不同砧木對櫻桃番茄果實揮發性風味物質的影響

劉子記，劉維俠，牛玉，楊衍

(中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所，?？?571101)

櫻桃番茄是深受消費者喜愛的一種水果型蔬菜[1]。隨著生活水平的提高，人們的消費理念也發生了巨大變化，消費者對番茄的風味要求越來越高，番茄果實中的風味物質越來越受到研究人員的關注。國外關于番茄果實風味物質的研究始于20世紀50年代，隨著研究的深入，越來越多的風味物質被人們發現。揮發性芳香物質是影響番茄風味的主要成分，其中醇類、醛類、酮類、酯類以及含硫化合物等作為一個整體決定了番茄的風味特征[2]。

頂空固相微萃取-氣質聯用技術集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，能夠有效減少揮發性物質的損失，較為準確地反映樣品揮發性風味成分的種類及相對含量，是分析揮發性物質的常用方法[3]，近年來被成功用于花椒、番茄醬、香茅草、菜薹、生姜和藤椒的揮發性風味成分分析[4-9]。

番茄風味物質的種類及含量高低與品種和栽培因素密切相關[10-12]。另外，Li等[13]研究發現番茄不同果實部位的揮發性物質存在顯著不同。da Silva Souza等[14]研究發現基因導入系可以改善番茄果實花青素和類胡蘿卜素的含量，但同時也顯著改變了揮發性物質的種類和含量。Mayo-Hernández等[15]研究發現木虱為害可以顯著改變番茄果實的揮發性物質。優良的砧木品種不僅能夠提高植株的抗逆性和產量，同時也能改善果實的風味品質。截至目前，有關不同砧木材料對番茄果實揮發性風味物質的影響鮮有報道。本研究擬采用頂空固相微萃取-氣質聯用技術，以紫星櫻桃番茄品種為接穗，以野茄托魯巴姆和普通番茄砧愛1號為砧木材料，探討不同砧木材料對番茄果實揮發性風味物質種類和含量的影響，本研究對于進一步改善櫻桃番茄風味具有重要的理論價值和實際價值。

1 材料與方法

1.1 材料

供試櫻桃番茄品種紫星和普通番茄砧木砧愛1號：由北京市農林科學院蔬菜研究中心提供；砧木材料野茄托魯巴姆：購自?？谑卟朔N子市場。其中紫星實生苗標記為紫星S；以托魯巴姆為砧木，以紫星為接穗的嫁接苗標記為紫星J；以砧愛1號為砧木，以紫星為接穗的嫁接苗標記為紫星FJ。材料于2018年10月底定植于中國熱帶農業科學院五隊試驗基地，采取相同的栽培管理措施，每份材料于2019年3月中旬采收成熟度和大小均勻一致的5枚果實進行揮發性物質測定與分析。

1.2 方法

1.2.1 儀器設備

HP6890/5975C氣相色譜-質譜聯用儀 美國安捷倫公司；手動固相微萃取裝置(萃取纖維頭為2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS Stable Flex) 美國Supelco公司。

1.2.2 揮發性成分檢測

取混勻的樣品10 g置于10 mL固相微萃取儀采樣瓶中，插入裝有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纖維頭的手動進樣器，在60 ℃的平板加熱條件下頂空萃取50 min后，移出萃取頭并立即插入氣相色譜儀進樣口(溫度250 ℃)中，熱解吸5 min進樣。

色譜柱為FLM FB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細管柱，柱溫37 ℃保持2 min，以3 ℃/min升溫至160 ℃，再以6 ℃/min升溫至202 ℃，運行時間為40 min，汽化室溫度250 ℃，載氣為高純He(99.999%)，柱前壓為6.89 psi，載氣流速為1.0 mL/min，不分流進樣；溶劑延遲時間為1 min，離子源為EI源，離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃，電子能量70 eV，發射電流34.6 μA，倍增器電壓1565 V，接口溫度280 ℃，質量范圍29～500 amu。

1.2.3 數據處理

總離子流圖中的各峰經質譜計算機數據系統檢索及核對Nist 14和Wiley 275標準質譜圖，確定揮發性化學成分，用峰面積歸一化法測定各化學成分的相對質量分數。

2 結果與分析

由圖1和表1可知，紫星S、紫星J和紫星FJ共含有揮發性物質71種，其中醇類18種，酮類5種，酯類4種，醛類21種，烴類15種，其他8種。

圖1 揮發性物質總離子流圖

表1 嫁接和非嫁接櫻桃番茄果實揮發性物質及相對含量Table 1 The volatile compounds and relative content in grafted and non-grafted cherry tomato fruit

續 表

續 表

2.1 紫星S揮發性物質分析

由圖1和表1可知，紫星S含有54種揮發性物質，占色譜流出組分總含量的98.70%。其中醇類13種，相對含量為36.72%，Z-3-己烯醇相對含量最高，其次為1-己醇。酮類5種，相對含量為5.55%，6-甲基-5-庚烯-2-酮相對含量最高。酯類2種，相對含量為1.94%，水楊酸甲酯相對含量最高。醛類20種，相對含量為52.05%，正己醛相對含量最高，其次為(E)-2-己烯醛。烴類7種，相對含量為0.51%，β-水芹烯相對含量最高。其他7種，相對含量為1.92%，2-戊基呋喃相對含量最高，其次為2-異丁基噻唑。

