اینا آلسینا 1، ایوا اردبرگا 1*، مارا دوما 2رینیس آلکسنیس3 و لیلا دوبووا 1
1 دانشکده کشاورزی، موسسه علوم خاک و گیاه، دانشگاه علوم و فنون زیستی لتونی، جلگاوا، لتونی،
2 گروه شیمی، دانشکده فناوری غذایی، دانشگاه علوم و فنون زیستی لتونی، جلگاوا، لتونی،
3 گروه ریاضیات، دانشکده فناوری اطلاعات، دانشگاه علوم و فناوری های زیستی لتونی، جلگاوا، لتونی
معرفی
با افزایش درک اهمیت رژیم غذایی در تضمین کیفیت و پایداری زندگی انسان، فشار بر بخش کشاورزی به عنوان یک عنصر اساسی در تضمین کیفیت غذا در حال افزایش است. گوجه فرنگی به عنوان دومین سبزیجات پر رشد [براساس آمار سازمان خواربار و کشاورزی (FAO) در سال 2019]، بخش مهمی از غذاهای تقریباً هر ملتی است.
منبع کالری محدود، محتوای فیبر نسبتاً بالا و وجود عناصر معدنی، ویتامین ها و فنل ها مانند فلاونوئیدها، میوه گوجه فرنگی را به یک "غذای کاربردی" عالی تبدیل می کند که فواید فیزیولوژیکی و نیازهای اساسی تغذیه ای را ارائه می دهد. (1). مواد فعال بیوشیمیایی موجود در گوجه فرنگی، عمدتاً به دلیل ظرفیت آنتی اکسیدانی بالای آن، نه تنها برای بهبود عمومی سلامتی، بلکه به عنوان یک گزینه درمانی در برابر بیماری های مختلف مانند دیابت، بیماری های قلبی و سموم شناخته شده است. (2-4). میوه گوجه فرنگی رسیده دارای میانگین 3.0-8.88 درصد ماده خشک است که از 25 درصد فروکتوز، 22 درصد گلوکز، 1 درصد ساکارز، 9 درصد اسید سیتریک، 4 درصد اسید مالیک، 8 درصد عناصر معدنی، 8 درصد پروتئین، 7 درصد پکتین تشکیل شده است. 6 درصد سلولز، 4 درصد همی سلولز، 2 درصد لیپیدها و 4 درصد باقیمانده اسیدهای آمینه، ویتامین ها، ترکیبات فنلی و رنگدانه ها هستند. (5، 6). ترکیب این ترکیبات بسته به ژنوتیپ، شرایط رشد و مرحله رشد میوه متفاوت است. گیاه گوجه فرنگی به عوامل محیطی مانند شرایط نور، دما و مقدار آب در بستر بسیار حساس است که منجر به تغییراتی در متابولیسم گیاه می شود که به نوبه خود بر کیفیت و ترکیب شیمیایی میوه تأثیر می گذارد. (7). شرایط محیطی هم بر فیزیولوژی گوجه فرنگی و هم بر سنتز متابولیت های ثانویه تأثیر می گذارد. گیاهانی که در شرایط تنش رشد می کنند با افزایش خواص آنتی اکسیدانی خود واکنش نشان می دهند (8).
منشا گوجه فرنگی به عنوان یک گونه به منطقه آمریکای مرکزی مرتبط است (9) و تکنیک هایی مانند ساخت گلخانه برای تامین دما و نور لازم برای گوجه فرنگی، اغلب برای فراهم کردن شرایط اقلیمی کشاورزی لازم به ویژه در منطقه معتدل آب و هوایی و در طول فصل زمستان مورد نیاز است. در چنین شرایطی، نور اغلب عامل محدود کننده رشد گوجه فرنگی است. روشنایی تکمیلی در فصول زمستان و اوایل بهار امکان تولید گوجهفرنگی باکیفیت را در دوره کم تابش خورشیدی فراهم میکند.
(10) . استفاده از لامپ های با طول موج های مختلف نه تنها نمی تواند عملکرد گوجه فرنگی کافی را تضمین کند، بلکه ترکیب بیوشیمیایی میوه گوجه فرنگی را نیز تغییر می دهد. در 60 سال گذشته، لامپ های سدیم فشار قوی (HPSLs) به دلیل عمر طولانی و هزینه های خرید پایین در صنعت گلخانه استفاده شده اند.
(11) . با این حال، در سال های گذشته، دیودهای ساطع کننده نور (LED) به عنوان یک جایگزین صرفه جویی در انرژی به طور فزاینده ای محبوب شده اند. (12). LED مکمل به عنوان منبع نور کارآمد برای پاسخگویی به تقاضای تولید گوجه فرنگی استفاده شده است. محتوای لیکوپن و لوتئین در گوجهفرنگیها زمانی که در معرض نور LED مکمل قرار گرفتند، 18 و 142 درصد بیشتر بود. با این حال، вمحتوای کاروتن بین تیمارهای نور تفاوتی نداشت (12). نور آبی و قرمز LED باعث افزایش لیکوپن و в- محتوای کاروتن (13)و در نتیجه میوه گوجه فرنگی زودرس می شود (14). محتوای قند محلول میوه گوجه فرنگی رسیده با مدت زمان طولانی تر نور قرمز دور (FR) کاهش یافت. (15). نتایج مشابهی در مطالعه توسط Xie گرفته شد: نور قرمز باعث تجمع لیکوپن می شود، اما نور FR این اثر را معکوس می کند. (13). اطلاعات کمتری در مورد تأثیر نور آبی بر رشد میوه گوجه فرنگی وجود دارد، اما مطالعات نشان می دهد که نور آبی تأثیر کمتری بر میزان ترکیبات بیوشیمیایی میوه گوجه فرنگی دارد، اما بیشتر بر پایداری فرآیند تأثیر می گذارد. برای مثال، کنگ و دیگران دریافتهاند که نور آبی برای طولانیتر کردن ماندگاری گوجهفرنگی بهتر است، زیرا نور آبی به میزان قابل توجهی استحکام میوه را افزایش میدهد. (16)که در اصل به این معنی است که نور آبی روند رسیدن را کند می کند که منجر به افزایش میزان قندها و رنگدانه ها می شود. استفاده از پوشش های گلخانه ای به عنوان وسیله ای برای تنظیم ترکیب نور الگوی مشابهی را ثابت می کند. استفاده از پوششی با انتقال نور قرمز و آبی کمتر، میزان لیکوپن را تا حدود 25 درصد افزایش می دهد. در ترکیب با یک دوره نوری افزایش یافته از 11 به 12 ساعت، مقدار لیکوپن حدود 70٪ افزایش می یابد. (17). همیشه در مطالعات امکان تشخیص دقیق اثر عوامل بر تغییرات ترکیب شیمیایی میوه گوجه فرنگی وجود ندارد. به خصوص در شرایط گلخانه ای، ترکیب میوه را می توان با افزایش دما یا کاهش سطح آب افزایش داد. علاوه بر این، این عوامل ممکن است با ژنوتیپ ویژه رقم و مرحله توسعه همبستگی داشته باشند (1، 18). کمبود آب ممکن است به دلیل افزایش سطح کل مواد جامد محلول (قندها، اسیدهای آمینه و اسیدهای آلی) که ترکیبات اصلی انباشته شده در میوه هستند، به کیفیت میوه گوجه فرنگی کمک کند. افزایش مواد جامد محلول کیفیت میوه ها را بهبود می بخشد زیرا بر طعم و مزه تأثیر می گذارد (8).
علیرغم اثرات گزارش شده طیف نور بر تجمع متابولیت های گیاهی، دانش گسترده تری از اثرات طیف های مختلف برای بهبود کیفیت گوجه فرنگی مورد نیاز است. بر این اساس، هدف از این مطالعه بررسی تأثیر نور اضافی مورد استفاده در گلخانه بر تجمع متابولیت های اولیه و ثانویه در ارقام مختلف گوجه فرنگی می باشد. تغییرات در محتوای طیفی سیستم روشنایی می تواند ترکیب متابولیت های اولیه و ثانویه در میوه گوجه فرنگی را تغییر دهد. دانش به دست آمده درک تأثیر نور بر رابطه بین عملکرد و کیفیت آن را بهبود می بخشد.
مواد و روش ها
مواد گیاهی و شرایط رشد آزمایشها در گلخانه (پلی کربنات سلولی 4 میلیمتری) مؤسسه علوم خاک و گیاه، دانشگاه علوم و فناوریهای زندگی لتونی 56 انجام شد.°39'N 23°43'E در طول فصلهای 2018/2019، 2019/2020 و 2020/2021 اواخر پاییز-اوایل بهار.
