不同番茄品種揮發性物質的測定分析

何勝男 王海鳳 劉海學 潘小丹 蔣琳

摘要：本試驗以不同品種的番茄為研究對象，采用固相微萃取-氣相色譜質譜聯用技術進行測定分析其揮發性物質，通過主要成分分析研究不同品種番茄的風味差異，為人們選購番茄提供參考，同時，為番茄風味評估提供依據。

關鍵詞：番茄;揮發性物質;風味;固相微萃取;氣相色譜質譜聯用

基金項目：天津農學院大學生創新創業訓練計劃項目（201810061208）

中圖分類號： S641 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2019.14.032

番茄果實營養豐富，具有特殊風味。可以作為水果生食、又可作為蔬菜炒食或加工制成番茄醬、果汁等。番茄果實富含多種營養物質、維生素和礦質元素，如VA、VB2、VC、鈣、鎂、鋅、碘、類黃酮類、類胡蘿卜素等[1，2]。番茄紅素更是被認為具有很好的防癌、降壓等作用[3，4]。此外，果實揮發性物質成分也是構成和衡量番茄果實鮮食風味以及加工品質的重要因素之一。目前在番茄果實中己報道出超過400種揮發性物質，主要包括醇類、醛類、酮類和酯類等[5，6]。其中，只有30多種物質真正影響番茄果實的揮發性特性。正是由于這些揮發性物質造成了番茄特殊的風味及營養價值，本實驗對揮發性物質進行分析測定，研究其風味成分，為人們選購番茄提供參考。

在研究揮發性物質分析前，常需要對樣品進行適當的純化和富集處理。在對番茄果實的揮發性物質進行提取過程中，采用蒸汽蒸餾法、溶劑萃取法、超臨界流體萃取法等傳統的萃取方法時，果實中的揮發性物質與催化揮發性物質產生的酶類物質往往會被酶解掉[7]。因此，在分離和提取番茄果實揮發性物質時，必須選用更快的分離和提取方法。固相微萃取技術（solic-phase micro-extraction，SPME）是一種新型高效的樣品預處理技術，該技術可以根據目標物質進行選擇性的萃取，與傳統方法相比，操作簡單快速、費用較低且所需分析樣品量少。

自從該技術發展起來就迅速和其他儀器設備結合發展成為一種新的技術領域。如氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）、液相色譜-質譜聯用儀（LC-MS）等[8]。近年來，氣質聯用儀的應用也越來越普遍[9～11]，但目前針對番茄香氣成分萃取效果的相關研究報道還較少。

1 材料與方法

1.1 材料

購買3個番茄品種：紅色圣女果（紅果）、綠寶石番茄（綠果）和紫色圣女果（紫色）。

1.2 儀器與設備

氣相色譜-質譜聯用儀Agilent7890A-5975C：美國Agilent公司。

恒溫磁力攪拌器：美國Supelco公司。

SPME手動進樣手柄、50/30μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭：美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 揮發性成分測定

1.3.1.1 SPME取樣 每個品種分別取大小均勻的10個果實，用勻漿機打成勻漿，取約5g番茄果肉勻漿，立即用聚四氟乙烯丁基合成橡膠隔片密封，置于40℃恒溫磁力攪拌器上，磁力攪拌速率為8000r/min，平衡10min，然后，固相微萃取吸附30min，立即插入進樣口，解析3min，進行GC-MS分析。

1.3.1.2 儀器分析 色譜條件：色譜柱為DB-WAX彈性石英毛細管柱（30 m×250μm×0.25μm），進樣口溫度250℃。

進樣方式：不分流進樣;升溫程序：40℃保持2.5min，10C/min升至110℃，然后，以6℃/min升溫至230℃，維持8min;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35～500u。

2 結果與分析

2.1 三種番茄揮發性物質種類分析

根據實驗測得數據，對紅色圣女果、綠寶石番茄和紫色番茄含有的揮發性物質種類進行統計。

由表1數據可得出，在紅色圣女果中共含有114種揮發性物質，其中，烴類25種，醇類15種，酯類14種，酮類16種，醛類9種，其他類物質35種。

在綠寶石番茄中共含有65種揮發性物質，其中，烴類24種，醇類4種，酯類10種，酮類6種，醛類11種，其他類物質10種。

在紫色番茄中共含有56種揮發性物質，其中，烴類11種，醇類7種，酯類7種，酮類3種，醛類12種，其他類物質16種。

從表1數據中還可以看出，同一類揮發性物質在不同品種的番茄中種類不一樣。比如，醇類，在紅色圣女果中有15種，在綠寶石番茄中有4種，在紫色番茄中有7種。醛類在紅色圣女果中有9種，在綠寶石番茄中有11種，在紫色番茄中有12種。可以得出物質種類不同造成的口味不一樣。

