《食品科学》：山西农业大学石玉副教授等：钙锌配施对番茄果实品质的影响

番茄（

Solanum lycopersicum

钙是植物细胞壁中果胶酸钙的重要组成部分，能够增强细胞壁的稳定性和机械强度。钙还参与了番茄果实中多种生理调节过程，对果实中营养成分的代谢产生积极影响，进而影响番茄的营养品质与风味。

锌则是植物体内多种酶的组成成分或激活剂，参与番茄植株的光合作用、呼吸作用、碳水化合物代谢、蛋白质合成等一系列重要生理过程。研究发现，锌肥的施用可增加番茄果实中可溶性蛋白、可溶性糖等营养物质的含量，同时改变挥发性风味物质的种类和含量，使番茄果实的风味更加浓郁。

山西农业大学园艺学院的王飞、周为彤和石玉*等人以‘浙樱粉1号’番茄品种为试材，通过采用基施和叶面喷施相结合的方法，探究锌肥基施下叶面喷施钙肥对番茄果实品质及风味物质的影响，以期明确钙、锌在番茄果实品质及风味物质形成中的相互作用，深化对番茄营养品质与风味形成机制的理解，为番茄的科学施肥提供更为精准的理论依据与技术参考。

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钙锌配施对番茄果实品质的影响

1.1 钙锌配施对番茄果实外观品质的影响

各处理组条件如表1所示。如表2所示，在单独施锌（T2）处理下，单穗果数、横径和单果质量处于相对较高水平；单独施钙处理（T3、T5、T7）时，各生长指标有一定波动但整体处于中等偏上水平；钙锌配施处理（T4、T6、T8）能使这些指标达到较高水平，尤其是T4、T6组的单穗果数最多，T6组的果实横径最大，T8组的单果质量最大。在单穗果数、横径和单果质量方面，钙锌配施相较于单施表现出一定优势；而在纵径、果形指数和硬度方面，配施与单施的差异不太显著，单施在硬度上更具优势。

1.2 钙锌配施对番茄果实营养品质的影响

如图1所示，单独施锌（T2）处理下，各营养成分含量普遍处于相对较低水平；经过单独施钙处理（T3、T5、T7）后各营养成分含量有一定提升，但不同浓度钙处理组之间存在差异；锌和不同浓度钙配施处理（T4、T6、T8）时，这些营养成分的含量达到较高水平。在可溶性蛋白、可溶性糖、糖酸比、VC、番茄红素和类黄酮含量方面，钙锌配施相较于单施处理更具优势。如配施处理T4的可溶性糖、番茄红素含量显著高于单施锌（T2）和部分单施钙处理；多数配施处理组的VC含量高于单施锌处理。在有机酸含量方面，配施与单施处理间差异不明显，未呈现出配施或单施的绝对优势。多数情况下，钙锌配施处理组的营养成分含量高于单独施锌处理；部分钙锌配施处理组的含量也高于部分单独施钙处理组。这表明在促进番茄中可溶性蛋白、可溶性糖、VC、番茄红素和类黄酮的积累方面，钙锌配施相较于单施具有一定优势，更有利于提升番茄的营养品质。

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钙锌配施对番茄果实氨基酸组分的影响

由图2可知，单独施锌（T2）对部分氨基酸含量提升有一定效果，总氨基酸含量处于中等。与T1相比，T2处理下天冬氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸含量达到最高，其中缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸6 种必需氨基酸含量均显著提高。单独施不同浓度钙肥时氨基酸含量波动较大，但T5和T7处理对部分氨基酸及总氨基酸含量有一定提升。钙锌配施（T6）在提高多数氨基酸及总氨基酸含量方面优势明显，高于多数单施处理；T6处理下异亮氨酸和亮氨酸2 种必需氨基酸含量达到最高，同时，谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸7 种与味觉相关的氨基酸也均呈现显著提升。T4处理下多数氨基酸含量相对较低。总体而言，钙锌配施在提升番茄中人体必需氨基酸和香气相关的氨基酸及总氨基酸含量方面相较于单施表现出一定优势，T6处理效果尤为突出。