ارقام گوجه فرنگی پیوندی تجاری (Solanum lycopersicum L.) "Bolzano F1" (رنگ میوه-نارنجی)، "Chocomate F1" (رنگ میوه قرمز-قهوه ای) و ارقام میوه قرمز "Diamont F1"، "Encore F1" و " Strabena F1” استفاده شد. هر گیاه دارای دو سر پیشرو بود و در طول رشد روی یک سیستم سیم بلند میبست. گیاهان به دست آمده ابتدا در ظروف پلاستیکی 5 لیتری مشکی با بستر پیت "لافلورا" KKS-2 با pH پیوند زده شدند.KCl 5.2-6.0 و اندازه کسر 0-20 میلی متر، مخلوط PG (NPK 15-1020) 1.2 کیلوگرم متر-3، کلسیم 1.78٪ و منیزیم 0.21٪. هنگامی که گیاهان به گلدهی رسیدند، آنها را به ظروف پلاستیکی سیاه 15 لیتری با همان بستر پیت "Laflora" KKS-2 پیوند زدند. گیاهان یک بار در هفته با محلول 1% کریستالون گرین (NPK 18-18-18) با منیزیم، S و ریزعناصر در مرحله رویشی رشد گیاه و با کریستالون قرمز (NPK 12-12-36) با ریز عناصر یا 1 بارور شدند. % Ca(NO3)2 در مرحله تولیدمثلی، به نسبت 300 میلی لیتر در هر لیتر زیر لایه.
محتوای آب در ظروف پوشش گیاهی در 50-80 درصد ظرفیت نگهداری آب کامل حفظ شد. میانگین دمای شبانه روز 20-22 بود°ج/17-18°C.
حداکثر دما در روز (اسفند) از 32 تجاوز نکرد°درجه سانتی گراد و حداقل دما (آبان) در طول شب نبود <12°ج- دما در زیر لامپ ها در فواصل 50، 100 و 150 سانتی متری لامپ نیز اندازه گیری شده است. تشخیص داده شد که در زیر HPSL در فاصله 50 سانتی متری از لامپ، دما 1.5 بود°C بالاتر از سایرین. تفاوت دما در سطح میوه تشخیص داده نشد.
شرایط روشنایی
گوجه فرنگی در فصول پاییز و بهار با استفاده از نور اضافی با دوره نوری 16 ساعت کشت شد. سه منبع روشنایی مختلف استفاده شد: LED cob Helle top LED 280 (LED)، لامپ القایی (IND) و HPSL Helle Magna (HPSL). در ارتفاع راس، گیاهان 200±30 دریافت کردند ^mol m-2 s-1 تحت LED و HPSL و 170 ± 30 ^mol m-2 s-1 زیر لامپ های IND توزیع تابش نور در نشان داده شده استشکلات 1,2. شدت نور و توزیع طیفی توسط نورسنج دستی طیفی MSC15 (Gigahertz Optik GmbH، Turkenfeld، آلمان، انگلستان) شناسایی شد.
لامپ های مورد استفاده در توزیع طیفی نور متفاوت بودند. شبیه ترین نور خورشید در قسمت قرمز (625-700 نانومتر) طیف HPSL بود. لامپ IND در این قسمت از طیف 23.5 درصد نور کمتری می داد، اما LED نزدیک به 2 برابر بیشتر بود. نور نارنجی (590-625 نانومتر) بیشتر توسط HPSL، نور سبز (500-565 نانومتر) بیشتر توسط IND، نور آبی (450-485 نانومتر) بیشتر توسط LED منتشر می شد، اما نور بنفش (380450 نانومتر) منتشر می شد. بیشتر توسط لامپ IND ساطع می شود. هنگام مقایسه کل طیف نور مرئی، منبع نور LED باید به عنوان نزدیکترین منبع نور خورشید و IND از نظر طیف نامناسب ترین منبع نور در نظر گرفته شود.
استخراج و تعیین مواد شیمیایی گیاهی
میوه های گوجه فرنگی در مرحله رسیدگی کامل برداشت شدند. برداشت میوه ها یک بار در ماه از اواسط آبان تا پایان ماه مارس انجام می شود. همه میوه ها شمارش و وزن شدند. حداقل، 5 میوه از هر گونه (برای cv "Strabena" -8-10 میوه) برای تجزیه و تحلیل نمونه برداری شد. میوه های گوجه فرنگی با استفاده از مخلوط کن دستی به صورت پوره در آمدند. برای هر پارامتر ارزیابی شده، سه تکرار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
تعیین لیکوپن و в-کاروتن
برای تعیین غلظت لیکوپن و в-کاروتن، یک نمونه 0.5 ± 0.001 گرم از پوره گوجه فرنگی در یک لوله وزن شده و 10 میلی لیتر تتراهیدروفوران (THF) به آن اضافه شد. (19). لوله ها مهر و موم شده و به مدت 15 دقیقه در دمای اتاق نگهداری می شوند، گاهی اوقات تکان داده می شود و در نهایت به مدت 10 دقیقه با دور 5,000 سانتریفیوژ می شوند. جذب مواد رویی بهدستآمده به روش اسپکتروفتومتری با اندازهگیری جذب در طول موجهای 663، 645، 505 و 453 نانومتر و سپس لیکوپن و لیکوپن تعیین شد. в- محتویات کاروتن (میلی گرم 100 میلی لیتر-1) طبق رابطه زیر محاسبه شدند.
Clyc = -0.0458 x Аbbz + 0.204 x Аb45 + 0.372 x A505– 0.0806 x A453 (1)
Cماشین = 0.216 x A663 – 1.22 x A645 – 0.304 x A505+ 0.452 x A453 (2)
که در آن A663، A645، A505، و A453 - جذب در طول موج متناظر (20).
لیکوپن و вغلظت کاروتن به صورت میلی گرم بیان می شودF-M1 .
تعیین میزان فنل کل
یک نمونه 1/0.001 ± 10 گرم از پوره گوجه فرنگی در یک لوله مدرج وزن شده و 79 میلی لیتر حلال (متانول/آب مقطر/اسید کلریدریک 20:1:60) به آن اضافه شد. لوله های مدرج مهر و موم شدند و به مدت 20 دقیقه در XNUMX دقیقه تکان داده شدند°C در تاریکی و سپس به مدت 10 دقیقه در 5,000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد. غلظت کل فنل با استفاده از روش اسپکتروفتومتری Folin-Ciocalteu تعیین شد (21) با برخی تغییرات: معرف Folin-Ciocalteu (10 برابر در آب مقطر رقیق شده) به 0.5 میلی لیتر از عصاره اضافه شد و پس از 3 دقیقه 2 میلی لیتر کربنات سدیم (Na) اضافه شد.2CO3) (75 گرم لیتر-1). نمونه مخلوط شد و پس از 2 ساعت انکوباسیون در دمای اتاق در تاریکی، جذب در طول موج 760 نانومتر اندازهگیری شد. غلظت کل ترکیبات فنلی با استفاده از منحنی کالیبراسیون محاسبه و معادله 3 به دست آمد و به صورت معادل اسید گالیک (GAE) در 100 گرم توده گوجه فرنگی تازه بیان شد.
0.556 X (A760 + 0.09) X 100
Phe = 0.556 × (A760 + 0.09) × 100/m (3)
جایی که A760-جذب در طول موج و m- جرم نمونه مربوطه.
تعیین فلاونوئیدها
نمونه 1/0.001 ± 10 گرم از پوره گوجه فرنگی در یک لوله مدرج وزن شده و 60 میلی لیتر اتانول به آن اضافه شد. لوله های مدرج مهر و موم شدند و به مدت 20 دقیقه در XNUMX دقیقه تکان داده شدندoC در تاریکی و سپس به مدت 10 دقیقه در 5,000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد. روش رنگ سنجی (22) برای تعیین فلاونوئیدها با تغییرات جزئی استفاده شد: 2 میلی لیتر آب مقطر و 0.15 میلی لیتر نیتریت سدیم 5٪ (NaNO).2محلول به 0.5 میلی لیتر از عصاره اضافه شد. پس از 5 دقیقه، 0.15 میلی لیتر محلول 10٪ کلرید آلومینیوم (AlCl)3) اضافه شده. مخلوط به مدت 5 دقیقه دیگر باقی ماند و 1 میلی لیتر محلول هیدروکسید سدیم 1 مولار (NaOH) اضافه شد. نمونه مخلوط شد و پس از 15 دقیقه در دمای اتاق، جذب در 415 نانومتر اندازهگیری شد. غلظت کل فلاونوئید با استفاده از منحنی کالیبراسیون و معادله 4 محاسبه شد و به عنوان مقدار معادل کاتچین (CEs) در 100 گرم وزن گوجه فرنگی تازه بیان شد.