2.2 三種番茄揮發性物質含量分析

根據實驗測得數據，對紅色圣女果、綠寶石番茄和紫色番茄含有的揮發性物質含量進行統計。

由圖1、圖2、圖3可得出，在這三種番茄中醇類占百分比比較高，其次，酮類和醛類所占百分比也比較高，這就得出了番茄香味的來源，正是由于這些揮發性物質造成番茄有著特殊的風味。

2.3 三種番茄揮發性物質的主成分分析

由主成分的二維因子得分圖（圖4）可知，第一個變量（主成分）的方差貢獻率為67.32%，第二個為32.68%，三個品種在得分圖上完全分離說明他們的揮發性物質不同，進一步證明了不同品種風味不同。

3 討論

在番茄中，己報道了超過400種的揮發性物質，Baldwin等[12]認為番茄的主要特征效應化合物有16種，其中番茄紅素，6-甲基-5- 庚烯-2-醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮的前體物質均為番茄紅素，呈現出甜甜的花香氣味并伴有清香[13]，會隨著果實的成熟含量逐漸增加[14]，酮類、醇類和酯類物質共有的揮發性物質揮發產生特殊的香氣，構成了紫色番茄主體風味，是表征紫色番茄香氣特征的嗅感物質。另外，一些物質濃度不高但它的對數閾值單位很高，也對風味產生重要影響。其他一些相對含量不高的化合物為番茄風味的輔助香氣物質即背景香氣物質[15]，多種揮發性物質相互作用形成紫色番茄特有風味，但這些揮發性物質如何相互作用值得更進一步研究。

4 結論

利用簡單、快捷固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術對3個品種的番茄（紅色圣女果、綠寶石番茄、紫色番茄）新鮮果實的揮發性風味成分進行了分析鑒定，共鑒定出揮發性物質186種。其中，醛類物質17種，醇類物質18種，酮類物質20種，烴類物質49種，酯類物質28種，其他物質54種。醛類、醇類、酮類、酯類是這3個番茄品種果實的主要揮發性物質。3個品種共有的成分有12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。總之，揮發性物質組分、含量及相互作用，賦予了番茄不同品種相似和獨特的風味。

參考文獻

[1]黃麗華，李蕓瑛.櫻桃番茄果實營養成分分析[J].中國農學通報，2005（10）：91-92.

[2]鐘彩霞.番茄的營養成分及保健作用[J].內蒙古科技與經濟，2011（22）：105-107.

[3] FRIEDMAN M.Anticarcinogenic， cardioprotective， and other health benefits of tomato compounds lycopene， α-tomatine， and tomatidine in pure form and in fresh and processed ? tomatoes[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2013，61（40）：9534-9550.

[4] BUTELLI E，TITTA L， GIORGIO M，et al. Enrichment of tomato fruit with health-promoting anthocyanins by expression of select transcription factors[J].Nature Biotechnology，2008，26（11）：1301-1308.

[5] GOFF S A，KLEE HJ.Plant volatile compounds：sensory cues for health and nutritional value[J].Science，2006，311：815-819.

[6]岳冬，劉娜，朱為民，等.櫻桃番茄與普通番茄部分品質指標及氨基酸組成比較[J].食品科學，2015，36（04）：92-96.

[7]KAZENIAC S J，HALL R M.Flavor chemistry of tomato volatiles[J].J Food Sci，2006（05）：519-530.

[8]謝建春，孫寶國，劉玉平，等.固相微萃取在食品香味分析中的應用[J].食品科學，2003，24（08）：229-233.

[9]謝建春.現代香味分析技術及應用[M].北京：中國標準出版社，2008.

[10]常培培，梁燕，張靜，等.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[J].食品科學，2014，35（22）：215-219.

[11]張影陸，范文來，姜文廣，等.頂空固相微萃取法測定果酒中的揮發性成分[J].食品與生物技術學報，2008，27（06）：115-120.

[12]BALDWIN E A，SCOTT J W，SHEWMAKER C K， et al.Flavor trivia and tomato aroma： biochemistry and possible mechanisms for control of important aroma components[J].Hort Science，2000，35（6）：1013-1022.

[13]BALDWIN E，GOODNE R K，PLOTTO A.Interaction of volatiles，sugars， and acids on perception of tomato aroma and flavor descriptors[J].Journal of Food Science，2008，73（6）： 294-307.

[14]ORTIZ-SERRANO P，GIL J V.Quantitative comparison of free and bound volatiles of two commercial tomato cultivars （Solanum lycopersicum L.） during ripening[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2009，58（2）：1106-1114.

[15] KOPPEL K.Associations of volatile compounds with sensory aroma and flavor：the complex nature of flavor[J].Molecules，2013，18（5）：4887-4905.

作者簡介：何勝男，本科學歷，研究方向：微生物。

通訊作者：王海鳳，碩士，實驗師，研究方向：農業分析檢測。