蔬菜硝酸鹽與營養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)系

黃 威，劉永燦，李會合

(1.重慶文理學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，重慶 永川 401268;2.重慶市永川區(qū)經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站，重慶 永川 401260)

蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚闹匾笔称?，它為人類提供豐富的各種維生素、礦物質(zhì)和纖維素，其中碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)是人體所需的三大營養(yǎng)，礦物質(zhì)中的 K、Ca、Na、P等參與人體組織的構(gòu)成，調(diào)節(jié)生理機(jī)能，為人體不可缺少的物質(zhì).同時(shí)，Ca、K、Mg等在人體內(nèi)代謝的產(chǎn)物呈堿性，可平衡體內(nèi)豆類、肉類等酸性食物，以保持人體血液和體液內(nèi)環(huán)境的酸堿平衡，維持人體正常生理活動.Mg是保護(hù)心血管系統(tǒng)，預(yù)防冠狀動脈硬化等重要的營養(yǎng)物質(zhì)，綠葉菜含F(xiàn)e較多，是貧血者的佳菜;大白菜中的Mo能抑制人體對亞硝酸胺的吸收和合成，從而具有一定的抗癌作用.蔬菜中富含維生素 C、A、B、E、P 等，蔬菜中的Vc可防止因氧化作用所導(dǎo)致的心血管病和癌癥等許多疾病的發(fā)生，增加人體免疫功能.維生素A的前提物是胡蘿卜素，胡蘿卜素在人體轉(zhuǎn)化為維生素A后能抑制癌細(xì)胞的生長和繁殖，可加快兒童的生長發(fā)育，促進(jìn)智力發(fā)展.此外，植物中的纖維素可降低膽固醇，預(yù)防動脈硬化，預(yù)防并治療糖尿病.人體內(nèi)的必須營養(yǎng)物質(zhì)中的某些成分欠缺或比例不當(dāng)，營養(yǎng)素不平衡往往引起人體代謝異常，甚至患病，如腫瘤、動脈粥樣硬化、肥胖、糖尿病、高血壓、貧血等疾病，可通過蔬菜的合理搭配進(jìn)行調(diào)整，減少發(fā)病的可能.所以，蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)在人體健康中所起的作用不可低估［1-2］.

同時(shí)，蔬菜又是一種容易富集硝酸鹽的作物［3］.蔬菜體內(nèi)累積硝酸鹽是其生長過程中的自然現(xiàn)象.正常情況下，蔬菜中所含的一定量的硝酸鹽對人畜無害.過量的硝酸鹽累積也無害于植物本身，但對食用它的人和動物則易產(chǎn)生毒害作用.近年來，醫(yī)學(xué)、環(huán)境和食品衛(wèi)生學(xué)方面的大量研究已證明，硝酸鹽在人體內(nèi)經(jīng)過細(xì)菌作用可被還原成有毒的亞硝酸鹽，亞硝酸鹽與次級胺反應(yīng)成亞硝酸胺，這是一類致癌性很強(qiáng)的有機(jī)化合物;同時(shí)，亞硝酸鹽與人體血紅蛋白結(jié)合，使之失去載氧功能，即引起亞硝酸鹽中毒癥［4］.因此，硝酸鹽含量已成為評價(jià)蔬菜品質(zhì)的一個指標(biāo).隨著人們生活水平的提高，蔬菜的營養(yǎng)品質(zhì)日益受到消費(fèi)者的重視，但目前對于蔬菜硝酸鹽與營養(yǎng)品質(zhì)關(guān)系的報(bào)道很少，為此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上加以總結(jié)，系統(tǒng)闡述了蔬菜硝酸鹽與營養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)系，以期為人們生產(chǎn)、選用優(yōu)質(zhì)蔬菜提供幫助.

