劉子記，劉維俠，牛玉，楊衍

(中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所，海口 571101)

櫻桃番茄是深受消費(fèi)者喜愛(ài)的一種水果型蔬菜[1]。隨著生活水平的提高，人們的消費(fèi)理念也發(fā)生了巨大變化，消費(fèi)者對(duì)番茄的風(fēng)味要求越來(lái)越高，番茄果實(shí)中的風(fēng)味物質(zhì)越來(lái)越受到研究人員的關(guān)注。國(guó)外關(guān)于番茄果實(shí)風(fēng)味物質(zhì)的研究始于20世紀(jì)50年代，隨著研究的深入，越來(lái)越多的風(fēng)味物質(zhì)被人們發(fā)現(xiàn)。揮發(fā)性芳香物質(zhì)是影響番茄風(fēng)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(gè)整體決定了番茄的風(fēng)味特征[2]。

頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，能夠有效減少揮發(fā)性物質(zhì)的損失，較為準(zhǔn)確地反映樣品揮發(fā)性風(fēng)味成分的種類及相對(duì)含量，是分析揮發(fā)性物質(zhì)的常用方法[3]，近年來(lái)被成功用于花椒、番茄醬、香茅草、菜薹、生姜和藤椒的揮發(fā)性風(fēng)味成分分析[4-9]。

番茄風(fēng)味物質(zhì)的種類及含量高低與品種和栽培因素密切相關(guān)[10-12]。另外，Li等[13]研究發(fā)現(xiàn)番茄不同果實(shí)部位的揮發(fā)性物質(zhì)存在顯著不同。da Silva Souza等[14]研究發(fā)現(xiàn)基因?qū)胂悼梢愿纳品压麑?shí)花青素和類胡蘿卜素的含量，但同時(shí)也顯著改變了揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量。Mayo-Hernández等[15]研究發(fā)現(xiàn)木虱為害可以顯著改變番茄果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)。優(yōu)良的砧木品種不僅能夠提高植株的抗逆性和產(chǎn)量，同時(shí)也能改善果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)。截至目前，有關(guān)不同砧木材料對(duì)番茄果實(shí)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響鮮有報(bào)道。本研究擬采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，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(ài)1號(hào)為砧木材料，探討不同砧木材料對(duì)番茄果實(shí)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類和含量的影響，本研究對(duì)于進(jìn)一步改善櫻桃番茄風(fēng)味具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際價(jià)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(ài)1號(hào)：由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心提供；砧木材料野茄托魯巴姆：購(gòu)自海口蔬菜種子市場(chǎng)。其中紫星實(shí)生苗標(biāo)記為紫星S；以托魯巴姆為砧木，以紫星為接穗的嫁接苗標(biāo)記為紫星J；以砧愛(ài)1號(hào)為砧木，以紫星為接穗的嫁接苗標(biāo)記為紫星FJ。材料于2018年10月底定植于中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院五隊(duì)試驗(yàn)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(shí)進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)測(cè)定與分析。

1.2 方法

1.2.1 儀器設(shè)備

HP6890/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)安捷倫公司；手動(dòng)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(guó)Supelco公司。

1.2.2 揮發(fā)性成分檢測(cè)

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(dòng)進(jìn)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(jìn)樣口(溫度250 ℃)中，熱解吸5 min進(jìn)樣。

色譜柱為FLM FB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)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(yùn)行時(shí)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(jìn)樣；溶劑延遲時(shí)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(fā)射電流34.6 μA，倍增器電壓1565 V，接口溫度280 ℃，質(zhì)量范圍29～500 amu。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

總離子流圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對(duì)Nist 14和Wiley 275標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖，確定揮發(fā)性化學(xué)成分，用峰面積歸一化法測(cè)定各化學(xué)成分的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)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(fā)性物質(zhì)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(fā)性物質(zhì)總離子流圖

表1 嫁接和非嫁接櫻桃番茄果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)及相對(duì)含量Table 1 The volatile compounds and relative content in grafted and non-grafted cherry tomato fruit

續(xù) 表

續(xù) 表

2.1 紫星S揮發(fā)性物質(zhì)分析

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

2.2 紫星J揮發(fā)性物質(zhì)分析

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

2.3 紫星FJ揮發(fā)性物質(zhì)分析

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

紫星S、紫星J和紫星FJ揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類和含量存在顯著性差異，見(jiàn)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(huán)己烷、3-甲基戊醇、壬烷、m-傘花烴、α-松烯、2-乙基己醇、愈創(chuàng)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(shí)揮發(fā)性物質(zhì)類別及相對(duì)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(shí)中36種主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。本研究采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了番茄實(shí)生苗、不同砧木材料嫁接苗果實(shí)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的差異。

紫星S、紫星J和紫星FJ共鑒定出71種風(fēng)味物質(zhì)，其中包括18種主要風(fēng)味物質(zhì)。紫星S含有3種特有揮發(fā)性物質(zhì)，紫星J含有12種特有揮發(fā)性物質(zhì)，紫星FJ含有4種特有揮發(fā)性物質(zhì)。紫星S與紫星J相比，紫星S含有14種特有揮發(fā)性物質(zhì)，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(fēng)味物質(zhì)。紫星J含有13種特有揮發(fā)性物質(zhì)，其中愈創(chuàng)木酚為主要風(fēng)味物質(zhì)。紫星S與紫星FJ相比，紫星S含有3種特有揮發(fā)性物質(zhì)，紫星FJ含有5種特有揮發(fā)性物質(zhì)。紫星J與紫星FJ相比，紫星J含有12種特有揮發(fā)性物質(zhì)，其中愈創(chuàng)木酚為主要風(fēng)味物質(zhì)。紫星FJ含有15種特有揮發(fā)性物質(zhì)，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(fēng)味物質(zhì)。綜合分析實(shí)生苗與不同砧木材料嫁接苗果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)現(xiàn)，與實(shí)生苗相比，紫星J果實(shí)含有的揮發(fā)性物質(zhì)種類低于紫星S，然而紫星FJ果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)種類則明顯高于紫星S。兩種嫁接苗比較發(fā)現(xiàn)，紫星FJ果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量顯著高于紫星J。

與實(shí)生苗相比，主要風(fēng)味物質(zhì)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(duì)含量在兩種嫁接苗果實(shí)中均表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，庚醛、E-2-庚烯醛、E-2-己烯醛的相對(duì)含量表現(xiàn)出降低的趨勢(shì)。1-戊醇、1-戊烯-3-酮、E-2-戊烯醛具有果香味，通過(guò)脂肪酸代謝途徑形成[17]，β-紫羅蘭酮通過(guò)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(guò)氨基酸代謝途徑形成，賦予番茄香味[19]，E-2-己烯醛通過(guò)脂肪酸代謝途徑形成[20]。3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇通過(guò)氨基酸代謝途徑形成，賦予番茄果實(shí)焦糖味，其相對(duì)含量在紫星J果實(shí)中呈增加趨勢(shì)，而在紫星FJ果實(shí)中呈下降趨勢(shì)。

6-甲基-5-庚烯-2-酮通過(guò)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(zhì)，6-甲基-5-庚烯-2-酮在紫星J果實(shí)中呈減少趨勢(shì)，在紫星FJ果實(shí)中呈增加趨勢(shì)，可能是由于番茄砧木砧愛(ài)1號(hào)能夠促進(jìn)番茄紅素積累所致。盡管接穗材料一致，但果實(shí)中所含有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和相對(duì)含量存在顯著不同，砧木如何調(diào)控番茄果實(shí)風(fēng)味仍需進(jìn)一步的研究。