄品种的育种目标有关，一般而言中小果番茄主要用于鲜食，而大果番茄主要用作烹饪或加工原料。

2.2不同品种安全指标的比较分析

亚硝胺是一种强致癌物质，其前体物为硝酸盐和亚硝酸盐[16]。由于番茄无土栽培过程中使用的营养液含有大量的硝酸盐，采用无土栽培的番茄是否会导致番茄果实的硝酸盐和亚硝酸盐含量升高，已成为人们最为关注的问题。本研究对54个番茄品种(系)的硝酸盐和亚硝酸盐含量进行测定，结果如表1所示。

2.2.1硝酸盐含量 54个番茄品种(系)的硝酸盐含量平均值为30.15 μg/g，变幅为21.54～42.36 μg/g，其中大果番茄品种Granadero F1含量最高，达42.36 μg/g；小果番茄品种Sweet Olive F1含量最低，只有21.54 μg/g；两者均远低于无公害蔬菜标准600 μg/g[17]。此外，在所有测试的指标中硝酸盐含量变异系数最低，为16%。表明番茄果实中硝酸盐含量可能与栽培方式关联较大，受品种影响较小。

2.2.2亚硝酸盐含量 对54个番茄品种(系)果实中的亚硝酸盐进行分析表明，无土栽培番茄果实的亚硝酸盐含量平均值为1.08 μg/g，变幅为0.18～2.56 μg/g，均低于无公害蔬菜标准值(4 μg/g)[17]。其中，小果番茄品系116含量最高，大果番茄品种SC Moskvich OG含量最低。亚硝酸盐变异系数较大，达56%。54个品种亚硝酸盐含量与硝酸盐含量未呈明显的正相关关系。

2.3不同品种(系)番茄营养品质综合评价

番茄的营养品质是一个综合指标，包括抗坏血酸、番茄红素、总酸总糖、总可溶性固形物等优良指标和硝酸盐、亚硝酸盐等不良指标。各营养指标以其中值数为基准向两侧等距分级，分级间距≈(最大值-最小值)/分级数，由高到低分为4个等级，其中优良指标的指数分别为4、3、2、1，不良指标的指数分别加负号，计算出各个营养指标的对应指数值，将优良指标和不良指标相加得出不同品种番茄的营养综合评价指数。综合评价指数越高表明该品种的营养品质越好[15]，番茄分级评价标准见表2。

表2 番茄营养与安全品质评价标准

番茄营养品质综合评价结果见表1。由表1可以看出，54个番茄品种(系)中，营养品质指标最高的是T2014-6(综合评价指数为12)，其后依次是爱珠、364、243202(综合评价指数为9)和118、117、Black Cherry OG、White Cherry OG(综合评价指数为8)，这些品种均为小果番茄。营养品质指标较差的有甜橙、Supersweet 100 F1、105、243201、SC Favorita F1、Geronimo F1、Verona F1、ChiQuta F1、黄洋梨、绿玛瑙，综合评价指数均小于3。

3 结论与讨论

番茄无土栽培因不接触土壤，无土传病虫害，水肥可精准控制，因而具有生长快、产量高等优点[1]，对病虫害逐年加重的番茄产业来说，番茄无土栽培是一个重要的发展方向。近年来，在政府和科技人员的推动下，番茄无土栽培面积逐年扩大。番茄无土栽培与传统栽培方式相比，在品种、栽培、水肥、管理等有明显的差异，可能导致在营养、口味、安全性等方面也有所差异。

有关番茄营养成分分析研究已有很多报道，在与本研究可以比较的5个营养成分中，张传伟等[18]、窦欣欣等[19]、柯旭波等[20]和刘建辉等[15]曾分别对不同地区传统土壤栽培的番茄品质进行分析，5个可比较的营养成分含量平均值分别为抗坏血酸含量13.8～623.0 mg/kg，番茄红素含量36～55 mg/kg，可溶性固形物含量2.95%～4.04%，总糖含量2.30%～3.76%，总酸含量0.40%～0.58%。本研究54个番茄品种(系)的抗坏血酸、番茄红素、可溶性固形物、总糖、总酸含量平均值分别为369.60 mg/kg、54.92 mg/kg、3.90%、4.66%、0.48%；这些指标基本处于前人研究平均值之上或高于上限。说明无土栽培生产的番茄的营养品质要比传统土壤栽培更为优良。

硝酸盐在一定条件下可转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐与伯胺和仲胺结合形成亚硝胺，亚硝胺是强致癌物，会严重危害人体健康[16,21]。前人的研究表明，人体摄入的硝酸盐80%来自蔬菜[21-22]，故蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的含量是食物安全中最为重要的指标。陈星奕等[23]、POURMOGHIM等[24]的研究发现，市售蔬菜中以叶菜的硝酸盐含量最高，根茎类次之，茄果类中硝酸盐含量最低。POURMOGHIM等[22]分别于冬季和春夏季对25个市售番茄的硝酸盐含量进行调查分析，夏季硝酸盐含量为210.25 mg/kg，冬季为101.10 mg/kg；张传伟等[18]对吉林市常见的25个番茄品种的硝酸盐和亚硝酸盐进行化验分析，硝酸盐和亚硝酸盐含量平均值分别为221 mg/kg和0.14 μg/g。本研究测定的番茄硝酸盐含量为30.15 mg/kg，明显低于POURMOGHIM等和张传伟等的研究结果；亚硝酸盐平均含量为1.08 μg/g，虽比张传伟等的研究结果略高，但仍明显低于农产品安全质量无公害蔬菜安全要求的4.0 μg/g[17]。

对于蔬菜的营养品质与安全品质的评价，前人已建立平均隶属函数法[24-26]、相对营养值法[14]和基于优良品质与不良品质的综合指标法[15]等，这些方法各有优缺点，对果蔬营养评价具有一定的指导作用。但蔬菜品种繁多，其营养成分和功能成分各异，且人们诉求也不同。故迄今为止，尚未(也没有必要)形成统一的评价方法。本研究在刘建辉等[15]建立的综合指标评价法的基础上，根据实际情况进行适当调整，对54个番茄品种(系)的营养指标进行综合评价，用于指导生产应用具有一定意义。

[1]FAOSTAT.Global tomato production in 2014[S].UN Food and Agriculture Organization Statistics Division,2017.