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钙锌配施对番茄风味物质含量的影响

如表3所示，番茄风味物质有醛类、醇类、酮类、烃类和酯类等43种挥发性物质，与T1相比，各处理果实中挥发性风味物质的含量均有所差异，表明钙、锌单施及配施对番茄果实内挥发性物质有显著影响。

单独施锌（T2）时，多数醛类物质（如己醛、反式-2-己烯醛等）含量较高。单独施钙处理（T3、T5、T7）时不同醛类物质含量波动明显，水芹醛在T3、T7组中含量较高，甲基乙醛在T7组中含量较高。钙锌配施处理（T4、T6、T8）下，各类醛类物质含量具有差异，2-甲基-2-丁烯醛在T8组中含量较高。单独施锌或钙处理下，T2、T3组中多数醇类物质（如反式-2-戊烯醇、芳樟醇）含量较高，1-壬醇在T5、T7组中含量较高。在钙锌配施处理下，T4组中各类醇类含量低，T6和T8组中醇类含量中等，对醇类合成和积累无显著影响。单独施锌（T2）时，1-戊烯-3-酮、香叶基丙酮等含量较高；单独施钙处理（T3）时1-辛烯-3-酮含量较高；钙锌配施处理（T4、T6、T8）下，酮类物质含量整体低于单独施锌（T2），部分与单独施钙处理组（T3、T5、T7）相近。单独施锌（T2）未检测到十四烷、十二烷等；单独施钙处理（T3、T5）组的十四烷、(1

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总体来 说，单独施锌在多数风味物质含量提升上效果显著，单独施钙在部分特定风味物质含量上有优势，钙锌配施处理使果实中的各类风味物质含量变化复杂，在少数风味物质含量上有 较高表现，但整体未展现出明显优于单施的效果。

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番茄果实内外品质及风味物质的PCA和综合评价

4.1 PCA

果实品质的形成主要受果实的外观品质、营养品质、风味品质等混合因素所影响，评价因子复杂且贡献程度难以评判，PCA是寻找潜在起支配作用的因子最常用的统计分析方法。本实验对番茄单穗果数、横径、纵径、单果质量、可溶性固形物、可溶性蛋白、糖酸比、番茄红素、VC、类黄酮、总氨基酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、反式-2-己烯醛、反式-2-戊烯醇和1-戊烯-3-酮共16 项指标数据进行PCA。如图3所示，提取特征值大于1的PC，3 个PC的方差贡献率分别为36.54%、26.06%、21.51%。结合图3和表4可知，PC1以单果质量、横纵径和单穗果数方差贡献率较大，其次是反式-2-戊烯醇等风味物质；PC2中VC方差贡献率最大，其次是类黄酮和番茄红素；PC3中以总氨基酸的影响为主。结果表明，果实的外在表型、营养品质、氨基酸和风味物质含量是影响番茄果实品质较大的指标。

4.2 综合评价

将处理后的标准化值带入

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根据各指标因子的成分系数和PC 初始特征值，确定 PC 对应不同因子的权重，可得到各处理的综合得分