1 蔬菜硝酸鹽與有機(jī)物質(zhì)含量的關(guān)系

1.1 硝酸鹽與氨基酸、蛋白質(zhì)

王雙明(1992)報(bào)道，用氯化鉀、甘氨酸、鉬酸鈉對小白菜進(jìn)行浸種，葉面噴施處理，植株體內(nèi)硝酸鹽的積累下降，而蛋白質(zhì)含量上升，兩者存在極顯著負(fù)相關(guān).同時(shí)還發(fā)現(xiàn)小白菜體內(nèi)的硝酸還原酶活性(NRA)與硝酸鹽的積累量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，而NRA與蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)，表明在提高NRA的基礎(chǔ)上，促進(jìn)了植株內(nèi)硝酸鹽同化還原，因而在一定程度上既有利于蛋白質(zhì)含量的增加，也能相應(yīng)減少硝酸鹽在體內(nèi)的積累［5］.胡承孝等(1996)研究指出，在施用低氮或高氮時(shí)，氨基酸總量增加，非蛋白氮與總氮比值增大，植株氮代謝絮亂，阻礙蛋白質(zhì)的形成.特別是高氮條件下，小白菜積累較多的硝態(tài)氮，植物體內(nèi)谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、甘氨酸和脯氨酸積累，而蛋白質(zhì)含量卻下降［6］.因此，要供給植物適量的氮，避免過多的硝酸鹽積累，使硝態(tài)氮順利向蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化.郭亞芳(1991)、黃啟為等(1991)施用鉀肥或微肥的試驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)，小白菜體內(nèi)的硝酸鹽含量與蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)，硝酸鹽與氨基酸含量則沒有明顯規(guī)律性［7-8］.

1.2 硝酸鹽與糖、有機(jī)酸

周兆德等(1991)通過不同P、K配比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蔬菜葉片內(nèi)還原糖隨著硝酸鹽的減少而有下降趨勢，因?yàn)檫€原糖與硝態(tài)氮的同化有著直接或間接的關(guān)系，它可以被氧化為有機(jī)酸作為NO3-N還原成氨的受體.因此，兩者呈一定的正相關(guān)［9］.高祖明等(1987)認(rèn)為，為促進(jìn)硝酸鹽還原，勢必消耗大量的NADH，它是由磷酸甘油醛產(chǎn)生的，這樣還原糖含量自然減少［10］.林志剛(1993)在測定不同光照條件對葉菜硝酸鹽的影響時(shí)，對硝態(tài)氮含量與可溶性糖含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩者呈明顯的負(fù)相關(guān).其原因是:光照正常條件下，光合作用良好，植株生長量大，吸入的硝酸鹽可被稀釋，而不致積累很多，同時(shí)光合作用可提供硝酸還原的能量，使之轉(zhuǎn)化成銨態(tài)氮，進(jìn)而與受體酮酸合成氨基酸，因此也有利于硝酸鹽含量的下降.而遮蔭處理?xiàng)l件下則相反，光合作用不能正常進(jìn)行，可溶性糖消耗大于積累［11］.莊舜堯等(1993)發(fā)現(xiàn)氮肥用量對硝酸鹽和糖分含量影響較大，以尿素作氮肥，施肥量越高，NO3-N含量也越高，糖分含量增加，但當(dāng)?shù)视昧砍^每畝18 kg時(shí)，蔬菜中的糖分含量反而下降，而NO3--N 含量繼續(xù)上升［12］.許多報(bào)道指出，硝酸鹽在植物體內(nèi)的過量積累會產(chǎn)生過多的有機(jī)酸，如草酸等，致使果蔬的可滴定酸度顯著增加，糖酸比下降，可口性差，品質(zhì)惡化［13］.

