彩色櫻桃番茄果實揮發性風味物質分析

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，海南海口 571101）

0 引言

番茄是設施栽培的主要蔬菜作物之一。彩色櫻桃番茄，成熟果實果皮顏色呈條紋狀，果肉呈現棕色，其番茄紅素含量幾乎是普通番茄的2 倍，番茄紅素具有極強的自由基清除能力，是一種強有力的抗氧化劑，具有預防和抑制惡性腫瘤的作用[1-2]。另外，番茄紅素還有抗血管硬化、保護皮膚、預防白內障等功效[3]，具有極其重要的研究價值。

隨著生活水平的提高，人們追求番茄風味多樣化已成為一種必然趨勢。固相微萃取技術具有操作簡單、耗時短、樣品需求量少、無需溶劑萃取等優點[4]，已被成功用于甜瓜[5]、橄欖[6]、柑橘[7]、梨[8]、楊梅[9]、蘋果[10]揮發性風味物質分析。常培培等人[11]分析了紫色番茄果實揮發性風味物質。Zhu Y 等人[12]比較了不同番茄汁風味物質的差異。Li J 等人[13]研究發現番茄果實不同部位的揮發性物質存在顯著不同。Da Silva Souza M A 等人[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。截至目前，有關彩色櫻桃番茄果實風味物質的研究鮮有報道。試驗擬采用頂空固相微萃取- 氣相色譜質譜技術鑒定彩色櫻桃番茄果實揮發性成分，并采用峰面積歸一化法進行相對含量分析，比較不同彩色番茄品種揮發性風味物質的差異，以期為彩色櫻桃番茄品種的高效利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試彩色櫻桃番茄品種為海棠黑彩和彩星，分別由北京博收種子有限公司和北京市農林科學院蔬菜研究中心提供。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一致的5 枚果實進行揮發性物質測定與分析。

1.2 試驗方法

1.2.1 儀器設備

HP6890/5975C 型氣相- 質譜聯用儀，美國安捷倫公司產品；手動固相微萃取裝置，美國Supelco 公司產品；萃取纖維頭為2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex。

1.2.2 揮發性風味物質檢測

取混勻樣品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，熱解析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1 565 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Wiley275 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

海棠黑彩和彩星共含有揮發性物質77 種，其中醇類15 種，酮類6 種，酯類7 種，醛類24 種，烴類12 種，其他13 種。

揮發性物質總離子流圖見圖1。

圖1 揮發性物質總離子流圖

2.1 海棠黑彩揮發性成分分析

海棠黑彩含有72 種揮發性物質，占色譜流出組分總含量的97.69%。其中，醇類15 種，相對含量為23.12%；Z - 3 - 已烯醇相對含量最高，其次為1 -己醇。酮類5 種，相對含量為12.55%，6- 甲基- 5-庚烯- 2 - 酮相對含量最高，其次為1 - 戊烯- 3 -酮；酯類5 種，相對含量為4.14%，水楊酸甲酯相對含量最高；醛類24 種，相對含量為34.47%，2- 辛烯醛相對含量最高，其次為E - 2 - 己烯醛；烴類11 種，相對含量為1.17%，(+)-2- 蒈烯相對含量最高；其他12 種，相對含量為22.24%，2 - 異丁基噻唑相對含量最高，其次為1 - 硝基- 3 - 甲基丁烷（表1，表2）。

2.2 彩星揮發性成分分析

彩星含有58 種揮發性物質，占色譜流出組分總含量的98.85%。其中，醇類14 種，相對含量為24.77%， Z- 3 - 已烯醇相對含量最高，其次為1 -己醇；酮類5 種，相對含量為24.70%，6- 甲基- 5-庚烯- 2 - 酮相對含量最高；酯類4 種，相對含量為0.34%，Z- 乙酸- 3 - 己烯醇酯相對含量最高；醛類20 種，相對含量為31.23%，E - 2 - 己烯醛相對含量最高，其次為正己醛；烴類5 種，相對含量為0.27%，(+)- 2 - 蒈烯相對含量最高；其他10 種，相對含量為 17.53%，2 - 異丁基噻唑相對含量最高，其次為1 - 硝基- 3 - 甲基丁烷（表1，表2）。

