5 種不同果色櫻桃番茄品種果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)及品質(zhì)特性分析

常培培，梁 燕*，張 靜，楊建華，劉婧儀，呂 潔，趙菁菁

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

5 種不同果色櫻桃番茄品種果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)及品質(zhì)特性分析

常培培，梁 燕*，張 靜，楊建華，劉婧儀，呂 潔，趙菁菁

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分別測定5 個(gè)不同果色櫻桃番茄品種新鮮果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)成分和含量，并對其品質(zhì)特性及主要揮發(fā)性成分特征進(jìn)行分析與探討。結(jié)果表明：5 個(gè)櫻桃番茄品種成熟果實(shí)中共檢測到81 種揮發(fā)性物質(zhì)，主要成分為酮類、醛類、酯類和醇類。共有成分14 種，其含量在品種間存在差異，其中香葉基丙酮和法尼基丙酮含量品種間差異最大。品質(zhì)指標(biāo)中番茄紅素和抗壞血酸含量品種間差異最大。紅、粉、紫色品種富含番 茄紅素，而黃色和綠色品種富含抗壞血酸。揮發(fā)物質(zhì)之間以及揮發(fā) 物質(zhì)與其他品質(zhì)指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性，揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)共同構(gòu)成櫻桃番茄獨(dú)特的風(fēng)味。

櫻桃番茄；揮發(fā)性物質(zhì)；頂空固相微萃??；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用；品質(zhì)特性

櫻桃番茄（Lycopersicon esculentum Mill）又名圣女果，珍珠小番茄，是茄科番茄屬中多汁漿果一年生草本植物，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織列為優(yōu)先推廣的四大水果之一[1]。櫻桃番茄果實(shí)表面光亮，色澤鮮艷，口味獨(dú)特，富含番茄紅素、維生素和礦物質(zhì)，營養(yǎng)價(jià)值高，具有防癌、降血壓、降膽固醇等保健作用[2-6]，深受消費(fèi)者喜愛。隨著櫻桃番茄的廣泛栽培，消費(fèi)量也在逐年增加，人們對于櫻桃番茄的風(fēng)味及其多樣性要求也逐漸提高。揮發(fā)性物質(zhì)是決定番茄果實(shí)風(fēng)味的一個(gè)重要因素。國外關(guān)于番茄果實(shí)芳香物質(zhì)的研究始于20世紀(jì)50年代，隨著消費(fèi)水平提高和鑒定技術(shù)的發(fā)展，我國對番茄揮發(fā)性物質(zhì)的研究力度也逐漸提高，但目前仍處于起步階段[7]，大部分研究主要集中于紅果和粉果[8-11]，對于不同果色櫻桃番茄的研究尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜（head space solid-phase micro-extractions gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）聯(lián)用技術(shù)對櫻桃番茄5 種不同果色新鮮果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)的種類及其含量進(jìn)行分析比較，同時(shí)研究了櫻桃番茄的品質(zhì)特性以及與揮發(fā)性物質(zhì)的相關(guān)性，以期為不同果色櫻桃番茄品種評價(jià)及開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

5 個(gè)供試番茄品種：紅櫻桃（紅果）、粉南（粉果）、紫香玉（紫果）、金珠1號（黃果）、綠寶石（綠果），由西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院番茄育種課題組提供。均為無限生長類型。

供試材料田間試驗(yàn)在園藝學(xué)院蔬菜試驗(yàn)站塑料大棚中進(jìn)行。2013年1月日光溫室穴盤育苗，3月下旬定植，每個(gè)材料12 株，采用相同種植密度和田間栽培管理。果實(shí)成熟期（7月初）每個(gè)材料選取6 株生長結(jié)果正常長勢一致的植株，在第3果穗選擇大小均一、成熟度一致的果進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)和品質(zhì)指標(biāo)的測定分析。測定分析于2013年7—8月在西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院品質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

2-壬酮（色譜純） 上海邁瑞爾公司；無水硫酸鈉（分析純）、番茄紅素標(biāo)品（色譜純） 北京中科儀友化工公司。

1.2 儀器與設(shè)備

ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Thermo Fisher Scientific公司；HP-INNOWAX彈性石英毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）、恒溫磁力攪拌器 美國Troemner公司；SPME 手動進(jìn)樣手柄、100 μm PDMS固相微萃取頭 美國Supelco公司；勻漿機(jī) 荷蘭皇家飛利浦公司；LC-20A高效液相色譜 日本島津公司；PAL-1數(shù)顯糖度計(jì) 日本愛宕公司；FE20 pH計(jì) 上海壘固儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 揮發(fā)性成分測定