2.2 紫星J揮發性物質分析

由圖1和表1可知，紫星J含有53種揮發性物質，占色譜流出組分總含量的98.36%。其中醇類13種，相對含量為44.11%，2-甲基-1-丁醇相對含量最高，其次為3-甲基-1-丁醇。酮類3種，相對含量為3.08%，6-甲基-5-庚烯-2-酮相對含量最高，其次為1-戊烯-3-酮。酯類3種，相對含量為11.31%，水楊酸甲酯相對含量最高。醛類13種，相對含量為20.11%，正己醛相對含量最高，其次為正戊醛。烴類14種，相對含量為15.43%，苯乙烯相對含量最高。其他7種，相對含量為4.32%，2-戊基呋喃相對含量最高，其次為2-硫代丙烷。

2.3 紫星FJ揮發性物質分析

由圖1和表1可知，紫星FJ含有56種揮發性物質，占色譜流出組分總含量的99.33%。其中醇類15種，相對含量為45.93%，Z-3-己烯醇相對含量最高，其次為1-己醇。酮類4種，相對含量為6.57%，6-甲基-5-庚烯-2-酮相對含量最高。酯類1種，相對含量為3.13%。醛類21種，相對含量為39.22%，正己醛相對含量最高，其次為E-2-己烯醛。烴類9種，相對含量為2.44%，β-水芹烯相對含量最高。其他6種，相對含量為2.03%，2-異丁基噻唑相對含量最高，其次為2-戊基呋喃。

2.4 紫星S、紫星J和紫星FJ特有揮發性物質分析

紫星S、紫星J和紫星FJ揮發性風味物質種類和含量存在顯著性差異，見表1和表2。紫星S醛類含量最高，其次為醇類、酮類、酯類、其他類和烴類。紫星J醇類含量最高，其次為醛類、烴類、酯類、其他類和酮類。紫星FJ醇類含量最高，其次為醛類、酮類、酯類、烴類和其他類。紫星S含有3種特有香氣成分，分別為丙酮、己酸甲酯、紫蘇烯。紫星J含有12種特有香氣成分，分別為2-甲基戊烷、乙酸乙酯、2-甲基-2-丁烯-1-醇、2，4-二甲基庚烷、乙基環己烷、3-甲基戊醇、壬烷、m-傘花烴、α-松烯、2-乙基己醇、愈創木酚、水楊酸乙酯。紫星FJ含有4種特有香氣成分，分別為正丙醇、β-蒎烯、E-4-壬烯醛、1-壬醇。

表2 嫁接和非嫁接櫻桃番茄果實揮發性物質類別及相對含量Table 2 The types and relative content of volatile compounds in grafted and non-grafted cherry tomato fruit

3 討論

Tieman等[16]研究確定了番茄果實中36種主要揮發性風味物質。本研究采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質譜聯用技術分析了番茄實生苗、不同砧木材料嫁接苗果實揮發性風味物質的差異。

紫星S、紫星J和紫星FJ共鑒定出71種風味物質，其中包括18種主要風味物質。紫星S含有3種特有揮發性物質，紫星J含有12種特有揮發性物質，紫星FJ含有4種特有揮發性物質。紫星S與紫星J相比，紫星S含有14種特有揮發性物質，其中苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-醇、苯乙醛、苯乙醇、Z-4-癸烯醛為主要風味物質。紫星J含有13種特有揮發性物質，其中愈創木酚為主要風味物質。紫星S與紫星FJ相比，紫星S含有3種特有揮發性物質，紫星FJ含有5種特有揮發性物質。紫星J與紫星FJ相比，紫星J含有12種特有揮發性物質，其中愈創木酚為主要風味物質。紫星FJ含有15種特有揮發性物質，其中苯甲醛、6-甲基-5-庚烯-2-醇、苯乙醛、苯乙醇、Z-4-癸烯醛為主要風味物質。綜合分析實生苗與不同砧木材料嫁接苗果實揮發性物質發現，與實生苗相比，紫星J果實含有的揮發性物質種類低于紫星S，然而紫星FJ果實的揮發性物質種類則明顯高于紫星S。兩種嫁接苗比較發現，紫星FJ果實揮發性物質數量顯著高于紫星J。

與實生苗相比，主要風味物質1-戊醇、1-戊烯-3-酮、β-紫羅蘭酮、E-2-戊烯醛、正壬醛、2-異丁基噻唑的相對含量在兩種嫁接苗果實中均表現出增加的趨勢，庚醛、E-2-庚烯醛、E-2-己烯醛的相對含量表現出降低的趨勢。1-戊醇、1-戊烯-3-酮、E-2-戊烯醛具有果香味，通過脂肪酸代謝途徑形成[17]，β-紫羅蘭酮通過類胡蘿卜素代謝途徑形成，具有芳香的果味[18]，2-異丁基噻唑通過氨基酸代謝途徑形成，賦予番茄香味[19]，E-2-己烯醛通過脂肪酸代謝途徑形成[20]。3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇通過氨基酸代謝途徑形成，賦予番茄果實焦糖味，其相對含量在紫星J果實中呈增加趨勢，而在紫星FJ果實中呈下降趨勢。

6-甲基-5-庚烯-2-酮通過類胡蘿卜素代謝途徑形成，番茄紅素是6-甲基-5-庚烯-2-酮的前體物質，6-甲基-5-庚烯-2-酮在紫星J果實中呈減少趨勢，在紫星FJ果實中呈增加趨勢，可能是由于番茄砧木砧愛1號能夠促進番茄紅素積累所致。盡管接穗材料一致，但果實中所含有的揮發性風味物質的種類和相對含量存在顯著不同，砧木如何調控番茄果實風味仍需進一步的研究。