5 種不同果色櫻桃番茄品種果實揮發性物質及品質特性分析

常培培，梁 燕*，張 靜，楊建華，劉婧儀，呂 潔，趙菁菁

（西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100）

5 種不同果色櫻桃番茄品種果實揮發性物質及品質特性分析

常培培，梁 燕*，張 靜，楊建華，劉婧儀，呂 潔，趙菁菁

（西北農林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100）

利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術分別測定5 個不同果色櫻桃番茄品種新鮮果實揮發性物質成分和含量，并對其品質特性及主要揮發性成分特征進行分析與探討。結果表明：5 個櫻桃番茄品種成熟果實中共檢測到81 種揮發性物質，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。品質指標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。揮發物質之間以及揮發 物質與其他品質指標之間存在一定的相關性，揮發性物質與非揮發性物質共同構成櫻桃番茄獨特的風味。

櫻桃番茄；揮發性物質；頂空固相微萃取；氣相色譜-質譜聯用；品質特性

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，被聯合國糧農組織列為優先推廣的四大水果之一[1]。櫻桃番茄果實表面光亮，色澤鮮艷，口味獨特，富含番茄紅素、維生素和礦物質，營養價值高，具有防癌、降血壓、降膽固醇等保健作用[2-6]，深受消費者喜愛。隨著櫻桃番茄的廣泛栽培，消費量也在逐年增加，人們對于櫻桃番茄的風味及其多樣性要求也逐漸提高。揮發性物質是決定番茄果實風味的一個重要因素。國外關于番茄果實芳香物質的研究始于20世紀50年代，隨著消費水平提高和鑒定技術的發展，我國對番茄揮發性物質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道。本實驗用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜（head space solid-phase micro-extractions gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）聯用技術對櫻桃番茄5 種不同果色新鮮果實中揮發性物質的種類及其含量進行分析比較，同時研究了櫻桃番茄的品質特性以及與揮發性物質的相關性，以期為不同果色櫻桃番茄品種評價及開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

5 個供試番茄品種：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），由西北農林科技大學園藝學院番茄育種課題組提供。均為無限生長類型。

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

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

1.2 儀器與設備

ISQ氣相色譜-質譜聯用儀 美國Thermo Fisher Scientific公司；HP-INNOWAX彈性石英毛細管柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）、恒溫磁力攪拌器 美國Troemner公司；SPME 手動進樣手柄、100 μm PDMS固相微萃取頭 美國Supelco公司；勻漿機 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數顯糖度計 日本愛宕公司；FE20 pH計 上海壘固儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 揮發性成分測定

1.3.1.1 SPME取樣

每個品種分別取成熟期一致大小均勻的10 個果實，用勻漿機打成勻漿，取約18 g番茄果肉勻漿，并加入5 g無水硫酸鈉，同時加入10 μL 0.025 mg/L的2-壬酮標樣于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，進行GC-MS分析。每個品種3 次重復，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彈性石英毛細管柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm），進樣口溫度250 ℃；進樣方式：不分流進樣；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

櫻桃番茄揮發性物質經過GC-MS分析鑒定后，運用計算機檢索并與圖譜庫（NIST 2011）的標準質譜圖對照，參考正反匹配度以及相關文獻[10-15]，選擇正反匹配度均大于800的揮發性組分報道。果實中揮發性物質的定量采用內標法，即各成分峰面積與內標物峰面積對比進行半定量分析[16]，計算公式如下：

根據化合物官能團的不同進行分類，并計算各類物質的含量。

1.3.2 品質指標測定方法

每個品種取15 個果實，用勻漿機打成勻漿，每個品質指標測定重復3 次，取平均值。抗壞血酸含量：采用2,6-二氯靛酚滴定法[17]；番茄紅素含量：參照劉沐霖等[18]的測定方法。可溶性固形物含量、pH值等參照李錫香等[19]的方法。

1.4 數據處理

用Excel 2010軟件對實驗數據進行統計；用Origin 7.5軟件對實驗數據進行作圖；用統計分析軟件SPSS 16.0對實驗數據進行相關性分析并進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同果色櫻桃番茄揮發性物質分析

由表1可以看出：5 個櫻桃番茄品種檢出的揮發性物質共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。揮發物質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性物質差異分析

不同果色櫻桃番茄各類揮發性物質含量比較見圖1。5 個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 個品種果實中各類物質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含量均比較低。烴類物質各品種間組分差異較大，含量較低，對櫻桃番茄貢獻較小。

表1 5 種櫻桃番茄果實各揮發性物質的含量Table 1 Relative volatile component contents in cherry tomato fruits from five varieties

續表1

圖1 5種櫻桃番茄果實各類揮發性物質含量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

5 個品種中共檢測到醇類物質19 種，粉果品種醇類物質數最多，為11 種，黃色品種最少，僅有5 種。5 個品種中醇類物質主要是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