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5 讨论

5.1 钙锌配施对番茄果实外观品质的影响

果实质量、果径、果形等形态指标是衡量番茄生长发育状况的重要指标。有研究表明，叶面喷施钙、锌等外源物质可提高作物产量，改善品质。在本实验中，与T1组相比，单独施锌、单独施不同浓度钙以及配施处理均对番茄单穗果数、果径和单果质量提高有显著的促进作用，且适当浓度钙与锌配施的效果要好于单施，其中以T6处理效果最佳。这表明钙、锌在对提高番茄单穗果数、果径、质量方面可能存在协同作用。这与Farooq等用纳米氧化钙、纳米氧化锌及其复合处理促进番茄生长和产量性状上的结果一致。据此推测可能是因为锌在光合作用中起着催化剂的作用，能够促进叶绿素的合成，提高光合作用效率。钙能够促进根尖的生长，增加根系的数量和分枝，改善植物的吸收能力。在钙的作用下，植物根系能够更有效地吸收水分和营养物质，从而提高生长速率。硬度是影响番茄口感和食用体验的重要参数之一。有研究表明，钙的施用可以改善番茄的果肉质地，使其更加脆嫩，硬度较高的果实其细胞壁结构更为坚韧，在咀嚼时能产生脆感。与对照组相比，番茄的果实硬度随着单施钙肥浓度的增加而提高，这与苏敬等在叶面喷施CaCl2提高了采收时番茄果实硬度的结果类似。此外，钙锌配施下果实硬度随着施钙浓度的增加而下降，表明钙、锌元素两者在提高番茄果实硬度中有显著的浓度效应。推测可能是因为钙对细胞壁的构建起着重要作用，它通过与果胶结合，增强了细胞壁的稳定性和强度，更有利于提高番茄的耐贮运能力。而锌则是多种酶的组成部分，不参与植物细胞壁的构建过程。

5.2 钙锌配施对番茄果实内在品质的影响

可溶性固形物、可溶性蛋白、番茄红素、VC、类黄酮等均是评价果实营养品质的重要指标。单独施钙或施锌均改善了果实的营养特性，适当浓度钙与锌配施下果实中可溶性固形物、可溶性蛋白、VC、类黄酮的含量进一步提高。其中VC作为抗氧化剂，对增强人体免疫力和预防疾病具有重要意义，是重要的功能性营养物质。与对照组相比，T4处理后果实中的VC含量显著提高，这可能是因为在适当的浓度下，锌可以提高与锌相关的酶系统活性，钙的存在可以提高VC的稳定性，减少其降解，从而提高果实中的VC含量。本实验结果显示，果实中可溶性固形物、可溶性蛋白、番茄红素、类黄酮的积累与VC类似，T4组的番茄红素、类黄酮含量显著高于其他组，而可溶性固形物、可溶性蛋白在T6组中的含量最高，这与徐炜南等的研究结果类似。

5.3 钙锌配施对番茄风味物质的影响

番茄果实的风味物质是由不同的挥发性物质混合在一起相互作用形成，它们决定了番茄的整体风味和品质。糖类、酸类、氨基酸、挥发性化合物以及其他一些微量元素共同决定了番茄的独特风味。本实验结果显示，钙、锌单施及配施均显著促进了番茄果实内上述主要成分的积累，有显著的促进作用，其中T6处理效果大多最佳。

可溶性糖（葡萄糖、果糖和蔗糖）和有机酸（主要是苹果酸和柠檬酸）的含量决定了果实的甜味和酸味，两者的相互作用决定了人们对番茄的整体感官体验。本实验结果显示，相比较单施钙处理，单独施锌以及钙锌配施果实可溶性糖含量的积累效果更好、有机酸含量下降幅度更小，表明钙、锌元素在促进果实糖、酸含量积累上有显著协同作用。这与Wang Guiping等喷施钙肥提高苹果果实品质的结果类似。据此推测这可能是锌能够提高蔗糖合成酶的活性，从而提升果实中的蔗糖含量，适量的锌也能够促进苹果酸和柠檬酸的合成，增强果实的酸味。钙能够增强细胞壁的稳定性，提高细胞的健康水平，从而为糖的积累提供更好的生长条件。结合施用钙和锌，能够相互促进其甜味和酸味的平衡，最终提高了整体风味。