1.3.1.1 SPME取樣

每個(gè)品種分別取成熟期一致大小均勻的10 個(gè)果實(shí)，用勻漿機(jī)打成勻漿，取約18 g番茄果肉勻漿，并加入5 g無水硫酸鈉，同時(shí)加入10 μL 0.025 mg/L的2-壬酮標(biāo)樣于40 mL頂空瓶中，立即用聚四氟乙烯丁基合成橡膠隔片密封，置于50 ℃恒溫磁力攪拌器上，磁力攪拌速率為500 r/min，平衡10 min，然后頂空固相微萃取吸附40 min，立即插入色譜氣化室，解吸3 min，進(jìn)行GC-MS分析。每個(gè)品種3 次重復(fù)，取平均值。

1.3.1.2 儀器分析

參照楊明慧[10]、Viljanen[12]等的方法，并略做修改。

色譜條件：色譜柱為HP-INNOWAX彈性石英毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm），進(jìn)樣口溫度250 ℃；進(jìn)樣方式：不分流進(jìn)樣；升溫程序：40 ℃保持2.5 min，10 ℃/min升至110 ℃，然后以6 ℃/min升溫至230 ℃，維持8 min；載氣為高純He（99.999%），流速為1.0 mL/min。

質(zhì)譜條件：電子電離方式；電離電壓70 eV；離子源溫度250 ℃；選擇性離子掃描，掃描質(zhì)量范圍為35～500 u。

1.3.1.3 定性及半定量分析

櫻桃番茄揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)過GC-MS分析鑒定后，運(yùn)用計(jì)算機(jī)檢索并與圖譜庫（NIST 2011）的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖對照，參考正反匹配度以及相關(guān)文獻(xiàn)[10-15]，選擇正反匹配度均大于800的揮發(fā)性組分報(bào)道。果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)的定量采用內(nèi)標(biāo)法，即各成分峰面積與內(nèi)標(biāo)物峰面積對比進(jìn)行半定量分析[16]，計(jì)算公式如下：

根據(jù)化合物官能團(tuán)的不同進(jìn)行分類，并計(jì)算各類物質(zhì)的含量。

1.3.2 品質(zhì)指標(biāo)測定方法

每個(gè)品種取15 個(gè)果實(shí)，用勻漿機(jī)打成勻漿，每個(gè)品質(zhì)指標(biāo)測定重復(fù)3 次，取平均值?？箟难岷浚翰捎?,6-二氯靛酚滴定法[17]；番茄紅素含量：參照劉沐霖等[18]的測定方法?？扇苄怨绦挝锖俊H值等參照李錫香等[19]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；用Origin 7.5軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖；用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 16.0對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同果色櫻桃番茄揮發(fā)性物質(zhì)分析

由表1可以看出：5 個(gè)櫻桃番茄品種檢出的揮發(fā)性物質(zhì)共81 種，由醇類19 種、醛類20 種、酮類10 種、烴類11 種、酯類13 種和其他類8 種組成。紅色品種的揮發(fā)性成分為46 種，粉色45 種，紫色44 種，黃色38 種，綠色34 種，均占色譜流出組分總含量的93%以上。揮發(fā)物質(zhì)總含量粉色品種最多其次為紅色品種，綠色品種最少僅為粉色品種的17.06%。

2.2 不同果色櫻桃番茄各類揮發(fā)性物質(zhì)差異分析

不同果色櫻桃番茄各類揮發(fā)性物質(zhì)含量比較見圖1。5 個(gè)櫻桃番茄品種均由酮類、醛類、醇類、酯類和烴類組成，品種間存在明顯差異。在紅、粉和紫3 個(gè)品種果實(shí)中各類物質(zhì)的含量多少依次為酮類＞醛類＞醇類＞酯類＞烴類，黃色品種中醛類物質(zhì)含量最高，其次為醇類和酯類，醇類和酯類總含量差異不大。綠色品種醇類物質(zhì)含量最高，其次為酯類，醇類和酯類總含量差異不大。在黃色和綠色品種中酮類物質(zhì)含量均比較低。烴類物質(zhì)各品種間組分差異較大，含量較低，對櫻桃番茄貢獻(xiàn)較小。

表1 5 種櫻桃番茄果實(shí)各揮發(fā)性物質(zhì)的含量Table 1 Relative volatile component contents in cherry tomato fruits from five varieties