Fla = 0.444 × A415 × 100/m (4)
جایی که A415-جذب در طول موج متناظر و جرم m نمونه.
تعیین ماده خشک و جامدات محلول ماده خشک با خشک کردن نمونه ها در ترموستات در دمای 60 تعیین شدoC.
مقدار کل مواد جامد محلول (بیان شده به صورت ◦Brix) با یک رفرکتومتر (A.KRUSS Optronic Digital Handheld Refractometer Dr301-95) کالیبره شده در 20 اندازه گیری شد.oC با آب مقطر.
تعیین اسیدیته قابل تیتراسیون (TA)
نمونه 2/0.01 ± 20 گرم از پوره گوجه فرنگی در یک لوله مدرج وزن شده و آب مقطر تا 60 میلی لیتر به آن اضافه شد. لوله های مدرج مهر و موم شدند و به مدت 10 دقیقه در دمای اتاق تکان داده شدند و سپس به مدت 5,000 دقیقه در 5 دور در دقیقه سانتریفیوژ شدند. مقادیر 0.1 میلی لیتری با XNUMX مولار NaOH در حضور فنل فتالئین تیتر شدند.
TA = VNaOH × Vt/Vs × m (5)
جایی که VNaoH- حجم استفاده شده 0.1 مولار NaOH، Vt - حجم کل (20 میلی لیتر) و Vs - حجم نمونه (5 میلی لیتر).
نتایج به صورت میلی گرم اسید سیتریک در هر 100 گرم وزن گوجه فرنگی تازه بیان می شود. 1 میلی لیتر NaOH 0.1 مولار مربوط به 6.4 میلی گرم اسید سیتریک است.
تعیین شاخص طعم (TI)
TI با استفاده از رابطه 6 محاسبه شد (23).
TI = ◦Brix/(20 × TA)+ TA (6)
تجزیه و تحلیل آماری
نرمال بودن و همگنی آمار توصیفی برای 354 مشاهده مورد آزمون قرار گرفت. از آزمون Shapiro-Wilk برای ارزیابی نرمال بودن هر ترکیبی از واریته و درمان نور استفاده شد. برای تخمین همگنی واریانس ها، آزمون لوین انجام شد. برای بررسی تفاوت بین شرایط نوری از آزمون کروسکال-والیس استفاده شد. هنگامی که تفاوتهای آماری معنیدار مشخص شد، از آزمون تعقیبی Wilcoxon با اصلاحات بونفرونی برای مقایسههای زوجی استفاده شد. سطح معناداری استفاده شده در متن، جداول و نمودارها می باشد a = 5٪، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.
نتایج
اندازه میوه گوجه فرنگی و پارامترهای بیوشیمیایی میوه از نظر ژنتیکی تعیین میشوند، اما شرایط کشت تأثیر بسزایی بر این ویژگیها دارد. بزرگترین میوه ها از "Diamont" (88.3 ± 22.9 گرم) و کوچکترین میوه ها از "Strabena" (13.0 ± 3.8 گرم) برداشت می شود که انواع گوجه فرنگی گیلاسی است. اندازه میوه در واریته نیز از زمان برداشت متفاوت بود. بزرگترین میوه ها در ابتدای تولید برداشت شد و اندازه گوجه فرنگی با رشد بوته ها کاهش یافت. با این حال، باید توجه داشت که با افزایش نسبت نور طبیعی در پایان اسفند، اندازه گوجه فرنگی کمی افزایش یافت.
در هر سه سال، بالاترین عملکرد گوجه فرنگی با استفاده از HPSL به عنوان روشنایی اضافی برداشت شد. کاهش بازده تحت LED 16.0% و تحت IND - 17.7% در مقایسه با HPSL بود. گونههای مختلف گوجهفرنگی واکنش متفاوتی به روشنایی مکمل نشان دادند. افزایش بازده، اگرچه از نظر آماری ناچیز بود، اما برای cv "Strabena"، "Chocomate" و "Diamont" در زیر LED ها مشاهده شد. برای cv "Bolzano" نه LED و نه نور اضافی IND مناسب نبود، کاهش بازده کل 25-31٪ مشاهده شد.
به طور متوسط، میوه های گوجه فرنگی بزرگتر حاوی ماده خشک و مواد جامد محلول کمتری هستند، آنها چندان خوش طعم نیستند و حاوی کاروتنوئیدها و فنل های کمتری هستند. عاملی که کمترین تأثیر را بر اندازه میوه می گذارد میزان اسید است. همبستگی بالایی بین ماده خشک و محتوای جامدات محلول و TI (rn=195 > 0.9). ضریب همبستگی بین محتوای ماده خشک یا مواد جامد محلول و کاروتنوئید (لیکوپن و کاروتن) و محتوای فنل بین 0.7 تا 0.8 است. (شکل 3).
آزمایشها نشان دادهاند که اگرچه تفاوتها در پارامترهای مورد مطالعه بین چراغهای مورد استفاده گاهی زیاد است، اما تعداد کمی از این پارامترها وجود دارند که تحت تأثیر منبع نور مورد استفاده در کل فصل رشد و با در نظر گرفتن تنوع و سه تغییر قابل توجهی داشته باشند. فصل های رشد (جدول 1). می توان بیان کرد که گوجه فرنگی از همه واریته های کشت شده تحت HPSL دارای ماده خشک بیشتری است (جدول 1وشکل 5).
وزن تازه، ماده خشک و جامدات محلول
وزن و اندازه میوه به طور قابل توجهی به شرایط رشد گیاه بستگی دارد. اگرچه تفاوتهایی بین گونهها وجود داشت، میانگین میوههای گوجهفرنگی که تحت لامپهای القایی رشد میکردند 12 درصد کوچکتر از تحت HPSL یا LED بود. به نظر می رسد انواع مختلف به نور LED مکمل واکنش متفاوتی نشان می دهند. میوه های بزرگتر در زیر LED ها توسط "Chocomate" و "Diamont" تشکیل می شوند، اما وزن تازه "Bolzano" به طور متوسط تنها 72٪ وزن گوجه فرنگی تحت HPSL است. میوه های "Encore" و "Strabena" که تحت نورهای LED و IND رشد می کنند از نظر وزن مشابه هستند و به ترتیب 10 و 7٪ کوچکتر از گوجه فرنگی های کشت شده تحت HPSL هستند. (شکل 4).
محتوای ماده خشک یکی از شاخص های کیفیت میوه است. با محتوای جامدات محلول مرتبط است و بر طعم گوجه فرنگی تأثیر می گذارد. در آزمایشات ما، محتوای ماده خشک گوجه فرنگی بین 46 تا 113 میلی گرم در گرم بود-1. بیشترین مقدار ماده خشک (به طور متوسط 95 میلی گرم در گرم).-1) برای گونه گیلاس "Strabena" یافت شد. در میان سایر ارقام گوجه فرنگی، بیشترین میزان ماده خشک (به طور متوسط 66 میلی گرم در گرم) است-1) در "شکلات" یافت شد (شکل 5).
در طول آزمایش، محتوای اسید آلی، بیان شده به عنوان اسید سیتریک (CA) معادل در گوجه فرنگی، به طور متوسط از 365 تا 640 میلی گرم در 100 گرم بود.-1 . بالاترین محتوای اسید آلی در گوجه گیلاسی cv "Strabena" یافت شد که به طور متوسط 596 ± 201 میلی گرم CA 100 گرم بود.-1اما کمترین مقدار اسید آلی در میوه زرد رنگ «Bolzano» یافت شد، به طور متوسط 545 ± 145 میلی گرم CA 100 گرم.-1. محتوای اسید آلی نه تنها بین انواع، بلکه بین زمانهای نمونهبرداری بسیار متفاوت بود. با این حال، به طور متوسط، محتوای اسید آلی بالاتر در گوجه فرنگی های کشت شده در زیر لامپ های IND (بیش از HPSL و LED 10.2٪) یافت شد.
به طور متوسط، بیشترین مقدار ماده خشک در میوه های رشد یافته تحت HPSL مشاهده شد. در لامپ IND، محتوای ماده خشک میوه گوجه فرنگی 4.7-16.1٪ کاهش می یابد، زیر LED 9.9-18.2٪. انواع مورد استفاده در آزمایش ها به طور متفاوتی به نور حساس هستند. کمترین کاهش در ماده خشک در شرایط نوری مختلف برای cv «Strabena» (به ترتیب 5.8 درصد برایIND و 11.1 درصد برای LED) و بیشترین کاهش در ماده خشک در شرایط نوری مختلف برای cv «Diamont» (16.1 درصد و 18.2) مشاهده شد. به ترتیب .XNUMX٪).