1.3 硝酸鹽與維生素

眾所周知，維生素對人體健康是必不可少的，近年來的研究認(rèn)為維生素C是最強(qiáng)的亞硝化抑制劑，它能阻止硝酸鹽還原為亞硝酸鹽并抑制胺與亞硝胺結(jié)合.胡蘿卜素可以轉(zhuǎn)化為維生素A，有消除硝酸鹽、亞硝酸鹽毒害的能力.某些維生素，如葉酸，二甲基醌亞硫酸鈉、維生素P等具有結(jié)合亞硝酸鹽毒害的能力.不少研究者的試驗(yàn)結(jié)果表明，蔬菜中硝酸鹽含量與維生素，特別是維生素 C的含量呈一定負(fù)相關(guān).胡承孝等(1996)發(fā)現(xiàn)，不同氮肥水平下，隨著氮肥用量的增加，蔬菜體內(nèi)的硝態(tài)呈直線增加，小白菜體內(nèi)的Vc含量直線下降，蕃茄果實(shí)中Vc也顯著下降［6］.吳禮樹等報(bào)道，不同的溫度、光照處理在降低蔬菜硝酸鹽的同時(shí)，也顯著提高了Vc的含量［14］.許多研究發(fā)現(xiàn)，施用鉀肥均能降低蔬菜硝態(tài)氮含量，Vc和糖的含量增加.曾憲鋒(1994)研究不同生長發(fā)育階段薺菜基生葉硝酸鹽含量與Vc含量變化規(guī)律是，硝酸鹽:初花期＞基生葉期＞盛花期＞初果期＞盛果期，而Vc含量則呈逐漸減少的趨勢，即基生時(shí)期＞初花期＞盛花期＞初果期＞盛果期.原因是基生葉逐漸衰老，代謝能力減弱，硝態(tài)氮主要分布在代謝旺盛部位，并且能夠發(fā)生由衰老部位向代謝旺盛部位的轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致其含量的下降.光合產(chǎn)物累積量的多少直接影響著Vc的形成.由于薺菜基生葉光合產(chǎn)物最初主要供給葉子自身發(fā)育，所以積累較多，以后莖的發(fā)育，花的形成，果的形成要消耗大量光合產(chǎn)物，所以基生葉的光合產(chǎn)物積累越來越少，故薺菜基生葉的Vc含量呈逐漸減少的趨勢［15］.

2 蔬菜硝酸鹽與礦物質(zhì)含量的關(guān)系

2.1 硝酸鹽與磷、鉀

何天秀等(1992)對部分蔬菜的不同部位中硝酸鹽與鉀含量進(jìn)行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)白莖、青莖芹菜中硝酸鹽含量分布為葉柄＞老葉＞嫩葉，而鉀含量正好相反，老葉柄＜嫩葉柄＜老葉＜嫩葉［16］.張漱茗等(1997)研究表明，芹菜、蘿卜根中硝酸鹽和鉀含量的關(guān)系可用指數(shù)方程表示，呈極顯著相關(guān)［17］.倪吾鐘等(1997)研究發(fā)現(xiàn)，增施鉀肥能提高大白菜軟葉和葉邦中鉀的含量，同時(shí)有效降低硝酸鹽含量.鉀是蔬菜的品質(zhì)元素，鉀能夠提高植物體內(nèi)硝酸還原酶的活性，促進(jìn)非蛋白氮的轉(zhuǎn)化，提高蛋白態(tài)氮的含量，減少硝酸鹽的積累［18］.人們普遍認(rèn)為，植株中積累的硝酸鹽也會影響植物對磷的吸收.因?yàn)殡x子間拮抗作用，當(dāng)硝態(tài)氮供應(yīng)較多時(shí)會抑制磷酸根離子的吸收，即減少植株中磷的含量.植物體內(nèi)的磷對作物硝態(tài)氮的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)、還原同化起著重要作用.磷是組成蛋白質(zhì)的重要成分之一，磷酸化、磷酸鍵能和磷酸鹽載體在氮素代謝及碳水化合物代謝中有著極為重要的作用.馮武煥(1992)報(bào)道，在石灰性土壤中施加硝酸磷肥能夠明顯提高大白菜可溶性糖、粗蛋白和Vc含量，同時(shí)植株中含磷量增加，而可溶性糖、維生素C等含量的提高，必然會降低硝態(tài)氮的積累，消除其潛在危脅性，改善蔬菜品質(zhì)［19］.

張春蘭等(1990)施用不同形態(tài)的氮及不同配比的NO3-N與NH4+-N，測定其對蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NO3-N區(qū)菠菜地上部全磷含量明顯低于銨態(tài)氮區(qū)和尿素態(tài)氮區(qū)，而植株中的 NO3-N含量卻最高.當(dāng) NO3--N與NH4+-N按不同比例配合時(shí)，植株全磷量隨NO3-N用量的減少而增加，而硝酸鹽變化趨勢則相反［20］.