續(xù)表1

圖1 5種櫻桃番茄果實(shí)各類揮發(fā)性物質(zhì)含量Fig.1 The contents of the chemical classes of volatile compounds identified in cherry tomato fruits from five varieties

2.2.1 醇類物質(zhì)

5 個(gè)品種中共檢測到醇類物質(zhì)19 種，粉果品種醇類物質(zhì)數(shù)最多，為11 種，黃色品種最少，僅有5 種。5 個(gè)品種中醇類物質(zhì)主要是C6醇（正己醇、順-3己烯醇、反-2-己烯醇），其含量在醇類物質(zhì)總含量中所占比例較大，分別為76.00%、79.59%、85.01%、82.70%和66.03%。

2.2.2 醛類物質(zhì)

醛類物質(zhì)共檢測到20 種，反,反-2,4-癸二烯醛含量在醛類物質(zhì)中含量，除在紅色品種中次于己醛外，在其他4 個(gè)品種中均為最高。反-2-壬烯醛、β-環(huán)檸檬醛、（Z）-檸檬醛和（E）-檸檬醛含量較高且為紅、粉、紫這3個(gè)品種特有。紅色品種特有醛類物質(zhì)有4 種，分別為辛醛、2-十一碳烯醛、（E,E）-2,4-壬二烯醛和3,7,11-三甲基-2,6,10-十二三烯醛；十一醛為黃色品種特有醛類物質(zhì)；癸醛僅在綠色品種中未檢測到。

2.2.3 酮類物質(zhì)

酮類物質(zhì)共檢測到10 種，粉色品種檢測到8 種，綠色品種僅檢測到4 種而且含量均比較低。在紅、粉、紫色這3 個(gè)品種中，香葉基丙酮含量均為含量最高的物質(zhì)，分別占總含量的27.33%、25.83%、20.43%，其次是法尼基丙酮和6-甲基-5-庚烯-2酮。在黃色和綠色品種中香葉基丙酮、法尼基丙酮含量都比較低，而且6-甲基-5-庚烯-2酮均未被檢測到。3-辛酮為紅色品種特有，但含量相對較低；β-紫羅酮僅在紫色品種中未檢測到；6,10-二甲基十一烷-2-酮為紫色品種特有。

2.2.4 酯類物質(zhì)

酯類物質(zhì)共檢測到13 種，粉色品種僅檢測到棕櫚酸甲酯和棕櫚酸乙酯兩種酯類物質(zhì)，其他4 個(gè)品種酯類物質(zhì)組分?jǐn)?shù)相差不大。棕櫚酸乙酯含量除在紫色品種中次于水楊酸乙酯外，在其他4 個(gè)品種中的酯類物質(zhì)中含量均為最高。水楊酸甲酯和鄰苯二甲酸庚-4-基異丁基酯為紫色品種特有，肉豆蔻酸異丙酯和乙酸乙酯為黃色品種特有。

2.3 不同果色櫻桃番茄共有揮發(fā)性成分分析及其風(fēng)味特征

表2 5 種櫻桃番茄共同含有的揮發(fā)性物質(zhì)及其含量Table 2 The contents of volatile components common to five cherry tomato varieties

由表2可知：5 個(gè)櫻桃番茄材料果實(shí)揮發(fā)性共有的組分有14 種，構(gòu)成櫻桃番茄的主體風(fēng)味。其中醛類物質(zhì)5 種，主要與果實(shí)新鮮風(fēng)味相關(guān)。醇類物質(zhì)3 種，使果實(shí)具有淡甜果香。酮類物質(zhì)2 種，在紅、粉和紫色品種中含量比較高，分別占各品種總物質(zhì)的33.7%、31.78%、24.30%。酯類物質(zhì)2 種，主要與果實(shí)的果香有關(guān)。此外還含有2-正戊基呋喃和2-異丁基噻唑。5 個(gè)品種中各組分含量存在差異，乙醇和棕櫚酸乙酯在黃色品種中含量最高，2-異丁基噻唑在綠色品種中含量最高，其余11 種物質(zhì)在紅色和粉色品種中含量最高。正己醇和反,反-2,4-癸二烯醛在5 個(gè)品種中含量均相對比較高，香葉基丙酮和法尼基丙酮含量在紅、粉和紫色品種中較高，與在黃色和綠色品種中差異較大。順-3-己烯醇和棕櫚酸乙酯含量在5 個(gè)品種中差異不大，但在黃色和綠色品種中含量相對較高。綠色品種中，除乙醇、順-3-己烯醇、棕櫚酸乙酯和2-異丁基噻唑外，其余10 種物質(zhì)含量均為最低。