氨基酸的含量和组成是番茄风味口感的重要决定因素之一。根据人体对氨基酸需求的标准，可以分为人体必需氨基酸和非必需氨基酸；根据氨基酸的味觉标准，可分为鲜味氨基酸、甜味氨基酸和芳香氨基酸。本实验共检测到15 种氨基酸，包括苯丙氨酸等6 种必需氨基酸和天冬氨酸等9 种非必需氨基酸。其中的谷氨酸、天冬氨酸作为番茄果实中含量最高的呈味氨基酸，为番茄提供鲜味，丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸和丝氨酸则对番茄的甜味作出一定的贡献，芳香族氨基酸苯丙氨酸、酪氨酸作为风味前体物质，参与生物代谢途径，通过转氨、脱氢、脱羧、还原等反应从而生成挥发性风味物质。本实验中，单施锌对大多数氨基酸含量的提升都具有显著的积极效果，而钙锌配施处理对部分必需氨基酸以及大多数呈味氨基酸含量提高效果最好，如苯丙氨酸既是必需氨基酸又是芳香族氨基酸，其在T6处理下含量最高。这可能是因为钙离子参与细胞信号传导，调节氨基酸合成的相关酶活性，而锌在植物体内作为多种酶的辅因子，参与氨基酸的合成和代谢，从而影响氨基酸的合成和积累，施用钙和锌等肥料可能会通过影响这些成分的合成和转化，进而影响番茄的风味和质量。

挥发性化合物是果实风味的重要组成部分。它们不仅赋予番茄独特的香气，还通过与味觉成分（如糖和酸）相互作用，影响消费者的味觉感受。在成熟的番茄果实中，共检测发现400多种挥发性物质，主要包括醛、醇、酮、酯、烃类和其他类成分。本研究中各处理组的挥发性风味物质含量均有所差异，共检测出13 种主要特征效应化合物，其中包括9 种对番茄风味具有重要贡献的物质（己醛、癸醛、苯甲醛、芳樟醇、β-环柠檬醛、反,反-2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-酮、1-戊烯-3-酮、香叶基丙酮）和4 种在含量过高时可能会破坏番茄风味的物质（反式-2-己烯醛、苯乙醛、水杨酸甲酯、愈创木酚）。与T1组相比，钙锌配施能够增加9 种贡献番茄风味物质的含量，降低4 种破坏番茄风味的挥发性物质含量，这与杜天浩等研究结果类似。这可能是因为挥发性化合物主要来源于氨基酸、脂肪酸和类胡萝卜素等前体物质的代谢，而锌是多种酶的辅因子，如锌可以提高脂肪酸合成酶和苯丙氨酸氨基转移酶的活性，从而增加挥发性有机化合物的合成；钙主要通过参与其前体物质的合成而间接调控挥发性化合物的含量。钙和锌的联合施用可以产生协同效应，通过对前体物质的转化、多条代谢路径的交互作用以及环境条件的调节，使番茄能够合成出丰富的挥发性化合物。

结论

综上所述，钙能够增强果实结构、调节营养物质代谢，锌能够促进光合作用及酶活性，二者协同作用，助力番茄营养成分达到更优平衡，提升果实风味复杂性；相较于单施钙或锌，钙锌配施在提升番茄果实品质、促进风味物质积累方面具有明显的优势。在营养品质上，钙锌配施显著提高了番茄单果质量、硬度、可溶性固形物、VC、番茄红素、类黄酮、可溶性蛋白及可溶性糖含量，且增加了果实中必需氨基酸含量，有效提升了番茄营养价值。在风味物质积累方面，钙锌配施促进了1-戊烯-3-酮等挥发性物质积累，丰富了番茄风味。其中，基施锌肥0.1 g/L与叶面喷施5 g/L CaCl2的配施处理对番茄果实品质形成和挥发性风味物质积累的促进效果最佳。

本文《钙锌配施对番茄果实品质的影响》来源于《食品科学》2025年46卷9期11-19页，作者：王飞，周为彤，梁利婷，张铖锋，杨小慧，张毅，侯雷平，石玉*。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20241110-070。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：魏雨诺；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网