به طور متوسط، محتوای جامدات محلول بین 3.8 و 10.2 متغیر بود ◦بریکس به طور مشابه، برای ماده خشک، بیشترین میزان مواد جامد محلول در گوجه گیلاسی رقم Strabena (به طور متوسط 8.1 ± 1.0) مشاهده شد. ◦بریکس). رقم گوجه فرنگی "Diamont" کمترین شیرینی را داشت (به طور متوسط 4.9 ± 0.4) ◦بریکس).
روشنایی تکمیلی به طور قابل توجهی بر محتوای جامدات محلول در ارقام گوجه فرنگی «Bolzano»، «Diamont» و «Encore» تأثیر گذاشت. تحت نور LED، میزان مواد جامد محلول در این گونه ها به طور قابل توجهی در مقایسه با HPSL کاهش یافت. تاثیر لامپ IND کمتر بود. در این شرایط نوری، گوجهفرنگیهای کشت شده از cv "Bolzano" و "Strabena" به طور متوسط 4.7 و 4.3 درصد قند بیشتری نسبت به کشت تحت HPSL داشتند. متاسفانه این افزایش از نظر آماری معنی دار نیست (شکل 6).
TI گوجه فرنگی از 0.97 تا 1.38 متغیر است. خوشمزه ترین گوجه فرنگی cv "Strabena"، به طور متوسط TI 1.32 ± 0.1 و کمتر خوشمزه ترین گوجه فرنگی cv "Diamont" بود، به طور متوسط TI تنها 1.01 ± 0.06 بود. TI بالا دارای رقم گوجه فرنگی "Bolzano" به طور متوسط TI (1.12 ± 0.06) و پس از آن "Chocomate" به طور متوسط TI (1.08 ± 0.06) است.
به طور متوسط، TI به طور قابل توجهی تحت تأثیر منبع روشنایی قرار نمی گیرد، به جز cv "Strabena"، جایی که میوه های زیر لامپ IND هستند.
جدول 1 | P-مقادیر (آزمون کروسکال والیس) تاثیر نورپردازی های مختلف مکمل بر کیفیت میوه گوجه فرنگی (n = 118).
پارامتر |
"بولزانو" |
"شکلات" |
“Encore” |
"الماس" |
«استرابنا |
وزن میوه |
0.013 * |
0.008 ** |
0.110 |
0.400 |
0.560 |
ماده خشک |
0.022 * |
0.013 * |
0.011 * |
0.001 ** |
0.015 * |
جامدات محلول |
0.027 * |
0.030 |
0.030 * |
0.001 ** |
0.270 |
اسیدیته |
0.078 |
0.022 |
0.160 |
0.001 ** |
0.230 |
شاخص طعم |
0.370 |
0.140 |
0.600 |
0.001 ** |
0.023 * |
لیکوپن |
0.052 |
0.290 |
0.860 |
0.160 |
0.920 |
- کاروتن |
<0.001 *** |
0.007 ** |
0.940 |
0.110 |
0.700 |
فنل ها |
0.097 |
0.750 |
0.450 |
0.800 |
0.420 |
فلاونوئیدها ترکیباتی هستند |
0.430 |
0.035 * |
0.720 |
0.440 |
0.170 |
سطوح اهمیت ”*****” 0.001, ”**” 0.01 و ”*"0.05. |
|
افزایش TI در مقایسه با HPSL 7.4٪ (LED 4.2٪) در مقایسه با HPSL و cv "Diamont" در هر دو شرایط نوری ذکر شده قبلی به ترتیب 5.3 و 8.4٪ کاهش یافت.
محتوای کاروتنوئیدها
غلظت لیکوپن در گوجه فرنگی از 0.07 (cv "Bolzano") تا 7 میلی گرم در 100 گرم متغیر بود.-1 FM ("Strabena"). محتوای لیکوپن کمی بالاتر در مقایسه با "Diamont" (4.40 ± 1.35 میلی گرم در 100 گرم-1 FM) و "Encore" (4.23 ± 1.33 میلی گرم 100 گرم-1 FM) در میوه های قرمز مایل به قهوه ای شکلات (4.74 ± 1.48 میلی گرم در 100 گرم) یافت شد.-1 اف ام).
به طور متوسط، میوه های گیاهانی که در زیر لامپ های IND رشد می کنند، در مقایسه با HPSL حاوی 17.9 درصد لیکوپن بیشتری هستند. نورپردازی LED نیز سنتز لیکوپن را ارتقا داده است، اما به میزان کمتر، به طور متوسط 6.5٪. اثر منابع نور بسته به رقم متفاوت بوده است. بیشترین تفاوت در بیوسنتز لیکوپن برای "شکومات" مشاهده شد. افزایش محتوای لیکوپن تحت IND در مقایسه با HPSL 27.2٪ و کمتر از LED 13.5٪ بود. "Strabena" با تغییرات 3.2 و -1.6٪ کمترین حساسیت را نسبت به HPSL داشت. (شکل 7). علیرغم نتایج نسبتاً متقاعدکننده، پردازش ریاضی داده ها قابلیت اطمینان آن را تأیید نمی کند (جدول 1).
در طول آزمایش، вمیزان کاروتن در گوجه فرنگی به طور متوسط از 4.69 تا 9.0 میلی گرم در 100 گرم است.-1 FM بالاترین вمحتوای کاروتن در گوجه گیلاسی cv "Strabena" یافت شد، به طور متوسط 8.88 ± 1.58 میلی گرم در 100 گرم-1 FM، اما پایین ترین вمحتوای کاروتن در میوه زرد رنگ «Bolzano» به طور متوسط 5.45 ± 1.45 میلی گرم در 100 گرم یافت شد.-1 FM
تفاوت معنیداری در محتوای کاروتن بین واریتههایی که تحت نورهای مکمل مختلف رشد کردهاند، مشاهده شد. Cv "Bolzano" رشد کرده تحت LED کاهش قابل توجهی در محتوای کاروتن نشان می دهد (18.5٪ در مقایسه با HPSL)، در حالی که "Chocomate" کمترین محتوای کاروتن را درست زیر HPSL در میوه گوجه فرنگی (5.32 ± 1.08 میلی گرم 100 گرم FM) دارد.-1) و در زیر لامپ های LED 34.3 درصد و در لامپ های IND 46.4 درصد افزایش یافته است. (شکل 8).
محتوای فنولیک و فلاونوئید کل
محتوای فنل میوه های گوجه فرنگی به طور متوسط از 27.64 تا 56.26 میلی گرم GAE 100 گرم متغیر است.-1 FM (جدول 2). بیشترین میزان فنل برای رقم «Strabena» و کمترین میزان فنل برای رقم «Diamont» مشاهده شد. محتوای فنل گوجه فرنگی با توجه به فصل رسیدن میوه متفاوت است، بنابراین بین زمان های مختلف نمونه برداری نوسانات زیادی وجود دارد. این منجر به این واقعیت می شود که تفاوت بین گوجه فرنگی های پرورش یافته در زیر لامپ های مختلف قابل توجه نیست.
اگرچه تفاوت قابل توجهی بین انواع نور مکمل فقط در مورد cv "شکلات" ظاهر می شود، میانگین محتوای فلاونوئید میوه های رشد شده در زیر لامپ 33.3٪ است، اما در زیر LED 13.3٪ بیشتر است. در زیر لامپ های IND، تفاوت های زیادی بین انواع مشاهده می شود، اما در زیر LED، تنوع در محدوده 10.3-15.6٪ است.
آزمایشها نشان دادهاند که گونههای مختلف گوجهفرنگی واکنشهای متفاوتی به روشنایی مکمل مورد استفاده نشان میدهند.
رشد cv "Bolzano" در زیر لامپ LED یا IND توصیه نمی شود زیرا در این روشنایی، پارامترها مشابه پارامترهای بدست آمده در HPSL یا به طور قابل توجهی کمتر است. در زیر لامپ های LED، وزن یک میوه، ماده خشک، محتوای جامدات محلول و کاروتن به طور قابل توجهی کاهش می یابد. ( شکل 9 ).
جدول 2 | محتوای فنل کل [میلی گرم معادل اسید گالیک (GAE) 100 گرم-1 FM] و فلاونوئیدها [میلی گرم اسید سیتریک (CA) 100 گرم-1 FM] در میوههای گوجهفرنگی که تحت نورهای مکمل مختلف رشد میکنند.