醛類物質共檢測到20 種，反,反-2,4-癸二烯醛含量在醛類物質中含量，除在紅色品種中次于己醛外，在其他4 個品種中均為最高。反-2-壬烯醛、β-環檸檬醛、（Z）-檸檬醛和（E）-檸檬醛含量較高且為紅、粉、紫這3個品種特有。紅色品種特有醛類物質有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；癸醛僅在綠色品種中未檢測到。

2.2.3 酮類物質

酮類物質共檢測到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 個品種中，香葉基丙酮含量均為含量最高的物質，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

酯類物質共檢測到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，其他4 個品種酯類物質組分數相差不大。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 個品種中的酯類物質中含量均為最高。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性成分分析及其風味特征

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

由表2可知：5 個櫻桃番茄材料果實揮發性共有的組分有14 種，構成櫻桃番茄的主體風味。其中醛類物質5 種，主要與果實新鮮風味相關。醇類物質3 種，使果實具有淡甜果香。酮類物質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的33.7%、31.78%、24.30%。酯類物質2 種，主要與果實的果香有關。此外還含有2-正戊基呋喃和2-異丁基噻唑。5 個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 種物質含量均為最低。

2.4 不同果色櫻桃番茄品質特性分析

表3 5 種櫻桃番茄果實的品質指標Table 3 Quality parameters of cherry tomato fruits

5 個不同品種櫻桃番茄品質指標番茄紅素、抗壞血酸、可溶性固形物、pH值的測定結果見表3。不同果色櫻桃番茄果實普通品質指標有一定的差異，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。抗壞血酸含量在綠色品種中含量最高，分別為其他4 個品種的1.43、1.66、2.56、1.32 倍。5 個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揮發性物質與品質性狀的相關性分析

由表4可以看出：僅番茄紅素與一些揮發性物質相關性顯著，其他品質性狀與揮發性物質相關程度較低。番茄紅素與香葉基丙酮呈極顯著正相關，相關系數為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。品質性狀之間沒有顯著相關性，但番茄紅素與抗壞血酸的負相關系數較高，達到-0.712。揮發性物質之間存在相關性，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，與己醛呈顯著相關。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，與己醇呈顯著正相關。香葉基丙酮與法尼基丙酮呈極顯著正相關，相關系數達到0.983，與己醇和己醛呈顯著正相關。法尼基丙酮與己醇顯著正相關。其他揮發性物質之間相關程度不高。

表4 揮發性物質及品質指標間的相關系數Table 4 Correlation coefficients between volatile components and quality parameters

3 討論與結論

目前，已在番茄果實中鑒定出的揮發性成分超過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]。番茄果實整體香味是由多種物質相互作用產生的，不僅取決于揮發物質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揮發性物質種類和含量存在差異。6-甲基-5-庚烯-2-酮的前體物質為番茄紅素[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。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，因黃色和綠色櫻桃番茄番茄紅素含量低，這兩種物質含量比在其他3個番茄紅素含量高的品種中含量低很多，從而導致黃色和綠色品種的酮類含量低。另外紅、粉和紫色品種果實特有物質還有以類胡蘿卜素為前體物質的β-環檸檬醛，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性物質在黃色和綠色櫻桃番茄中與在其他3 個品種中差異較大。綠色品種揮發性物質總含量和組分數均為最低，但使番茄具有綠葉清新的風味的2-異丁基噻唑[21]含量比其他4 個品種均高，表明綠色品種新鮮風味強于其他4 個品種，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。從相關性分析來看，某些揮發性物質之間相關性顯著，可能合成途徑相關，但是需要進一步驗證。揮發性物質與其他品質指標間存在一定相關性，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風味品質[24-25]，但是這種相互作用是如何實現的，及通過何種方式進行的等問題需要進一步探討和驗證，隨著番茄全基因組測序工作的完成，必將加快芳香物質調控過程研究進程。

利用HS-SPME-GC-MS聯用技術對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）新鮮果實的揮發性物質進行了分析鑒定，共鑒定出揮發性物質81 種。其中醛類物質20 種、醇類物質19 種、酮類物質10 種、烴類物質11 種、酯類物質13 種、其他類物質8 種。醛類、醇類、酮類、酯類是這5 個櫻桃番茄品種果實的主要揮發性物質。5 個品種共有的成分有14 種，但不同品種間揮發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性物質差異明顯。同時對5 個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。揮發物質之間以及揮發物質與其他品質指標之間存在一定的相關性，其中以類胡蘿卜素為前體的物質與番茄紅素含量顯著相關。金珠1號、綠寶石中的芳香物質和品質指標與其他3 個品種存在顯著差異。總之，揮發性物質與非揮發性物質共同賦予了櫻桃番茄不同品種相似和獨特的風味。

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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

陜西省科技統籌創新計劃項目（2011KTCL02-03）；西北農林科技大學農業科技推廣基金項目（TGZX2012-02）

常培培（1989—），女，碩士研究生，研究方向為番茄果實揮發性物質。E-mail：changpeipei21@163.com

*通信作者：梁燕（1963—），女，教授，博士，研究方向為番茄遺傳育種與蔬菜種質資源。E-mail：liangyan@nwsuaf.edu.cn