2.2 硝酸鹽與Ca、Mg、Fe及其它礦質(zhì)品質(zhì)

對于蔬菜中硝酸鹽與Ca，Mg等礦質(zhì)品質(zhì)的關(guān)系，研究報(bào)道尚不多見，結(jié)果也不一致.林葆等(2000)土施硝酸鈣后測定大白菜、生菜、芹菜和甘藍(lán)中Ca，Mg，F(xiàn)e含量提高，而NO3-N含量下降［21］.胡承孝等(1996)指出，隨著氮素水平的提高，小白菜體內(nèi)含氮量逐漸增加，硝態(tài)氮呈直線增加，而高氮條件下，作物體內(nèi)Ca，Mg元素的含量顯著下降［6］.高秀蘭(1997)發(fā)現(xiàn)蕃茄葉片和果實(shí)中NO3-N含量隨氮肥用量增加而增加，同時(shí)，Ca，Mg含量有一定提高，但若施入過量氮肥，則 Ca，Mg 含量逐漸減少［22-23］.張春蘭等(1990)報(bào)道，NO3-N供氮區(qū)菠菜地上部全Fe含量明顯低于銨態(tài)氮區(qū)和尿素區(qū)，全 Ca、全 Mg含量隨NO3-N用量減少而減少.由此可見，全Fe含量與植株中硝酸鹽含量呈負(fù)相關(guān)，而Ca，Mg則與NO3-N 呈正相關(guān)［20］.

硝酸還原酶(NR)是植物體內(nèi)硝酸鹽同化還原過程中的限速酶，其催化反應(yīng)速率直接控制著整個氮素代謝過程.鉬、鋅、錳等作為構(gòu)成NR必不可少的重要組分之一，其缺乏與否，必然會通過對硝酸還原酶活性的影響，從而影響整個硝酸還原過程.另一方面，Mo，Zn，Mn等微量元素亦是人體內(nèi)不可少的營養(yǎng)元素，因此，植株體內(nèi)NO3--N與Mo，Zn，Mn等的關(guān)系日益成為許多學(xué)者的研究熱點(diǎn).據(jù)王艷等(2001)報(bào)道，施鋅可顯著提高西芹葉柄及葉片中Vc含量，且葉柄、葉片含鋅量增加，提高供鋅水平，葉柄與葉片中硝態(tài)氮的含量有降低的趨勢.因?yàn)閆n是多種酶的組分或活化劑，參與植物體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)水解、氧化、還原，尤其是對蛋白質(zhì)的生物合成起著一定作用，從而有利于硝酸鹽還原成氨后被同化成氨酸，進(jìn)而合成蛋白質(zhì)［24］.李旭輝(1997)報(bào)道，所有施鋅的處理黃瓜果實(shí)中Zn含量較對照均有增加，其中鉬、錳、鋅配合施用，增加量最大，為人體攝入有效鋅提供了重要途徑，而且黃瓜中Vc含量顯著增加，提高黃瓜營養(yǎng)品質(zhì)［25］.

3 結(jié)語

硝酸鹽含量屬于衛(wèi)生指標(biāo)的范疇，常被用于評價(jià)蔬菜的食用安全性.蔬菜硝酸鹽含量和營養(yǎng)品質(zhì)與蔬菜質(zhì)量的關(guān)系是相反的，且二者之間關(guān)系密切.近年來，有關(guān)蔬菜硝酸鹽與營養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)系的研究雖然有所進(jìn)展，但研究不夠深入全面，且有些觀點(diǎn)也不一致.因此，今后研究應(yīng)該從蔬菜營養(yǎng)生理和營養(yǎng)化學(xué)的角度，進(jìn)一步探索蔬菜體內(nèi)的氨基酸、蛋白質(zhì)、糖、有機(jī)酸、維生素和礦物質(zhì)元素的含量及其分布與硝酸鹽累積之間的相互關(guān)系，將對發(fā)展優(yōu)質(zhì)蔬菜生產(chǎn)和評價(jià)蔬菜品質(zhì)具有重要的理論和實(shí)踐意義.