پارامتر |
"بولزانو" |
"شکلات" |
“Encore” |
"الماس" |
"استرابنا" |
فنل ها |
|||||
HPSL |
36.33 ± 5.34 |
31.23 ± 5.67 |
27.64 ± 7.12 |
30.26 ± 5.71 |
48.70 ± 11.24 |
| مشاهده نتایج جستجو |
33.21 ± 4.05 |
34.77 ± 6.39 |
31.00 ± 6.02 |
30.63 ± 5.11 |
56.26 ± 13.59 |
رهبری |
36.16 ± 6.41 |
31.70 ± 6.80 |
30.44 ± 3.01 |
30.98 ± 6.52 |
52.57 ± 10.41 |
فلاونوئیدها ترکیباتی هستند |
|||||
HPSL |
4.50 ± 1.32 |
3.78 ± 0.65a |
2.65 ± 1.04 |
2.57 ± 1.15 |
5.17 ± 2.33 |
| مشاهده نتایج جستجو |
4.57 ± 0.75 |
5.24 ± 0.79b |
4.96 ± 1.46 |
2.84 ± 0.67 |
6.65 ± 1.64 |
رهبری |
4.96 ± 1.08 |
4.37 ± 1.18ab |
3.02 ± 1.04 |
2.88 ± 1.08 |
5.91 ± 1.20 |
به طور قابل توجهی ابزارهای مختلف با حروف مختلف برچسب گذاری می شوند. |
برخلاف "بولزانو"، "شکات" در زیر نور LED وزن یک میوه را افزایش می دهد و مقدار کاروتن را افزایش می دهد. سایر پارامترها به استثنای ماده خشک و محتوای جامدات محلول نیز بالاتر از میوه های بدست آمده تحت HPSL هستند. در مورد این تنوع، لامپ القایی نیز نتایج خوبی را نشان می دهد (شکل 9).
برای cv "Diamont"، شاخص هایی که خواص طعم را تعیین می کنند، در زیر نور LED به طور قابل توجهی کاهش می یابد، اما محتوای رنگدانه ها و فلاونوئیدها افزایش می یابد. (شکل 9).
ارقام "Encore" و "Strabena" بیشترین واکنش را نسبت به درمان با نور مکمل ندارند. برای "Encore"، تنها پارامتری که به طور قابل توجهی تحت تأثیر طیف نور LED قرار می گیرد، محتوای جامدات محلول است. "Strabena" نیز نسبتاً در برابر تغییرات در ترکیب طیفی نور متحمل است. این می تواند به دلیل ویژگی های ژنتیکی باشد، زیرا این تنها گونه گوجه فرنگی گیلاسی بود که در آزمایش گنجانده شد. با تمام پارامترهای مورد مطالعه به طور قابل توجهی بالاتر مشخص شد. بنابراین، تشخیص تغییرات در پارامترهای مورد مطالعه تحت تأثیر نور ممکن نبود (شکل 9).
بحث
میانگین وزن میوه گوجه فرنگی با وزن مورد نظر گونه همبستگی دارد. هر چند محقق نمی شود. این می تواند به دلیل روش کشت باشد تا کیفیت نور، زیرا می توان از آب کمتری در بستر پیت استفاده کرد که ممکن است وزن میوه را کاهش دهد، اما غلظت مواد فعال را افزایش می دهد و اشباع طعم را بهبود می بخشد. (24). کوچکترین نوسان وزن متوسط میوه "Encore F1" در نتیجه منبع روشنایی می تواند نشان دهنده تحمل این تنوع نسبت به کیفیت نور باشد. این با بررسی موضوع مطابقت دارد (25). عملکرد و کیفیت گوجه فرنگی نه تنها تحت تأثیر شدت نور مکمل استفاده شده، بلکه تحت تأثیر کیفیت آن نیز قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که بازده کمتری در زیر لامپ های IND تشکیل می شود. با این حال، ممکن است به دلیل شدت کمتر لامپهای القایی، نتایج کمتری نشان داده شود، علیرغم اینکه ویژگی اصلی لامپهای القایی پهنتر بودن باند امواج سبز است. داده ها نشان می دهد که افزایش مقدار نور قرمز به افزایش وزن تازه گوجه فرنگی کمک می کند، اما بر افزایش محتوای ماده خشک تاثیری ندارد. به نظر می رسد نور قرمز باعث افزایش محتوای آب در گوجه فرنگی شده است. در مقابل، افزایش نور آبی باعث کاهش میزان ماده خشک همه انواع گوجه فرنگی می شود. کمترین حساسیت، گوجه فرنگی زرد رقم بالزانو است. چندین تحقیق نشان داد که فتوسنتز تحت ترکیبی از نور قرمز و آبی بیشتر از نور HPS است، اما عملکرد میوه برابر است. (12). اوله و ویرسیل (26) دریافتند که LED های قرمز عملکرد گوجه فرنگی را افزایش می دهند و این بر یافته های تحقیقات ما تأکید می کند که به طور کلی با افزودن بیشتر امواج قرمز، عملکرد را افزایش می دهد. به نظر مشابه، ژانگ و همکاران. (14) تعریف می کند که حتی اضافه کردن نور FR در ترکیب با LED های قرمز و HPSL تعداد کل میوه ها را افزایش می دهد. نور آبی و قرمز LED تکمیلی منجر به رسیدن زودرس میوه گوجه فرنگی شد. این می تواند نشان دهد که دلیل افزایش توده میوه در زیر LED برای ارقام "Chocomate F1" و "Diamont F1"، زیرا زودرس شدن منجر به تشکیل زودتر میوه های جدید شد. از نظر بازده، دادههای ما نشان میدهد که افزایش نور قرمز در افزایش بازده مهمتر نیست، بلکه افزایش نسبت نور قرمز نسبت به نور آبی است.
از آنجایی که یکی از ویژگی های دوست داشتنی گوجه فرنگی شیرینی است، شناخت راه های ممکن برای افزایش این ویژگی بسیار مهم است. با این وجود، معمولاً توسط عوامل محیطی مختلف تغییر میکند (27). شواهدی وجود دارد که نشان می دهد ترکیب کیفی نور بر محتوای بیوشیمیایی میوه گوجه فرنگی نیز تأثیر می گذارد. محتوای قند محلول میوه گوجه فرنگی رسیده با مدت زمان طولانی تر نور FR کاهش یافت (15). کنگ و همکاران (16) نتایج نشان داد که تیمار نور آبی به طور معنیداری منجر به افزایش کل جامدات محلول میشود. محتوای قند در گیاهان با نور سبز، آبی و قرمز افزایش می یابد (28). آزمایشهای ما این را تأیید نمیکنند، زیرا افزایش نور آبی و قرمز به طور جداگانه محتوای جامدات محلول را در بیشتر موارد کاهش میدهد. نتایج ما نشان داد که بالاترین سطح قندهای محلول تحت HPSL یافت شد که بیشترین نسبت نور قرمز را نسبت به سایر لامپ ها به ارمغان می آورد و همچنین دمای نزدیک لامپ ها را افزایش می دهد. این مطابق با تحقیقات قبلی است که در آن مطالعات Erdberga و همکاران. (29) نشان داد که محتوای قندهای محلول، اسیدهای آلی با افزایش دوز امواج قرمز افزایش می یابد. نتایج مشابهی در مطالعات دیگر به دست آمد. میانگین وزن میوه گوجهفرنگی در گیاهانی که با لامپ HPS روشن میشوند در مقایسه با گیاهان لامپهای LED بالاتر بود (8.7/12.2-XNUMX/XNUMX درصد بسته به رقم). (30).
با این حال، مطالعات Dzakovich و همکاران. (31) ثابت کرد که کیفیت نور تکمیلی (HPSL از طریق LED) به طور قابل توجهی بر روی خواص فیزیکوشیمیایی (کل مواد جامد محلول، اسیدیته قابل تیتراسیون، محتوای اسید اسکوربیک، pH، فنولیک کل، و فلاونوئیدها و کاروتنوئیدهای برجسته) یا خواص حسی گوجه فرنگی های گلخانه ای تأثیر نمی گذارد. این نشان می دهد که میزان قندهای محلول در میوه ها نه تنها تحت تأثیر عوامل فردی، بلکه از ترکیب آنها نیز می تواند تأثیر بگذارد. همچنین در آزمایشات ما یافتن قاعده مندی بین تأثیر نور بر محتوای اسید ممکن نبود. به طور خاص، تحقیقات آینده باید نه تنها بر رابطه بین گونه و نور، بلکه بر رابطه بین رقم و نور نیز تمرکز کند. محتوای ماده خشک در "Chocomate F1" و "Strabena F1" بیشتر بود. این با کورینا و همکاران مطابقت دارد. (6)، جایی که به طور متوسط، توده های قرمز قهوه ای ماده خشک بیشتری (6.46٪) انباشته کردند. مطالعات دوما و همکاران. (32) نشان داد که هنگام مقایسه توده میوه و TI، مشاهده می شود که TI بالاتر برای گوجه فرنگی های کوچکتر یا بزرگتر است. آزمایشات Rodica و همکاران. (23) نشان داد که گوجه فرنگی گیلاسی و قرمز مایل به قهوه ای حاوی مواد جامد محلول بیشتری هستند. در این تحقیق تاکید می شود که مقدار ترکیبات آلی تعیین کننده طعم میوه به عملکرد رقم بستگی دارد.