[2]董维新.设施蔬菜生产存在的主要问题及其防控对策[J].西北园艺：蔬菜，2014(5):41-43.

[3]徐鹤林，李景富.中国番茄[M].北京:中国农业出版社，2007.

[4]刘华.甘肃设施番茄生产存在的主要问题及发展建议[J].中国蔬菜，2014(4):57-59.

[5]HOWARD M.Resh Hydroponic Food Production[M].CRC Press，2013.

[6]解胜利，刘娟娟，苟建霞.果蔬中抗坏血酸含量的测定[J].湖北农业科学，2012,51(1):169-171.

[7]国家标准化管理委员会.番茄酱中番茄红素含量的测定方法 GB/T14215-2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[8]国家标准化管理委员会.食品中还原糖的测定 GB/T 5009.7-2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[9]国家标准化管理委员会.食品中总酸的测定 GB/T 12456-2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[10]国家标准化管理委员会.水果蔬菜制品可溶性固形物含量的测定-折射仪法 GB 12295-90[S].北京：中国标准出版社，1990.

[11]国家标准化管理委员会.蔬菜水果中硝酸盐的测定-紫外分光光度法 NY/T 1279-2007[S].北京：中国标准出版社，2007.

[12]国家标准化管理委员会.食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定 GB 5009.33-2010[S].北京：中国标准出版社，2010.

[13]张传伟，宋述尧，赵春波，等.不同品种番茄营养品质分析与评价[J].中国蔬菜，2011(8)：68-73.

[14]田世龙，袁丽卿.甘肃几种主要蔬菜不同品种营养成分分析[J].甘肃农业科技，1997(4)：25-27.

[15]刘建辉，张春莲，肖永贤，等.番茄不同品种的品质分析[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2005，33(4)：43-46.

[16]陆若辉，周焱，董越勇.浙江省蔬菜硝酸盐积累状况及控制措施[J].农业环境科学学报，2006(S1)：276-279.

[17]国家标准化管理委员会.农产品安全质量 无公害蔬菜安全要求 GB 18406.1-2001[S].北京：中国标准出版社，2001.

[18]张传伟，宋述尧，赵春波，等.吉林省主栽品种番茄营养品质的分析与评价[J].吉林农业科学，2011，36(3):45-47.

[19]窦欣欣，钟连全，宋江萍.北京本土番茄品种品质分析与评价[J].北京农业，2014(3)：41-43.

[20]柯旭波，潘凌洁，张路，等.11个番茄品种的品质比较[J].湖北农业科学，2015，54(15):3692-3695.

[21]AFZALI S F，ELAHI R.Measuring nitrate and nitrite concentrations in vegetables，fruits in Shiraz[J].Journal of Applied Sciences and Environmental Management;2014，18(3):451-457.

[22]POURMOGHIM M，KHOSHTINAT K H.MAKKEI，et al.Determination of nitrate contents of lettuce，tomatoes and potatoes on sale in Tehran central fruit and vegetable market by HPLC [J].Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology,2010，5(1):63-70.

[23]陈星奕，郭立新，杨强强，等.杭州市市售蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量及食用安全性评价[J].杭州师范大学学报：(自然科学版)，2016,15(5):484-489.

[24]程智慧，杜慧芳，孟焕文，等.大蒜不同品种蒜薹营养品质分析与评价[J].园艺学报，1996，23(4)：398-400.

[25]张部昌，袁华玲，刘才宇.安徽萝卜种质资源营养品质分析与评价[J].作物品种资源，1999 (2)：41-42.

[26]齐敏，陈海丽，庸晓伟，等.不同来源菠菜品种营养品质分析与评价[J].中国蔬菜，2009 (22)：20-27.

Analysisandevaluationonnutritionalandsafetyqualityoftomatoundersoillessculturecondition

ZHENG Hui-yong1, ZHANG Shu-mei1, XU Jing2, CAI Shu-fang1,XIAO Hua-shan3, WU Jing-cai1, YU Wen-quan2*

(1.DigitalAgriculturalResearchInstituteofFujianAcademyofAgriculturalSciences,FujianProvince350003; 2.FujianAcademyofAgriculturalSciences; 3.FujianNormalUniversity)

54 domestic and foreign tomato varieties were cultured under soilless condition, their nutritional composition and quality were determined and analyzed, and a comprehensive index method was adopted to comprehensively evaluate the good quality and poor quality of the samples. The results showed that the nutrient compositions of soilless-cultured tomato were respectively ascorbic acid 36960 mg/kg, lycopene 5492 mg/kg, soluble solids 427%, total sugar466% and total acid 048%, which basically located in the upper limit or upper limit of the previous research. The content of nitrate was 3015 mg/kg and nitrite content was 108 μg/g, which was significantly lower than the national standard for pollution-free vegetables. T2014-6 has the highest comprehensive score.

Soilless culture; tomato; nutritional quality; safety quality; evaluation

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.07.006

(责任编辑：刘新永)