［1］王正銀.蔬菜營養(yǎng)與品質(zhì)［M］.北京:科學(xué)出版社，2009:68-76.

［2］Martens M，F(xiàn)jeldsenden B，Russwurm H J.Evaluation of sensory and chemical quality criteria of carrots and Swedes［J］.Acta Horticulturae，2003，627:527-531.

［3］Boink A，Speijers G.Health effects of nitrates and nitrites，a review［J］.Acta Horticulturae，2001，563:29-36.

［4］Marco T A，Neil P B，Giovanna S C，et al.Combining social learning with agro-ecological research practice for more effective management of nitrate pollution［J］.Environmental Science＆ Policy，2007(10):551-563.

［5］王雙明.幾種化學(xué)物質(zhì)對小白菜硝酸鹽積累及某些營養(yǎng)品質(zhì)的影響［J］.綿陽農(nóng)專學(xué)報(bào)，1992，9(1):35-40.

［6］胡承孝，鄧波兒，劉同仇.氮肥水平對蔬菜品質(zhì)的影響［J］.土壤肥料，1996(3):34-36.

［7］郭亞芬，張忠學(xué)，欒非時(shí)，等.氯化鉀和硫酸鉀對蔬菜產(chǎn)量品質(zhì)的效應(yīng)［J］.北方園藝，1999(1):1-2.

［8］黃啟為，周兆德，李天貴.鉬錳鋅微肥對小白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.湖南農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1991，17(增刊):395-399.

［9］周兆德，李天貴，黃啟為，等.P，K配比對葉菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.湖南農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1991，17(增刊):403-405.

［10］高祖明.不同光強(qiáng)下NO3–-N與鉬對葉菜硝酸鹽積累的影響［J］.園藝學(xué)報(bào)，1987，14(3):192-196.

［11］林志剛，趙儀華，薛耀英.葉菜類蔬菜的硝酸鹽積累規(guī)律及其控制方法研究［J］.土壤通報(bào)，1993，24(6):253-255.

［12］謝建昌，陳際型.菜園土壤肥力與蔬菜合理施肥［M］.南京:河海大學(xué)出版社，1997:211-216.

［13］黃繼茂，段昆生，林碧香，等.低硝酸鹽優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)葉菜的營養(yǎng)配方研究［J］.土壤，1990，22(4):222-225.

［14］李曉林.土壤資源的特性與利用［M］.北京:北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1992:255-259.

［15］曾憲鋒，邱賀媛.不同生長發(fā)育階段薺菜基生葉硝酸鹽及維生素 C含量的研究［J］.植物學(xué)通報(bào)，1994，11(增刊):42-43.

［16］何天秀，何成輝.蔬菜中鉀與硝酸鹽含量的關(guān)系［J］.西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，5(4):49-53.

［17］張漱茗，閆曉松.濟(jì)南市售蔬菜硝酸鹽含量及施肥影響［J］.土壤肥料，1997(5):22-24.

［18］倪吾鐘，章永松.不同鉀肥對幾種主要蔬菜作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1997，9(3):143-148.

［19］馮武煥.石灰性土壤大白菜硝酸鹽磷肥最佳施用量研究［J］.土壤通報(bào)，1992，23(2):76-79.

［20］張春蘭，高祖明，張耀棟，等.氮素形態(tài)和NO3--N與NH4+-N配比對菠菜生長和品質(zhì)的影響［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1990，13(3):70-74.

［21］林葆，朱海舟，周衛(wèi).硝酸鈣對蔬菜產(chǎn)量與品質(zhì)的影響［J］.土壤肥料，2000(2):20-22 ，26.

［22］謝建昌，陳際型.菜園土壤肥力與蔬菜合理施肥［M］.南京:河海大學(xué)出版社，1997:130-133.

［23］郝玉嬌.植物富集重金屬的影響因素研究［J］.重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010，29(4):45-47.

［24］王艷，王景華，許福明.鋅肥對日光溫室西芹硝酸鹽及營養(yǎng)品質(zhì)的影響［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，21(4):681-683.

［25］李旭輝.黃瓜施用微量元素肥料效應(yīng)的研究［J］.陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1997(1):6-9.