قرار گرفتن در معرض نور مکمل LED قرمز و آبی باعث افزایش لیکوپن و в- محتوای کاروتن (13، شماره ۱۰۲۹، شماره ۱۰۲۹، 34). دانهل و همکاران (12) مطالعات نشان داده است که محتوای لیکوپن و لوتئین در گوجهفرنگیها هنگام قرار گرفتن در معرض LED 18 و 142 درصد بیشتر است. با این حال، вمحتوای کاروتن بین تیمارهای نوری تفاوتی نداشت. نتاکاس و همکاران (35) نشان داد که زآگزانتین، محصول в- تبدیل کاروتن، افزایش میوه های گوجه فرنگی در نور آبی و سفید. در این مطالعه، این اظهارات تا حدی تنها در مورد "Bolzano F1" که در آن مقدار قابل توجهی لیکوپن تحت درمان LED یافت شد، تا حدی درست است، اما в-کاروتن به این درمان پاسخ منفی داد. این می تواند به دلیل ویژگی های ژنتیکی باشد زیرا "Bolzano F1" تنها رقم پرتقالی در این مطالعه است. در مطالعات دیگر با ارقام قرمز میوه و قهوه ای بیشترین میزان لیکوپن و в-کاروتن در زیر لامپ های القایی یافت شد که روند سال های گذشته را تایید نمی کند (29). آزمایشات ما نشان داد که محتوای لیکوپن همه ارقام گوجه فرنگی میوه قرمز با افزایش نور آبی افزایش یافت. در مقابل، تغییرات در محتوای کاروتن در ارقام مختلف قادر به ایجاد نظم مشترک برای همه ارقام گوجهفرنگی مورد استفاده در آزمایشها نیست. این عدم تطابق به نیاز به آزمایش بیشتر موضوع در آینده اشاره دارد. الگوی مشابهی از پاسخ به نور به دلیل ویژگیهای رقم با مقدار فنل و فلاونوئید مشاهده شد. همه ارقام میوه قرمز و قهوه ای در زیر لامپ های IND نتایج بهتری نشان دادند، در حالی که "Bolzano F1" با نتایج بالاتر به لامپ های HPSL و LED بدون تفاوت معنی دار پاسخ داد. این مطالعه با یافتههای کنگ مطابقت دارد: درمان نور آبی به طور قابل توجهی منجر به غلظت بیشتر ترکیبات فنولیک (کلروژنیک اسید، کافئیک اسید و روتین) شد. (16). نور قرمز مداوم به طور قابل توجهی لیکوپن را افزایش می دهد، в-کاروتن، محتوای فنل کل، غلظت فلاونوئید کل و فعالیت آنتی اکسیدانی در گوجه فرنگی (36). در مطالعات قبلی ما، فلاونوئیدها با نوسان تغییر کردند. بنابراین، هیچ اثر طول موج نور نباید قابل توجه باشد.
مقدار فنل با نسبت رو به رشد نور آبی ارائه شده توسط لامپ های LED افزایش می یابد. (29)، این نیز با تحقیقات ما مطابقت دارد. در تحقیقات دیگر محققان ذکر شده است که قرار گرفتن در معرض نور UV یا LED هیچ تأثیری بر ترکیبات فنلی کل ندارد، علیرغم این واقعیت که هر دو درمان نوری به تعدیل بیان مجموعه ای از ژن های دخیل در بیوسنتز ترکیبات فنلی و کاروتنوئیدها معروف هستند. (36). لازم به ذکر است که به طور مشابه با وزن میوه، تفاوت معنی داری در ترکیبات شیمیایی "Encore F1" به دلیل تیمار سبک وجود ندارد. این اجازه می دهد تا اعلام کنیم که رقم "Encore F1" می تواند نسبت به ترکیب نور متحمل باشد. آزمایشهای ما دادههای ادبیات را تأیید میکنند که سنتز متابولیتهای ثانویه هم با مقدار کمی نور آبی و هم افزایش نسبت نور آبی در سیستم روشنایی کلی افزایش مییابد.
نتایج بهدستآمده نشان میدهد که اجزای شیمیایی، از جمله قندهای محلول در اسید و نسبت آنها که مسئول طعم مشخص واریته هستند، در درجه اول به ژنتیک واریته بستگی دارد. طعم خوب گوجه فرنگی نه تنها با ترکیب رنگدانه های خاص گونه و مواد فعال بیولوژیکی، بلکه با مقدار آنها مشخص می شود. به ویژه، نسبت و کمیت اسیدها و قندها طعم اشباع و با کیفیت بالا را مشخص می کند. در این مطالعه همبستگی مثبت بین قندهای محلول و اسیدهای قابل تیتر کردن 0.4/0.39 ~ است که با تحقیق هرناندز سوارز همبستگی مثبت دارد که همبستگی مثبت بین این دو شاخص XNUMX/XNUMX به دست آمد. (37). در مطالعات دزاکوویچ و همکاران. (31)گوجه فرنگی برای کل جامدات محلول، اسیدیته قابل تیتراسیون، محتوای اسید اسکوربیک، pH، فنول کل و فلاونوئیدها و کاروتنوئیدهای برجسته مشخص شد. مطالعات آنها نشان داد که کیفیت میوه گوجه فرنگی گلخانه ای تنها به طور جزئی تحت تأثیر تیمارهای نور مکمل قرار گرفت. علاوه بر این، دادههای پانل حسی مصرفکننده نشان داد که گوجهفرنگیهایی که تحت درمانهای نوری مختلف رشد کردهاند، در سراسر درمانهای نوری آزمایششده قابل مقایسه هستند. مطالعه نشان داد که محیط نور پویا ذاتی سیستمهای تولید گلخانهای ممکن است اثرات طولموج نور مورد استفاده در مطالعات آنها را بر جنبههای خاص متابولیسم ثانویه میوهها باطل کند. (31). این تا حدی با این مطالعه مطابقت دارد، زیرا ارقام بهدستآمده روند روشن و واضحی را نشان نمیدهند، که به ما اجازه میدهد بگوییم یکی از نورپردازیها برای گوجهفرنگی مفیدتر از بقیه است. با این حال، لامپ های خاصی ممکن است برای انواع خاصی استفاده شوند، به عنوان مثال، لامپ های HPSL برای "Bolzano F1" مناسب تر هستند و نور LED برای "Chocomate F1" توصیه می شود. این با مطالعه تأثیر عرض های جغرافیایی مختلف بر خواص شیمیایی گوجه فرنگی مطابقت دارد. باندری اتال. (38) وی تصریح کرد: در حالی که ترکیب موقعیت خورشید به سمت آسمان و در نتیجه ترکیب امواج نور مرئی، نقش مهمی در تغییر ترکیب شیمیایی گوجه فرنگی ایفا می کند. انواعی وجود دارد که از این فرآیندها مصون هستند. همه این نتیجه گیری ها اجازه می دهد تا تأکید شود که ترکیب شیمیایی گوجه فرنگی در درجه اول به ژنوتیپ وابسته است، زیرا روابط ارقام با عوامل رشد، به ویژه با نور، از نظر ژنتیکی مستعد هستند.