2.4 不同果色櫻桃番茄品質(zhì)特性分析

表3 5 種櫻桃番茄果實(shí)的品質(zhì)指標(biāo)Table 3 Quality parameters of cherry tomato fruits

5 個(gè)不同品種櫻桃番茄品質(zhì)指標(biāo)番茄紅素、抗壞血酸、可溶性固形物、pH值的測定結(jié)果見表3。不同果色櫻桃番茄果實(shí)普通品質(zhì)指標(biāo)有一定的差異，番茄紅素和抗壞血酸含量品種間差異最大。紅、粉和紫色品種的番茄紅素含量差異明顯，綠色品種中番茄紅素含量最低僅為0.02 mg/100 g?？箟难岷吭诰G色品種中含量最高，分別為其他4 個(gè)品種的1.43、1.66、2.56、1.32 倍。5 個(gè)品種可溶性固形物含量均高于6.5%，紫色品種最高為粉色品種的1.2 倍。pH值在品種之間差異不明顯。紅、粉、紫色品種富含番茄紅素，而黃色和綠色品種富含抗壞血酸。

2.5 不同果色櫻桃番茄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

由表4可以看出：僅番茄紅素與一些揮發(fā)性物質(zhì)相關(guān)性顯著，其他品質(zhì)性狀與揮發(fā)性物質(zhì)相關(guān)程度較低。番茄紅素與香葉基丙酮呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.964，與反-2-辛烯醛、順-2-庚烯醛和法尼基丙酮呈顯著正相關(guān)。品質(zhì)性狀之間沒有顯著相關(guān)性，但番茄紅素與抗壞血酸的負(fù)相關(guān)系數(shù)較高，達(dá)到-0.712。揮發(fā)性物質(zhì)之間存在相關(guān)性，其中反-2-辛烯醛與己醇、順-2庚烯醛、香葉基丙酮和法尼基丙酮呈極顯著正相關(guān)，與己醛呈顯著相關(guān)。順-2-庚烯醛與己醛、香葉基丙酮和法尼基丙酮呈極顯著正相關(guān)，與己醇呈顯著正相關(guān)。香葉基丙酮與法尼基丙酮呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.983，與己醇和己醛呈顯著正相關(guān)。法尼基丙酮與己醇顯著正相關(guān)。其他揮發(fā)性物質(zhì)之間相關(guān)程度不高。

表4 揮發(fā)性物質(zhì)及品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficients between volatile components and quality parameters

3 討論與結(jié)論

目前，已在番茄果實(shí)中鑒定出的揮發(fā)性成分超過400 種，主要包括醇類、醛類、酮類、酯類，萜類以及含硫化合物等[20]。番茄果實(shí)整體香味是由多種物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的，不僅取決于揮發(fā)物質(zhì)的含量而且由于感官互作的存在，特征香氣成分種類多的品種整體香味更為濃郁[21]。不同品種櫻桃番茄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量存在差異。6-甲基-5-庚烯-2-酮的前體物質(zhì)為番茄紅素[22]，紅、粉和紫色品種因含豐富的番茄紅素，6-甲基-5-庚烯-2-酮的含量較高，而在黃色和綠色櫻桃番茄品種中番茄紅素含量低未檢測該物質(zhì)。香葉基丙酮和法尼基丙酮前體均為類胡蘿卜素[22]，呈顯著正相關(guān)，因黃色和綠色櫻桃番茄番茄紅素含量低，這兩種物質(zhì)含量比在其他3個(gè)番茄紅素含量高的品種中含量低很多，從而導(dǎo)致黃色和綠色品種的酮類含量低。另外紅、粉和紫色品種果實(shí)特有物質(zhì)還有以類胡蘿卜素為前體物質(zhì)的β-環(huán)檸檬醛，以萜類化合物為前體的（Z）-檸檬醛和（E）-檸檬醛[23]。綜上，以類胡蘿卜素為前體合成的揮發(fā)性物質(zhì)在黃色和綠色櫻桃番茄中與在其他3 個(gè)品種中差異較大。綠色品種揮發(fā)性物質(zhì)總含量和組分?jǐn)?shù)均為最低，但使番茄具有綠葉清新的風(fēng)味的2-異丁基噻唑[21]含量比其他4 個(gè)品種均高，表明綠色品種新鮮風(fēng)味強(qiáng)于其他4 個(gè)品種，而且綠色品種的抗壞血酸含量最高，可以提供人體所需的抗壞血酸。從相關(guān)性分析來看，某些揮發(fā)性物質(zhì)之間相關(guān)性顯著，可能合成途徑相關(guān)，但是需要進(jìn)一步驗(yàn)證。揮發(fā)性物質(zhì)與其他品質(zhì)指標(biāo)間存在一定相關(guān)性，推測他們可能以某種方式相互作用并由此影響櫻桃番茄果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)[24-25]，但是這種相互作用是如何實(shí)現(xiàn)的，及通過何種方式進(jìn)行的等問題需要進(jìn)一步探討和驗(yàn)證，隨著番茄全基因組測序工作的完成，必將加快芳香物質(zhì)調(diào)控過程研究進(jìn)程。