2.3 海棠黑彩和彩星共有揮發性成分分析

海棠黑彩和彩星具有53 種相同成分，其中醇類14 種，酮類4 種，酯類2 種，醛類20 種，烴類4 種，其他9 種；醇類Z- 3 - 已烯醇在海棠黑彩和彩星中含量均表現最高；酮類6 - 甲基- 5 - 庚烯- 2 - 酮在海棠黑彩和彩星中含量均表現最高；酯類水楊酸甲酯在海棠黑彩中含量最高，在彩星中含量相對較低；醛類2 - 辛烯醛在海棠黑彩中含量表現最高，而E - 2 - 己烯醛在彩星中含量表現最高；烴類的含量在海棠黑彩和彩星中均表現較低；其他類2 - 異丁基噻唑在海棠黑彩和彩星中含量均表現最高。

2.4 海棠黑彩和彩星獨特揮發性成分分析

彩色櫻桃番茄品種揮發性物質及相對含量見表1，彩色櫻桃番茄品種揮發性物質類別及相對含量見表2。

表1 彩色櫻桃番茄品種揮發性物質及相對含量

（續表1）

表2 彩色櫻桃番茄品種揮發性物質類別及相對含量

由表1、表2 可知，海棠黑彩和彩星揮發性風味物質種類和含量存在顯著性差異。海棠黑彩醛類含量最高，其次為醇類、其他類、酮類、酯類和烴類。彩星醛類含量最高，其次為醇類、酮類、其他類、酯類和烴類。海棠黑彩含有19 種特有香氣成分，分別為1 - 壬醇、2 - 丁酮、乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯、E,E-2,4- 庚二烯醛、E - 2 - 壬烯醛、β -環高檸檬醛、E,E-2,4- 癸二烯醛、正戊烷、2,4 - 二甲基庚烷、乙基環己烷、壬烷、β - 蒎烯、1,2,4- 三甲基苯、正十四烷、2 - 正丙基呋喃、愈創木酚、苯乙腈。彩星含有5 種特有香氣成分，分別為丙酮、Z-乙酸- 3 - 己烯醇酯、乙酸己酯、己烷、紫蘇烯。

3 結論

芳香物質包括醇類、醛類、酮類、萜類、酯類、烴類和含硫化合物，番茄果實中的芳香物質構成了番茄的風味。Tieman D 等人[15]研究確定了番茄36 種主要的揮發性芳香成分，采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質譜聯用技術分析了不同彩色櫻桃番茄品種揮發性物質的組成及含量差異。

海棠黑彩含有72 種揮發性物質，彩星含有58 種揮發性物質，海棠黑彩和彩星具有53 種相同的揮發性成分，包括18 種主要的風味成分，分別為3 - 甲基- 1 - 丁醇、2 - 甲基- 1 - 丁醇、1 - 戊醇、6 -甲基- 5 - 庚烯- 2 - 醇、苯乙醇、1 - 戊烯- 3 -酮、6- 甲基- 5- 庚烯- 2- 酮、β- 紫羅蘭酮、E -2 - 戊烯醛、E- 2 - 己烯醛、E - 2- 庚烯醛、苯甲醛、苯乙醛、正壬醛、Z- 4- 癸烯醛、1- 硝基- 3-甲基丁烷、2 - 異丁基噻唑、1 - 硝基- 2 - 苯乙烷，這些共有的揮發性物質構成了彩色櫻桃番茄的主體風味，而未檢測到的主要揮發性物質可能是由于品種和栽培措施不同所致[16-17]。

海棠黑彩含有19 種特有香氣成分，其中E,E-2,4- 癸二烯醛、愈創木酚、苯乙腈為主要風味物質。彩星含有5 種特有香氣成分，其中乙酸己酯為主要風味物質。該結果說明不同彩色櫻桃番茄品種果實的揮發性物質組成存在一定差異，進而導致果實風味的不同。

6 - 甲基- 5 - 庚烯- 2 - 酮通過類胡蘿卜素代謝途徑形成，具有果香味[18]，番茄紅素是主要風味成分6 - 甲基- 5 - 庚烯- 2 - 酮的前體物質[19]，海棠黑彩和彩星6 - 甲基- 5 - 庚烯- 2 - 酮的相對含量分別為10.22%和23.44%，該結果間接說明彩星番茄紅素的含量遠遠高于海棠黑彩。2 - 異丁基噻唑通過氨基酸代謝途徑形成[20]，呈強烈番茄香氣[21]，是番茄主要的風味成分，在海棠黑彩和彩星中的含量分別為10.38%和9.63%，該結果說明海棠黑彩的番茄香味強于彩星。

β - 紫羅蘭酮[22]、乙酸己酯、苯乙腈[23]等主要風味成分盡管含量很低，但對番茄果實的風味具有非常重要的影響。其他化合物作為背景香氣物質對番茄果實綜合風味也具有顯著效應[24]。在未來的研究中應針對市場需求不同，選育風味多樣的番茄品種。