نتیجه گیری
گونههای مختلف گوجهفرنگی واکنشهای متفاوتی به روشنایی تکمیلی مورد استفاده نشان میدهند. ارقام "Encore" و "Strabena" بیشترین واکنش را نسبت به نور مکمل ندارند. برای "Encore"، تنها پارامتری که به طور قابل توجهی تحت تأثیر طیف نور LED قرار می گیرد، محتوای جامدات محلول است. "Strabena" نیز نسبتاً در برابر تغییرات در ترکیب طیفی نور متحمل است. این می تواند به دلیل ویژگی های ژنتیکی باشد، زیرا این تنها گونه گوجه فرنگی گیلاسی بود که در آزمایش گنجانده شد. کاشت cv میوه نارنجی رنگ "Bolzano" در زیر لامپ LED یا IND توصیه نمی شود زیرا در این روشنایی پارامترها در سطح HPSL یا به طور قابل توجهی بدتر هستند. در زیر لامپ های LED، وزن یک میوه، ماده خشک، محتوای جامدات محلول و в-کاروتن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. وزن یک میوه و مقدار в-کاروتن میوه قرمز-قهوه ای cv "شکلات" تحت نور LED به طور قابل توجهی افزایش می یابد. سایر پارامترها به استثنای ماده خشک و محتوای جامدات محلول نیز بالاتر از میوه های بدست آمده تحت HPSL هستند.
آزمایشات نشان داده است که HPSL تجمع متابولیت های اولیه در میوه گوجه فرنگی را تحریک می کند. در تمام موارد، محتوای جامدات محلول 4.7-18.2 درصد بیشتر از سایر منابع روشنایی بود.
از آنجایی که لامپ های LED و IND حدود 20٪ نور آبی-بنفش را ساطع می کنند، نتایج نشان می دهد که این قسمت از طیف باعث تحریک تجمع ترکیبات فنلی در میوه به میزان 1.6-47.4٪ در مقایسه با HPSL می شود. محتوای کاروتنوئیدها به عنوان متابولیت های ثانویه هم به تنوع و هم به منبع نور بستگی دارد. انواع میوه های قرمز تمایل به سنتز بیشتری دارند в-کاروتن تحت نور LED و IND مکمل.
قسمت آبی طیف نقش بیشتری در تضمین کیفیت محصول دارد. افزایش یا کمی کردن نسبت آن در طیف کل باعث سنتز متابولیتهای ثانویه (لیکوپن، فنلها و فلاونوئیدها) میشود که منجر به کاهش ماده خشک و محتوای جامدات محلول میشود.
با توجه به تأثیر زیاد تنوع ژنوتیپی در گوجهفرنگی و روابط نور، مطالعات بیشتر باید بر روی ترکیب ارقام و طیفهای مختلف نور مکمل برای افزایش محتوای ترکیبات فعال بیولوژیکی ادامه یابد.
بیانیه در دسترس بودن داده ها
داده های خام حمایت کننده از نتیجه گیری این مقاله توسط نویسندگان، بدون رزرو بی مورد در دسترس قرار خواهد گرفت.
مشارکتکنندگان AUTHOR
IE مسئول کشت و نمونهبرداری گوجهفرنگی، کار آزمایشگاهی، کمیسازی ترکیبات، و همچنین در نوشتن نسخه خطی بود. IA این ایده را مطرح کرد، به مفهوم و طراحی مطالعه کمک کرد، نمونهبرداری گوجهفرنگی، کار آزمایشگاهی، کمیسازی ترکیبات و همچنین در نوشتن دستنوشته مشارکت داشت. MD به مفهوم و طراحی مطالعه، بهینهسازی روشهای تحلیلی، تجزیه و تحلیل نمونهها در آزمایشگاه، و ارائه توصیهها و پیشنهادات کمک کرد. RA به تجزیه و تحلیل آماری، تفسیر دادهها و ارائه توصیهها و پیشنهادات در مورد نسخه خطی کمک کرد. LD به مفهوم و طراحی مطالعه کمک کرد، نمونهبرداری گوجهفرنگی، کار آزمایشگاهی، کمیسازی ترکیبات را عهدهدار شد و توصیهها و پیشنهاداتی را در رابطه با نسخه خطی ارائه کرد. همه نویسندگان به مقاله کمک کردند و نسخه ارسال شده نسخه خطی را تأیید کردند.
منابع مالی
این مطالعه توسط برنامه توسعه روستایی لتونی 2014-2020 همکاری، با شماره 16.1 پروژه شماره. 19-00-A01612-000010 بررسی راه حل های نوآورانه و توسعه روش های جدید برای افزایش کارایی و کیفیت در بخش گلخانه ای لتونی (IRIS).
مراجع
- 1. Vijayakumar A، Shaji S، Beena R، Sarada S، Sajitha Rani T، Stephen R، و همکاران. تغییرات دمای بالا در پارامترهای کیفی و عملکرد گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum L) و ضرایب شباهت بین ژنوتیپ ها با استفاده از نشانگرهای SSR هلیون. (2021) 7:e05988. doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e0 5988
- 2. Duzen IV، Oguz E، Yilmaz R، Taskin A، Vuruskan A، Cekici Y، و همکاران. لیکوپن یک اثر محافظتی بر آسیب قلبی ناشی از شوک سپتیک در موشها دارد. Bratisl Med J. (2019) 120:919-23. doi: 10.4149/BLL_2019_154
-
3. Dogukan A، Tuzcu M، Agca CA، Gencoglu H، Sahin N، Onderci M، و همکاران. کمپلکس لیکوپن گوجه فرنگی از طریق تأثیر بر استرس اکسیداتیو و همچنین Bax، Bcl-2 و HSPs، از کلیه در برابر آسیب های ناشی از سیس پلاتین محافظت می کند. اصطلاح. سرطان نوتر. (2011) 63:427-34. doi: 10.1080/01635581.2011.5 35958
- 4. Warditiani NK، Sari PMN، Wirasuta MAG. اثر فیتوشیمیایی و هیپوگلیسمی عصاره لیکوپن گوجه فرنگی (TLE). Sys Rev Pharm. (2020) 11:50914. doi: 10.31838/srp.2020.4.77
- 5. Ando A. "ترکیبات طعم در گوجه فرنگی". در: هیگاشید تی، ویراستار. Solanum Lycopersicum: تولید، بیوشیمی و مزایای سلامتی. نیویورک، نوا ساینس پابلیشرز (2016). پ. 179-187.
- 6. Kurina AB، Solovieva AE، Khrapalova IA، Artemyeva AM. ترکیب بیوشیمیایی میوه های گوجه فرنگی با رنگ های مختلف. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. (2021) 25:514-27. doi: 10.18699/VJ21.058
- 7. Murshed R, Lopez-Lauri F, Sallanon H. اثر تنش آبی بر سیستم های آنتی اکسیدانی و پارامترهای اکسیداتیو در میوه های گوجه فرنگی (Solanum lycopersicon L, cvMicro-tom). گیاهان فیزیول مول بیول. (2013) 19:36378. doi: 10.1007/s12298-013-0173-7
- 8. Klunklin W, Savage G. تأثیر ویژگیهای کیفی گوجهفرنگی که تحت شرایط آبیاری خوب و تنش خشکی رشد میکنند. خوراکی ها. (2017) 6:56. doi: 10.3390/foods6080056
- 9. Chetelat RT، Ji Y. سیتوژنتیک و تکامل. محصولات سولاناسه بهبود ژنتیکی. (2007) 2:77-112. doi: 10.1201/b10744-4
- 10. Wang W، Liu D، Qin M، Xie Z، Chen R، Zhang Y. اثرات روشنایی تکمیلی بر انتقال پتاسیم و رنگ آمیزی میوه گوجه فرنگی های رشد یافته در هیدروپونیک. Int J Mol Sci. (2021) 22:2687. doi: 10.3390/ijms22052687
- 11. Ouzounis T، Giday H، Kj^r KH، Ottosen CO. LED یا HPS در گیاهان زینتی؟ مطالعه موردی در گل رز و کمپانولا. Eur J Hortic Sci. (2018) 83:16672. doi: 10.17660/eJHS.2018/83.3.6
- 12. Dannehl D, Schwend T, Veit D, Schmidt U. افزایش عملکرد، محتوای لیکوپن و لوتئین در گوجه فرنگی های رشد یافته تحت طیف PAR پیوسته روشنایی LED. علوم گیاهی جلویی (2021) 12:611236. doi: 10.3389/fpls.2021.61 1236
- 13. Xie BX، Wei JJ، Zhang YT، Song SW، Su W، Sun GW، و همکاران. نور آبی و قرمز مکمل باعث افزایش سنتز لیکوپن در میوه های گوجه فرنگی می شود. J Integr Agric. (2019) 18:590-8. doi: 10.1016/S2095-3119(18)62062-3
- 14. Zhang JY، Zhang YT، Song SW، Su W، Hao YW، Liu HC. نور قرمز تکمیلی بسته به تولید اتیلن منجر به رسیدن زودتر میوه گوجه فرنگی می شود. ربات Environ Exp. (2020) 175:10404. doi: 10.1016/j.envexpbot.2020.104044
- 15. Zhang Y، Zhang Y، Yang Q، Li T. نور اضافی قرمز دور سر، رشد گوجه فرنگی را تحت روشنایی درون سایبان با LED ها تحریک می کند. J Integr Agric. (2019) 18:62-9. doi: 10.1016/S2095-3119(18)62130-6
- 16. Kong D، Zhao W، Ma Y، Liang H، Zhao X. اثرات روشنایی دیود ساطع کننده نور بر کیفیت گوجه فرنگی تازه برش داده شده در یخچال در یخچال ذخیره سازی. Int J Food Sci Technol. (2021) 56: 2041-52. doi: 10.1111/ijfs. 14836
- 17. Jarqum-Enriquez L، Mercado-Silva EM، Maldonado JL، Lopez-Baltazar J. محتوای لیکوپن و شاخص رنگ گوجه فرنگی تحت تأثیر گلخانه قرار دارند. پوشش دادن. Sc Horticulturae. (2013) 155:43-8. doi: 10.1016/j.scienta.2013. 03.004
- 18. وحید ع، گلانی س، اشرف م، فولاد محمد ر. تحمل حرارت
در گیاهان: یک نمای کلی ربات Environ Exp. (2007) 61:199
223 دوی: 10.1016/j.envexpbot.2007.05.011
- 19. دوما م، آلسینا I. محتوای رنگدانه های گیاهی در فلفل دلمه ای قرمز و زرد. Sci Pap B باغبانی. (2012) 56:105-8.