利用HS-SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)對5 種不同果色櫻桃番茄（紅櫻桃、粉南、紫香玉、金珠1號、綠寶石）新鮮果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了分析鑒定，共鑒定出揮發(fā)性物質(zhì)81 種。其中醛類物質(zhì)20 種、醇類物質(zhì)19 種、酮類物質(zhì)10 種、烴類物質(zhì)11 種、酯類物質(zhì)13 種、其他類物質(zhì)8 種。醛類、醇類、酮類、酯類是這5 個(gè)櫻桃番茄品種果實(shí)的主要揮發(fā)性物質(zhì)。5 個(gè)品種共有的成分有14 種，但不同品種間揮發(fā)性成分的種類和含量存在很大的差異，尤其以類胡蘿卜素為前體合成的揮發(fā)性物質(zhì)差異明顯。同時(shí)對5 個(gè)櫻桃番茄品種的番茄紅素含量、抗壞血酸含量、可溶性固形物含量、pH值等進(jìn)行了測定分析，品種之間番茄紅素和抗壞血酸含量差異顯著。揮發(fā)物質(zhì)之間以及揮發(fā)物質(zhì)與其他品質(zhì)指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性，其中以類胡蘿卜素為前體的物質(zhì)與番茄紅素含量顯著相關(guān)。金珠1號、綠寶石中的芳香物質(zhì)和品質(zhì)指標(biāo)與其他3 個(gè)品種存在顯著差異?？傊?，揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)共同賦予了櫻桃番茄不同品種相似和獨(dú)特的風(fēng)味。

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Volatile Components and Quality Characteristics of Cherry Tomato from Five Color Varieties

CHANG Pei-pei, LIANG Yan*, ZHANG Jing, YANG Jian-hua, LIU Jing-yi, Lü Jie, ZHAO Jing-jing
(College of Horticulture, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)

Volatile compounds and their contents were analyzed in five varieties of different colored cherry tomato fruits by using headspace solid phase micorextraction (HS-SPME) coupled with GC-MS. Major volatile components and quality characteristics were discussed. The results indicated that total 81 volatile compounds were isolated and identified, mainly including ketones, aldehyde, esters, and alcohols. Fourteen common volatile components that formed unique flavor were observed in all 5 cherry tomato varieties; however, their contents were different. The contents of 5,9-undecadien-2-one, 6,10-dimetyl-,(E)- and 5,9,13-pentadecatrien-2-one, 6,10,4-trimethyl-,(E,E)- were significantly different among 5 varieties. Lycopene and ascorbic acid contents differed significantly as well. Red, pink, and purple varieties were rich in lycopene, but yellow and green varieties were rich in ascorbic acid. Some correlations between volatile substances and quality indicators were observed, suggesting that the unique flavor of cherry tomatoes was formed by mutual interaction of volatile substances and non-volatile substances.

cherry tomato; volatile compounds; head-space solid-phase micro-extractions (HS-SPME); gas chromatographymass spectrometry (GC-MS); quality characteristics

S641.2

A

1002-6630（2014）22-0215-07

10.7506/spkx1002-6630-201422042

2014-04-29

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（2011KTCL02-03）；西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)業(yè)科技推廣基金項(xiàng)目（TGZX2012-02）

常培培（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)榉压麑?shí)揮發(fā)性物質(zhì)。E-mail：changpeipei21@163.com

*通信作者：梁燕（1963—），女，教授，博士，研究方向?yàn)榉堰z傳育種與蔬菜種質(zhì)資源。E-mail：liangyan@nwsuaf.edu.cn