- 20. Nagata M, Yamashita I. روش ساده برای تعیین همزمان کلروفیل و کاروتنوئیدها در میوه گوجه فرنگی. J Jpn Food Sci Technol. (1992) 39:925-8. doi: 10.3136/nskkk1962.39.925
- 21. Singleton VL، Orthofer R، Lamuela-Ravento RM. تجزیه و تحلیل کل فنل ها و سایر سوبستراهای اکسیداسیون و آنتی اکسیدان ها با استفاده از معرف فولین-سیوکالتیو. روش ها آنزیمول. (1999) 299:152-78. doi: 10.1016/S0076-6879(99)99017-1
- 22. Kim D, Jeond S, Lee C. ظرفیت آنتی اکسیدانی مواد شیمیایی گیاهی فنلی از ارقام مختلف آلو. مواد شیمیایی مواد غذایی (2003) 81:321-6. doi: 10.1016/S0308-8146(02)00423-5
- 23. Rodica S, Maria D, Alexandru-Ioan A, Marin S. تکامل برخی از پارامترهای تغذیه ای میوه گوجه فرنگی در طول دوره مراحل برداشت علمی هورت (2019) 46:132-7. doi: 10.17221/222/2017-هورتسچی
- 24. Mate MD, Szalokine Zima I. توسعه و عملکرد گوجه فرنگی مزرعه تحت منابع آب مختلف. Res J Agric Sci. (2020) 52:167-77.
- 25. Mauxion JP، Chevalier C، Gonzalez N. رویدادهای سلولی و مولکولی پیچیده تعیین کننده اندازه میوه. Trends Plant Sci. (2021) 26:1023-38. doi: 10.1016/j.tplants.2021.05.008
- 26. Olle M، Alsina I. تأثیر طول موج نور بر رشد، عملکرد و کیفیت تغذیه سبزی گلخانه ای. Proc Latvian Acad Sci B. (2019) 73:1-9. doi: 10.2478/prolas-2019-0001
- 27. Kawaguchi K، Takei-Hoshi R، Yoshikawa I، Nishida K، Kobayashi M، Kushano M، و همکاران. اختلال عملکردی بازدارنده اینورتاز دیواره سلولی با ویرایش ژنوم باعث افزایش محتوای قند میوه گوجه فرنگی بدون کاهش وزن میوه Sci Rep. (2021) 11:1-12. doi: 10.1038/s41598-021-00966-4
- 28. Olle M, Virsile A. تأثیر طول موج نور بر رشد، عملکرد و کیفیت غذایی سبزیجات گلخانه ای. علوم غذایی کشاورزی (2013) 22:22334. doi: 10.23986/afsci.7897
- 29. Erdberga I, Alsina I, Dubova L, Duma M, Sergejeva D, Augspole I, et al. تغییرات در ترکیب بیوشیمیایی میوه گوجه فرنگی تحت تأثیر کیفیت روشنایی Key Eng Mater. (2020) 850:172
- 30. Gajc-Wolska J, Kowalczyk K, Metera A, Mazur K, Bujalski D, Hemka L. اثر روشنایی تکمیلی بر پارامترهای فیزیولوژیکی انتخابی و عملکرد بوته های گوجه فرنگی. Folia Horticulturae. (2013) 25:153
-
9 دوی: 10.2478/fhort-2013-0017
- 31. Dzakovich M، Gomez C، Ferruzzi MG، Mitchell CA. خواص شیمیایی و حسی گوجهفرنگیهای گلخانهای در پاسخ به نور مکمل قرمز، آبی و قرمز دور از ساطع نور بدون تغییر باقی میماند. علوم باغبانی. (2017) 52:1734-41. doi: 10.21273/HORTSCI12469-17
- 32. Duma M, Alsina I, Dubova L, Augspole I, Erdberga I. پیشنهادات برای مصرف کنندگان در مورد مناسب بودن گوجه فرنگی با رنگ های مختلف در تغذیه. که در:
FoodBalt 2019: مجموعه مقالات سیزدهمین کنفرانس بالتیک در زمینه علوم و فناوری غذایی؛ 13-2019 مه 2. جلگاوا، لتونی: LLU (3). پ. 2019-261.
- 33. Ngcobo BL، Bertling I، Clulow AD. روشنایی پیش از برداشت گوجه فرنگی گیلاسی دوره رسیدگی را کاهش می دهد، غلظت کاروتنوئید میوه و کیفیت کلی میوه را افزایش می دهد. J Hortic Sci Biotechnol. (2020) 95:617-27. doi: 10.1080/14620316.2020.1743771
- 34. ناجرا سی، گیل-گوئررو جی ال، انریکز ال جی، آلوارو جی، اورستارازو
M. کیفیت های غذایی و ارگانولپتیکی تقویت شده با LED در
میوه پس از برداشت گوجه فرنگی فناوری Biol Postharvest. (2018)
145:151-6. doi: 10.1016/j.postharvbio.2018.07.008
- 35. Ntagkas N، de Vos RC، Woltering EJ، Nicole C، Labrie C، Marcelis L F. تعدیل متابولوم میوه گوجه فرنگی توسط نور LED. متابولیت ها (2020) 10:266. doi: 10.3390/metabo10060266
- 36. Baenas N، Iniesta C، Gonzalez-Barrio R، Nunez-Gomez V، Periago MJ، Garda-Alonso FJ. استفاده از نور فرابنفش (UV) و دیود ساطع نور (LED) پس از برداشت برای تقویت ترکیبات زیست فعال در گوجه فرنگی یخچالی مولکول ها. (2021) 26:1847. doi: 10.3390/molecules260 71847
- 37. هرناندز سوارز ام، رودریگز ای آر، رومرو سی دی. تجزیه و تحلیل محتوای اسید آلی در ارقام گوجه فرنگی برداشت شده در تنریف. Eur Food Res Technol. (2008) 226:423-35. doi: 10.1007/s00217-006-0553-0
- 38. Bhandari HR، Srivastava K، Tripathi MK، Chaudhary B، Biswas S. Shreya Environmentx اثر متقابل توانایی ترکیبی برای صفات کیفی در گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum L.). Int J Bio-Resour Stress Management. (2021) 12:455-62. doi: 10.23910/1.2021.2276
تضاد منافع: نویسندگان اعلام می کنند که این تحقیق در غیاب هر گونه روابط تجاری یا مالی که می تواند به عنوان تضاد منافع بالقوه تعبیر شود، انجام شده است.
یادداشت ناشر: تمام ادعاهای بیان شده در این مقاله صرفاً مربوط به نویسندگان است و لزوماً بیانگر ادعاهای سازمان های وابسته به آنها یا ناشر، ویراستاران و داوران نیست. هر محصولی که ممکن است در این مقاله ارزیابی شود، یا ادعایی که ممکن است توسط سازنده آن باشد، توسط ناشر تضمین یا تایید نمی شود.
حق چاپ © 2022 Alsina، Erdberg، Duma، Alksnis و Dubova. این یک مقاله با دسترسی آزاد است که تحت شرایط Creative Commons Attribution License (CC BY) توزیع شده است.
فرصت های جدید در حوزه تغذیه | www.frontiersin.org